一種插電式電動汽車及其車載充電電源系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實用新型涉及一種插電式電動汽車及其車載充電電源系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前地球上有限的石油資源，保護人類賴以生存的自然環(huán)境，減少溫室氣體排放量，遏制全球氣候變暖已經(jīng)成為各國面臨的共同問題。以電動汽車為代表的新能源汽車具有零(低)污染物排放、低噪聲、能源效率高、維修及運行成本低等特點，代表了世界汽車發(fā)展的方向，但需利用充電機對車載電源進行充電。插電式混合動力車的特征是行駛動力主要來自于電池，發(fā)動機只是作為后備動力來源，在電池電量耗盡時才啟用，也就是說插電式混合動力車主要適合城市道路。目前，插電式混合動力車已成了城市公交車的發(fā)展趨勢，各大廠家相繼推出插電式混合動力車。
[0003]現(xiàn)在插電式混合動力汽車有兩種充電方案:第一種是采用交流充電方案，將交流插座接雙向斬波DC/DC變換器中交流輸入端，用地面交流充電粧的插槍和車上交流插座連接，整個充電過程由電池管理系統(tǒng)來管理雙向斬波DC/DC變換器輸出的充電電壓和充電電流，根據(jù)電池管理系統(tǒng)自動停止充電；例如中國專利公布號CN 102891522 A公開了一種具有車載充電功能的雙儲能裝置，該裝置包括通過雙向半橋DC/DC變換器連接的蓄電池和超級電容，雙向半橋DC/DC變換器受PffM控制單元控制，該裝置還包括具有整流模塊和充電接口的充電單元，整流模塊的交流輸入端連接充電接口，其直流輸出端連接雙向半橋DC/DC變換器的輸出端。該車輛只提供了交流充電接口，只能采用交流充電粧進行充電，而無法使用直流充電粧進行直流充電。第二種是采用直流快充方案，一般10分鐘能充完90%的電量，直流快充采用大功率直流充電機給車充電，充電過程中，由直流充電機與電池管理系統(tǒng)按照直流充電通訊協(xié)議進行充電。但是現(xiàn)在的充電站中一般只有一種充電方式，有的充電站只有一種交流充電粧充電方式，有的充電站可能只有一種直流充電機充電方式，此時出現(xiàn)配交流插座車開到只有直流充電機的充電站，還有配直流插座車開到只有交流充電粧的充電站，給使用者帶來很多不便。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種車載充電電源系統(tǒng)，既能使用交流充電粧進行充電，又能使用直流充電機進行充電，可以滿足現(xiàn)有充電站所有充電要求，同時提供一種使用上述系統(tǒng)的插電式電動汽車。
[0005]為了實現(xiàn)以上目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種車載充電電源系統(tǒng)，包括交流充電單元、通過雙向DC/DC變換器連接的動力電池和超級電容，所述交流充電單元包括整流模塊和交流充電接口，整流模塊的交流輸入端與交流充電接口相連，其直流輸出端連接于雙向DC/DC變換器與超級電容之間的線路上，該系統(tǒng)還包括直流充電單元，所述直流充電單元包括用于連接在動力電池和雙向DC/DC變換器之間線路上的直流充電線路，該直流充電線路的輸入端設(shè)有直流充電接口。
[0006]所述直流充電線路上設(shè)有直流充電開關(guān)。
[0007]所述直流充電接口處設(shè)有直流充電插座。
[0008]所述交流充電接口處設(shè)有交流充電插座。
[0009]—種插電式電動汽車，包括車載充電電源系統(tǒng)，所述車載充電電源系統(tǒng)包括交流充電單元、通過雙向DC/DC變換器連接的動力電池和超級電容，雙向DC/DC變換器與PffM控制單元控制連接，所述交流充電單元包括整流模塊和交流充電接口，整流模塊的交流輸入端與交流充電接口相連，其直流輸出端連接于雙向DC/DC變換器與超級電容之間的線路上，該系統(tǒng)還包括直流充電單元，所述直流充電單元包括用于連接在動力電池和雙向DC/DC變換器之間線路上的直流充電線路，該直流充電線路的輸入端設(shè)有直流充電接口。
[0010]所述直流充電線路上設(shè)有直流充電開關(guān)。
[0011]所述直流充電接口處設(shè)有直流充電插座。
[0012]所述交流充電接口處設(shè)有交流充電插座。
[0013]本實用新型的有益效果:使用本實用新型的車載充電電源系統(tǒng)，當(dāng)?shù)孛姘惭b的是交流充電粧時，使用交流充電插座實現(xiàn)交流充電，當(dāng)?shù)孛姘惭b的是直流充電機時，使用直流充電插座實現(xiàn)直流充電，可以滿足插電式電動汽車在不同充電站都能實現(xiàn)充電功能，減少了動力總成部件，使得電動汽車系統(tǒng)更加緊湊，并且降低了系統(tǒng)成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型車載充電電源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖及具體的實施例對本實用新型進行進一步介紹。
[0016]如圖1所示為本實用新型車載充電電源系統(tǒng)實施例的示意圖，由圖可知，該系統(tǒng)包括交流充電單元、通過雙向DC/DC變換器連接的動力電池和超級電容，動力電池輸出端和雙向DC/DC變換器其中一端連接，超級電容輸出端和雙向DC/DC變換器另一端連接，且超級電容直接和高壓負載連接，為整車提供高壓動力電源；雙向DC/DC變換器與PffM控制單元控制連接，交流充電單元包括整流模塊和交流充電接口，整流模塊的交流輸入端與交流充電接口相連，其直流輸出端連接于雙向DC/DC變換器與超級電容之間的線路上，除交流充電單元外，該系統(tǒng)還包括直流充電單元，該直流充電單元包括用于連接在動力電池和雙向DC/DC變換器之間線路上的直流充電線路，該直流充電線路的輸入端設(shè)有直流充電接口。
[0017]為了便于控制，本實施例在直流充電線路上設(shè)有直流充電開關(guān)K。
[0018]本實施例的直流充電接口處設(shè)有直流充電插座，該插座采用國標9芯直流插座，可以直接和地面直流充電機插槍連接；交流充電接口處設(shè)有交流充電插座，可以直接和地面交流充電粧插槍連接。
[0019]通過雙向D⑶C變換器模塊，實現(xiàn)儲能單元間的能量轉(zhuǎn)移，本實施例的雙向DC/DC變換器包括電容Cl、電感和兩個串聯(lián)的IGBT模塊，電容Cl并聯(lián)到動力電池的兩端，電感串接于動力電池正極和兩個串聯(lián)IGBT模塊漏極與源極串聯(lián)點之間的線路上，兩個串聯(lián)的IGBT模塊的另一組漏極和源極連接超級電容的輸出端，且IGBT模塊的柵極(控制端)與PffM控制單元控制連接。
[0020]本實用新型還提供了一種使用上述車載充電電源系統(tǒng)的插電式電動汽車。
[0021]本實用新型車載充電電源系統(tǒng)的果子原理和過程如下:具體使用時，根據(jù)不同的充電模式，雙向DC/DC變換器和BMS之間進行不同的通訊協(xié)議，只需變換不同充電接口，SP可實現(xiàn)大功率直流充電功能又可實現(xiàn)交流充電功能。
[0022]交流充電過程:在進行交流充電時，將交流充電接口與外部插槍連接，充電連接確認后，利用交流充電粧通過整流模塊獲得充電輔助電源，為PWM控制單元及內(nèi)部接觸器和相關(guān)控制器供電，而后進行自檢，自檢通過后將外部交流電通過三相整流器整流出直流電，可以直接為超級電容充電；同時通過PWM控制單元控制雙向DC/DC變換器實現(xiàn)DCDC變換后為動力電池充電。
[0023]直流充電過程:在進行直流充電時，將380V交流電源連接到直流充電機中，然后通過直流充電插座給動力電池進行充電，BMS與直流充電機按照直流充電通訊協(xié)議管理整個充電過程，也可以通過雙向DC/DC變換器進行變換后為超級電容充電。
[0024]以上實施例僅用于幫助理解本實用新型的核心思想，不能以此限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，凡是依據(jù)本實用新型的思想，對本實用新型進行修改或者等同替換，在【具體實施方式】及應(yīng)用范圍上所做的任何改動，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種車載充電電源系統(tǒng)，包括交流充電單元、通過雙向DC/DC變換器連接的動力電池和超級電容，所述交流充電單元包括整流模塊和交流充電接口，整流模塊的交流輸入端與交流充電接口相連，其直流輸出端連接于雙向DC/DC變換器與超級電容之間的線路上，其特征在于:該系統(tǒng)還包括直流充電單元，所述直流充電單元包括用于連接在動力電池和雙向DC/DC變換器之間線路上的直流充電線路，該直流充電線路的輸入端設(shè)有直流充電接□O2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的車載充電電源系統(tǒng)，其特征在于:所述直流充電線路上設(shè)有直流充電開關(guān)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的車載充電電源系統(tǒng)，其特征在于:所述直流充電接口處設(shè)有直流充電插座。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的車載充電電源系統(tǒng)，其特征在于:所述交流充電接口處設(shè)有交流充電插座。5.一種插電式電動汽車，包括車載充電電源系統(tǒng)，所述車載充電電源系統(tǒng)包括交流充電單元、通過雙向DC/DC變換器連接的動力電池和超級電容，雙向DC/DC變換器與PffM控制單元控制連接，所述交流充電單元包括整流模塊和交流充電接口，整流模塊的交流輸入端與交流充電接口相連，其直流輸出端連接于雙向DC/DC變換器與超級電容之間的線路上，其特征在于:該系統(tǒng)還包括直流充電單元，所述直流充電單元包括用于連接在動力電池和雙向DC/DC變換器之間線路上的直流充電線路，該直流充電線路的輸入端設(shè)有直流充電接□O6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的插電式電動汽車，其特征在于:所述直流充電線路上設(shè)有直流充電開關(guān)。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的插電式電動汽車，其特征在于:所述直流充電接口處設(shè)有直流充電插座。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的插電式電動汽車，其特征在于:所述交流充電接口處設(shè)有交流充電插座。
【專利摘要】本實用新型公開了一種插電式電動汽車及其車載充電電源系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括交流充電單元、通過雙向DC/DC變換器連接的動力電池和超級電容，還包括直流充電單元，直流充電單元包括用于連接在動力電池和雙向DC/DC變換器之間線路上的直流充電線路，該直流充電線路的輸入端設(shè)有直流充電接口。使用本實用新型的車載充電電源系統(tǒng)，當(dāng)?shù)孛姘惭b的是交流充電樁時，使用交流充電插座實現(xiàn)交流充電，當(dāng)?shù)孛姘惭b的是直流充電機時，使用直流充電插座實現(xiàn)直流充電，可以滿足插電式電動汽車在不同充電站都能實現(xiàn)充電功能，減少了動力總成部件，使得電動汽車系統(tǒng)更加緊湊，并且降低了系統(tǒng)成本。
【IPC分類】B60L11/18, H02J7/00
【公開號】CN204905907
【申請?zhí)枴緾N201520473948
【發(fā)明人】王新偉, 潘鵬昌, 宋朗, 馬黎陽, 代予龍, 尚巖, 候雅靜, 杜柯
【申請人】鄭州宇通客車股份有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年6月30日