專利名稱:車載充電器和車輛的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種車載充電器和車輛，該車載充電器包括雙向變流模塊、雙向DC/DC變換模塊、采集模塊和控制模塊，其中，雙向變流模塊與交流端相連；雙向DC/DC變換模塊包括第一DC變換單元、變壓器單元和第二DC變換單元，第一DC變換單元分別與雙向變流模塊和變壓器單元相連；第二DC變換單元分別與變壓器模塊和儲(chǔ)能裝置相連；采集模塊分別采集交流端的輸出、雙向變流模塊的整流輸出和第二DC變換單元的輸出，以及分別采集儲(chǔ)能裝置的輸出、第一DC變換單元的輸出和雙向變流模塊的逆變輸出；控制模塊根據(jù)采集模塊的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。該車載充電器，可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸，并隔離交流測(cè)與直流側(cè)。
【專利說(shuō)明】
車載充電器和車輛
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于車輛技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種車載充電器，以及具有該車載充電器的車輛。
【背景技術(shù)】
[0002]車載充電器包括多種例如單向式、雙向式。在相關(guān)技術(shù)中，如圖1所示，為相關(guān)技術(shù)中的一種單向隔離式車載充電器，該車載充電器包括整流橋電路I'、功率因數(shù)校正電路2'、DC/DC隔離變換器3'、控制電路V、控制電路5'，該車載充電器智能實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)能裝置即電池的充電。其中，整流橋電路I'將外接的AC交流電轉(zhuǎn)換為直流電(半波)，功率因數(shù)校正電路2'包括功率管Q5,、電感LV、二極管Df和濾波電容Cf，控制電路V采集交流輸入電壓VL/VN和功率管Q5'的電流iq，經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到合適的占空比的PWM(Pulse Width Modulat1n，脈沖寬度調(diào)試)波(PWMV )，控制功率管Q5,，使交流輸入電流和輸入電壓同步，提升交流端功率因數(shù)。DC/DC隔離變換器3'包括功率管Qf ,Q27 ,Q37和Qf，變壓器IT、整流橋電路6'和濾波電容C2,?？刂齐娐?'采集直流輸出電壓Vdc和直流電流Idc，經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到合適占空比的PWM波(PWM2,)，控制功率管Qf ,Q27 A3'和Qf開(kāi)通和關(guān)斷，并經(jīng)過(guò)變壓器IT和整流器電路6'，使輸出直流電壓穩(wěn)定，對(duì)儲(chǔ)能裝置例如高壓電池充電。
[0003]如圖2所示，為相關(guān)技術(shù)中的一種雙向非隔離式車載充電器的電路圖，該車載充電器包括由四個(gè)功率可控開(kāi)關(guān)管、升壓電路、濾波電容構(gòu)成的可雙向的換流電路1(/(PffM整流電路)。充電時(shí)，換流電路I 作為可控直流電路，AC (Alternating current，交流電)連接可控整流電路，控制模塊2(/對(duì)功率管-Q407進(jìn)行SPffM控制，輸出直流電(半波)，連接高壓電池包;放電時(shí)，換流電路I作為逆變電路，高壓電池包連接該逆變電路，輸出交流，供交流端負(fù)載使用。
[0004]但是，對(duì)于單向隔離式車載充電器，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，功率器件多，需要多級(jí)控制，成本高，效率低，整流橋的二極管、功率因數(shù)校正電路的可控開(kāi)關(guān)管、DC/DC變換器的可控開(kāi)關(guān)管及隔離后的整流電路，都會(huì)有可控開(kāi)關(guān)損耗，不能夠?qū)崿F(xiàn)儲(chǔ)能裝置對(duì)外輸出交流電。
[0005]對(duì)于雙向非隔離式車載充電器雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本相對(duì)較低，但是因?yàn)槭欠歉綦x系統(tǒng)，存在較多問(wèn)題，例如，受交流峰值電壓限值限制，輸出電壓低于交流峰值電壓時(shí)，無(wú)法直接通過(guò)電路進(jìn)行充電;再就是，隨著直流電壓升高，功率管可控開(kāi)關(guān)損耗增加，效率下降，增加散熱難度，功率管需要滿足功率的同時(shí)還將承受更高的電壓應(yīng)力，其中，電壓應(yīng)力指實(shí)際電壓與器件規(guī)格值的比值，電壓應(yīng)力越高功率管承受的壓力越大。
[0006]再就是，非隔離系統(tǒng)，交流與直流之間通過(guò)可控開(kāi)關(guān)管相互切換，交流測(cè)居高不下的共模電壓難以消除，存在很大的安全隱患，直流側(cè)對(duì)地泄放電流最終都會(huì)通過(guò)交流線反饋至電網(wǎng)，產(chǎn)品工作時(shí)交流漏電流檢測(cè)值偏大，容易觸發(fā)漏電保護(hù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。
[0008]為此，本實(shí)用新型需要提出一種車載充電器，該車載充電器可以實(shí)現(xiàn)雙向電能傳輸，采用隔離設(shè)計(jì)更加安全。
[0009]本實(shí)用新型還提出一種具有該車載充電器的車輛。
[0010]為了解決上述問(wèn)題，本申請(qǐng)一方面提出一種車載充電器，該車載充電器包括:雙向變流模塊，所述雙向變流模塊的第一端與交流端的一端相連，所述雙向變流模塊的第二端與所述交流端的另一端相連;雙向DC/DC變換模塊，所述雙向DC/DC變換模塊包括:第一 DC變換單元，所述第一 DC變換單元的第一端與所述雙向變流模塊的第三端相連，所述第一 DC變換單元的第二端與所述雙向變流模塊的第四端相連;變壓器單元，所述變壓器單元的第一端與所述第一 DC變換單元的第三端相連，所述變壓器單元的第二端與所述第一 DC變換單元的第四端相連;第二 DC變換單元，所述第二 DC變換單元的第一端與所述變壓器單元的第三端相連，所述第二 DC變換單元的第二端與所述變壓器單元的第四端相連，所述第二 DC變換單元的第三端與儲(chǔ)能裝置的一端相連，所述第二 DC變換單元的第四端與所述儲(chǔ)能裝置的另一端相連;采集模塊，所述采集模塊分別采集所述交流端的輸出、所述雙向變流模塊的整流輸出和所述第二DC變換單元的輸出，以及分別采集所述儲(chǔ)能裝置的輸出、所述第一DC變換單元的輸出和所述雙向變流模塊的逆變輸出；控制模塊，所述控制模塊分別與所述采集模塊、所述雙向變流模塊的控制端、所述第一 DC變換單元的控制端和所述第二 DC變換單元的控制端相連，根據(jù)所述采集模塊的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。
[0011 ]本實(shí)用新型的車載充電器，基于雙向變流模塊和雙向DC/DC變換模塊的組合，可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，提高效率，雙向DC/DC變換模塊中采用變壓器單元進(jìn)行隔離，可以降低交流測(cè)共模電壓，將交流測(cè)與直流側(cè)隔離，提高安全性，降低傳導(dǎo)輻射，直流電壓適用范圍寬。
[0012]基于上述的車載充電器，本實(shí)用新型另一方面還提出一種車輛，該車輛包括上述的車載充電器。
[0013]該車輛，通過(guò)采用上述方面的車載充電器，可以實(shí)現(xiàn)雙向的能量傳輸，且交流測(cè)與直流側(cè)隔離，降低交流測(cè)共模電壓，提高安全性。
【附圖說(shuō)明】

[0014]圖1是相關(guān)技術(shù)中的一種單向隔離式車載充電器的電路示意圖；
[00?5]圖2是相關(guān)技術(shù)中的一種非隔咼式雙向車載充電器；
[0016]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的車載充電器的框圖；
[0017]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)具體實(shí)施例的車載充電器的電路示意圖；以及
[0018]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的車輛的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。
[0020]下面參照附圖描述根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例提出的車載充電器。
[0021]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的車載充電器的框圖，如圖3所示，該車載充電器100包括雙向變流模塊1、雙向DC/DC變換模塊20、采集模塊30和控制模塊40。
[0022]其中，雙向變流模塊10的第一端all與交流端的一端相連，雙向變流模塊10的第二端al2與交流端的另一端相連;雙向DC/DC變換模塊20包括第一 DC變換單元201、變壓器單元202和第二 DC變換單元203。
[0023]第一 DC變換單元201的第一端bll與雙向變流模塊10的第三端al3相連，第一 DC變換單元201的第二端bl2與雙向變流模塊10的第四端al4;變壓器單元202的第一端cll與第一 DC變換單元201的第三端bl3相連，變壓器單元202的第二端cl2與第一 DC變換單元201的第四端bl4相連;第二 DC變換單元203的第一端dll與變壓器單元202的第三端cl3相連，第二DC變換單元203的第二端dl2與變壓器單元202的第四端cl4相連，第二 DC變換單元203的第三端dl3與儲(chǔ)能裝置例如高壓電池的一端相連，第二 DC變換單元203的第四端dl4與儲(chǔ)能裝置的另一端相連。
[0024]采集模塊30分別采集交流端的輸出例如輸出電流信號(hào)和電流電壓信號(hào)、雙向變流模塊10的整流輸出和第二DC變換單元203的輸出，以及分別采集儲(chǔ)能裝置的輸出、第一DC變換單元201的輸出和雙向變流模塊1的逆變輸出。
[0025]控制模塊40分別與采集模塊30、雙向變流模塊10的控制端、第一DC變換單元201的控制端和第二DC變換單元203的控制端相連，根據(jù)采集模塊30的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，例如，分別控制雙向變流模塊10、第一DC變換單元201和第二DC變換單元203，以使儲(chǔ)能裝置進(jìn)行充電或放電，從而實(shí)現(xiàn)雙向電能的傳輸。
[0026]本實(shí)用新型實(shí)施例的車載充電器100，通過(guò)雙向變流模塊10例如可控雙向PWM整流電路和隔離型雙向DC/DC變換模塊20構(gòu)成可雙向的隔離型換流電路，其中，“雙向”可以理解為既可以實(shí)現(xiàn)整流又可以實(shí)現(xiàn)逆變。
[0027]具體地，在儲(chǔ)能裝置例如高壓電池包進(jìn)行充電時(shí)，雙向變流模塊1作為整流電路，雙向DC/DC變換模塊20作為逆變-變壓器傳輸-整流電路，其中，第一DC變換單元201進(jìn)行逆變控制，變壓器單元202起到隔離作用，使得交流測(cè)和直流側(cè)隔離，第二DC變換單元203進(jìn)行整流控制。AC交流電作為輸入端連接至雙向變流模塊10，控制模塊40根據(jù)采集模塊30的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，對(duì)雙向變流模塊10進(jìn)行SPWM(SinuSOidal PWM)控制，輸出直流電例如半波直流。在輸出直流電壓穩(wěn)定之后，控制模塊40控制第一 DC變換單元201將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，并控制變壓器單?02進(jìn)行能量傳輸，然后經(jīng)過(guò)第二DC變換單元203將交流電整流為直流電連接至儲(chǔ)能裝置例如高壓電池包，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置的充電功能。
[0028]在儲(chǔ)能裝置放電時(shí)，雙向變流模塊10例如PWM整流電路作為逆變電路，雙向DC/DC變換單元20同樣作為逆變-變壓器傳輸-整流電路。儲(chǔ)能裝置例如高壓電池包作為輸入端連接第二 DC變換單元203，通過(guò)第二 DC變換單元203將高壓電池包輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?，并通過(guò)變壓器單元202進(jìn)行能量傳輸，進(jìn)而通過(guò)第一DC變換單元201將交流電整流為直流電輸出至雙向變流模塊1，雙向變流模塊1將直流電逆變?yōu)榻涣麟?，供交流端的交流?fù)載使用，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置的放電功能。
[0029]可以看出，本實(shí)用新型實(shí)施例的車載充電器100，采用雙向變流模塊10和雙向DC/DC變換模塊20，實(shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸，即可實(shí)現(xiàn)由交流電為儲(chǔ)能裝置充電，也可以實(shí)現(xiàn)由儲(chǔ)能裝置輸出以供電交流端的交流負(fù)載;雙向DC/DC變換模塊20中采用變壓器單元202隔離設(shè)計(jì)，可以降低交流測(cè)共模電壓，將交流測(cè)與直流側(cè)隔離，提高安全性，通過(guò)變壓器單元202進(jìn)行升降壓，直流電壓適用范圍寬，降低傳導(dǎo)輻射。
[0030]下面參照附圖4所示，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例的車載充電器100的各個(gè)模塊進(jìn)一步說(shuō)明。
[0031 ] 雙向變流模塊10可以為可控的雙向PWM整流電路，雙向變流模塊10包括第一可控開(kāi)關(guān)Ql、第二可控開(kāi)關(guān)Q2、第三可控開(kāi)關(guān)Q3和第四可控開(kāi)關(guān)Q4。
[0032]其中，第一可控開(kāi)關(guān)Ql的控制端01與控制模塊40相連;第二可控開(kāi)關(guān)Q2的控制端02與控制模塊40相連，第二可控開(kāi)關(guān)Q2的第一端21與第一可控開(kāi)關(guān)Ql的第二端12相連，第二可控開(kāi)關(guān)Q2的第一端21與第一可控開(kāi)關(guān)Ql的第二端12之間具有第一節(jié)點(diǎn)Dl，第一節(jié)點(diǎn)Dl與交流端的一端相連;第三可控開(kāi)關(guān)Q3的控制端03與控制模塊40相連，第三可控開(kāi)關(guān)Q3的第一端31分別與第一可控開(kāi)關(guān)Ql的第一端11和第一 DC變換單元201相連;第四可控開(kāi)關(guān)Q4的控制端04與控制模塊40相連，第四可控開(kāi)關(guān)Q4的第一端41與第三可控開(kāi)關(guān)Q3的第二端32相連，第四可控開(kāi)關(guān)Q4的第一端41與第三可控開(kāi)關(guān)Q3的第二端32之間具有第二節(jié)點(diǎn)D2，第二節(jié)點(diǎn)D2與交流端的另一端相連，第四可控開(kāi)關(guān)Q4的第二端42分別與第二可控開(kāi)關(guān)Q2的第二端22和第一 DC變換單元201相連。
[0033]在交流端輸出即對(duì)儲(chǔ)能裝置充電時(shí)，控制模塊40根據(jù)交流端輸出的交流電壓、交流電流和雙向變流模塊10的整流輸出電壓控制第一可控開(kāi)關(guān)Q1、第二可控開(kāi)關(guān)Q2、第三可控開(kāi)關(guān)Q3和第四可控開(kāi)關(guān)Q4，雙向變流模塊1實(shí)現(xiàn)整流的功能。
[0034]在儲(chǔ)能裝置輸出即放電時(shí)，控制模塊40根據(jù)雙向變流模塊1的逆變輸出的交流電壓控制控制第一可控開(kāi)關(guān)Q1、第二可控開(kāi)關(guān)Q2、第三可控開(kāi)關(guān)Q3和第四可控開(kāi)關(guān)Q4，雙向變流模塊10實(shí)現(xiàn)逆變的功能。
[0035]如圖4所示，雙向變流模塊10還包括濾波單元1010，濾波單元1010包括第一電感L1、第二電感L2和第一電容Cl。其中，第一電感LI的第一端與交流端的一端相連，第一電感的第二端與第一節(jié)點(diǎn)Dl相連;第二電感L2的第一端與交流端的另一端相連，第二電感L2的第二端與第二節(jié)點(diǎn)D2相連;第一電容Cl的第一端分別與第一電感LI的第一端和交流端的一端相連，第一電容Cl的第二端分別與第二電感L2第一端和交流端的另一端相連。
[0036]第一DC變換單元201包括第五可控開(kāi)關(guān)Q5、第六可控開(kāi)關(guān)Q6、第七可控開(kāi)關(guān)Q7和第八可控開(kāi)關(guān)Q8。
[0037]其中，第五可控開(kāi)關(guān)Q5的控制端05與控制模塊40相連，第五可控開(kāi)關(guān)Q5的第一端51與第三可控開(kāi)關(guān)Q3的第一端31相連;第六可控開(kāi)關(guān)Q6的控制端06與控制模塊40相連，第六可控開(kāi)關(guān)Q6的第一端61與第五可控開(kāi)關(guān)Q5的第二端52相連，第六可控開(kāi)關(guān)Q6的第一端61與第五可控開(kāi)關(guān)Q5的第二端52之間具有第三節(jié)點(diǎn)D3，第六可控開(kāi)關(guān)Q6的第二端62與第四可控開(kāi)關(guān)Q4的第二端42相連;第七可控開(kāi)關(guān)Q7的控制端07與控制模塊40相連，第七可控開(kāi)關(guān)Q7的第一端71與第五可控開(kāi)關(guān)Q5的第一端51相連;第八可控開(kāi)關(guān)Q8的控制端08與控制模塊40相連，第八可控開(kāi)關(guān)Q8的第一端81與第七可控開(kāi)關(guān)Q7的第二端72相連，第八可控開(kāi)關(guān)Q8的第一端81與第七可控開(kāi)關(guān)Q7的第二端72之間具有第四節(jié)點(diǎn)D4，第八可控開(kāi)關(guān)Q8的第二端82與第六可控開(kāi)關(guān)Q6的第二端62相連。
[0038]第二DC轉(zhuǎn)換單元203包括第九可控開(kāi)關(guān)Q9、第十可控開(kāi)關(guān)Q10、第十一可控開(kāi)關(guān)Qll和第十二可控開(kāi)關(guān)Q12。
[0039]其中，第九可控開(kāi)關(guān)Q9的控制端09與控制模塊40相連;第十可控開(kāi)關(guān)QlO的控制端010與控制模塊40相連，第十可控開(kāi)關(guān)QlO的第一端101與第九可控開(kāi)關(guān)Q9的第二端92相連，第十可控開(kāi)關(guān)QlO的第一端101與第九可控開(kāi)關(guān)Q9的第二端92之間具有第五節(jié)點(diǎn)D5;第十一可控開(kāi)關(guān)Qll的控制端011與控制模塊40相連，第十一可控開(kāi)關(guān)Qll的第一端111分別與第九可控開(kāi)關(guān)Q9的第一端91和儲(chǔ)能裝置的一端相連;第十二可控開(kāi)關(guān)Q12的控制端012與控制模塊40相連，第十二可控開(kāi)關(guān)Q12的第一端121與第十一可控開(kāi)關(guān)Qll的第二端112相連，第十二可控開(kāi)關(guān)Q12的第一端121與第十一可控開(kāi)關(guān)Qll的第二端112之間具有第六節(jié)點(diǎn)D6，第十二可控開(kāi)關(guān)Q12的第二端122分別與第十可控開(kāi)關(guān)QlO的第二端102和儲(chǔ)能裝置的另一端相連。本實(shí)用新型實(shí)施例中，第二DC變換單元203采用可控開(kāi)關(guān)代替二極管，可以提高傳輸效率。
[0040]變壓器單元202包括高頻變壓器，不同于相關(guān)技術(shù)中，采用工頻變壓器和雙向整流的組合電路實(shí)現(xiàn)隔離的雙向的AC/DC電路功能，工頻變壓器在車載上實(shí)現(xiàn)起來(lái)比較困難，所以，在本實(shí)用新型實(shí)施例中，采用高頻變壓器，實(shí)現(xiàn)高頻隔離傳輸，又可以實(shí)現(xiàn)能量雙向傳輸。
[0041]高頻變壓器包括第一線圈Tll和第二線圈T22。第一線圈Tll的第一端通過(guò)第三電感L3與第三節(jié)點(diǎn)D3相連，第一線圈Tll的第二端通過(guò)第二電容C2與第四節(jié)點(diǎn)D4相連;第二線圈T22的第一端通過(guò)第三電容C3與第五節(jié)點(diǎn)D5相連，第二線圈T22的第二端與第六節(jié)點(diǎn)D6相連。高頻變壓器實(shí)現(xiàn)交流測(cè)和直流側(cè)能量的隔離，提高安全性，并實(shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸，通過(guò)該高頻變壓器進(jìn)行升降壓，直流電壓適用范圍寬。
[0042]其中，在交流端輸出即儲(chǔ)能裝置充電時(shí)，控制模塊40根據(jù)雙向變流模塊10的整流輸出電壓、第二 DC變換單元203的輸出電流和輸出電壓分別對(duì)第五可控開(kāi)關(guān)Q5至第八可控開(kāi)關(guān)Q8進(jìn)行逆變控制，以及對(duì)第九可控開(kāi)關(guān)Q9至第十二可控開(kāi)關(guān)Q12進(jìn)行整流控制，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置的充電功能。
[0043]在儲(chǔ)能裝置輸出時(shí)，控制模塊40根據(jù)儲(chǔ)能裝置輸出的電壓和電流、第一DC變換單元201輸出的電壓分別對(duì)第九可控開(kāi)關(guān)Q9至第十二可控開(kāi)關(guān)Q12進(jìn)行逆變控制，以及對(duì)第五可控開(kāi)關(guān)Q5至第八可控開(kāi)關(guān)Q8進(jìn)行整流控制，進(jìn)而通過(guò)雙向變流模塊10將直流電逆變?yōu)榻涣麟娞峁┲两涣鞫说呢?fù)載使用，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能裝置的放電。
[0044]如圖4所示，該車載充電器100還包括開(kāi)關(guān)模塊50。開(kāi)關(guān)模塊50包括第一開(kāi)關(guān)S1、第二開(kāi)關(guān)S2、第三開(kāi)關(guān)S3和第一電阻Rl。其中，第一開(kāi)關(guān)SI的第一端與交流端的一端相連，第一開(kāi)關(guān)SI的第二端與第一電感LI的第一端相連;第二開(kāi)關(guān)S2的第一端與交流端的另一端相連，第二開(kāi)關(guān)S2的第二端與第二電感L2的第一端相連;第三開(kāi)關(guān)S3的第一端分別與交流端的一端和第一開(kāi)關(guān)SI的第一端相連;第一電阻Rl的第一端與第三開(kāi)關(guān)S3的第二端相連，第一電阻Rl的第二端與第一開(kāi)關(guān)SI的第二端相連。
[0045]該車載充電器100還包括第四電容C4和第五電容C5。其中，第三可控開(kāi)關(guān)Q3的第一端31與第五可控開(kāi)關(guān)Q5的第一端51之間具有第七節(jié)點(diǎn)D7，第四電容C4的第一端與第七節(jié)點(diǎn)D7相連，第四可控開(kāi)關(guān)Q4的第二端42與第六可控開(kāi)關(guān)Q6的第二端62之間具有第八節(jié)點(diǎn)D8，第四電容C4的第二端與第八節(jié)點(diǎn)D8相連;第五電容C5的第一端與儲(chǔ)能裝置的一端相連，第五電容C5的第二端與儲(chǔ)能裝置的另一端相連。
[0046]參照?qǐng)D4所示，其中，控制模塊40包括控制模塊I和控制模塊2，采集模塊30包括采樣電路I和采樣電路2。
[0047]在儲(chǔ)能裝置例如高壓電池包進(jìn)行充電時(shí)，首先控制第二開(kāi)關(guān)S2和第三開(kāi)關(guān)S3吸合，采樣電路I采集交流電壓Vac、交流電流Iac以及雙向變流模塊1的輸出直流電壓Vdc I，控制模塊I經(jīng)過(guò)計(jì)算輸出PWM信號(hào)例如PffMl和PWM2.依次對(duì)第一可控開(kāi)關(guān)Ql至第四可控開(kāi)關(guān)Q4進(jìn)行可控整流，輸出直流電壓Vdcl作為反饋，實(shí)現(xiàn)AC-DC轉(zhuǎn)換，恒壓輸出，并且交流電流與交流電壓同步，功率因數(shù)接近I。
[0048]第四電容C4進(jìn)行濾波，在Vdcl電壓恒定之后，采樣電路2采集Vdcl、直流輸出即電池電壓Vdc2、直流輸出電流Idc2，控制模塊2經(jīng)過(guò)計(jì)算，輸出PWM信號(hào)，依次對(duì)第五可控開(kāi)關(guān)Q5至第八可控開(kāi)關(guān)Q8進(jìn)行逆變控制，以及對(duì)第九可控開(kāi)關(guān)Q9至第十二可控開(kāi)關(guān)Q12繼續(xù)同步整流控制，實(shí)現(xiàn)DC-DC轉(zhuǎn)換，可以根據(jù)反饋Idc2調(diào)節(jié)充電功率。
[0049]其中，通過(guò)高頻變壓器實(shí)現(xiàn)交流測(cè)和直流側(cè)能量的隔離，可以根據(jù)直流電壓的范圍調(diào)整高頻變壓器的設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行匹配。
[0050]在儲(chǔ)能裝置放電時(shí)，儲(chǔ)能裝置例如高壓電池包作為輸入端，采樣電路2采集Vdcl、電池電壓Vdc 2和電池輸出電流I dc 2，控制模塊2經(jīng)過(guò)計(jì)算，輸出PWM信號(hào)，依次對(duì)第九可控開(kāi)關(guān)Q9至第十二可控開(kāi)關(guān)Q12進(jìn)行逆變控制，以及對(duì)第五可控開(kāi)關(guān)Q5至第八可控開(kāi)關(guān)Q8進(jìn)行同步整流控制，輸出直流電壓Vdc I作為反饋，實(shí)現(xiàn)AC-DC轉(zhuǎn)換，恒壓輸出。
[0051]電壓Vdcl恒定之后，Vdcl作為輸入端，采樣電路I采集交流電壓Vac作為反饋，控制模塊I按照正弦規(guī)律輸出SPffM波形信號(hào)，控制第一可控開(kāi)關(guān)Ql至第四可控開(kāi)關(guān)Q4，使交流端輸出電壓合適的交流電，為交流端的負(fù)載供電，實(shí)現(xiàn)逆變。
[0052]綜上所述，本實(shí)用新型實(shí)施例的車載充電器100，基于雙向變流模塊10和雙向DC/DC變換模塊20的組合，可以實(shí)現(xiàn)能量的雙向流動(dòng)，提高效率，雙向DC/DC變換模塊20中采用變壓器單元202進(jìn)行隔離，可以降低交流測(cè)共模電壓，將交流測(cè)與直流側(cè)隔離，提高安全性，降低傳到輻射，直流電壓適用范圍寬。
[0053]基于上述方面實(shí)施例的車載充電器100，本實(shí)用新型的另一方面實(shí)施例提出一種車輛。
[0054]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的車輛的框圖，如圖5所示，該車輛1000包括上述方面實(shí)施例的車載充電器100。
[0055]該車輛1000，通過(guò)采用上述方面的車載充電器100，可以實(shí)現(xiàn)雙向的能量傳輸，且交流測(cè)與直流側(cè)隔離，降低交流測(cè)共模電壓，提高安全性。
[0056]需要說(shuō)明的是，在本說(shuō)明書的描述中，參考術(shù)語(yǔ)“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本實(shí)用新型的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說(shuō)明書中，對(duì)上述術(shù)語(yǔ)的示意性表述不必須針對(duì)的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說(shuō)明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
[0057]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實(shí)用新型的實(shí)施例，可以理解的是，上述實(shí)施例是示例性的，不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實(shí)用新型的范圍內(nèi)可以對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種車載充電器，其特征在于，包括: 雙向變流模塊，所述雙向變流模塊的第一端與交流端的一端相連，所述雙向變流模塊的第二端與所述交流端的另一端相連； 雙向DC/DC變換模塊，所述雙向DC/DC變換模塊包括: 第一 DC變換單元，所述第一 DC變換單元的第一端與所述雙向變流模塊的第三端相連，所述第一 DC變換單元的第二端與所述雙向變流模塊的第四端相連； 變壓器單元，所述變壓器單元的第一端與所述第一 DC變換單元的第三端相連，所述變壓器單元的第二端與所述第一 DC變換單元的第四端相連； 第二 DC變換單元，所述第二 DC變換單元的第一端與所述變壓器單元的第三端相連，所述第二 DC變換單元的第二端與所述變壓器單元的第四端相連，所述第二 DC變換單元的第三端與儲(chǔ)能裝置的一端相連，所述第二 DC變換單元的第四端與所述儲(chǔ)能裝置的另一端相連；采集模塊，所述采集模塊分別采集所述交流端的輸出、所述雙向變流模塊的整流輸出和所述第二DC變換單元的輸出，以及分別采集所述儲(chǔ)能裝置的輸出、所述第一DC變換單元的輸出和所述雙向變流模塊的逆變輸出； 控制模塊，所述控制模塊分別與所述采集模塊、所述雙向變流模塊的控制端、所述第一DC變換單元的控制端和所述第二 DC變換單元的控制端相連，根據(jù)所述采集模塊的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行控制。2.如權(quán)利要求1所述的車載充電器，其特征在于，所述雙向變流模塊包括: 第一可控開(kāi)關(guān)，所述第一可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連； 第二可控開(kāi)關(guān)，所述第二可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連，所述第二可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第一可控開(kāi)關(guān)的第二端相連，所述第二可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第一可控開(kāi)關(guān)的第二端之間具有第一節(jié)點(diǎn)，所述第一節(jié)點(diǎn)與所述交流端的一端相連； 第三可控開(kāi)關(guān)，所述第三可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連，所述第三可控開(kāi)關(guān)的第一端分別與所述第一可控開(kāi)關(guān)的第一端和所述第一 DC變換單元相連;和 第四可控開(kāi)關(guān)，所述第四可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連，所述第四可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第三可控開(kāi)關(guān)的第二端相連，所述第四可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第三可控開(kāi)關(guān)的第二端之間具有第二節(jié)點(diǎn)，所述第二節(jié)點(diǎn)與所述交流端的另一端相連，所述第四可控開(kāi)關(guān)的第二端分別與所述第二可控開(kāi)關(guān)的第二端和所述第一 DC變換單元相連。3.如權(quán)利要求2所述的車載充電器，其特征在于，所述雙向變流模塊還包括濾波單元，所述濾波單元包括: 第一電感，所述第一電感的第一端與所述交流端的一端相連，所述第一電感的第二端與所述第一節(jié)點(diǎn)相連； 第二電感，所述第二電感的第一端與所述交流端的另一端相連，所述第二電感的第二端與所述第二節(jié)點(diǎn)相連;和 第一電容，所述第一電容的第一端分別與所述第一電感的第一端和所述交流端的一端相連，所述第一電容的第二端分別與所述第二電感的第一端和所述交流端的另一端相連。4.如權(quán)利要求2所述的車載充電器，其特征在于，所述第一DC變換單元包括: 第五可控開(kāi)關(guān)，所述第五可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連，所述第五可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第三可控開(kāi)關(guān)的第一端相連； 第六可控開(kāi)關(guān)，所述第六可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連，所述第六可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第五可控開(kāi)關(guān)的第二端相連，所述第六可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第五可控開(kāi)關(guān)的第二端之間具有第三節(jié)點(diǎn)，所述第六可控開(kāi)關(guān)的第二端與所述第四可控開(kāi)關(guān)的第二端相連； 第七可控開(kāi)關(guān)，所述第七可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連，所述第七可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第五可控開(kāi)關(guān)的第一端相連； 第八可控開(kāi)關(guān)，所述第八可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連，所述第八可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第七可控開(kāi)關(guān)的第二端相連，所述第八可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第七可控開(kāi)關(guān)的第二端之間具有第四節(jié)點(diǎn)，所述第八可控開(kāi)關(guān)的第二端與所述第六可控開(kāi)關(guān)的第二端相連。5.如權(quán)利要求4所述的車載充電器，其特征在于，所述第二DC轉(zhuǎn)換單元包括: 第九可控開(kāi)關(guān)，所述第九可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連； 第十可控開(kāi)關(guān)，所述第十可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連，所述第十可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第九可控開(kāi)關(guān)的第二端相連，所述第十可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第九可控開(kāi)關(guān)的第二端之間具有第五節(jié)點(diǎn)； 第十一可控開(kāi)關(guān)，所述第十一可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連，所述第十一可控開(kāi)關(guān)的第一端分別與所述第九可控開(kāi)關(guān)的第一端和所述儲(chǔ)能裝置的一端相連;和 第十二可控開(kāi)關(guān)，所述第十二可控開(kāi)關(guān)的控制端與所述控制模塊相連，所述第十二可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第十一可控開(kāi)關(guān)的第二端相連，所述第十二可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第十一可控開(kāi)關(guān)的第二端之間具有第六節(jié)點(diǎn)，所述第十二可控開(kāi)關(guān)的第二端分別與所述第十可控開(kāi)關(guān)的第二端和所述儲(chǔ)能裝置的另一端相連。6.如權(quán)利要求5所述的車載充電器，其特征在于，所述變壓器單元包括高頻變壓器，所述高頻變壓器包括: 第一線圈，所述第一線圈的第一端通過(guò)第三電感與所述第三節(jié)點(diǎn)相連，所述第一線圈的第二端通過(guò)第二電容與所述第四節(jié)點(diǎn)相連;和 第二線圈，所述第二線圈的第一端通過(guò)第三電容與所述第五節(jié)點(diǎn)相連，所述第二線圈的第二端與所述第六節(jié)點(diǎn)相連。7.如權(quán)利要求3所述的車載充電器，其特征在于，還包括:開(kāi)關(guān)模塊，所述開(kāi)關(guān)模塊包括: 第一開(kāi)關(guān)，所述第一開(kāi)關(guān)的第一端與所述交流端的一端相連，所述第一開(kāi)關(guān)的第二端與所述第一電感的第一端相連； 第二開(kāi)關(guān)，所述第二開(kāi)關(guān)的第一端與所述交流端的另一端相連，所述第二開(kāi)關(guān)的第二端與所述第二電感的第一端相連； 第三開(kāi)關(guān)，所述第三開(kāi)關(guān)的第一端分別與所述交流端的一端和所述第一開(kāi)關(guān)的第一端相連;和 第一電阻，所述第一電阻的第一端與所述第三開(kāi)關(guān)的第二端相連，所述第一電阻的第二端與所述第一開(kāi)關(guān)的第二端相連。8.如權(quán)利要求5所述的車載充電器，其特征在于，還包括: 第四電容，所述第三可控開(kāi)關(guān)的第一端與所述第五可控開(kāi)關(guān)的第一端之間具有第七節(jié)點(diǎn)，所述第四電容的第一端與所述第七節(jié)點(diǎn)相連，所述第四可控開(kāi)關(guān)的第二端與所述第六可控開(kāi)關(guān)的第二端之間具有第八節(jié)點(diǎn)，所述第四電容的第二端與所述第八節(jié)點(diǎn)相連； 第五電容，所述第五電容的第一端與所述儲(chǔ)能裝置的一端相連，所述第五電容的第二端與所述儲(chǔ)能裝置的另一端相連。9.一種車輛，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的車載充電器。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK205724952SQ201620255161
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】楊仕青
【申請(qǐng)人】比亞迪股份有限公司