本發(fā)明涉及用于向機(jī)動車輛的電氣系統(tǒng)供電的裝置的領(lǐng)域，并且涉及用于控制這種裝置的方法。

背景技術(shù)：

為了能夠與具有內(nèi)燃機(jī)的車輛競爭，對電動車輛的電池的約束是顯著的。因此，電池必須具有較高的比能量密度，也就是說，以小型的尺寸容納大量的能量，以便提供大程度的自主權(quán)；并且必須是強(qiáng)力的，也就是說，能夠在很短的時間內(nèi)(特別是在使用再生制動的情況中的加速階段或制動階段)供應(yīng)或存儲大量的能量。

一種實(shí)現(xiàn)這些特性的方式是組合能量電池與動力電池。

然而，這種組合的使用一方面要求能夠根據(jù)所需功率選擇能夠收集能量的電池，另一方面要求能夠在電池之間傳遞能量，以便彼此充電。

當(dāng)前，由于所涉及的功率是幾十千瓦的量級，現(xiàn)有技術(shù)的dc電壓轉(zhuǎn)換器使得傳遞這樣的功率成本可能很高，因?yàn)樗枰哂懈吣芰咳萘康拇判栽?、?或處理(輸入或輸出)電壓以及整個傳輸電流的切換器件，從而造成大的切換損耗。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，需要找到能夠以高效率將電力從一個電池傳遞到另一個電池的解決方案，而且能夠選擇從中獲取電力的電池以便限制成本。

因此，本發(fā)明的一個主題是用于向機(jī)動車輛的電氣系統(tǒng)供電的裝置，該裝置包括第一和第二電池以及dc電壓轉(zhuǎn)換器，dc電壓轉(zhuǎn)換器包括鏈接到第一電池的第一端子和鏈接到第二電池的第二端子，第二端子還旨在連接到電氣系統(tǒng)，其中，dc電壓轉(zhuǎn)換器配置成形成串聯(lián)布置在第一和第二電池之間的電流源，以便控制與第一電池交換的電流。

根據(jù)一個實(shí)施例，第一電池的比能量密度大于第二電池的比能量密度，和/或，第二電池的功率密度大于第一電池的功率密度。

根據(jù)一個實(shí)施例，dc電壓轉(zhuǎn)換器包括與第一和第二電池串聯(lián)布置的電感器，以及配置為調(diào)節(jié)第一電感器中的電流的開關(guān)。

根據(jù)一個實(shí)施例，該裝置包括：

-整流器，其與電感器串聯(lián)布置，并且配置為對ac電壓進(jìn)行整流，以便傳輸控制流經(jīng)電感器的電流的電壓；

-逆變器，其配置為將ac電壓從稱為逆變器的電源的電壓源傳輸?shù)剿稣髌鳎?/p>

-變壓器，包括第一主繞組和副繞組，第一主繞組的端部鏈接到逆變器的輸出，并且副繞組的端部鏈接到整流器的輸入。

根據(jù)一個實(shí)施例，逆變器由第一電池供電。

根據(jù)一個實(shí)施例，逆變器由不同于第一電池和第二電池的電壓源供電。

根據(jù)一個實(shí)施例，該裝置包括充電器，其配置為從車輛外部的電氣系統(tǒng)為逆變器的電源或第一電池充電。

根據(jù)一個實(shí)施例，逆變器包含在充電器內(nèi)，并且變壓器還包括連接到整流器的第二主繞組，至少一個開關(guān)配置為將所述整流器連接到逆變器的電源的端子或者第一電池，以便從所述充電器對逆變器的電源或所述第一電池充電。

根據(jù)一個實(shí)施例，該裝置包括至少一個開關(guān)，其配置為當(dāng)在第一電池和車輛的電氣系統(tǒng)或第二電池之間交換能量時將逆變器連接到逆變器的電源，并且當(dāng)所述電源或第一電池被充電器充電時將逆變器從逆變器的電源斷開。

根據(jù)一個實(shí)施例，逆變器和充電器是兩個不同的單元，并且變壓器包括連接到所述充電器的第二主繞組，以便當(dāng)所述電源或第一電池從所述充電器充電時對逆變器的電源或第一電池供電。

本發(fā)明還涉及用于向機(jī)動車輛的電氣系統(tǒng)供電的裝置，該裝置包括第一和第二電池以及dc電壓轉(zhuǎn)換器，dc電壓轉(zhuǎn)換器包括鏈接到第一電池的第一端子和鏈接到第二電池的第二端子，第二端子也旨在連接到電氣系統(tǒng)，其中，dc電壓轉(zhuǎn)換器配置成形成串聯(lián)布置在第一電池和第二電池之間的電流源，以便控制與第一電池交換的電流；并且

其中，dc電壓轉(zhuǎn)換器包括：

-電感器，其與第一電池和第二電池串聯(lián)布置；

-整流器，其與電感器串聯(lián)布置，并且配置為對ac電壓進(jìn)行整流，以便傳輸控制流經(jīng)電感器的電流的電壓；

-逆變器，配置為將ac電壓從稱為逆變器的電源的電壓源傳輸?shù)剿稣髌鳎?/p>

-變壓器，包括第一主繞組和副繞組，第一主繞組的端部鏈接到逆變器的輸出，并且副繞組的端部鏈接到整流器的輸入。

根據(jù)本發(fā)明的裝置可以包括關(guān)于根據(jù)本發(fā)明的第一裝置的上述特征中的任何一個。

此外，根據(jù)一個實(shí)施例，第一電池和第二電池的相應(yīng)正端子僅通過所述電感器和所述整流器彼此鏈接。換句話說，只有電感器和整流器布置在第一和第二電池的兩個端子之間。特別地，為了控制與第一電池交換的電流，不需要具有其它部件，例如相對于供電裝置的地浮置的電容器。

根據(jù)一個實(shí)施例，電感器的第一端子連接到第一電池的端子，或者相應(yīng)地連接到第二電池的端子，電感器的第二端子連接到整流器的第一端子；并且整流器的第二端子連接到第二電池的端子，或者相應(yīng)地連接到第一電池的端子。特別地，電感器的第一端子連接到第一或第二電池的正端子；并且整流器的第二端子連接到第二或第一電池的正端子。

根據(jù)一個實(shí)施例，逆變器的電源將其供電直接傳輸?shù)侥孀兤鞯亩俗?。特別地，逆變器的電源的正端子連接到逆變器的正端子，并且逆變器的負(fù)端子連接到逆變器的負(fù)端子。

根據(jù)一個實(shí)施例，第一和第二電池鏈接到同一個地。特別地，第一和第二電池鏈接到供電裝置的地。

本發(fā)明還涉及一種機(jī)動車輛，其包括車載電氣系統(tǒng)和根據(jù)本發(fā)明的用于向電氣系統(tǒng)供電的裝置。

本發(fā)明還涉及一種用于控制根據(jù)本發(fā)明的供電裝置的方法，其中，第一和第二電池之間的電壓差保持低于或等于一閾值。

根據(jù)一個實(shí)施例，控制逆變器和整流器的開關(guān)，以便保持跨過第一電池的端子的電壓基本上等于跨過第二電池的端子的電壓。

根據(jù)一個實(shí)施例，控制逆變器和整流器的開關(guān)，使得第一和第二電池之間的電壓差δv與跨過第一電池的端子的電壓ve符合0≤δv/ve≤0.2的關(guān)系。

根據(jù)一個實(shí)施例，當(dāng)通過逆變器傳輸?shù)碾妷簭牧阒底優(yōu)榉橇阒禃r，整流器的開關(guān)以相位超前打開，并且當(dāng)通過逆變器傳輸?shù)碾妷簭姆橇阒底優(yōu)榱阒禃r，以相位滯后閉合。

附圖說明

本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將從其描述中顯現(xiàn)，現(xiàn)將參照通過指示而不意味著限制的示出一個可能實(shí)施例的附圖而進(jìn)行描述。

在這些附圖中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的用于向電氣系統(tǒng)供電的裝置的基本圖；

圖2示出了根據(jù)一個實(shí)施例的用于向電氣系統(tǒng)供電的裝置的詳細(xì)圖；

圖3示出了圖2的供電裝置的開關(guān)的狀態(tài)的時序圖；

圖4示出了根據(jù)一個實(shí)施例的用于向電氣系統(tǒng)供電的裝置的詳細(xì)圖；

圖5和6示出了根據(jù)一個實(shí)施例的用于向電氣系統(tǒng)供電的裝置的詳細(xì)圖，其中，充電器被集成到所述裝置中。

在這些附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及用于向機(jī)動車輛的電氣系統(tǒng)供電的裝置。電氣系統(tǒng)包括嵌入在車輛中的電消耗器，例如用于驅(qū)動車輛的電動機(jī)。該裝置特別地嵌入在車輛中，并且包括稱為能量電池的第一電池和稱為動力電池的第二電池。特別地，第一電池具有比第二電池的比能量密度更大的比能量密度，以便能夠在穩(wěn)定狀態(tài)下長時間持續(xù)地為車輛的電氣系統(tǒng)供電。當(dāng)電氣系統(tǒng)需要高功率時，例如在車輛的加速階段期間，第二電池可以為電氣系統(tǒng)供電。為此，第二電池的功率密度可以大于第一電池的功率密度。這一裝置還包括電壓轉(zhuǎn)換器，電壓轉(zhuǎn)換器包括鏈接到第一電池的第一端子和鏈接到第二電池的第二端子。本發(fā)明的構(gòu)思在于配置dc電壓轉(zhuǎn)換器，使其作為串聯(lián)電流源，以便控制與第一電池交換的電流，并優(yōu)化dc電壓轉(zhuǎn)換器的效率。

圖1示出了供電裝置1的等效圖，其中，第一電池3被表示為第一電壓源ve，dc電壓轉(zhuǎn)換器5被表示為電流源is，并且第二電池7被表示為電壓源vp，dc電壓轉(zhuǎn)換器5串聯(lián)地布置在第一電池3和第二電池7之間。電池3、7還鏈接到地8。因此，由于兩個電池3、7和轉(zhuǎn)換器5串聯(lián)放置的事實(shí)，轉(zhuǎn)換器5用作對于第一電池3的交換的功率調(diào)節(jié)器。轉(zhuǎn)換器5的功率取決于兩個電池3、7之間的電壓差，這使得可以使轉(zhuǎn)換器5的功率最小化，如下所述。

圖2示出了供電裝置1的示例的詳細(xì)圖，供電裝置1包括由第一理想電壓源ve'和第一阻抗ze表示的第一電池3；由第二理想電壓源vp'和第二阻抗zp表示的第二電池7；以及包括分別鏈接到第一電池3和第二電池7的第一端子9和第二端子11的轉(zhuǎn)換器5。轉(zhuǎn)換器5的第二端子11還鏈接到車輛的電氣系統(tǒng)13。電壓轉(zhuǎn)換器5包括電感器15和與第一電池3和第二電池7串聯(lián)的一組開關(guān)t1、t2、t3、t4。開關(guān)t1、t2、t3、t4配置成調(diào)節(jié)電感器15中的電流。相繼地打開和閉合開關(guān)t1、t2、t3、t4使得可以引起電感器15中的電流的上升或下降。因此，與第一電池3交換的電流可以被調(diào)節(jié)至參考值。

特別地，與電感器15串聯(lián)的開關(guān)組t1、t2、t3、t4形成整流器17。整流器17對ac電壓進(jìn)行整流，以將其傳送到電感器15，從而控制在電感器15中流動的電流。根據(jù)一個實(shí)施例，整流器17包括并聯(lián)連接的兩個分支b1和b2，每個分支b1，b2包括串聯(lián)連接并由中間點(diǎn)分開的兩個開關(guān)t1、t4或t2、t3，中間點(diǎn)分別表示為m1和m2。然而，整流器17可以具有其它配置，例如推拉配置。整流器17使得可以調(diào)節(jié)阻抗15中的電流。整流器17特別經(jīng)由其中間點(diǎn)m1和m2而由逆變器21供電。開關(guān)t1、t2、t3、t4可以具有并聯(lián)的二極管。如果轉(zhuǎn)換器5是單向的，則可能是這種情況。

逆變器21配置為從一電壓源(稱為逆變器的電源)向整流器17輸送ac電壓。在圖2所示的例子中，逆變器的電源是第一電池3。逆變器21與第一電池3并聯(lián)連接，也就是說，在轉(zhuǎn)換器5的第一端子9和接地端8之間。根據(jù)一個實(shí)施例，逆變器21包括并聯(lián)連接的兩個分支b3和b4，每個分支b3、b4包括串聯(lián)連接并由中間點(diǎn)分開的兩個開關(guān)q1、q2或q3、q4，中間點(diǎn)分別表示為m3和m4。然而，逆變器21可以具有其它配置，例如推拉配置。二極管22可以與逆變器21的開關(guān)q1、q3、q2、q4并聯(lián)連接?？商娲?，二極管22可以是開關(guān)q1、q3、q2、q4固有的二極管。特別是當(dāng)開關(guān)q1、q3、q2、q4是mosfet晶體管時是這種情況。因此，逆變器21的中間點(diǎn)m3和m4鏈接到整流器17的中間點(diǎn)m1和m2，以便為整流器17供電，從而調(diào)節(jié)電感器15中的電流。

逆變器21在高電壓和低電流下工作，并且整流器17在高電流和低電壓下工作。為了隔離逆變器21和整流器17之間的電約束，在逆變器21的中間點(diǎn)m3、m4和整流器17的中間點(diǎn)m1、m2之間布置變壓器23。因此，變壓器23的第一繞組e1的端部分別鏈接到逆變器21的中間點(diǎn)m3和m4，而變壓器23的第二繞組e2的端部分別鏈接到整流器17的中間點(diǎn)m1和m2。

轉(zhuǎn)換器5可以是可逆的，因此使得電能能夠從第一端子9傳遞到第二端子11，也能夠從第二端子11傳遞到第一端子9。因此，轉(zhuǎn)換器5允許從第一電池3傳遞到第二電池7的傳遞，反之亦然?？商娲兀D(zhuǎn)換器5可以是單向的，也就是說，能量僅能夠從第一端子9傳遞到第二端子11或僅能夠從第二端子11傳遞到第一端子9。

圖3示出了供電裝置1的操作的示例。逆變器21控制施加到電感器15的電壓電平。通過控制開關(guān)q1、q3、q2、q4來確定由逆變器21傳輸?shù)碾妷?。逆變?1由逆變器21的臂b3、b4之間的相位偏移來控制。由逆變器21在中間點(diǎn)m3、m4之間傳輸?shù)碾妷簐23由逆變器21的臂b3、b4之間的相位偏移確定。然而，可以通過允許在逆變器21的輸出處傳輸ac電壓的任何類型的控制來控制逆變器21。在一個臂b3、b4中，可以在臂的開關(guān)q1、q2或q4、q3之間設(shè)置死區(qū)時間tm1，以防止臂的兩個開關(guān)的同時導(dǎo)通。

整流器17確定施加到電感器15的電壓的極性。開關(guān)t1、t2、t3、t4根據(jù)期望施加到電感器15的極性而沿對角線相應(yīng)地閉合。例如，通常地，正方向可以是從第一電池3到第二電池7，而負(fù)方向是從第二電池7到第一電池3。每個臂b1、b2具有連接到電感器15的開關(guān)t1、t2和連接到轉(zhuǎn)換器5的第二端子11的開關(guān)t4、t3，這些開關(guān)被中間點(diǎn)m1、m2分開。根據(jù)期望施加由逆變器21傳輸?shù)碾妷旱姆较?，位于電感?5附近的第一臂b1的開關(guān)t1與位于第二端子11附近的第二臂b2的開關(guān)t3被閉合，其它開關(guān)t2、t4打開；或者，位于電感器15附近的第二臂b2的開關(guān)t2與位于第二端子11附近的第一臂b1的開關(guān)t4閉合，其它開關(guān)t1、t3打開。當(dāng)通過逆變器21傳輸?shù)碾妷簐23為零時，整流器17的開關(guān)t1、t2、t3、t4閉合，以使變壓器23的副繞組e2短路。當(dāng)通過逆變器21傳輸?shù)碾妷簭牧阒底優(yōu)榉橇阒禃r，整流器17的開關(guān)t1、t2、t3、t4可以以相位超前p1打開，并且當(dāng)通過逆變器21傳輸?shù)碾妷簭姆橇阒底優(yōu)榱阒禃r，整流器17的開關(guān)t1、t2、t3、t4可以以相位滯后p2閉合。這使得可以通過逆變器21將變壓器23的漏電感重新注入逆變器21的電源而保存在變壓器23的漏電感中的能量。特別地，當(dāng)逆變器21的電源是第一電池3時，可以將該能量重新注入到第一電池3中。

當(dāng)向電感器15施加正電壓時，電感器15中的電流增加，并且，當(dāng)向電感器15施加負(fù)電壓時，電感器15中的電流減小。通過利用逆變器21控制電流斜率的絕對值，并且通過利用整流器17來控制該斜率的符號，因此可以控制在電感器15中流動的電流，從而獲得串聯(lián)在第一電池3和第二電池7之間的電流源。

電流源可以例如傳輸對應(yīng)于能夠與第一電池3交換的最大電流的電流。第一電池3的輸出電流例如低于閾值，特別是135a，并且輸入電流低于閾值，特別是45a，以便使電池的耐久性最優(yōu)化。這些閾值取決于第一電池3的存儲單元的技術(shù)。第二電池可以接收或輸出比第一電池的電流大的電流。

在操作期間，轉(zhuǎn)換器5使得可以以高電流與第一電池3交換能量，而轉(zhuǎn)換器5的功率保持非常低。

特別是當(dāng)?shù)谝浑姵?和第二電池7之間的電壓差基本上或者保持低于或等于閾值時，是這種情況。

轉(zhuǎn)換器5的功率通過以下關(guān)系給出：

psource＝i*(ve-vp)＝pb1*(1-ve/vp)(1)

其中，psource是由轉(zhuǎn)換器5形成的電流源的功率，i是第一端子9和第二端子11之間的電流，ve是第一端子9和接地端8之間(也就是說跨過第一電池3的端子)的電壓，vp是第二端子11和接地端8之間(也就是說跨過第二電池7的端子)的電壓，pb1是第一電池3的功率。因此，從等式(1)可以看出，通過保持電壓ve和vp彼此接近，轉(zhuǎn)換器5看到的功率接近零瓦特。

此外，轉(zhuǎn)換器5的效率可以由下式定義：

ηconv＝1/(1+(1-ηsource)*|1-ve/vp|)(2)

其中，ηsource是由轉(zhuǎn)換器5形成的電流源的效率，并由下式定義：

ηsource＝psource/(psource+plosses)(3)

其中，plosses是與轉(zhuǎn)換器中的損耗有關(guān)的功率。

從等式(2)可以看出，通過保持電壓ve和vp彼此接近，轉(zhuǎn)換器的效率接近1。

第一電池3和第二電池7之間的電壓差可以符合以下關(guān)系：

|ve-vp|<m×ve–4×lf×imax×fclk,

其中，m是變壓器23的匝數(shù)比；lf是變壓器23的副繞組的漏電感；imax是轉(zhuǎn)換器5到車輛或第二電池7的電氣系統(tǒng)13的最大輸出電流，換句話說，imax是從車輛的電氣系統(tǒng)13和第二電池7形成的組件必須獲取的最大電流；fclk是逆變器21的和整流器17的開關(guān)頻率。這使得可以保持轉(zhuǎn)換器5的功率是低的，特別是低于與車輛的電氣系統(tǒng)13或第二電池7交換的功率。該交換功率例如等于在電感器15中流動的電流與跨過第二電池7的端子的電壓vp的乘積。例如，第一電池3和第二電池7之間的電壓差ve-vp與能量電池的電壓ve之間的比率為0到0.2之間。

因此，逆變器21和整流器17被控制以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)換器5的第一端子9和第二端子11之間的電流。參考電流的值可以取決于一個或多個參數(shù)，例如轉(zhuǎn)換器5的最大期望功率，與第一電池3可交換的最大電流，或轉(zhuǎn)換器5的第一端子9和第二端子11之間的最大電壓差(ve-vp)，以便特別地保持第一電池3的電壓ve和第二電池的電壓vp基本相等。

因此，逆變器21和整流器17表現(xiàn)類似于調(diào)節(jié)通過電感器15的電流的功率控制器，以便形成在第一電池3和第二電池7之間串聯(lián)的電流源，電池中的一個作為電壓源，并且另一個作為負(fù)載。

因此，如果車輛的電氣系統(tǒng)所要求的功率低，例如當(dāng)車輛的速度穩(wěn)定時，該功率由第一電池3經(jīng)由轉(zhuǎn)換器5提供；而當(dāng)車輛的電氣系統(tǒng)所要求的功率高，例如在加速階段期間時，該功率主要由第二電池7提供，轉(zhuǎn)換器5不能從第一電池3提供比通過電感器15的電流大的電流。

此外，如果車輛的用戶執(zhí)行大幅加速，則第二電池7放電。然后，第二電池7可以經(jīng)由轉(zhuǎn)換器5從第一電池3被再充電。相反，如果車輛的用戶平穩(wěn)地驅(qū)動并且基本上使第一電池3放電，則第一電池3可以經(jīng)由轉(zhuǎn)換器5通過第二電池7再充電。

當(dāng)根據(jù)由鄰接系統(tǒng)提供的功率而使用鄰接的能量回收系統(tǒng)時，例如太陽能電池板或再生制動裝置(例如連接到車輛的電氣系統(tǒng)的電動機(jī))，則這一功率將被用于對一個或另一個電池3、7再充電。

因此，由于轉(zhuǎn)換器5在兩個電池37之間形成串聯(lián)電流源的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明的供電裝置1允許在低電流能量電池3和高電流動力電池7之間傳遞功率，而不需要昂貴的部件并具有最小的損耗。特別是如果轉(zhuǎn)換器5的輸入和輸出電壓保持基本相等的情況。

圖4示出了根據(jù)一個實(shí)施例的供電裝置1’的示例，其中，逆變器的電源是與第一電池3和第二電池7不同的第三電壓源va。該第三電壓源傳遞對逆變器21供電的電壓va。如圖4所示，電壓源va的接地端可以與第一電池3和第二電池7的相同，或者電壓源va的接地端可以不同。另外圖4所示的裝置與圖2所示的示例類似，并以與上述相似的方式操作。

根據(jù)一個實(shí)施例，根據(jù)本發(fā)明的裝置包括充電器，其使得可以從車輛外部的電氣系統(tǒng)為向逆變器21供電的電源或第一電池3充電。

圖5示出了根據(jù)本實(shí)施例的供電裝置100的示例。在本示例中，第一電池3也是逆變器21的電源。裝置100包括作為與逆變器21不同的單元的充電器24。變壓器23包括連接在充電器24的輸出處的第二主繞組e1'。當(dāng)從外部電氣系統(tǒng)充電時，充電器24通過第二主繞組e1'、第一主繞組e1和逆變器21為第一電池3供電。整流器17的開關(guān)t1、t2、t3、t4可以保持打開。因此，電源裝置100包括集成的充電器24。因此，使用單個裝置來實(shí)現(xiàn)從車輛外部的電氣系統(tǒng)或車輛的電氣系統(tǒng)對第一電池3的充電，這提高了供電裝置的集成度。為了過濾逆變器的截止電流，可以在逆變器21的輸出處設(shè)置電容器cf。該電容器cf也可以設(shè)置在圖2、4和6所示的示例中。其它方面裝置100與圖2所示的裝置類似。根據(jù)一個變型，供電裝置100的充電器24包括具有并聯(lián)連接的兩個分支的逆變器部分240。每個分支包括串聯(lián)連接并由中間點(diǎn)分開的兩個開關(guān)q6、q7或q8、q9，中間點(diǎn)分別表示為m5和m6。然而，逆變器部分240可以具有其它配置。這些開關(guān)q6、q7、q8、q9可以具有與關(guān)于逆變器21所描述的相似的特性。逆變器部分240的中間點(diǎn)m5和m6鏈接到逆變器21的中間點(diǎn)m3和m4，以便在使用外部電氣系統(tǒng)進(jìn)行充電時向第一電池3供電。特別地，中間點(diǎn)m3、m4和m5、m6通過變壓器23的主繞組e1，e1'鏈接。充電器24還包括電壓轉(zhuǎn)換器部分241，其將來自外部電氣系統(tǒng)的輸入電壓升高到傳輸?shù)侥孀兤鞑糠?40的電壓。轉(zhuǎn)換器部分241包括連接到逆變器部分240的輸入和開關(guān)q5的二極管d2，以及具有連接在二極管d2和開關(guān)q5之間的端子的電感器l2。電容器c形成逆變器部分240和轉(zhuǎn)換器部分241之間的接口。在轉(zhuǎn)換器部分241的上游，整流器部分242連接到外部電氣系統(tǒng)，以便整流由外部電氣系統(tǒng)傳輸?shù)腶c電信號。整流器例如是二極管橋。

在圖5的示例中，每個開關(guān)t1、t2、t3、t4由具有共用源極和柵極的兩個串聯(lián)mosfet晶體管形成，以便形成雙向開關(guān)。逆變器21的開關(guān)q1、q2、q3、q4以及充電器24的開關(guān)q5、q6、q7、q8、q9由mosfet晶體管形成。然而，可以使用其它類型的開關(guān)，例如igbt晶體管或其它晶體管。轉(zhuǎn)換器5可以是單向的。

圖6示出了根據(jù)本實(shí)施例的供電裝置100’的另一示例。在本例中，第一電池3也是逆變器21的電源，裝置100’的逆變器21被包含在充電器24內(nèi)。換句話說，當(dāng)在第一電池3和第二電池7或車輛的電氣系統(tǒng)13之間交換能量時，用于向整流器17傳輸ac電壓的逆變器21對應(yīng)于充電器24的逆變器部分。變壓器23包括與電感器l3串聯(lián)的整流器25連接的第二主繞組e1'，以便為與第一電池3對應(yīng)的逆變器21的電源供電。裝置100’包括開關(guān)c2a、c2b，以便當(dāng)在第一電池3和第二電池7或車輛的電氣系統(tǒng)之間交換能量時，將逆變器21的輸入連接到第一電池3的端子；以及開關(guān)c1a，c1b，以便當(dāng)?shù)谝浑姵?被外部電氣系統(tǒng)充電時，將由電感器l3和整流器25形成的組件連接到第一電池3的端子。

當(dāng)在第一電池3和第二電池7或車輛的電氣系統(tǒng)之間交換能量時，開關(guān)c2a、c2b閉合，以便將逆變器21的輸入連接到第一電池3的端子。開關(guān)c1a、c1b斷開，以便將由電感器l3和整流器25形成的組件與第一電池3的端子斷開。充電器的輸入不接收電信號。如上所述，能量與第一電池3交換。當(dāng)?shù)谝浑姵?從外部電氣系統(tǒng)充電時，充電器24的輸入接收電信號。開關(guān)c2a、c2b斷開，以便將逆變器21的輸入與第一電池3的端子斷開。開關(guān)c1a、c1b閉合，以便由電感器l3和整流器25形成的組件在第一電池3的端子處。整流器17的開關(guān)t1、t2、t3、t4可以保持打開。充電器24通過第一主繞組e1、第二主繞組e1'、整流器25和電感器l3為第一電池3供電。因此，供電裝置100’包括集成的充電器24。因此，使用單個裝置100’實(shí)現(xiàn)從車輛外部的電氣系統(tǒng)或車輛的電氣系統(tǒng)對第一電池3的充電，這提高了供電裝置100’的集成度。

在圖6的示例中，每個開關(guān)t1、t2、t3、t4由具有共用的源極和柵極的兩個串聯(lián)mosfet晶體管形成，以便形成雙向開關(guān)。充電器24的開關(guān)q1、q2、q3、q4、q5由mosfet晶體管形成。然而，可以使用其它類型的開關(guān)，例如igbt晶體管或其它晶體管。轉(zhuǎn)換器5可以是單向的。

實(shí)施例可以彼此組合。

特別地，圖5所示的示例可以包括與第一電池3不同的逆變器21的電源，如圖4所示。在這種情況下，充電器24可以從外部電氣系統(tǒng)對逆變器21的電源進(jìn)行充電，如上文關(guān)于圖5所述，通過用逆變器21的電源va替換第一電池3?？商娲兀潆娖?4可以通過與圖6所示的開關(guān)c1a、c1b、c2a、c2b和電感器l3類似的額外的開關(guān)和額外的電感器來對第一電池3充電。逆變器21然后像整流器那樣被控制，以便對應(yīng)于圖6所示的整流器25。

特別地，圖6所示的示例可以包括與第一電池3不同的逆變器21的電源。在這種情況下，充電器24可以從外部電氣系統(tǒng)對逆變器21的電源進(jìn)行充電，如上文關(guān)于圖5所述，通過用逆變器21的電源va替換第一電池3?？商娲兀潆娖?4可以通過開關(guān)c1a、c1b將由電感器l3和整流器25形成的組件連接到第一電源電池3的端子來對第一電池3進(jìn)行充電。