一種多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)。該充電機(jī)包括依次連接的開關(guān)、前端濾波模塊、第一整流模塊、功率因數(shù)校正模塊、第一濾波模塊、逆變模塊、變壓器、第二整流模塊和第二濾波模塊。變壓器至少包括一個(gè)原邊繞組線圈以及第一副邊繞組線圈和第二副邊繞組線圈兩個(gè)繞組線圈；第二整流模塊連接第二副邊繞組線圈，第二濾波模塊連接蓄電池。該充電機(jī)還包括依次連接于第一副邊繞組線圈后的整流逆變模塊和第三濾波模塊；第三濾波模塊連接動(dòng)力電池。本發(fā)明擴(kuò)展了車載充電機(jī)的功能，實(shí)現(xiàn)了車載交直流充電機(jī)和直流變換器兩種功能，降低了車載充電機(jī)的成本，減小了其重量和體積；同時(shí)實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，且能量轉(zhuǎn)換效率高。
【專利說明】一種多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車車載充電【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種電動(dòng)汽車的充電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今世界環(huán)境、能源問題日益突出，電動(dòng)汽車成為了汽車工業(yè)研究、開發(fā)的熱點(diǎn)，但電動(dòng)汽車的市場(chǎng)化仍受到一些關(guān)鍵技術(shù)的阻礙。其中，比較突出的一個(gè)技術(shù)就是電動(dòng)汽車的充電技術(shù)。
[0003]電動(dòng)汽車充電機(jī)是電動(dòng)汽車的重要組成部分。目前，電動(dòng)汽車充電機(jī)可分為非車載充電機(jī)和車載充電機(jī)。對(duì)于電動(dòng)汽車，傳統(tǒng)的車載充電機(jī)的作用是將公共電網(wǎng)的交流電給高壓動(dòng)力電池充電。傳統(tǒng)的車載充電機(jī)包括以下部分:電磁干擾(EMI)濾波器、輸入整流模塊、功率因數(shù)校正(PFC )模塊、輸入濾波器、逆變模塊、變壓器、輸出整流模塊、輸出濾波器；其中逆變模塊、變壓器、輸出整流模塊、輸出濾波器構(gòu)成了直流直流變換單元，實(shí)現(xiàn)了直流直流變換功能。車載的直流變換器(DCDC)用于高壓動(dòng)力電池給低壓蓄電池充電，該直流變換器與車載充電機(jī)中的直流直流變換單元需要實(shí)現(xiàn)的功能是相似的，但是兩者一般是分開的，即針對(duì)公共電網(wǎng)對(duì)動(dòng)力電池充電和動(dòng)力電池對(duì)低壓蓄電池充電，從原理上包含了兩臺(tái)DCDC設(shè)備，從而車載充電機(jī)的成本高，體積大且功能單一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種既能在需要車載充電時(shí)利用公共電網(wǎng)交流電同時(shí)對(duì)高壓動(dòng)力電池和低壓蓄電池充電，又能在車輛運(yùn)行時(shí)利用高壓動(dòng)力電池給低壓蓄電池充電的車載充電機(jī)。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的解決方案是:
[0006]一種多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，包括依次連接的前端濾波模塊、第一整流模塊、功率因數(shù)校正模塊、第一濾波模塊、逆變模塊、變壓器、第二整流模塊，第二濾波模塊；所述變壓器至少包括一個(gè)原邊繞組線圈以及第一副邊繞組線圈和第二副邊繞組線圈兩個(gè)副邊繞組線圈；所述第二整流模塊連接所述第二副邊繞組線圈，以將所述第二副邊繞組線圈輸出的交流電整流為直流電；所述第二濾波模塊連接所在汽車的蓄電池，以濾除所述第二整流模塊輸出的直流電中的脈動(dòng)成分；所述充電機(jī)還包括依次連接于所述第一副邊繞組線圈后的整流逆變模塊和第三濾波模塊；所述第三濾波模塊連接所在汽車的動(dòng)力電池，以濾除所述整流逆變模塊輸出的直流電中的脈動(dòng)成分；所述整流逆變模塊用于將所述第一副邊繞組線圈輸出的交流電整流為直流電，或者將動(dòng)力電池輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟姟?br> [0007]所述車載充電機(jī)還包括第一開關(guān)，第一開關(guān)連接所述前端濾波模塊和公共電網(wǎng)，作為所述車載充電機(jī)和公共電網(wǎng)的接口。
[0008]所述前端濾波模塊為前端濾波器。
[0009]所述前端濾波器為電磁干擾濾波器。
[0010]所述第一濾波模塊為第一濾波器。[0011]所述第二濾波模塊為第二濾波器。
[0012]所述第三濾波模塊為第三濾波器。
[0013]所述第一濾波模塊的輸入端還與所述高壓動(dòng)力電池通過第二開關(guān)連接。
[0014]所述蓄電池為車載12伏蓄電池。
[0015]由于采用上述方案，本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)中變壓器原邊有一組繞組線圈，副邊有兩組繞組線圈，使得該車載充電機(jī)能利用同一磁路集成交直流充電機(jī)和直流變換器兩種功能。該多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，能量轉(zhuǎn)換效率高，擴(kuò)展了車載充電機(jī)的功能，降低了車載充電機(jī)的成本，減小了車載充電機(jī)的重量和體積。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明實(shí)施例中車載充電機(jī)的組成原理圖；
[0017]圖2是本發(fā)明實(shí)施例中車載充電機(jī)實(shí)現(xiàn)交直流充電機(jī)功能時(shí)的能量流圖；
[0018]圖3是本發(fā)明實(shí)施例中車載充電機(jī)采用第一種方式實(shí)現(xiàn)直流變換器功能時(shí)的能量流圖；
[0019]圖4是本發(fā)明實(shí)施例中車載充電機(jī)采用第二種方式實(shí)現(xiàn)直流變換器功能時(shí)的能
量流圖。
[0020]附圖中:101、第一開關(guān)；102、第二開關(guān)；2、變壓器；21、原邊繞組線圈；2201、第一副邊繞組線圈；2202、第二副邊繞組線圈。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0022]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中充電機(jī)功能單一,成本高體積大等缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了 一種多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)。該車載充電機(jī)包括依次連接的第一開關(guān)101、EMI濾波器、第一整流模塊、PFC模塊、第一濾波器、逆變模塊、原邊有一個(gè)繞組線圈副邊有兩個(gè)繞組線圈的變壓器2。還包括依次連接于變壓器第一副邊繞組線圈2201后的整流/逆變模塊和第三濾波器，以及依次連接于變壓器第二副邊繞組線圈2202后的第二整流模塊和第二濾波器。其中，第三濾波器與高壓動(dòng)力電池連接，第二濾波器與低壓蓄電池連接，第一濾波器在輸入端通過第二開關(guān)102與高壓動(dòng)力電池連接。圖1所示為該車載充電機(jī)的組成原理圖。
[0023]其中，第一開關(guān)101為該充電機(jī)與公共電網(wǎng)的接口 ；第二開關(guān)102用于選擇采用何種方式實(shí)現(xiàn)高壓動(dòng)力電池對(duì)低壓12伏蓄電池充電。EMI濾波器用于過濾來自公共電網(wǎng)的高次諧波；第一整流模塊用于將公共電網(wǎng)的交流電整流為脈動(dòng)直流電；PFC模塊用于提高功率因數(shù)，降低該車載充電機(jī)輸入公共電網(wǎng)的諧波；第一濾波器用于濾除PFC模塊輸出直流電中的脈動(dòng)成分；逆變模塊用于將第一濾波器輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟姡蛔儔浩饔糜趯?shí)現(xiàn)變壓以及能量傳輸；整流/逆變模塊用于將變壓器第一副邊繞組線圈2201輸出的交流電整流為直流電，或者將高壓動(dòng)力電池輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟?；第三濾波器用于濾除整流/逆變模塊輸出直流電中的脈動(dòng)成分；第二整流模塊用于將變壓器第二副邊繞組線圈2202輸出的交流電整流為直流電；第二濾波器用于濾除第二整流模塊輸出直流電中的脈動(dòng)成分；高壓動(dòng)力電池為電動(dòng)汽車動(dòng)力源；低壓蓄電池為電動(dòng)汽車車載12伏蓄電池。[0024]該多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)具有交直流充電機(jī)和直流變換器兩種功能。在需要車載充電時(shí)，利用公共電網(wǎng)交流電同時(shí)給高壓動(dòng)力電池和低壓12伏蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)交直流充電機(jī)功能；而在車輛運(yùn)行時(shí)，利用高壓動(dòng)力電池給低壓12伏蓄電池充電，且可以通過兩種方式實(shí)現(xiàn)在車輛運(yùn)行時(shí)利用高壓動(dòng)力電池給低壓12伏蓄電池充電，實(shí)現(xiàn)了直流變換器的功能。
[0025]圖2所示該多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)實(shí)現(xiàn)交直流充電機(jī)功能時(shí)的能量流圖，圖2中箭頭的方向表示能量流動(dòng)的方向，此時(shí)第一開關(guān)101閉合，第二開關(guān)102打開。公共電網(wǎng)的能量依次經(jīng)過EMI濾波器、第一整流模塊、PFC模塊、第一濾波器、逆變模塊流向變壓器的原邊，流向變壓器2的能量從其兩個(gè)副邊繞組線圈輸出，從第一副邊繞組線圈2201輸出的能量經(jīng)過整流/逆變模塊、第三濾波器流向高壓動(dòng)力電池，從第二副邊繞組線圈2202輸出的能量經(jīng)過第二整流模塊、第二濾波器流向低壓12伏蓄電池，從而實(shí)現(xiàn)利用公共電網(wǎng)交流電同時(shí)為高壓動(dòng)力電池和低壓12伏蓄電池充電。
[0026]圖3所示為該多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)采用第一種方式實(shí)現(xiàn)直流變換器功能時(shí)的能量流圖，圖3中箭頭的方向表示能量流動(dòng)的方向，此時(shí)第一開關(guān)101斷開，第二開關(guān)102也斷開。高壓動(dòng)力電池輸出的能量經(jīng)過第三濾波器、整流/逆變模塊從變壓器2的第一副邊繞組線圈2201流向變壓器2，此時(shí)開關(guān)I斷開，車載充電機(jī)沒有連接到公共電網(wǎng)，流向變壓器2的能量從變壓器2的第二副邊繞組線圈2202流出，經(jīng)過第二整流模塊、第二濾波器流向低壓12伏蓄電池，從而實(shí)現(xiàn)高壓動(dòng)力電池到低壓12伏蓄電池的直流電壓變換。
[0027]圖4所示為該多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)采用第二種方式實(shí)現(xiàn)直流變換器功能時(shí)的能量流圖，圖4中箭頭的方向表示能量流動(dòng)的方向，此時(shí)第一開關(guān)101斷開，第二開關(guān)102閉合。高壓動(dòng)力電池輸出的能量經(jīng)過第一濾波器、逆變模塊流向變壓器2的原邊，流向變壓器2的能量從變壓器2的第二副邊繞組線圈2202流出，經(jīng)過第二整流模塊、第三濾波器流向低壓12伏蓄電池，從而實(shí)現(xiàn)高壓動(dòng)力電池到低壓12伏蓄電池的直流電壓變換。
[0028]綜上所述，本發(fā)明的多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)中變壓器原邊有一組繞組線圈，副邊有兩組繞組線圈，使得該車載充電機(jī)能利用同一磁路集成交直流充電機(jī)和直流變換器兩種功能。該多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)實(shí)現(xiàn)了電氣隔離，能量轉(zhuǎn)換效率高，擴(kuò)展了車載充電機(jī)的功能，降低了車載充電機(jī)的成本，減小了車載充電機(jī)的重量和體積。
[0029]上述的對(duì)實(shí)施例的描述是為便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對(duì)這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動(dòng)。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，包括依次連接的前端濾波模塊、第一整流模塊、功率因數(shù)校正模塊、第一濾波模塊、逆變模塊、變壓器、第二整流模塊，第二濾波模塊，其特征在于:所述變壓器至少包括一個(gè)原邊繞組線圈以及第一副邊繞組線圈和第二副邊繞組線圈兩個(gè)副邊繞組線圈；所述第二整流模塊連接所述第二副邊繞組線圈，以將所述第二副邊繞組線圈輸出的交流電整流為直流電；所述第二濾波模塊連接所在汽車的蓄電池，以濾除第二整流模塊輸出的直流電中的脈動(dòng)成分； 所述充電機(jī)還包括依次連接于第一副邊繞組線圈后的整流逆變模塊和第三濾波模塊；第三濾波模塊連接所在汽車的動(dòng)力電池，以濾除所述整流逆變模塊輸出的直流電中的脈動(dòng)成分；所述整流逆變模塊用于將第一副邊繞組線圈輸出的交流電整流為直流電，或者將動(dòng)力電池輸出的直流電逆變?yōu)榻涣麟姟?br> 2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，其特征在于:所述車載充電機(jī)還包括第一開關(guān)，第一開關(guān)連接所述前端濾波模塊和公共電網(wǎng)，作為所述車載充電機(jī)和公共電網(wǎng)的接口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，其特征在于:所述前端濾波模塊為前端濾波器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，其特征在于:所述前端濾波器為電磁干擾濾波器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，其特征在于:所述第一濾波模塊為第一濾波器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，其特征在于:所述第二濾波模塊為第二濾波器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，其特征在于:所述第三濾波模塊為第三濾波器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，其特征在于:所述第一濾波模塊的輸入端還與所述高壓動(dòng)力電池通過第二開關(guān)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多功能一體化電動(dòng)汽車車載充電機(jī)，其特征在于:所述蓄電池為車載12伏蓄電池。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103872728SQ201410074520
【公開日】2014年6月18日 申請(qǐng)日期:2014年3月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月3日
【發(fā)明者】孫澤昌, 葉鋒, 戴海峰 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)