太阳能电池板到任何EV的低压架构的无缝电气集成

技术领域

本发明涉及电动车辆的技术领域。具体地，本发明涉及电动车辆的电力系统以及将包括至少一块太阳能电池板的PV单元集成到电动车辆的方法。

背景技术

由于电动车辆(EV)的数量和份额的增加，汽车工业中的电气化是一种增长趋势。几十年来，带有内燃机的车辆是技术标准。然而，目前和未来几年，朝向可再生能源发生重大转变。

通常，EV具有例如锂离子电池的电池组。电池组连接到高电压总线，并且一个或多个电力推进马达从高电压总线供电。这样的运输装置还具有连接到例如内部照明、汽车音频系统、安全气囊等的辅助装置的低电压总线。高电压电池组通常由将车辆的高电压总线和电网连接的充电器充电。高电压(HV)到低电压(LV)转换器用于从高电压总线给低电压总线供电，反之亦然。

还存在使用包括安装在车辆上的太阳能电池(光伏电池)以至少部分给车辆充电的太阳能电池板的EV。太阳能电池板例如被添加到EV的车顶、发动机罩、后挡板和/或门板。然而，将太阳能电池板电气集成到任何EV是一项具有挑战性的任务，这是由于它需要HV/LV转换器的控制算法的先前的了解或者需要调整HV系统。当HV/LV转换器正在操作时，它将具有电压设定点。如果设定点电压已知，则太阳能电池板能够以具有比HV/LV转换器的电压设定点略高的电压设定点的DC/DC转换器被集成到LV总线。这种架构存在三个缺点。首先，HV/LV设定点不总是已知的或者是不固定的。其次，如果HV/LV转换器给LV电池充电，则LV电池的端电压阻止来自太阳能电池板的电力。第三，如果LV总线上没有负载，则太阳能电池板将电力转储到EV的LV电池中。这导致缩短其寿命的更高数量的充电循环。由于这些缺点，在不改变HV/LV转换器的控制算法软件的情况下，将太阳能电池板集成到任何EV是不可行的。

本发明的目的是提供用于将电源电气集成到任何EV的架构，其中，解决了上述问题，或至少为已知的解决方案提供可替代的方案。

发明内容

本发明的目的以电动车辆的电力系统实现，电力系统包括：

高电压总线，用于将能量输送到在高电压下操作的部件，其中，高电压总线可连接到高电压电池；

低电压总线，用于将能量输送到在低电压下操作的辅助负载，其中，低电压总线可连接到低电压电池；

第一转换器，具有：高电压端子，被配置为连接到高电压总线；以及低电压端子，被配置为连接到低电压总线；

第二转换器，具有：电力端子，被配置为连接到电源；以及低电压端子，被配置为连接到低电压总线；

控制单元，被配置为：接收代表辅助负载的能量需求的信号；并且基于接收的信号控制第二转换器，由此控制单元被配置为控制第二转换器，以将电流供应给低电压总线。

因此，本发明涉及电动车辆的电力系统。在实施例中，电力系统可以包括电源或者可以被配置为连接到电源。在实施例中，电源可以例如是包括至少一块太阳能电池板的光伏(PV)单元。电动车辆(EV)可以包括例如安装在EV的车顶上的一块或多块太阳能电池板。另一示例是电源是氢电池。

电力系统包括高电压总线和低电压总线。高电压总线被配置为将能量输送到在高电压下操作的部件，其中，高电压总线可连接到高电压电池。高电压在本文用于指示总线电压超过安全电压限值，典型地被定义为60Vdc或48Vac。尽管已知将使用其他电压，但是低电压总线在安全电压下操作，典型地12伏或24伏。低电压总线被配置为将能量输送到在低电压下操作的辅助负载，其中，低电压总线可连接到低电压电池。辅助负载是例如EV的内部照明、汽车音频系统、安全气囊等。在实施例中，低电压电池在12伏至48伏的范围内操作，优选地12伏，并且高电压电池在60伏以上操作，优选在200伏与900伏之间，更优选在300伏与430伏之间。对于当前的设计，电动车辆电池电压能够高达800伏至900伏。将来，也可能使用更高的电压。

电力系统进一步包括第一转换器。第一转换器具有被配置为连接到高电压总线的高电压端子和被配置为连接到低电压总线的低电压端子。典型地，在EV应用中，第一转换器是高电压总线与低电压总线之间的单向DC/DC转换器，主要用于产生从高电压总线到低电压总线的电力流。通过这样做，当低电压电池的充电状态(SOC)变低并且辅助负载需要电力时，高电压电池能够例如给低电压电池供电。第一转换器也能够是双向转换器。

此外，电力系统包括第二转换器。第二转换器具有被配置为连接到电源的电力端子和被配置为连接到低电压总线的低电压端子。第二转换器是例如双端口或三端口DC/DC转换器的多端口转换器。第二转换器使得从例如PV单元或氢电池的电源到低电压总线的电力流成为可能。第二转换器可由控制单元控制。控制单元被配置为接收代表辅助负载的能量需求的信号。控制单元被配置为基于接收的信号控制第二转换器，以将电流供应给低电压总线。

该信号指示至少一个辅助负载是否需要能量。如果是这样的话，则控制单元控制第二转换器以被接通，由此第二转换器使得从电源到低电压总线的电力流成为可能。以这种方式，使得至少一个辅助负载能够消耗源自电源的电力。因此，通过基于该信号控制第二转换器，通过第二转换器的能量的传输仅当它被需要时或当它被允许时被使能。当不存在来自辅助负载的能量需求时，必须避免经由第二转换器将电力传输到低电压总线，因为这造成了充满电的低电压电池变得过载的风险。车辆消耗较少的来自例如低电压电池或高电压电池的其他来源的能量。

可选地，监控低电压电池的充电水平。在不存在来自辅助负载的能量需求并且低电压电池没有充满电的情况下，来自太阳能电池板的产生的电力经由第二转换器被供应给低电压电池，以给低电压电池充电。例如，第二转换器由控制单元使能，使得达到低电压电池的例如80％的特定充电水平。

作为示例，假设车辆被静止停放。在驾驶员打开例如车辆的报警器、门锁等的辅助负载的情况下，相应的辅助负载需要电力，导致信号被产生。结果，响应于该信号，控制单元控制第二转换器以将电流供应给低电压总线。

附加地或在另一实施例中，如果车辆被解锁，则控制单元接收该信号。在这样的情况下，该信号因此能够被认为是代表车辆的解锁的信号。该信号是例如解锁信号。在该实施例中，该信号代表车辆的一种类型的唤醒信号。如果车辆被解锁，则控制单元控制第二转换器以将电流供应给低电压总线，从而确保响应于解锁动作而将能量传输到需要电力的辅助负载。例如，车辆的解锁导致HVAC系统开始操作、车载计算机被打开、外部和/或内部灯被接通、车辆的行李箱被自动打开等。例如，车辆被用例如解锁车辆的门的智能电话的钥匙解锁，例如，当钥匙在门附近时门被解锁，其中，用户随身(例如，在他的口袋中)携带钥匙(无钥匙进入)。例如，例如通过智能电话远程解锁车辆。

附加地或在另一实施例中，车辆包括外部充电单元。无论车辆的锁定或解锁状态，外部充电单元都能够用于给便携式设备(例如，智能电话)充电。在使用外部充电单元的时刻，控制单元接收该信号以控制第二转换器，从而将电流供应给低电压总线。结果，外部充电单元由供应的电流充电。

附加地或在另一实施例中，如果车辆被启动，则控制单元接收该信号。在这样的情况下，该信号因此能够被认为是代表车辆的启动的信号。该信号是例如发动机启动信号或点火信号。例如，通过转动点火开关中的钥匙来启动车辆。例如，通过在钥匙的存在下按下启动按钮来启动车辆，即所谓的无钥匙启动。启动车辆可以导致辅助负载需要能量。例如，HVAC系统开始操作，外部和/或内部灯被接通，音频系统开始播放等。

在实施例中，根据本发明的电力系统包括布置在第一转换器的低电压端子处的电流传感器。电流传感器被配置为确定第一转换器的低电压端子处的输出电流。例如，当辅助负载正在需要电力时，辅助负载可以由第一转换器供应有电力。该电流由电流传感器确定。例如，电流传感器可以是钳式传感器或例如分芯霍尔效应传感器的霍尔效应传感器。在实施例中，电流传感器被配置为在至少1kHz的带宽下操作，优选地在1kHz以上，更优选地在2kHz以上。

基于第一转换器的确定的输出电流，控制单元被配置为控制第二转换器，其中，控制单元控制第二转换器以将电流供应给低电压总线，以便降低确定的输出电流。例如，当电流传感器确定第一转换器的低电压端子处的输出电流时，第一转换器的输出电流被降低在0.5A以下，优选地在0.2A以下，更优选地到0A。当第一转换器操作时，第一转换器将在低电压端子处具有例如14V的电压设定点。通常，电压设定点是动态的。通过确定第一转换器的输出电流并通过控制第二转换器的电流流动，控制单元间接控制第一转换器，即由第一转换器供应给低电压总线的电力。控制单元能够例如通过施加动态电压设定点来例如控制第二转换器以将电流供应给低电压总线。控制单元能够例如通过将控制信号发送到第二转换器来例如控制第二转换器，控制信号基于检测到的输出电流。通过将电流供应给低电压总线，并且假设辅助负载的电力需求不变，第一转换器的输出电流将减小。对于第一转换器，将看起来的是电力需求已经减少。通过基于第一转换器的输出电流控制第二转换器的输出电力或电流，能够在没有关于第一转换器的操作的深入了解的情况下集成根据本发明的电力系统。因此，独立于第一转换器电压设定点或者在没有第一转换器控制算法的(先前的)了解的情况下，电力系统使得电源能够集成到任何EV的现有低电压架构。

在实施例中，电力系统进一步包括布置在第二转换器的电池端子处的附加电池。附加电池可以被配置为被充电或存储由例如PV单元或氢电池的电源产生的电力。附加电池可以例如被称为被配置为存储来自包括至少一块太阳能电池板的PV单元的太阳能电力的太阳能电池。附加电池可以例如是锂离子电池。控制单元被配置为控制第二转换器的从电源和/或附加电池到低电压总线的电力流。假设的是电源正在产生电力并且辅助负载不需要电力(即在低电压总线上不存在负载)。控制单元可以例如通过将控制信号发送到第二转换器来控制第二转换器，使得产生的电力仅流到附加电池。控制信号触发第二转换器，使得第二转换器的低电压端子处的电压设定点低于第一转换器的低电压端子处的电压设定点。因此，没有来自电源的电流经由低电压总线流到低电压电池。优点是能够减少低电压电池的充电循环的数量，其中，低电压电池的寿命基本上不受影响。

在实施例中，电源是包括至少一块太阳能电池板的PV单元，并且附加电池是太阳能电池。当EV在阴影中停车并且辅助负载正需要电力(例如，音频系统正在播放)时，太阳能电池中的存储的电力用于将电流供应给低电压总线。在实施例中，控制单元被配置为通过控制第二转换器的从PV单元到太阳能电池的太阳能电力流来将由PV单元的至少一块太阳能电池板产生的太阳能电力供应给太阳能电池。例如，当EV在阳光下停车时，至少一块太阳能电池板正在产生太阳能电力。假设的是辅助负载没有正在消耗电力，PV单元的所有产生的太阳能电力能够经由第二转换器被供应给太阳能电池。

在实施例中，控制单元包括滞环控制器(hysteresis controller)。滞环控制器被配置为控制第二转换器的电流供应。滞环控制器被配置为当第一转换器的低电压端子处的确定的输出电流变得高于滞环范围时，增加第二转换器到低电压总线的电流供应。此外，滞环控制器被配置为当第一转换器的低电压端子处的确定的输出电流变得低于滞环范围时，减少第二转换器到低电压总线的电流供应。

滞环范围的外范围(即，最小电流值和最大电流值)之间的差异被定义为滞环电流摆幅。取决于电流传感器的分辨率和电流纹波，滞环电流摆幅将固定在例如1A的特定值。然而，基于辅助负载需求，考虑到与附加电池结合的电源的可用电力，滞环范围的最低或最小电流值将是可变的并且由滞环控制器针对最佳性能决定。例如，当辅助负载的负载需求相当低时，则滞环范围可以例如在0.5A至1.5A之间。然而，如果负载需求高并且附加电池以其最高电力输出操作，则最小电流将近似移动到以下范围：

I

其中：

I

I

I

t＝时间。

作为示例，假设的是附加电池的最大额定电流是10A，在给定时刻，电源正在产生5A，并且负载需求是20A。那么滞环控制器的滞环范围将从5.5A到6.5A。

可替代地，基于负载电流打开或关闭控制单元。负载电流是第一转换器的低电压端子处的输出电流和第二转换器到低电压总线的电流供应的组合。当负载电流变得高于预定的第一阈值时，控制单元被打开。当负载电流变得低于预定的第二阈值时，控制单元被关闭。预定的第一阈值和第二阈值类似于滞环范围的外范围。

本发明进一步涉及将电源集成到电动车辆的方法，电动车辆包括：

高电压总线，用于将能量输送到在高电压下操作的部件，其中，高电压总线可连接到高电压电池；

低电压总线，用于将能量输送到在低电压下操作的辅助负载，其中，低电压总线可连接到低电压电池；

第一转换器，被配置为将布置在第一转换器的高电压端子处的高电压总线连接到布置在第一转换器的低电压端子处的低电压总线；

方法包括以下步骤：

将第二转换器连接到低电压总线，其中，低电压总线布置在第二转换器的低电压端子处；

将电源安装到电动车辆；

将电源连接到第二转换器的电力端子；

提供控制单元，控制单元被配置为：接收代表辅助负载的能量需求的信号；并且基于接收的信号控制第二转换器，由此控制单元被配置为控制第二转换器以将电流供应给低电压总线。

根据本发明的方法处理电源到电动车辆(EV)的集成。电源可以例如是包括至少一块太阳能电池板或氢电池的PV单元。EV至少部分地可由电源充电。EV包括高电压总线、低电压总线和第一转换器。高电压总线将能量输送到在高电压下操作的部件，其中，高电压总线可连接到高电压电池。低电压总线将能量输送到在低电压下操作的辅助负载，其中，低电压总线可连接到低电压电池。此外，第一转换器被配置为将布置在第一转换器的高电压端子处的高电压总线连接到布置在第一转换器的低电压端子处的低电压总线。典型地，第一转换器是用于产生从高电压总线到低电压总线的电力流的、高电压总线与低电压总线之间的单向DC/DC转换器。第一转换器也能够是双向转换器。

根据本发明的方法包括将第二转换器连接到低电压总线的步骤，其中，低电压总线布置在第二转换器的低电压端子处。第二转换器是例如三端口DC/DC转换器的多端口DC/DC转换器。

根据本发明的方法的下一步骤是将电源安装到电动车辆。例如，电源是包括至少一块太阳能电池板的PV单元。至少一块太阳能电池板包括被分组成一个或多个模块的太阳能电池。典型地，至少一块太阳能电池板安装在电动车辆的车顶中或车顶上。

在将电源安装到EV之后，电源连接到第二转换器的电力端子。第二转换器使得从例如PV单元或氢电池的电源到低电压总线的电力流成为可能。例如，当辅助负载需要电力时，第二转换器可以从电源将电力提供给低电压总线。

在根据本发明的方法的另外的步骤中，提供控制单元。控制单元被配置为接收代表辅助负载的能量需求的信号。控制单元基于接收的信号控制第二转换器，由此控制单元被配置为控制第二转换器以将电流供应给低电压总线。

该信号指示至少一个辅助负载是否需要能量。如果是这样的话，则控制单元控制第二转换器以被接通，由此第二转换器使得从电源到低电压总线的电力流成为可能。以这种方式，使得至少一个辅助负载能够消耗源自电源的电力。因此，通过基于该信号控制第二转换器，通过第二转换器的能量的传输仅当它被需要时或当它被允许时被使能。车辆消耗较少的来自例如低电压电池或高电压电池的其他来源的能量。

作为示例，假设的是车辆被静止停放。在驾驶员打开例如车辆的报警器、门锁等的辅助负载的情况下，相应的辅助负载需要电力，导致信号被产生。结果，响应于该信号，控制单元控制第二转换器以将电流供应给低电压总线。

附加地或在另一实施例中，如果车辆被解锁，则控制单元接收该信号。在该实施例中，该信号代表车辆的一种类型的唤醒信号。如果车辆被解锁，则控制单元控制第二转换器以将电流供应给低电压总线，从而确保响应于解锁动作而将能量传输到需要电力的辅助负载。例如，车辆的解锁导致HVAC系统开始操作、外部和/或内部灯被接通、车辆的行李箱被自动打开等。例如，车辆被用例如解锁车辆的门的智能电话的钥匙解锁，例如，当钥匙在门附近时门被解锁，其中，用户随身(例如，在他的口袋中)携带钥匙(无钥匙进入)。例如，例如通过智能电话远程解锁车辆。

附加地或在另一实施例中，车辆包括外部充电单元。无论车辆的锁定或解锁状态，外部充电单元都能够用于给便携式设备(诸如智能电话)充电。在使用外部充电单元的时刻，控制单元接收该信号以控制第二转换器，从而将电流供应给低电压总线。结果，外部充电单元由供应的电流充电。

附加地或在另一实施例中，如果车辆被启动，则控制单元接收该信号。例如，通过转动点火开关中的钥匙来启动车辆。例如，通过在钥匙的存在下按下启动按钮来启动车辆，即所谓的无钥匙启动。启动车辆可以导致辅助负载需要能量。例如，HVAC系统开始操作，外部和/或内部灯被接通，音频系统开始播放等。

在实施例中，根据本发明的方法进一步包括在第一转换器的低电压端子处布置电流传感器的步骤。电流传感器被配置为确定第一转换器的低电压端子处的输出电流。例如，电流传感器可以是钳式传感器或例如分芯霍尔效应传感器的霍尔效应传感器。电流传感器被配置为在至少1kHz的带宽下操作，优选地在1kHz以上，更优选地在2kHz以上。

控制单元被配置为基于由电流传感器的确定的输出电流控制第二转换器。电流传感器可以例如将代表确定的输出电流的电流信号发送到控制单元，以控制第二转换器。控制单元控制第二转换器以将电流供应给低电压总线，以便降低确定的输出电流。例如，当电流传感器确定第一转换器的低电压端子处的输出电流时，第一转换器的输出电流被降低在0.5A以下，优选地在0.2A以下，更优选地到0A。

第一转换器的低电压端子处的输出电流的降低使得能够在没有EV特定的第一转换器控制算法的先前的了解的情况下将电源集成到任何EV的低电压侧。因此，不需要来自EV制造商的支持。

在实施例中，根据本发明的方法进一步包括将附加电池连接到第二转换器的电池端子的步骤。附加电池被配置为存储由电源产生的电力。附加电池可以被配置为存储由例如PV单元或氢电池的电源产生的电力。附加电池可以例如是被配置为存储来自包括至少一块太阳能电池板的PV单元的太阳能电力的太阳能电池。附加电池可以例如是锂离子电池。控制单元被配置为控制第二转换器的从电源和/或附加电池到低电压总线的电力流。

附图说明

下面参考附图描述本发明。这些附图充当用于说明本发明的示例，并且将不被解释为限制权利要求的范围。在不同的附图中，同样的特征由同样的附图标记指示。

在附图中：

图1：示意性地图示电动车辆(EV)的电力系统的传统架构；

图2：示意性地图示在低电压侧具有电源集成的电力系统的架构的实施例；

图3：示意性地图示根据本发明的电力系统的第一实施例；

图4：示意性地图示根据本发明的电力系统的第二实施例；

图5：示意性地图示根据本发明的方法的流程图的实施例。

具体实施方式

图1图示电动车辆(EV)的电力系统的传统架构。电力系统1包括高电压总线2和低电压总线3。高电压总线2连接到高电压电池4。高电压总线2被配置为将能量从高电压电池4输送到在高电压下操作的部件。高电压电池4在60伏以上操作，优选地在200伏至600伏之间，更优选地在300伏与450伏之间。低电压总线3连接到低电压电池5。低电压总线3被配置为将能量从低电压电池5输送到在低电压下操作的辅助负载6。因此，辅助负载6连接到低电压总线3。在实施例中，低电压电池5在12伏至48伏的范围内操作，优选地12伏。对于客车，典型地低电压电池是12V铅酸电池。然而，也能够使用例如锂基电池的其他类型的电池。

在图1中，电力系统1进一步包括第一转换器7。第一转换器7具有连接到高电压总线2的高电压端子7a和连接到低电压总线3的低电压端子7b。第一转换器7可以是用于产生从高电压总线2流到低电压总线3的电力的单向DC/DC转换器。例如，当低电压电池5正耗尽电量和/或辅助负载6需要电力时，高电压电池4可以例如经由第一转换器将电流供应给低电压总线3。

图2示出在低电压侧具有电源集成的电力系统11的架构的实施例。电力系统11的其他特征与图1中示出的电力系统1的特征对应，并且因此在图2中用相同的附图标记指示。

电力系统11进一步包括第二转换器8。第二转换器8具有被配置为连接到电源9的电力端子8a和被配置为连接到低电压总线3的低电压端子8b。第二转换器8是例如三端口DC/DC转换器的多端口转换器。第二转换器8使得电力能够从例如PV单元或氢电池的电源9流到低电压总线3。电源9例如包括至少一块太阳能电池板和最大电力点跟踪器(MPPT)。MPPT是例如第二转换器8的集成部件。

当第一转换器7正在操作时，第一转换器7将在低电压端子7b处具有例如13.8V的电压设定点。如果该电压设定点已知，电源能够经由具有比第一转换器7的电压设定点略高的电压设定点(例如14.4V)的第二转换器8被集成到低电压总线3。然而，低电压端子7b处的电压设定点不总是已知的或者是不固定的。如果第一转换器7给低电压电池5充电，低电压端子7b处的电压设定点增大，例如增大到14.5V至15V，这阻止了来自电源9的电力。因此，利用根据图2的电力系统的架构，在不改变或不知道第一转换器7的控制算法软件的情况下，将电源9集成到EV是不可行的。

图3示出根据本发明的电力系统21的第一实施例。电力系统21的其他特征与图1和图2中示出的电力系统1、11的特征对应，并且因此在图3中用相同的附图标记指示。

根据本发明的电力系统21包括控制单元13。控制单元13接收代表辅助负载6的能量需求的信号15。基于信号15，控制单元13例如通过将控制信号14发送到第二转换器8来控制第二转换器8，以将电流供应给低电压总线3。

信号15指示至少一个辅助负载6是否需要能量。如果是这样的话，控制单元13控制第二转换器8以被接通，由此第二转换器8使得电力能够从电源9流到低电压总线3。以这种方式，使得至少一个辅助负载6能够消耗源自电源9的电力。因此，通过基于信号15控制第二转换器8，通过第二转换器8的能量的传输仅当它被需要时或当它被允许时被使能。

作为示例，假设车辆被静止停放。在驾驶员打开例如车辆的报警器、门锁等的辅助负载6的情况下，相应的辅助负载6需要导致信号15被产生的电力。结果，响应于信号15，控制单元13经由控制信号14控制第二转换器8，以将电流供应给低电压总线3。

附加地或在另一实施例中，如果车辆被解锁，则控制单元13接收信号15。在本实施例中，信号15代表车辆的一种类型的唤醒信号。如果车辆被解锁，则控制单元13控制第二转换器8以将电流供应给低电压总线3，从而确保响应于解锁动作而将能量传输到需要电力的辅助负载6。例如，车辆的解锁导致HVAC系统开始操作、外部和/或内部灯被接通、车辆的行李箱被自动打开等。例如，车辆被用例如解锁车辆的门的智能电话的钥匙解锁，例如，当钥匙在门附近时门被解锁，其中，用户随身(例如，在他的口袋中)携带钥匙(无钥匙进入)。例如，例如通过智能电话远程解锁车辆。

附加地或在另一实施例中，车辆包括外部充电单元。无论车辆的锁定或解锁状态，外部充电单元都能够用于给便携式设备(诸如智能电话)充电。在使用外部充电单元的时刻，控制单元13接收信号15以控制第二转换器8，从而将电流供应给低电压总线3。结果，外部充电单元被供应的电流充电。

附加地或在另一实施例中，如果车辆被启动，则控制单元13接收信号15。例如，通过转动点火开关中的钥匙来启动车辆。例如，通过在钥匙的存在下按下启动按钮来启动车辆，即所谓的无钥匙启动。启动车辆可以导致辅助负载6需要能量。例如，HVAC系统开始操作，外部和/或内部灯被接通，音频系统开始播放等。

电力系统21进一步包括布置在第二转换器8的电池端子8c处的附加电池16。附加电池16被配置为存储由例如PV单元或氢电池的电源9产生的电力。附加电池16可以例如是被配置为存储来自包括至少一块太阳能电池板的PV单元的太阳能电力的太阳能电池。附加电池16可以例如是锂离子电池。控制单元13被配置为控制第二转换器8的从电源9和/或附加电池16到低电压总线3的电力流。假设的是电源9正在产生电力，并且辅助负载6不需要电力(即，低电压总线3上不存在负载)。控制单元13可以例如通过将控制信号14发送到第二转换器8来控制第二转换器8，使得电源9的产生的电力仅流到附加电池16。控制信号14触发第二转换器8，使得第二转换器8的低电压端子8b处的电压设定点低于第一转换器7的低电压端子7b处的电压设定点。因此，没有来自电源9的电流经由低电压总线3流到低电压电池5。优点是能够减少低电压电池5的充电循环的数量，其中，低电压电池5的寿命基本上不受影响。

在实施例中，电源9是包括至少一块太阳能电池板的PV单元，并且附加电池16是太阳能电池。当EV在阴影中停车，并且辅助负载6正需要电力(例如，音频系统正在播放)时，太阳能电池16中存储的电力用于将电流供应给低电压总线3。在实施例中，控制单元13被配置为通过控制第二转换器8的从PV单元9到太阳能电池16的太阳能电力流来将由PV单元9的至少一块太阳能电池板产生的太阳能电力供应给太阳能电池16。例如，当EV在阳光下停车时，至少一块太阳能电池板正在产生太阳能电力。假设辅助负载6没有正在消耗电力，PV单元9的所有产生的太阳能电力能够经由第二转换器8被供应给太阳能电池16。

图4示出根据本发明的电力系统31的第二实施例。电力系统31的其他特征与图1至图3中示出的电力系统1、11、21的特征对应，并且因此在图4中用相同的附图标记指示。

根据本发明的电力系统31包括布置在第一转换器7的低电压端子7b处的电流传感器12。电流传感器12确定第一转换器7的低电压端子7b处的输出电流。例如，当辅助负载6正在需要电力时，辅助负载6可以由第一转换器7经由低电压总线3供应有电力。该电流由电流传感器12确定。例如，电流传感器12可以是钳式传感器(clamp sensor)或例如分芯霍尔效应传感器(split core hall effect sensor)的霍尔效应传感器。电流传感器12被配置为在至少1kHz的带宽下操作，优选地在1kHz以上，更优选地在2kHz以上。

控制单元13例如通过将控制信号14发送到第二转换器8来控制第二转换器8，以将电流供应给低电压总线3。当存在低电压总线3上的负载(即辅助负载6正在需要电力)时，能够由控制单元13发送给第二转换器8的控制信号14。

电流传感器12可以例如将代表确定的输出电流的电流信号15发送到控制单元13，以控制第二转换器8。基于由电流传感器12的确定的输出电流，控制单元13经由控制信号14控制第二转换器8以将电流供应给低电压总线3，以便降低确定的输出电流。例如，当电流传感器12确定第一转换器7的低电压端子7b处的输出电流时，第一转换器的输出电流被降低在0.5A以下，优选地在0.2A以下，更优选地到0A。

图5示意性地图示根据本发明的用于将电源集成到电动车辆的方法的流程图的实施例。电动车辆包括高电压总线、低电压总线和第一转换器。高电压总线被配置为将能量输送到在高电压下操作的部件，其中，高电压总线可连接到高电压电池。低电压总线被配置为将能量输送到在低电压下操作的辅助负载，其中，低电压总线可连接到低电压电池。第一转换器被配置为将布置在第一转换器的高电压端子处的高电压总线连接到布置在第一转换器的低电压端子处的低电压总线。

根据本发明的方法包括将第二转换器连接到低电压总线的第一步骤40，其中，低电压总线布置在第二转换器的低电压端子处。第二转换器是例如三端口DC/DC转换器的多端口DC/DC转换器。

根据本发明的方法的下一步骤41是将电源安装到电动车辆。例如，电源是包括至少一块太阳能电池板的PV单元。至少一块太阳能电池板包括分组在模块中的太阳能电池。典型地，至少一块太阳能电池板安装在电动车辆的车顶中或车顶上。

在将电源安装到EV之后，在第三步骤42中，电源连接到第二转换器的电力端子。第二转换器使得从例如PV单元或氢电池的电源到低电压总线的电力流成为可能。例如，当辅助负载需要电力时，第二转换器可以从电源将电力提供给低电压总线。

在根据本发明的方法的另外的步骤43中，提供控制单元。控制单元被配置为接收代表辅助负载的能量需求的信号。控制单元基于接收的信号控制第二转换器，由此控制单元被配置为控制第二转换器以将电流供应给低电压总线。

该信号指示至少一个辅助负载是否需要能量。如果是这样的话，则控制单元控制第二转换器以被接通，由此第二转换器使得从电源到低电压总线的电力流成为可能。以这种方式，使得至少一个辅助负载能够消耗源自电源的电力。因此，通过基于该信号控制第二转换器，通过第二转换器的能量的传输仅当它被需要时或当它被允许时被使能。

作为示例，假设车辆被静止停放。在驾驶员打开例如车辆的报警器、门锁等的辅助负载的情况下，相应的辅助负载需要电力，导致信号被产生。结果，响应于该信号，控制单元控制第二转换器以将电流供应给低电压总线。

附加地或在另一实施例中，如果车辆被解锁，则控制单元接收该信号。在这样的情况下，该信号因此能够被认为是代表车辆的解锁的信号。该信号是例如解锁信号。在该实施例中，该信号代表车辆的一种类型的唤醒信号。如果车辆被解锁，控制单元控制第二转换器以将电流供应给低电压总线，从而确保响应于解锁动作而将能量传输到需要电力的辅助负载。例如，车辆的解锁导致HVAC系统开始操作、外部和/或内部灯被接通、车辆的行李箱被自动打开等。例如，车辆被用例如解锁车辆的门的智能电话的钥匙解锁，例如，当钥匙在门附近时门被解锁，其中，用户随身(例如，在他的口袋中)携带钥匙(无钥匙进入)。例如，例如通过智能电话远程解锁车辆。

附加地或在另一实施例中，车辆包括外部充电单元。无论车辆的锁定或解锁状态，外部充电单元都能够用于给便携式设备(诸如智能电话)充电。在使用外部充电单元的时刻，控制单元接收该信号以控制第二转换器，从而将电流供应给低电压总线。结果，外部充电单元由供应的电流充电。

附加地或在另一实施例中，如果车辆被启动，则控制单元接收该信号。在这样的情况下，该信号因此能够被认为是代表车辆的启动的信号。该信号是例如发动机启动信号或点火信号。例如，通过转动点火开关中的钥匙来启动车辆。例如，通过在钥匙的存在下按下启动按钮来启动车辆，即所谓的无钥匙启动。启动车辆可以导致辅助负载需要能量。例如，HVAC系统开始操作，外部和/或内部灯被接通，音频系统开始播放等。

此外，根据本发明的方法可以进一步包括在第一转换器的低电压端子处布置电流传感器的步骤44。方法的附加步骤44由图5中的虚线指示。电流传感器被配置为确定第一转换器的低电压端子处的输出电流。例如，电流传感器可以是钳式传感器或例如分芯霍尔效应传感器的霍尔效应传感器。电流传感器被配置为在至少1kHz的带宽下操作，优选地在1kHz以上，更优选地在2kHz以上。

控制单元被配置为基于由电流传感器的确定的输出电流控制第二转换器。电流传感器可以例如将代表确定的输出电流的电流信号发送到控制单元，以控制第二转换器。控制单元控制第二转换器以将电流供应给低电压总线，以便降低确定的输出电流。例如，当电流传感器确定第一转换器的低电压端子处的输出电流时，第一转换器的输出电流被降低在0.5A以下，优选地0.2A以下，更优选地到0A。

第一转换器的低电压端子处的输出电流的降低使得能够在没有EV特定的第一转换器控制算法的先前的了解的情况下将电源集成到任何EV的低电压侧。因此，不需要来自EV制造商的支持。

此外，根据本发明的方法可以进一步包括将附加电池连接到第二转换器的电池端子的步骤45。方法的附加步骤45由图5中的虚线指示。附加电池被配置为存储由电源产生的电力。附加电池可以被配置为存储由例如PV单元或氢电池的电源产生的电力。附加电池可以例如是被配置为存储来自包括至少一块太阳能电池板的PV单元的太阳能电力的太阳能电池。附加电池可以例如是锂离子电池。控制单元被配置为控制第二转换器的从电源和/或附加电池到低电压总线的电力流。

根据需要，在本文中公开了本发明的详细实施例；然而，应该理解的是，公开的实施例仅仅是本发明的示例，本发明可以以各种形式实施。因此，在本文中公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为权利要求的基础，并且作为教导本领域技术人员以实际上任何适当详细的结构不同地使用本发明的代表性基础。此外，在本文中使用的术语和短语不意图是限制性的，而是为了提供对本发明的可理解的描述。

如在本文中所使用的，术语“一”被定义为一个或多于一个。如在本文中所使用的术语多个被定义为两个或多于两个。如在本文中所使用的，术语“另一”定义为至少第二个或更多个。如在本文中所使用的，术语包括和/或具有被定义为包括(即，开放式语言，不排除其他元件或步骤)。权利要求中的任何附图符号不应被解释为对权利要求或本发明的范围的限制。

某些措施被陈述在不同的从属权利要求中的仅仅事实并不指示不能有益地使用这些措施的组合。

如在本文中所使用的，术语联接被定义为连接，虽然不一定是直接连接，并且不一定是机械连接。

单个处理器或其它单元可以实现权利要求中陈述的若干项的功能。