CN106004489B - 一种电动汽车用车载充电机、充电方法及电动汽车 - Google Patents

一种电动汽车用车载充电机、充电方法及电动汽车 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车用车载充电机及电动汽车，该车载充电机包括具有交流充电接口的交流充电模块，还包括直流充电接口和升压DC‑DC模块，所述交流充电模块内部的整流桥后的直流母线连接所述直流充电接口，所述直流充电接口用于连接到外部的直流快速充电桩以进行快速直流充电，所述升压DC‑DC模块的输出端连接在所述直流母线上，用于使所述直流充电接口具有预定的高电压以满足直流快速充电桩与所述直流充电接口之间的极性检测要求。还公开了一种电动汽车用车载充电机的充电方法。本发明使车载充电机既兼容交流慢速充电和直流快速充电，又不用额外增配DC‑DC快充转换模块，使电动汽车内部空间紧凑，便于安装，同时也节省成本。

Description

一种电动汽车用车载充电机、充电方法及电动汽车
技术领域
本发明涉及一种电动汽车用车载充电机、充电方法及具有该车载充电机的电动汽车。
背景技术
微型电动汽车是我国电动汽车的一个重要分支，该类电动汽车电池组电压平台较低(一般低于200V),由于电池组电压平台低，使得整车的造价低，因此该车型在市场上非常受欢迎，但是目前大部分微型电动车目前无法接入国标的快速充电桩，主要原因是目前国标直流快速充电桩的电压输出范围一般是200V～750V直流，这个电压高于微型电动车的充电平台电压，导致微型电动车无法使用直流快速充电桩。用户实际只能使用微型电动车自带的车载慢速充电机充电，目前典型的车载慢速充电机原理拓扑如图1所示。慢速充电机一般使用家庭220V交流充电插座充电，功率小(受家用配电网限制，一般不超过3KW)，充电时间长。这限制了微型电动车的应用场合。
业界为了解决这个问题，一般会在微型电动车上增配DC-DC快充转换模块，该转换模块将国标直流快速充电桩输出400V的高压直流电转换为与低压电池组匹配的低压直流电，微型电动汽车通过DC-DC快充转换模块接入直流快速充电桩。配置DC-DC快充转换模块的微型电动车功率回路的基本原理如图2所示。该DC-DC快充转换模块是目前微型电动汽车新增加的部件，但是由于电动汽车内部空间紧凑，难于安装，另外也增加了成本，这些问题导致该方案在实际应用中难于实现。
发明内容
本发明的主要目的在于克服现有技术的不足，提供一种电动汽车用车载充电机、充电方法及具有该车载充电机的电动汽车，使车载充电机既兼容交流慢速充电和直流快速充电，又不用额外增配DC-DC快充转换模块，使电动汽车内部空间紧凑，便于安装，同时也节省成本。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电动汽车用车载充电机，包括具有交流充电接口的交流充电模块，还包括直流充电接口和升压DC-DC模块，所述交流充电模块内部的整流桥后的直流母线连接所述直流充电接口，所述直流充电接口用于连接到外部的直流快速充电桩以进行快速直流充电，所述升压DC-DC模块的输出端连接在所述直流母线上，用于使所述直流充电接口具有预定的高电压以满足直流快速充电桩与所述直流充电接口之间的极性检测要求。
进一步地：
所述升压DC-DC模块用于将外部输入的12V电源升压为400V施加到所述直流母线上。
还包括电池管理系统，所述电池管理系统在检测到所述交流充电接口连接交流充电枪时控制运行交流慢速充电模式，在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪时控制运行直流快速充电模式。
所述电池管理系统在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪后，运行直流快速充电模式之前，先控制所述升压型DC-DC模块启动，升压后输出所述预定的高电压到所述直流充电接口，以满足直流快速充电桩与所述直流充电接口之间的极性检测要求。
所述交流充电模块还包括高频逆变电路、变压器、高频整流电路、稳压滤波电路，所述交流充电接口、所述整流桥、所述高频逆变电路、所述变压器、所述高频整流电路以及所述稳压滤波电路顺次连接，所述稳压滤波电路的输出端连接到电池组。
所述电池管理系统包括CPU。
一种电动汽车，具有所述的电动汽车用车载充电机。
进一步地：
所述电动汽车还包括车载直流电源，所述车载直流电源连接所述升压DC-DC模块。
所述车载直流电源为12V电源。
一种电动汽车用车载充电机的充电方法，使用所述的电动汽车用车载充电机，其中在检测到所述交流充电接口连接交流充电枪时运行交流慢速充电模式，在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪时运行直流快速充电模式，其中在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪后，运行直流快速充电模式之前，先启动所述升压型DC-DC模块，升压后输出预定的高电压到所述直流充电接口，以满足直流快速充电桩与所述直流充电接口之间的极性检测要求。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种电动汽车用车载充电机及具有该车载充电机的电动汽车，通过改进现有的车载慢速充电机，增加充电机直流充电接口，将目前的交流慢速充电机内部整流桥后的直流母线引出到直流充电接口，同时，还增加了一个升压DC-DC模块，其将高压电源接入到直流母线上，利用该高电压来完成直流快速充电桩与直流充电接口之间的极性检测(判断极性是国标直流充电枪的基本要求，直流快速充电桩能够通过检测该电压判断充电枪的极性是否正确)，从而使车载充电机能够兼容交流慢速充电和直流快速充电，而且与现有的增配DC-DC快充转换模块的电动汽车相比，本发明又不用额外增配DC-DC快充转换模块，从而使电动汽车内部空间紧凑，且便于安装，同时也显著节省了成本。
附图说明
图1为现有的车载慢速充电机电路原理拓扑图；
图2为配置DC-DC快充转换模块的微型电动车功率回路的结构图；
图3为本发明电动汽车用车载充电机一种实施例的电路原理拓扑图；
图4为基于本发明实施例的交流慢速充电模式的运行流程图；
图5为基于本发明实施例的直流快速充电模式的运行流程图。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图3，在一种实施例中，一种电动汽车用车载充电机，包括具有交流充电接口的交流充电模块，该车载充电机还设置有直流充电接口和升压DC-DC模块，其中所述交流充电模块内部的整流桥后的直流母线连接所述直流充电接口，所述直流充电接口用于连接到外部的直流快速充电桩以进行快速直流充电，所述升压DC-DC模块的输出端连接在所述直流母线上，用于使所述直流充电接口具有预定的高电压以满足直流快速充电桩与所述直流充电接口之间的极性检测要求。
在优选的实施例中，所述升压DC-DC模块用于将外部输入的12V电源升压为400V施加到所述直流母线上。
在优选的实施例中，车载充电机具备电池管理系统(BMS)，所述电池管理系统在检测到所述交流充电接口连接交流充电枪时控制运行交流慢速充电模式，在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪时控制运行直流快速充电模式。所述电池管理系统可包括CPU。
在更优选的实施例中，所述电池管理系统在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪后，运行直流快速充电模式之前，先控制所述升压型DC-DC模块启动，升压后输出所述预定的高电压到所述直流充电接口，以满足直流快速充电桩与所述直流充电接口之间的极性检测要求。
如图3所示，在一些实施例中，所述交流充电模块的具体结构包括交流充电接口、整流桥、高频逆变电路、变压器、高频整流电路、稳压滤波电路，所述交流充电接口、所述整流桥、所述高频逆变电路、所述变压器、所述高频整流电路以及所述稳压滤波电路顺次连接，所述稳压滤波电路的输出端连接到电池组。所述电池管理系统可以采用CPU作为控制器。CPU可以通过CAN通信接口与外部通信。
在另一种实施例中，一种电动汽车，其可具有前述任一实施例的电动汽车用车载充电机。
在优选的实施例中，所述电动汽车还包括车载直流电源，所述车载直流电源连接所述升压DC-DC模块。车载直流电源可以是车载的12V电源。此外，电动汽车也可以不为升压DC-DC模块专门配置车载直流电源，而是在充电场所通过外部充电设备提供此电源。
在又一种实施例中，一种电动汽车用车载充电机的充电方法，其可使用前述任一实施例的电动汽车用车载充电机，根据该充电方法，在检测到所述交流充电接口连接交流充电枪时运行交流慢速充电模式，在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪时运行直流快速充电模式，其中在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪后，运行直流快速充电模式之前，先启动所述升压型DC-DC模块，升压后输出预定的高电压到所述直流充电接口，以满足直流快速充电桩与所述直流充电接口之间的极性检测要求。
具体地，如图3所示，本发明实施例在现有的交流慢速充电机整流桥后方增加直流充电接口，使得交流慢速充电机能通过直流充电接口直接接入快速直流充电电源，另外还增加一个升压DC-DC模块，以将车载的(或外接的)12V电源升压到400V,该升压DC-DC模块能够使得充电机的直流充电接口保持一个高压，从而直流充电接口能够通过直流快速充电桩的电池极性检测，当检测到电动车的直流充电接口有符合要求的高电压输出，即判断电池充电线路接触良好，才允许启动充电。该新型车载充电机的工作模式有两种：交流慢速充电模式和直流快速充电模式。其中交流慢速充电模式的运行流程如图4所示，直流快速充电模式的运行流程如图5所示，相关内容为本领域技术人员容易理解，在此不予赘述。工作时，电池管理系统可根据是接交流充电枪还是接直流充电枪来控制实际的充电电流，以符合外部交直流充电桩的功率限值要求。
以上内容是结合具体/优选的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，其还可以对这些已描述的实施方式做出若干替代或变型，而这些替代或变型方式都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车用车载充电机，包括具有交流充电接口的交流充电模块，其特征在于,还包括直流充电接口和升压DC-DC模块，所述交流充电模块内部的整流桥后的直流母线连接所述直流充电接口，所述直流充电接口用于连接到外部的直流快速充电桩以进行快速直流充电，所述升压DC-DC模块的输出端连接在所述直流母线上，用于使所述直流充电接口具有预定的高电压以满足直流快速充电桩与所述直流充电接口之间的极性检测要求。
2.如权利要求1所述的电动汽车用车载充电机，其特征在于,所述升压DC-DC模块用于将外部输入的12V电源升压为400V施加到所述直流母线上。
3.如权利要求1所述的电动汽车用车载充电机，其特征在于,还包括电池管理系统，所述电池管理系统在检测到所述交流充电接口连接交流充电枪时控制运行交流慢速充电模式，在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪时控制运行直流快速充电模式。
4.如权利要求3所述的电动汽车用车载充电机，其特征在于,所述电池管理系统在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪后，运行直流快速充电模式之前，先控制所述升压DC-DC模块启动，升压后输出所述预定的高电压到所述直流充电接口，以满足直流快速充电桩与所述直流充电接口之间的极性检测要求。
5.如权利要求1至4任一项所述的电动汽车用车载充电机，其特征在于,所述交流充电模块还包括高频逆变电路、变压器、高频整流电路、稳压滤波电路，所述交流充电接口、所述整流桥、所述高频逆变电路、所述变压器、所述高频整流电路以及所述稳压滤波电路顺次连接，所述稳压滤波电路的输出端连接到电池组。
6.如权利要求3至4任一项所述的电动汽车用车载充电机，其特征在于,所述电池管理系统包括CPU。
7.一种电动汽车，其特征在于，具有如权利要求1至6任一项所述的电动汽车用车载充电机。
8.如权利要求7所述的电动汽车，其特征在于，还包括车载直流电源，所述车载直流电源连接所述升压DC-DC模块。
9.如权利要求8所述的电动汽车，其特征在于，所述车载直流电源为12V电源。
10.一种电动汽车用车载充电机的充电方法，其特征在于，使用如权利要求1至6任一项所述的电动汽车用车载充电机，其中在检测到所述交流充电接口连接交流充电枪时运行交流慢速充电模式，在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪时运行直流快速充电模式，其中在检测到所述直流充电接口连接直流充电枪后，运行直流快速充电模式之前，先启动所述升压DC-DC模块，升压后输出预定的高电压到所述直流充电接口，以满足直流快速充电桩与所述直流充电接口之间的极性检测要求。
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