CN107117059A - 电动汽车车载端充电装置、电动汽车 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种电动汽车车载端充电装置，包括与外部电源电连接的电源接入电路、与动力电池相连接的充电输出电路、变压器，电源接入电路和充电输出电路分别与变压器的原边和副边连接，所述充电输出电路与变压器的副边之间设置有第一整流电路，还包括电连接到所述充电输出电路并通过其输出电力的无线充电接收电路。本发明还提出了一种电动汽车。本发明对传导式车载充电电路和非传导式车载无线充电电路进行了集成设计，降低了成本、缩小了体积大、减轻了重量。

Description

电动汽车车载端充电装置、电动汽车
技术领域
本发明涉及电动汽车的充电领域，尤其涉及一种电动汽车车载端充电装置及电动汽车。
背景技术
电动汽车充电方式主要有两种：传导式充电(有线充电)和非传导式充电(无线充电)，对应的变换器分别为传导式车载充电变换器和非传导式无线充电变换器，现有设计中一般进行独立设计。传导式车载充电变换器置于电动汽车上，实现将交流电网能量转换为直流电对动力电池充电。非传导式无线充电变换器分为常规设置于地面的无线充电发射电路、常规设置于电动汽车地盘的无线充电接收电路，使用过程中需要两部分配合方能将交流电网能量转换为直流电对动力电池充电。
为了充分发挥有线充电、无线充电的优势，现有解决方案是在电动汽车上装设两套充电装置，在不同的场合和需求下分别使用，两套系统的设计虽然带来的功能上的优势，但是同时也较大增加了电动汽车的成本、增大了电动汽车的体积、加重了电动汽车的质量。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决传导式车载充电电路和非传导式车载无线充电电路共存设计的成本高、体积大、重量重的问题。
本发明的一方面，提出了一种电动汽车车载端充电装置，包括与外部电源电连接的电源接入电路、与动力电池相连接的充电输出电路、变压器，电源接入电路和充电输出电路分别与变压器的原边和副边电连接，所述充电输出电路与变压器的副边之间设置有第一整流电路，还包括电连接到所述充电输出电路并通过其输出电力的无线充电接收电路。
优选地，所述的无线充电接收电路包括无线充电线圈、和第二整流电路；
第二整流电路的输入端与无线充电线圈电连接，第二整流电路的输出端与第一整流电路的输出端并联。
优选地，所述电源接入电路包括顺次电连接的输入EMC电路、功率因数校正电路、第一DC/DC变换电路；所述的输入EMC电路的输入端与外部电源电连接，所述第一DC/DC变换电路与变压器的原边电连接。
优选地，所述充电输出电路包括第二DC/DC变换电路、输出EMC电路；所述第二DC/DC变换电路的输入端与第一整流电路输出端电连接，所述输出EMC电路的输出端与用于输出充电电力。
优选地，所述的无线充电接收电路为一个或多个。
优选地，还包括用于所述电动汽车车载端充电系统冷却的冷却回路。
优选地，所述的变压器为隔离变压器。
优选地，所述第一整流电路、第二整流电路为桥式整流电路。
本发明的另一方面，还提出了一种电动汽车，包括如上所述的电动汽车车载端充电装置。
本发明对传导式车载充电电路和非传导式车载无线充电电路进行最大程度的集成设计，节省了一套DC/DC变换电路、输出EMC电路，降低了成本、缩小了体积大、减轻了重量。
附图说明
图1是传导式车载充电电路示意图；
图2是无线充电发射电路示意图；
图3是无线充电接收电路示意图；
图4是一种实施例的电动汽车车载端充电装置电路原理框图；
图5是一种实施例的电动汽车车载端充电装置电路结构示意图。
图6是另一种实施例的电动汽车车载端充电装置电路原理框图；
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
现在电动汽车充电系统基本采用的都是传导式车载充电电路，通过电力线路利用外部供电设备进行有线充电，现有传导式车载充电电路示意图如图1所示，主要包括输入EMC(Electro magnetic compatibility，电磁兼容性)电路11、功率因数校正电路12、原边DC/DC变换电路13、隔离变压器14、副边整流电路15、次级DC/DC变换电路16、输出EMC电路17构成。上述副边整流电路15可以为桥式整流电路，如图1所示中采用四个开关二极管S1、S2、S3、S4以及一个电容C1进行设计。
在充电时，输入EMC电路11与外部供电设备电连接，经过传导式车载充电电路中各电路单元变换后，由输出EMC电路17向电动汽车动力电池进行充电。
随着无线充电技术的兴起，无线充电技术也应用于电动汽车充电领域。电动汽车的无线充电通过分离设置的两部分来实现：常规设置于地面的无线充电发射电路、常规设置于电动汽车地盘的无线充电接收电路。
如图2所示，上述无线充电发射电路主要包括输入EMC电路21、功率因素校正电路22、DC/DC原边谐振电路23、隔离变压器原边241。
如图3所示，上述无线充电接收电路主要包括隔离变压器副边242、副边整流线路25、次级DC/DC变换电路26、输出EMC电路。无线充电接收电路即为非传导式车载无线充电电路。
无线充电接收电路中副边整流线路25可以为桥式整流电路，如如图3所示中采用四个开关二极管S5、S6、S7、S8以及一个电容C2进行设计。
电动汽车的无线充电技术与有线充电技术各有优势和不足，且可以相互弥补，现有的解决方案是在电动汽车上装设两套充电装置，在不同的场合和需求下分别使用。两套系统的设计虽然带来的功能上的优势，但是同时也较大增加了电动汽车的本高、增大了电动汽车的体积、加重了电动汽车的质量。
本发明从上述问题出发，对传导式车载充电电路和非传导式车载无线充电电路进行最大程度的集成设计，提出了一种电动汽车车载端充电装置，以解决两套系统的设计带来的上述问题。
如图4所示，本发明实施例的一种电动汽车车载端充电装置3，包括与外部电源电连接的电源接入电路31、与动力电池电连接的充电输出电路33、变压器32、无线充电接收电路34，电源接入电路31和充电输出电路33分别与变压器32的原边和副边电连接，所述电源接入电路31与变压器32的副边之间设置有第一整流电路35，无线充电接收电路34通过所述充电输出电路33与动力电池电连接，用于对动力电池充电。
结合图5，对本发明实施例各部分电路进行进一步详细描述。
无线充电接收电路34包括无线充电线圈341、第二整流电路342；第二整流电路342的输入端与无线充电线圈341电连接，第二整流电路342的输出端与第一整流电路35的输出端并联。
电源接入电路31包括顺次电连接的输入EMC电路311、功率因数校正电路312、第一DC/DC变换电路313；输入EMC电路311的输入端与外部电源电连接，第一DC/DC变换电路313与变压器32的原边电连接。
充电输出电路33包括第二DC/DC变换电路331、输出EMC电路332；第二DC/DC变换电路33的输入端与第一整流电路35输出端电连接，输出EMC电路332的输出端与动力电池电连接。
本发明实施例中，第一整流电路35用于变压器32的输出整流，第二整流电路342用于无线充电线圈341的输出整流，第一整流电路35和第二整流电路342可以采用不同的整流电路，也可以采用相同的整流电路，本实施例中两者均采用桥式整流电路。
如图5中所示，第一整流电路35由四个开关二极管S1、S2、S3、S4以及一个电容C1构成，第二整流电路342由四个开关二极管S5、S6、S7、S8以及第一整流电路35中电容C1构成，第一整流电路35和第二整流电路342整体并联设置，并且共用电容C1。
本发明实施例中，无线充电接收电路34根据具体设置的不同，可以为一个，如图6所示，也可以为多个，具体根据无线接收电路的设计需求确定设置数量。
本发明实施例中，还设置有冷却回路，用于电动汽车车载端充电系电路工作时产生热量进行降温，可以采用强制风冷的方式，还可以采用自然冷却(主要靠散热片)、水冷却、空调等方式。
优选地，变压器32可以采用隔离变压器。
本发明实施例的无线充电和有线充电共用了充电输出电路33，可以独立进行无线充电或有线充电，也可以同时进行无线充电和有线充电。
本发明的无线充电和有线充电共用一套CAN通信电路。
基于上述电动汽车车载端充电装置，本发明还提出了一种电动汽车，包括上述电动汽车车载端充电装置。
本发明对传导式车载充电电路和非传导式车载无线充电电路进行最大程度的集成设计，节省了一套DC/DC变换电路、输出EMC电路，同时还节省了一套CAN通讯电路，降低了成本、缩小了体积大、减轻了重量。
术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不是用于描述或表示特定的顺序或先后次序。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电动汽车车载端充电装置，包括与外部电源电连接的电源接入电路、与动力电池电连接的充电输出电路、变压器，电源接入电路和充电输出电路分别与变压器的原边和副边电连接，所述充电输出电路与变压器的副边之间设置有第一整流电路，其特征在于，还包括电连接到所述充电输出电路并通过其输出电力的无线充电接收电路。
2.根据权利要求1所述的电动汽车车载端充电装置，其特征在于，所述的无线充电接收电路包括无线充电线圈和第二整流电路；
第二整流电路的输入端与无线充电线圈电连接，第二整流电路的输出端与第一整流电路的输出端并联。
3.根据权利要求2所述的电动汽车车载端充电装置，其特征在于，所述电源接入电路包括顺次电连接的输入EMC电路、功率因数校正电路、第一DC/DC变换电路；所述的输入EMC电路的输入端与外部电源电连接，所述第一DC/DC变换电路与变压器的原边电连接。
4.根据权利要求2所述的电动汽车车载端充电装置，其特征在于，所述充电输出电路包括第二DC/DC变换电路、输出EMC电路；所述第二DC/DC变换电路的输入端与第一整流电路输出端电连接，所述输出EMC电路的输出端用于输出充电电力。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电动汽车车载端充电装置，其特征在于，所述的无线充电接收电路为一个或多个。
6.根据权利要求5所述的电动汽车车载端充电装置，其特征在于，还包括用于所述电动汽车车载端充电系统冷却的冷却回路。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的电动汽车车载端充电装置，其特征在于，所述的变压器为隔离变压器。
8.根据权利要求1-4中任一项所述的电动汽车车载端充电装置，其特征在于，所述第一整流电路、第二整流电路为桥式整流电路。
9.一种电动汽车，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的电动汽车车载端充电装置。
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