一種集成式車(chē)載充電器及使用該集成式車(chē)載充電器的汽車(chē)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型涉及一種集成式車(chē)載充電器，包括相互連接的電源、控制器及電機(jī)；其特征在于，所述電機(jī)的三組繞組連接一整流橋D7，電容C2的正極連接在所述電機(jī)的三組繞組的中心點(diǎn)，所述電容C2的負(fù)極通過(guò)第一整流開(kāi)關(guān)管Q7與所述控制器的母線的負(fù)極相連，所述控制器的母線的負(fù)極通過(guò)二極管D8與所述電容C2的正極相連。同時(shí)本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種使用該集成式車(chē)載充電器的汽車(chē)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種集成式車(chē)載充電器及使用該集成式車(chē)載充電器的汽車(chē)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及電學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及適用于新能源汽車(chē)的集成式車(chē)載充電器，特 別是一種集成式車(chē)載充電器。
【背景技術(shù)】
[0002] 石油是目前世界上最重要的一次能源之一，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)石油的需求 量與日倶增。由于石油資源的日益枯竭以及環(huán)境污染的不斷加重，人們開(kāi)始研發(fā)清潔可再 生能源。在汽車(chē)領(lǐng)域，由電能代替石油作為驅(qū)動(dòng)能源將是未來(lái)新能源汽車(chē)發(fā)展趨勢(shì)。目前， 市場(chǎng)上出現(xiàn)的新能源車(chē)主要以混合動(dòng)力、純電動(dòng)車(chē)為主，這些汽車(chē)需要經(jīng)常對(duì)整車(chē)電源和 動(dòng)力電池充電。但是目前的充電裝置速度慢，效率低下，不能滿足大眾的要求。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003] 本實(shí)用新型的目的在于提供一種節(jié)約成本與空間體積，同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)大功率充 電，加快充電速度的集成式車(chē)載充電器及使用該集成式車(chē)載充電器的汽車(chē)。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型集成式車(chē)載充電器，包括相互連接的電源、控制 器及電機(jī);所述電機(jī)的三組繞組連接一整流橋D7,電容C2的正極連接在所述電機(jī)的三組繞 組的中心點(diǎn)，所述電容C2的負(fù)極通過(guò)第一整流開(kāi)關(guān)管Q7與所述控制器的母線的負(fù)極相連， 所述控制器的母線的負(fù)極通過(guò)二極管D8與所述電容C2的正極相連。
[0005] 在所述第一整流開(kāi)關(guān)管Q7與所述控制器的母線的負(fù)極之間連接有第一繼電器S1。
[0006] 在所述電容C2的正極與所述電機(jī)的三組繞組的中心點(diǎn)之間連接有第二繼電器S2。
[0007] 在所述二極管D8上并聯(lián)一第二整流開(kāi)關(guān)管Q8。
[0008] 所述控制器由三對(duì)半橋組成，三對(duì)所述半橋分別與所述電機(jī)的三組繞組連接;所 述半橋由兩組開(kāi)關(guān)單元組成;所述開(kāi)關(guān)單元由相互并聯(lián)的開(kāi)關(guān)管和二極管組成。
[0009] 所述控制器及所述電源通過(guò)所述母線相互連接。
[0010] 所述電源為高壓蓄電池。
[0011] 所述電容C2為濾波電容。
[0012] 汽車(chē)，所述汽車(chē)包括集成式車(chē)載充電器。
[0013] 本實(shí)用新型集成式車(chē)載充電器節(jié)約成本與空間體積，提升充電效率，提高充電功 率，可以更加快速的充電。傳統(tǒng)的車(chē)載集成式車(chē)載充電器一般包含前級(jí)PFC以及后級(jí)的DC/ DC變換，采用隔離式。單個(gè)集成式車(chē)載充電器的價(jià)格一般在幾千元左右，效率滿載95%左 右。與傳統(tǒng)的集成式車(chē)載充電器相比，節(jié)省PFC部分的功率電感，以及開(kāi)關(guān)管，節(jié)省掉整個(gè) DC/DC部分，因此可以節(jié)省成本，并且節(jié)省空間體積。由于此集成式的充電機(jī)采用單級(jí)電路， 因此效率比較高，對(duì)于單級(jí)BUCK-BOOST電路效率可以達(dá)到97 %以上，節(jié)省電能。采用電機(jī)控 制器的開(kāi)關(guān)管作為功率管，電機(jī)繞組作為功率電感，因此能夠承受的電流較大，可以實(shí)現(xiàn)大 功率充電，從而減少充電時(shí)間。
【附圖說(shuō)明】
[0014] 圖1為本實(shí)用新型集成式車(chē)載充電器電機(jī)控制器及電機(jī)電路圖；
[0015] 圖2為本實(shí)用新型集成式車(chē)載充電器原理圖；
[0016] 圖3為本實(shí)用新型集成式車(chē)載充電器實(shí)施例一電路圖；
[0017] 圖4為本實(shí)用新型集成式車(chē)載充電器開(kāi)關(guān)管時(shí)序及電感電壓電流波形圖；
[0018] 圖5為本實(shí)用新型集成式車(chē)載充電器實(shí)施例二電路圖；
[0019] 圖6為本實(shí)用新型集成式車(chē)載充電器帶有同步整流的控制時(shí)序圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型集成式車(chē)載充電器作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0021] 如圖1所示，高壓蓄電池1母線與電機(jī)控制器2母線相連。電機(jī)控制器由6個(gè)開(kāi)關(guān)管 組成3對(duì)半橋，每個(gè)開(kāi)關(guān)管并聯(lián)一顆二極管。通過(guò)對(duì)三組半橋時(shí)序控制實(shí)現(xiàn)逆變。
[0022]如圖2、圖3所示，整流橋D7對(duì)市電進(jìn)行整流后與濾波電容C2相連。濾波電容C2的正 極連接在電機(jī)三組繞組的中心點(diǎn)，濾波電容C2的負(fù)極通過(guò)第一整流開(kāi)關(guān)管Q7與母線負(fù)極 (BUS-)相連。母線負(fù)極通過(guò)第八二極管D8與濾波電容C2正極相連。此種接法形成三路電路， 分別是：第一電感L1與第一開(kāi)關(guān)管Q1、第二開(kāi)關(guān)管Q2;第二電感L2與第三開(kāi)關(guān)管Q3、第四開(kāi) 關(guān)管Q4;第三電感L3與第五開(kāi)關(guān)管Q5、第六開(kāi)關(guān)管Q6。這三組電路可以交替工作，與第一整 流開(kāi)關(guān)管Q7，第八二極管D8形成BUCK-BOOST電路。
[0023]交流電輸入進(jìn)來(lái)接EMI濾波電路，通過(guò)整流橋整流之后，把工頻交流電變?yōu)轲z頭波 形式的直流電。當(dāng)需要充電時(shí)，閉合繼電器第一繼電器S1與第二繼電器S2則可以實(shí)現(xiàn)充電。 如果不需要充電，斷開(kāi)繼電器第一繼電器S1與第二繼電器S2,則充電電路與控制器處于斷 開(kāi)狀態(tài)，不影響控制器單獨(dú)工作。當(dāng)充電功率比較大時(shí)，可以三組電路同時(shí)工作。
[0024]開(kāi)關(guān)管的時(shí)序圖如圖4所示，以第一電感L1與第一開(kāi)關(guān)管Q1、第二開(kāi)關(guān)管Q2、第一 整流開(kāi)關(guān)管Q7、第八二極管D8形成的電路進(jìn)行說(shuō)明，其他兩路電路類(lèi)似。
[0025]當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)管Q2與第一整流開(kāi)關(guān)管Q7同時(shí)導(dǎo)通時(shí)，第一電感L1上面所加電壓為濾 波電容C2電壓，當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)管Q2與第一整流開(kāi)關(guān)管Q7關(guān)斷時(shí)，第一電感L1通過(guò)第一二極管 D1、第一電容C1以及第八二極管D8實(shí)現(xiàn)續(xù)流。此時(shí)第一電感L1所加電壓為高壓蓄電池電壓 Vo。假定濾波電容C2兩端電壓為Vin，一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)第二開(kāi)關(guān)管Q2與第一整流開(kāi)關(guān)管Q7導(dǎo) 通時(shí)間所占總周期的比例為D(占空比），根據(jù)伏秒平衡，則有如下表達(dá)式成立：
[0027] 其中：T為周期，L為第一電感L1電感量。
[0028] 整理后可以得到：
[0030]由此可以得出電路結(jié)構(gòu)為BUCK-BOOST電路，能夠?qū)崿F(xiàn)升降壓，輸出電壓范圍寬，很 好的實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓蓄電池充電。
[0031]圖5、圖6給出帶有同步整流的實(shí)現(xiàn)形式，通過(guò)并聯(lián)第二整流開(kāi)關(guān)管Q8對(duì)第八二極 管D8進(jìn)行同步整流，從而進(jìn)一步提高效率。以第一電感L1與第一開(kāi)關(guān)管Q1、第二開(kāi)關(guān)管Q2、 第一整流開(kāi)關(guān)管Q7、第八二極管D8形成的電路進(jìn)行說(shuō)明，當(dāng)充電功率比較大時(shí)，三路一起工 作，則第八二極管D8損耗較大，因此通過(guò)開(kāi)關(guān)管第二整流開(kāi)關(guān)管Q8對(duì)第八二極管D8進(jìn)行同 步整流，提升效率，降低第八二極管D8損耗。
[0032]本實(shí)用新型還提供一種包括集成式車(chē)載充電器的汽車(chē)。
[0033]以上已對(duì)本實(shí)用新型創(chuàng)造的較佳實(shí)施例進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本實(shí)用新型創(chuàng)造并不 限于所述實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型創(chuàng)造精神的前提下還可作出 種種的等同的變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍 內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種集成式車(chē)載充電器，包括相互連接的電源、控制器及電機(jī);其特征在于，所述電 機(jī)的三組繞組連接一整流橋D7，電容C2的正極連接在所述電機(jī)的三組繞組的中心點(diǎn)，所述 電容C2的負(fù)極通過(guò)第一整流開(kāi)關(guān)管Q7與所述控制器的母線的負(fù)極相連，所述控制器的母線 的負(fù)極通過(guò)二極管D8與所述電容C2的正極相連。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式車(chē)載充電器，其特征在于，在所述第一整流開(kāi)關(guān)管Q7與 所述控制器的母線的負(fù)極之間連接有第一繼電器S1。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式車(chē)載充電器，其特征在于，在所述電容C2的正極與所述 電機(jī)的三組繞組的中心點(diǎn)之間連接有第二繼電器S2。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式車(chē)載充電器，其特征在于，在所述二極管D8上并聯(lián)一第 二整流開(kāi)關(guān)管Q8。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式車(chē)載充電器，其特征在于，所述控制器由三對(duì)半橋組 成，三對(duì)所述半橋分別與所述電機(jī)的三組繞組連接;所述半橋由兩組開(kāi)關(guān)單元組成;所述開(kāi) 關(guān)單元由相互并聯(lián)的開(kāi)關(guān)管和二極管組成。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式車(chē)載充電器，其特征在于，所述控制器及所述電源通過(guò) 所述母線相互連接。7. 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的集成式車(chē)載充電器，其特征在于，所述電源為高壓蓄電池。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的集成式車(chē)載充電器，其特征在于，所述電容C2為濾波電容。9. 一種汽車(chē)，其特征在于，所述汽車(chē)包括權(quán)利要求1~8任意一項(xiàng)所述的集成式車(chē)載充 電器。
【文檔編號(hào)】H02J7/10GK205453254SQ201521135464
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月31日
【發(fā)明人】馬嶺, 陳俊文, 周純澤, 周波
【申請(qǐng)人】華域汽車(chē)電動(dòng)系統(tǒng)有限公司