專利名稱：電池充電設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池充電設(shè)備。更具體地，本發(fā)明涉及重量減輕，體 積減小和制造成本降低的電池充電設(shè)備。
背景技術(shù)：
車輛的電池充電設(shè)備將外部電源供應(yīng)的能量存儲(chǔ)在高壓電池中， 且車輛由存儲(chǔ)在電池中的能量驅(qū)動(dòng)。
在該情況下，因?yàn)閺耐獠侩娫垂?yīng)的電壓是交流電，電池充電設(shè) 備要求獨(dú)立的充電器將交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并將其提供給電池。
而且，因?yàn)?，外部電源?jīng)充電器提供的充電電流和電壓必須足夠 高從而對(duì)電池快速充電，這要求電池裝置高容量，增加電池充電設(shè)備 的體積和成本。
充電器可由多個(gè)絕緣柵雙極晶體管(IGBT)、電容器、控制器組成， 且多個(gè)IGBT與電容器的體積和重量必須增加，導(dǎo)致采用這類高容量裝 置的電池充電設(shè)備的制造成本增加。
背景技術(shù)：
中揭示的上述信息僅是為了增加對(duì)本發(fā)明背景的理解， 因此其含有不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)的信息，且這些信息是本領(lǐng)域技術(shù)人員公 知的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決上述與現(xiàn)有技術(shù)相關(guān)的問題。本發(fā)明的一個(gè)目 的是提供重量減輕，體積減小和制造成本降低的電池充電設(shè)備。
在優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種電池充電設(shè)備，其包括交 流電源，該交流電源包括第一 電極和第二電極為充電電池提供交流電
壓；二極管，其陽(yáng)極連接至電池而陰極連接至交流電源的第二電極，
以便半波整流從交流電源供應(yīng)的交流電壓；三相馬達(dá)，其連接至交流
電源的第一電極并傳輸二極管和交流電源提供的半波整流電壓至電
4池；以及連接在三相馬達(dá)和電池之間的逆變器，其將三相馬達(dá)提供的 電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓從而傳輸至電池。
在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明提供電池充電設(shè)備，其包括 提供交流電壓以便對(duì)電池充電的交流電源；連接至交流電源并包括多 個(gè)繞組和中性點(diǎn)(neutral point)的三相馬達(dá)；連接在三相馬達(dá)和電池 之間且轉(zhuǎn)換交流電源供應(yīng)的交流電壓為直流電壓并將其傳輸?shù)诫姵氐?逆變器；包括第一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān)并連接至三相馬達(dá)中性 點(diǎn)和三相馬達(dá)各繞組的開關(guān)單元。
可以理解這里所用的術(shù)語(yǔ)"車輛"或"車輛的"或其他類似術(shù)語(yǔ) 包括機(jī)動(dòng)車， 一般如乘用車，包括運(yùn)動(dòng)型多功能車(SUV)、公共汽車、 卡車、多種商業(yè)車輛，以及船只，包括多種舟艇、飛行器等。
本發(fā)明上述和其他優(yōu)點(diǎn)可從附圖中顯然看出并更詳細(xì)地在附圖中 示出，附圖包括在并構(gòu)成本說明書一部分，下面的詳細(xì)說明書以示例 的形式解釋本發(fā)明原理。


本發(fā)明上面和其他的特征將參考某些示例性實(shí)施方式詳細(xì)說明， 其中說明了作為示例而非限制本發(fā)明的附圖，其中
圖1是按照本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的電池充電設(shè)備的電路圖；和 圖2是按照本發(fā)明另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式的電池充電設(shè)備的電路圖。 圖中給出的標(biāo)識(shí)號(hào)包括下面進(jìn)一步討論的如下元件-100， 200:電池充電設(shè)備 110， 210:交流電源
120， 220:三相馬達(dá) 130, 230:逆變器
140: 二極管 240:開關(guān)單元
B:電池
應(yīng)該理解附圖不必按比例，從而為說明本發(fā)明基本原理的多種優(yōu) 選特征提供一定簡(jiǎn)化的表示。這里公開的本發(fā)明的特定設(shè)計(jì)特征，例 如包括特定尺寸、取向、位置和形狀部分由特定需要的應(yīng)用和使用環(huán) 境決定。
具體實(shí)施例方式
詳細(xì)參考本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式，其示例在附圖中示出，其中相同 的附圖標(biāo)記表示相同的元件。在下文中對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說明以參考附 圖解釋本發(fā)明。
參考圖1，其示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的電池充電設(shè)備的 電路圖。
如圖所示，電池充電設(shè)備100包括交流電源110、三相馬達(dá)120、 逆變器130和二極管140。電池充電設(shè)備100可用作對(duì)各種車輛的電池 進(jìn)行充電的設(shè)備，這些車輛包括電動(dòng)車，插入式(plug-in)燃料電池 車或插入式混合動(dòng)力車。
首先，交流電源100包括第一電極111和第二電極112。第一電極 111連接至三相馬達(dá)120的中性點(diǎn)，且第二電極112電連接至二極管 140的陰極。交流電源110提供的交流電壓被二極管140轉(zhuǎn)化為半波交 流電壓。
在電池充電時(shí)，交流電源110的第一電極111和第二電極112分別 連接至三相馬達(dá)120和二極管140。在車輛的操作過程中，第一電極 111和第二電極112處于開路狀態(tài)。因?yàn)樵谲囕v操作過程中三相馬達(dá) 120由電池B提供的電壓驅(qū)動(dòng)，交流電源110和三相馬達(dá)120之間的 電路是開路，因此可以防止交流電源110與三相馬達(dá)120間的電路和 交流電源100與二極管140間的電路短路。在這種情況下中，可通過 諸如開關(guān)、插座或等效電路等的多種非限制性裝置，將交流電源110 與三相馬達(dá)120間的電路和交流電源110與二極管140間的電路連接 或開路。
三相馬達(dá)120包括三個(gè)繞組，其通過三相接頭而連接。三相馬達(dá) 120的三個(gè)繞組通過Y接頭而連接，因此中性點(diǎn)連接至交流電源110 的第一電極lll，且各繞組連接至逆變器130。三相馬達(dá)120對(duì)從交流 電源IIO提供的交流電壓進(jìn)行半波整流，并將其傳輸至逆變器130。
逆變器130連接在電池B與三相馬達(dá)120之間。逆變器130將由 二極管140整流的交流電壓半波轉(zhuǎn)換為直流電壓，并將其提供給電池 B。此時(shí)，電池B由逆變器130提供的直流電壓充電。在車輛操作過程 中，逆變器130將電池B提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，并將其提供至三相馬達(dá)120。此時(shí)，三相馬達(dá)120由逆變器130提供的交流電壓 驅(qū)動(dòng)。
二極管140包括陽(yáng)極和陰極。陽(yáng)極連接至電池B，而陰極連接至 交流電源110的第二電極112。電池B包括兩個(gè)電極，其中連接至二極 管140的陽(yáng)極的電極具有較低的電勢(shì)。因?yàn)槎O管140的陽(yáng)極連接至 電池B的電勢(shì)較低的電極，所以可以防止各電路在電池充電過程中短 路。
上述電池充電設(shè)備100可通過在逆變器130和三相馬達(dá)120中加 入二極管140而對(duì)電池B充電，無(wú)需使用獨(dú)立的充電器。因此，電池 充電設(shè)備100中使用的部件的數(shù)量減少，因而電池充電設(shè)備100的重 量減輕，體積減小且制造成本降低。
接著，參考圖2，其描繪了示出根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方式的電池充 電設(shè)備的電路圖。類似地，電池充電設(shè)備200可用來對(duì)不同車輛電池 充電，這些車輛包括電動(dòng)車、插入式燃料電池車或插入式混合動(dòng)力車。
如圖所示，電池充電設(shè)備200包括交流電源210、三相馬達(dá)220、 逆變器230和開關(guān)單元240。開關(guān)單元240包括第一開關(guān)214、第二開 關(guān)242和第三開關(guān)243。
首先，交流電源210包括第一電極211和第二電極212。第一電極 211連接至三相馬達(dá)220和第二開關(guān)242，且第二電極212電連接至三 相馬達(dá)220和第三開關(guān)243。在電池充電時(shí)，交流電源210的第一電極 211和第二電極212分別連接在三相馬達(dá)220和開關(guān)單元240之間。在 車輛操作過程中，連接在三相馬達(dá)220和開關(guān)單元240之間的第一電 極211和第二電極212處于開路狀態(tài)。因?yàn)樵谲囕v操作過程中，三相 馬達(dá)220由電池B提供電壓驅(qū)動(dòng)，所以交流電源210和三相馬達(dá)220 之間的電路處于開路，所以可以防止交流電源210與三相馬達(dá)220間 的電路短路。在這種情況下，交流電源210和三相馬達(dá)220之間的電 路可通過諸如開關(guān)、插座或等效電路等的多種裝置連接或斷開；本發(fā) 明中使用的電路沒有特殊限制。
三相馬達(dá)220連接在逆變器230和交流電源210之間。三相馬達(dá) 220包括通過三相接頭而連接的三個(gè)繞組。三相馬達(dá)220的三個(gè)繞組分 別連接至開關(guān)單元240的第一開關(guān)241 、第二開關(guān)242和第三開關(guān)243 。連接至第二開關(guān)242的繞組被連接至交流電源210的第一電極211，而 連接至第三開關(guān)243的繞組被連接至交流電源210的第二電極212。對(duì) 三相馬達(dá)220供應(yīng)交流電源210的交流電壓，并通過三相馬達(dá)220的 繞組和逆變器230將其轉(zhuǎn)換為直流電壓。在該情形中，三相馬達(dá)220 的繞組由電感器操作。
逆變器230連接在電池B和三相馬達(dá)220之間。逆變器230將三 相馬達(dá)220提供的電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓，并將其提供給電池B。電池B 由逆變器230提供的直流電壓充電。在車輛操作過程中，逆變器230 將電池B提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓，并將其提供給三相馬達(dá) 220。三相馬達(dá)220由逆變器230提供的交流電壓驅(qū)動(dòng)。
開關(guān)單元240包括第一開關(guān)241 、第二開關(guān)242和第三開關(guān)243 ， 并連接至三相馬達(dá)220的各繞組和中性點(diǎn)。第二開關(guān)242連接至交流 電源210的第一電極211，而第三開關(guān)243連接至交流電源210的第二 電極212。在電池B被充電時(shí)，開關(guān)單元240斷開從而斷開三相馬達(dá) 220的各繞組與中性點(diǎn)之間的電路，因此使用三相馬達(dá)220的繞組作為 電感器傳輸交流電源210的電壓至逆變器230。在車輛被操作時(shí)，開關(guān) 單元240導(dǎo)通從而將三相馬達(dá)220的各繞組連接至三相馬達(dá)220的中 性點(diǎn)。此時(shí)，逆變器230將電池B提供的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流電壓并 將其傳輸給待驅(qū)動(dòng)的三相馬達(dá)220。
上述電池充電設(shè)備200可通過在逆變器230和三相馬達(dá)220中加 入開關(guān)單元240而對(duì)電池B充電，無(wú)需使用獨(dú)立的充電器。因此，電 池充電設(shè)備200中使用的部件的數(shù)目減少，因而電池充電設(shè)備100的 重量減輕，體積減小且制造成本降低。
已經(jīng)參考優(yōu)選實(shí)施方式詳細(xì)說明了本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人 員可以理解，可不偏離本發(fā)明的原理和精神對(duì)這些實(shí)施方式做出變化， 本發(fā)明的范疇由權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1. 一種用于對(duì)電池充電的設(shè)備，包括交流電源，其包括第一電極和第二電極，并提供交流電壓以對(duì)所述電池充電；二極管，其包括連接至所述電池的陽(yáng)極和連接至第二電極的陰極，且對(duì)所述交流電源提供的交流電壓進(jìn)行半波整流；三相馬達(dá)，其連接至所述第一電極并將所述二極管和所述交流電源提供的經(jīng)半波整流的電壓傳輸至所述電池；和逆變器，其連接在所述三相馬達(dá)與所述電池之間，并將所述三相馬達(dá)提供的電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓從而將該直流電壓傳輸至所述電池。
2. —種用于對(duì)電池充電的設(shè)備，包括 交流電源，其提供交流電壓以對(duì)所述電池充電； 三相馬達(dá)，其連接至所述交流電源，并包括繞組和中性點(diǎn)； 逆變器，其連接在所述三相馬達(dá)和所述電池之間，并將所述交流電源提供的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓以將該直流電壓提供至所述電池； 和開關(guān)單元，其包括第一開關(guān)、第二開關(guān)和第三開關(guān)，并與所述三相 馬達(dá)的所述中性點(diǎn)和所述三相馬達(dá)的各所述繞組連接。
3. 如權(quán)利要求2所述的對(duì)電池充電的設(shè)備，其中將所述交流電源 提供的交流電壓通過所述三相馬達(dá)的繞組和所述逆變器轉(zhuǎn)換為直流電 壓，接著將該直流電壓提供至所述電池。
4. 如權(quán)利要求2所述的對(duì)電池充電的設(shè)備，其中所述交流電源包 括連接在所述三相馬達(dá)與所述第二開關(guān)之間的第一電極，以及連接在 所述三相馬達(dá)與所述第三開關(guān)之間的第二電極。
5. 如權(quán)利要求4所述的對(duì)電池充電的設(shè)備，其中在所述電池充電 時(shí)，所述開關(guān)單元的所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)斷開，使得所述交流電源的交流電壓通過所述三相馬達(dá)的所述繞組提供至所述電池，從而對(duì)所述電池充電。
6.如權(quán)利要求2所述的對(duì)電池充電的設(shè)備，其中在所述三相馬達(dá)由所述電池驅(qū)動(dòng)時(shí)，所述開關(guān)單元的所述第一開關(guān)、所述第二開關(guān)和所述第三開關(guān)導(dǎo)通，使得所述三相馬達(dá)的各所述繞組連接至所述三相馬達(dá)的所述中性點(diǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供重量減輕，體積減小和制造成本降低的電池充電設(shè)備。該設(shè)備包括交流電源，該交流電源包括第一電極和第二電極，并向充電電池提供交流電壓；二極管，其陽(yáng)極連接至電池，而其陰極連接至第二電極，并對(duì)從交流電源供應(yīng)的交流電壓進(jìn)行半波整流；三相馬達(dá)，其連接至第一電極，并將二極管和交流電源提供的半波整流電壓傳輸至電池；以及連接在三相馬達(dá)和電池之間的逆變器，其將三相馬達(dá)提供的電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓并將其傳輸至電池?？蛇x地，該設(shè)備可包括交流電源、逆變器、三相馬達(dá)和開關(guān)單元。
文檔編號(hào)H02J7/00GK101459342SQ200810109819
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月12日
發(fā)明者宋泓錫, 張志勛, 李永國(guó), 鄭鎮(zhèn)換 申請(qǐng)人:現(xiàn)代自動(dòng)車株式會(huì)社