转换电路、供电系统和电动汽车的制作方法

1.本公开实施例涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种转换电路、供电系统和电动汽车。


背景技术：

2.随着电动汽车技术的发展，电动汽车极大地方便了人们的日常出行。通常，在驾驶电动汽车时，需要将电动汽车电池提供的高压直流电转换为低压直流电，以向电动汽车低压电器供电。
3.传统技术中，主要是通过dcdc转换电路将电动汽车电池提供的高压直流电转换为低压直流电。但是，传统技术中，在dcdc转换电路的输出功率小于预设的额定功率时，存在对电源提供的电流转换效率较低的问题。


技术实现要素：

4.本公开实施例提供一种转换电路、供电系统和电动汽车，可以用于解决在dcdc转换电路的输出功率小于预设的额定功率时，电源提供的电流转换效率较低的问题。
5.第一方面，本公开实施例提供一种转换电路，所述转换电路包括：输入端口、输出端口、第一转换电路和第二转换电路，其中，第一转换电路和第二转换电路设置于输入端口和输出端口之间，第一转换电路和第二转换电路的阻抗值不同；
6.第一转换电路和第二转换电路的通断状态与输出端口的输出功率相关，第一转换电路和第二转换电路的不同通断状态对应形成不同的电流转换通路。
7.第二方面，本公开实施例提供一种供电系统，所述供电系统包括如第一方面所述的转换电路和电源：
8.第三方面，本公开实施例提供一种电动汽车，所述电动汽车包括如第二方面所述的供电系统。
9.本公开实施例提供的转换电路、供电系统和电动汽车，转换电路包括：输入端口、输出端口、第一转换电路和第二转换电路，第一转换电路和第二转换电路设置于输入端口和输出端口之间，第一转换电路和第二转换电路的阻抗值不同；第一转换电路和第二转换电路的通断状态与输出端口的输出功率相关，根据输出端口的输出功率能使第一转换电路和第二转换电路处于不同的通断状态，这样第一转换电路和第二转换电路的不同通断状态能够对应形成不同的电流转换通路，这样在输出端口的输出功率为不同功率值时都能确保通过第一转换电路和第二转换电路的不同通断状态对应形成的不同电流转换通路对电源提供的电流进行有效地转换，即既可以保证输出端口为低功率输出时的对电源提供的电流的转换效率，又可以保证输出端口为高功率输出时对电源提供的电流的转换效率，从而降低了电动汽车在电流转换过程中的能耗。
附图说明
10.图1为一个实施例中转换电路的应用环境图；
11.图2为一个实施例中转换电路的示意图；
12.图3为一个实施例中转换电路的示意图；
13.图4为另一个实施例中转换电路的示意图；
14.图5为一个实施例中转换电路的示意图；
15.图6为一个实施例中的供电系统的示意图；
16.附图标记说明：
17.转换电路：01输入端口：10；输出端口：20；
18.第一转换电路：30；第二转换电路：40；第二电阻：401；
19.第一电阻：301；转换子电路：302；通断控制电路：50；
20.功率检测电路：60；电容：70；电源：02；
21.供电系统：03。
具体实施方式
22.为了使本公开实施例的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本公开实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本公开实施例，并不用于限定本公开实施例。
23.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
24.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块（单元）的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
25.首先，在具体介绍本公开实施例的技术方案之前，先对本公开实施例基于的技术背景或者技术演进脉络进行介绍。通常情况下，在电动汽车供电技术领域，当前的技术背景是：由于车载直流转换器（dcdc）的额定功率为2.5kw，因此车载dcdc采样电路主要是以2.5kw为主要高效点来进行进行设计，使得车载dcdc的输出功率可以达到92%左右，但是，在输出功率在小于300w时，车载dcdc的输出效率较低仅有83%左右；另外，整车在中国轻型车测试工况（chinalight-dutyvehicletestcycle，cltc）工况下，车载dcdc输出功率只有
200w左右，使得车载dcdc的输出功率较低，进而使整车的能耗较高。基于该背景，申请人通过长期的采样电路模拟研发以及实验数据的搜集、演示和验证，发现为了提高车载dcdc的输出效率，车载dcdc的输出整流均采用同步整流控制策略，以提高车载dcdc的输出效率并且不存在肖特基势垒电压而造成的死区电压的问题，但是，由于车载dcdc额定功率为2.5kw，这样输出采样一般采用电阻取样，为了保持50a-200a取样精度，取样电阻一般选择较小阻值的电阻，这会导致车载dcdc小功率输出时取样精度较低，从而无法实现小电流输出时同步整流控制的精度。因此，在dcdc转换电路的输出功率小于预设的额定功率时，如何提高电流的转换效率成为目前亟待解决的难题。另外，需要说明的是，从确定预设的额定功率以及下述实施例介绍的技术方案，申请人均付出了大量的创造性劳动。
26.下面结合本公开实施例所应用的场景，对本公开实施例涉及的技术方案进行介绍。
27.本公开实施例提供的转换电路，可以应用于如图1所示的车辆中。其中，车辆中设置有车载dcdc，用于将高压直流电转换为低压直流电给车辆低压电器供电。例如，车载dcdc将高压直流电转换为低压电流电，用于打开车内的空调、前车灯后车灯等。其中，车辆可以包括但不仅限于是各种小汽车、商用车、客车、大巴车、卡车等纯电动或者油电混动汽车。
28.第一方面，在一个实施例中，如图2所示，提供了一种转换电路，该转换电路01包括：输入端口10、输出端口20、第一转换电路30和第二转换电路40，其中，第一转换电路30和第二转换电路40设置于输入端口10和输出端口20之间，第一转换电路30和第二转换电路40的阻抗值不同；所述第一转换电路30和所述第二转换电路40的通断状态与所述输出端口20的输出功率相关，所述第一转换电路30和所述第二转换电路40的不同通断状态对应形成不同的电流转换通路。
29.其中，输入端口10可以与车辆的电源连接，输出端口20可以与车辆中的用电设备连接。例如，如图2所示，电路右端显示的“+”符号表示输入端口10，电路左端显示的
“‑”
符号表示输出端口20。
30.可选的，在本实施例中，设置在输入端口10和输出端口20之间的第一转换电路30和第二转换电路40可以分别独立工作，也就是说，在第一转换电路30工作时，第二转换电路40不工作；在第二转换电路40工作时，第一转换电路30不工作。例如，如图2所示，电子元件1所在的支路可以为第二转换电路40；电子元件2所在的支路可以为第一转换电路30。
31.可选的，在本实施例中，第一转换电路30和第二转换电路40中均可以包括但不仅限于电阻、电感和电容等电子元件，但第一转换电路30和第二转换电路40中的阻抗值不同，示例性，第一转换电路30中的阻抗值可以大于第二转换电路40中的阻抗值，或者，第一转换电路30中的阻抗值可以小于第二转换电路40中的阻抗值。
32.示例性的，在本实施例中，当输出端口20的输出功率大于预设的输出功率阈值时，可以将第一转换电路30导通、第二转换电路40断开，形成一电流转换通路；当输出端口20的输出功率小于预设的输出功率阈值时，可以将第一转换电路30断开、第二转换电路40导通形成一电流转换通路。
33.在上述转换电路中，转换电路包括输入端口、输出端口、第一转换电路和第二转换电路，第一转换电路和第二转换电路设置于输入端口和输出端口之间，第一转换电路和第二转换电路的阻抗值不同；且第一转换电路和第二转换电路的通断状态与输出端口的输出
功率相关，第一转换电路和第二转换电路的不同通断状态对应形成不同的电流转换通路，这样第一转换电路和第二转换电路的不同通断状态能够对应形成不同的电流转换通路，这样在输出端口的输出功率为不同功率值时都能确保通过第一转换电路和第二转换电路的不同通断状态对应形成的不同电流转换通路对电源提供的电流进行有效地转换，即既可以保证输出端口为低功率输出时的对电源提供的电流的转换效率，又可以保证输出端口为高功率输出时对电源提供的电流的转换效率，从而降低了电动汽车在电流转换过程中的能耗。
34.本实施例将对输出端口20在不同输出功率下第一转换电路30和第二转换电路40的不同通断状态加以具体解释说明。在一个实施例中，在上述实施例的基础上，第一转换电路30的阻抗值小于第二转换电路40的阻抗值，在输出端口20的输出功率大于预设阈值时，第一转换电路30导通，第二转换电路40断开，以形成第一电流转换通路，第一电流转换通路包括输入端口10、第一转换电路30以及输出端口20；在输出端口20的输出功率小于或等于预设阈值时，第一转换电路30断开，第二转换电路40导通，以形成第二电流转换通路，第二电流转换通路包括输入端口10、第二转换电路40以及输出端口20。
35.其中，预设阈值可以根据车辆整车电量的使用状况确定，例如，车辆整车的消耗电量越大，则预设阈值越大，车辆整车的消耗电量越小，则预设阈值越小，例如当车辆同时打开空调、汽车内灯、汽车前灯及尾灯时，车辆整车的消耗电量较大，此时预设阈值的取值可以较大；当汽车满足正常行驶时且不打开额外的空调、车灯等设备时，车辆整车的消耗电量较小，此时预设阈值的取值可以较小，示例性地，在本实施例中，可以将预设阈值设置为300w。
36.可选的，如图3所示，在本实施例中，第一转换电路30可以包括第一电阻301，第二转换电路40可以包括第二电阻401，其中，第一电阻301的阻值小于第二电阻401的阻值，也就是说，第一电阻301可以为大电流采样电阻，第二电阻401可以为小电流采样电阻，可选的，第一电阻301可以包括但不仅限于一个大电流采样电阻，第二电阻401可以包括但不仅限于一个小电流采样电阻。进一步地，在本实施例中，作为一种可选的实施方式，如图3所示，上述第一转换电路30可以包括多个转换子电路302，且每个转换子电路302的阻抗值相同。
37.可选的，在本实施例中，在输出端口20的输出功率大于预设阈值时，可以通过向第一转换电路30发送第一控制信号，向第二转换电路40发送第二控制信号，通过第一控制信号控制第一转换电路30导通，通过第二控制信号控制第二转换电路40断开，以形成包括输入端口10、第一转换电路30以及输出端口20的第一电流转换通路。
38.可选的，在本实施例中，在输出端口20的输出功率小于或等于预设阈值时，可以通过向第二转换电路40发送第二控制信号，向第一转换电路30发送第一控制信号，通过第二控制信号控制第二转换电路40导通，通过第一控制信号控制第一转换电路30断开，以形成包括输入端口10、第二转换电路40以及输出端口20的第二电流转换通路。
39.本实施例中，转换电路的第一转换电路的阻抗值小于第二转换电路的阻抗值，且第一转换电路包括多个转换子电路，转换子电路的阻抗值相同；在输出端口的输出功率大于预设阈值时，第一转换电路导通，第二转换电路断开，以形成第一电流转换通路，第一电流转换通路包括输入端口、第一转换电路以及输出端口；在输出端口的输出功率小于或等
于预设阈值时，第一转换电路断开，第二转换电路导通，以形成第二电流转换通路，第二电流转换通路包括输入端口、第二转换电路以及输出端口，第一转换电路的阻抗值小于第二转换电路的阻抗值，这样，当输出端口的输出功率为不同功率值时都能确保通过第一转换电路和第二转换电路的不同通断状态对应形成的不同电流转换通路对电源提供的电流进行有效地转换，即既可以保证输出端口为低功率输出时的对电源提供的电流的转换效率，又可以保证输出端口为高功率输出时对电源提供的电流的转换效率。
40.在一个实施例中，在上述实施例的基础上，第一转换电路中的和第二转换电路均包括开关。
41.在本实施例中，第一转换电路30中可以包括但不仅限于一个开关，第二转换电路40中也可以包括但不仅限于一个开关，示例性地，如图4所示，第一转换电路30中可以包括开关q2和q3，第二转换电路40中可以包括开关q1。可选的，在本实施例中，第一转换电路中30的开关可以包括mos管，第二转换电路中40的开关也可以包括mos管。需要说明的是，本实施例中的开关包括mos管，是由于mos管的寿命较高，切换频率快，从而减少了电路切换的延迟带来的输出功率的损耗。
42.本实施例中，第一转换电路和第二转换电路中均包括开关，这样使得电路的切换更加便捷，能够在输出端口的输出功率大于预设阈值时，开关快速地将第一转换电路导通、第二转换电路断开，在输出端口的输出功率小于预设阈值时，开关快速地将第一转换电路断开、第二转换电路导通，这样在输出端口的输出功率为不同功率值时都能确保通过第一转换电路和第二转换电路的不同通断状态对应形成的不同电流转换通路对电源提供的电流进行高效地转换。
43.在上述在输出端口20的输出功率大于预设阈值时，所述第一转换电路30导通，所述第二转换电路40断开，在所述输出端口20的输出功率小于或等于所述预设阈值时，所述第一转换电路30断开，所述第二转换电路40导通，可以通过通过通断控制电路50对第一转换电路30和第二转换电路40的通断状态进行控制。在一个实施例中，在上述实施例的基础上，如图5所示，转换电路01还包括：通断控制电路50；通断控制电路50分别与第一转换电路30和第二转换电路40连接。
44.在本实施例中，通断控制电路50分别与第一转换电路30和第二转换电路40连接，通过通断控制电路50可以控制第一转换电路30和第二转换电路40的导通或者断开。可选的，在本实施例中，在输出端口20的输出功率大于预设阈值时，通断控制电路50可以导通第一转换电路30，断开第二转换电路40，在输出端口20的输出功率小于预设阈值时，通断控制电路50可以导通第二转换电路40，断开第一转换电路30。
45.本实施例中，转换电路还包括分别与第一转换电路和所述第二转换电路连接的通断控制电路，这样通过通断控制电路能够准确地控制第一转换电路和第二转换电路的导通状态，能够在输出功率大于预设阈值的情况下，快速地控制导通第一转换电路，断开第二转换电路；在输出功率小于预设阈值的情况下，快速地控制断开第一转换电路，导通第二转换电路。
46.在上述实施例中，由于第一转换电路30和第二转换电路40的通断状态与输出端口20的输出功率相关，因此，需要对输出端口20的输出功率进行检测。在本实施例中，转换电路01还包括：功率检测电路60，功率检测电路60与输出端口20以及通断控制电路50分别连
接。
47.在本实施例中，功率检测电路60可以实时地检测输出断路的功率值，以使通断控制电路50在输出功率大于预设阈值时，控制导通第一转换电路30，断开第二转换电路40；在输出功率小于预设阈值的情况下，快速地控制断开第一转换电路30，导通第二转换电路40。
48.可选的，在本实施例中，功率检测电路60可以包括功率检测器，或者，功率检测电路60可以包括电阻，通过电阻对输出端口20的功率进行检测。
49.示例性的，当功率检测电路60检测到输出端口20的输出功率小于300w时，通断控制电路50控制第二转换电路40导通，第一转换电路30断开，从而在输出端口的输出功率小于预设阈值时，提高转换电路的输出功率。又一示例性的，当功率检测电路60检测到输出端口20的输出功率大于或者等于300w时，通断控制电路50控制第一转换电路30导通，第二转换电路40断开，从而在输出端口的输出功率大于或者等于预设阈值时，提高转换电路的输出功率。
50.可选的，在上述实施例的基础上，上述转换电路01还包括：电容70；电容70与第一转换电路30和第二转换电路40并联。这样电容70能够对转换电路在特定端口下的电流进行滤波，使得获取的采样出的电流的真实性更高，从而保证了转换电路电流的转换效率。
51.本实施例中，转换电路还包括功率检测电路，功率检测电路与转换电路的输出端口以及通断控制电路分别连接，这样功率检测电路能够实时地对输出端口的输出功率进行检测，进而可以根据输出端口的输出功率控制通断控制电路控制第一转换电路和第二转换电路的通断状态，以确保在输出端口的输出功率为不同功率值时都能确保通过第一转换电路和第二转换电路的不同通断状态对应形成的不同电流转换通路对电源提供的电流进行有效地转换。
52.第二方面，在一个实施例中，如图6所示，提供了一种供电系统03，供电系统包括如上述第一方面所提供的转换电路01和电源02。
53.可选的，本实施例中的供电系统可以为电动汽车中的供电系统。
54.本实施例提供的供电系统包括的转换电路01的结构和工作原理，请参照上述实施例中关于转换电路01的详细描述，本实施例在此不再赘述。
55.在一个实施例中，提供了一种如图1所示的电动汽车，电动汽车包括如上述第二方面所提供的供电系统。
56.在本实施例中，电动汽车可以包括但不仅限于是各种小汽车、商用车、客车、大巴车、卡车等纯电动或者油电混动汽车，本实施例在此不做限制。
57.本实施例提供的电动汽车包括如第二方面所描述的供电系统，该供电系统包括转换电路01和电源，该转换电路01的结构和工作原理，请参照上述实施例中关于转换电路01的详细描述，本实施例在此不再赘述。
58.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
59.以上所述实施例仅表达了本公开实施例的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开实施例构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于
本公开实施例的保护范围。因此，本公开实施例专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种转换电路，其特征在于，所述转换电路应用于车辆，所述转换电路包括：输入端口、输出端口、第一转换电路和第二转换电路，其中，所述第一转换电路和所述第二转换电路设置于所述输入端口和所述输出端口之间，所述第一转换电路的阻抗值小于所述第二转换电路的阻抗值；在所述输出端口的输出功率大于预设阈值时，所述第一转换电路导通，所述第二转换电路断开，以形成第一电流转换通路，所述第一电流转换通路包括所述输入端口、所述第一转换电路以及所述输出端口；在所述输出端口的输出功率小于或等于所述预设阈值时，所述第一转换电路断开，所述第二转换电路导通，以形成第二电流转换通路，所述第二电流转换通路包括所述输入端口、所述第二转换电路以及所述输出端口。2.根据权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述第一转换电路包括第一电阻，所述第二转换电路包括第二电阻，其中，所述第一电阻的阻值小于所述第二电阻的阻值。3.根据权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述第一转换电路包括多个转换子电路，各所述转换子电路的阻抗值相同。4.根据权利要求1至3任一项所述的转换电路，其特征在于，所述第一转换电路和所述第二转换电路均包括开关。5.根据权利要求4所述的转换电路，其特征在于，所述开关包括mos管。6.根据权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述转换电路还包括：通断控制电路；所述通断控制电路分别与所述第一转换电路和所述第二转换电路连接。7.根据权利要求6所述的转换电路，其特征在于，所述转换电路还包括：功率检测电路，所述功率检测电路与所述输出端口以及所述通断控制电路分别连接。8.根据权利要求1所述的转换电路，其特征在于，所述转换电路还包括电容，所述电容与所述第一转换电路和所述第二转换电路并联。9.一种供电系统，其特征在于，所述供电系统包括如权利要求1-8任一项所述的转换电路和电源。10.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求9所述的供电系统。

技术总结
本公开实施例涉及一种转换电路、供电系统和电动汽车，所述转换电路应用于车辆，包括：输入端口、输出端口、第一转换电路和第二转换电路，第一转换电路和第二转换电路设置于输入端口和输出端口之间，第一转换电路的阻抗值小于第二转换电路的阻抗值；在输出端口的输出功率大于预设阈值时，第一转换电路导通，第二转换电路断开，以形成第一电流转换通路，第一电流转换通路包括输入端口、第一转换电路以及输出端口；在输出端口的输出功率小于或等于预设阈值时，第一转换电路断开，第二转换电路导通，以形成第二电流转换通路，第二电流转换通路包括输入端口、第二转换电路以及输出端口。采样本方案能够降低电动汽车在电流转换过程中的能耗。耗。耗。


技术研发人员：阎交生
受保护的技术使用者：上海桔晟科技有限公司
技术研发日：2022.11.23
技术公布日：2023/8/8