CN107437806A - 车载滤波装置、车载充电设备和车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种车载滤波装置、车载充电设备和车辆,其中,所述车载滤波装置,包括:四线滤波器;滤波切换组件,其与四线滤波器相连,用于控制四线滤波器在三相滤波模式和单相滤波模式之间进行切换,以在进行三相充/放电或单相充/放电时滤除车载充电设备与电网之间相互充放电时产生的电磁干扰。本发明提出的车载滤波装置,实现了三相充/放电滤波和单相充/放电滤波的兼容,三相充/放电时通过滤波切换组件控制四线滤波器进行三相滤波工作以降低车载充电设备与电网之间的EMC干扰,单相充/放电时通过滤波切换组件控制四线滤波器进行单相滤波工作以降低车载充电设备与电网之间的EMC干扰,而且该车载滤波装置的结构简单,体积小且成本低。
Description
技术领域
本发明涉及车辆技术领域,尤其涉及一种车载滤波装置、车载充电设备和车辆。
背景技术
从世界首款混合动力车和世界首款纯电动车发布后,电机驱动系统因其效率高、响应快、能源清洁、污染小等特点被各个车厂列入研发计划,随着国际标准对汽车排放要求,以及国家政策、充电设施的逐步完善,纯电动车、插电混动车发展迅速,电机控制器作为电动车的“心脏”、“大脑”,影响着整车的各项性能。随着电动车迅速发展,国际上逐步对电动车EMC(Electro Magnetic Compatibility,电磁兼容性)提出规范要求,车辆充电设备(控制器、车载充电器等)对电网干扰需符合要求。因此,相关技术中的电动车辆充电方案有待改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种车载滤波装置,该车载滤波装置实现了三相充/放电滤波和单相充/放电滤波的兼容,满足了车辆在不同充/放电场景下的滤波需求,且结构简单,体积小、成本低。
本发明的第二个目的在于提出一种车载充电设备。
本发明的第三个目的在于提出一种车辆。
为了实现上述目的,本发明第一方面提出的车载滤波装置,包括:四线滤波器;滤波切换组件,所述滤波切换组件与所述四线滤波器相连,所述滤波切换组件用于控制所述四线滤波器在三相滤波模式和单相滤波模式之间进行切换,以在进行三相充/放电或单相充/放电时滤除车载充电设备与电网之间相互充放电时产生的电磁干扰。
根据本发明提出的车载滤波装置,实现了三相充/放电滤波和单相充/放电滤波的兼容,满足了车辆在不同充/放电场景下的滤波需求,当需要进行三相充电时通过滤波切换组件控制四线滤波器进行三相滤波工作以降低车载充电设备与电网之间的EMC干扰,单相充/放电时通过滤波切换组件控制四线滤波器进行单相滤波工作以降低车载充电设备与电网之间的EMC干扰,而且该车载滤波装置的结构简单,体积小且成本低。
为了实现上述目的,本发明第二方面提出的车载充电设备,包括本发明第一方面提出的车载滤波装置。
根据本发明提出的车载充电设备,由于具有了该车载滤波装置,实现了三相充/放电滤波和单相充/放电滤波的兼容,满足了车辆在不同充/放电场景下的滤波需求,在进行三相充/放电或单相充/放电时均降低了车载充电设备与电网之间的电磁干扰。
为了实现上述目的,本发明第三方面提出的车辆,包括本发明第二方面提出的车载充电设备。
根据本发明提出的车辆,由于具有了该车载充电设备,实现了三相充/放电滤波和单相充/放电滤波的兼容,在进行三相充/放电或单相充/放电时均降低了车载充电设备与电网之间的电磁干扰。
附图说明
图1A是相关技术中的三相滤波器的结构示意图;
图1B是单相充电时发生漏电的原理示意图;
图2是根据本发明一个实施例的车载滤波装置的方框示意图;
图3是根据本发明一个具体实施例的车载滤波装置的电路示意图;
图4是根据本发明一个具体实施例的单相充电时车载滤波装置的等效电路示意图;
图5是根据本发明一个实施例的车载充电设备的方框示意图;
图6是根据本发明一个实施例的车辆的方框示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
电动车辆在进行充放电时,车辆的车载充电设备和电网之间由于充放电存在电磁干扰,为了满足IEC61851法规要求,降低车辆充电时车载充电设备(如,电机控制器、车载充电器等)对电网的EMC干扰,可以通过在充电口处增加滤波器来实现。即在电网与车载充电设备之间增加滤波器,以降低车载充电设备对电网的干扰。
其中,图1A是相关技术中的一种三相滤波器的结构示意图。如图1A所示,滤波器一般由磁性元器件和容性元器件组成,其中一种电容安装在动力线对地线之间,称之为Y电容(即C7'和C8'),其中,Y电容会形成漏电流,在车辆充电时漏电流较大会对人体有安全风险,也不满足相关法规RCD小于30mA的要求。当车载充电设备进行三相充电时,由于三相电平衡,通过Y电容的电流较小,对系统工作影响较小。但是,当车载充电设备切换为单相充电时,如图1B所示,等效为只有A相对PE线有电容,A相交流电通过电容对PE短路,容易造成漏电流过大,使充电桩或供电装置跳闸。虽然减小Y电容可以有效减小漏电流的产生,但滤波器为满足滤波要求还需要增加其它元器件,从而会在体积和成本上得不偿失。
为解决上述问题,本发明提出了一种车载滤波装置、车载充电设备和车辆。
下面结合附图描述本发明提出的车载滤波装置、车载充电设备和车辆。
图2是根据本发明一个实施例的车载滤波装置的方框示意图。如图2所示,本发明实施例的车载滤波装置100包括:四线滤波器10和滤波切换组件20。
其中,滤波切换组件20与四线滤波器10相连,滤波切换组件20用于控制四线滤波器10在三相滤波模式和单相滤波模式之间进行切换,以在进行三相充/放电或单相充/放电时滤除车载充电设备与电网之间相互充放电时产生的电磁干扰。
需要说明的是,本发明实施例的车载滤波装置100用在车辆的车载充电设备和电网之间。当车载充电设备进行充/放电时,车载滤波装置100连接在电网和车载充电设备之间。
例如,当车载充电设备需要进行三相充电时,通过滤波切换组件20控制四线滤波器10切换至三相滤波模式,即电网电流经过三相滤波后对车辆的电池充电,以抑制车载充电设备对电网的干扰;当车载充电设备需要进行单相充电时,通过滤波切换组件20控制四线滤波器10切换至单相滤波模式,即电网电流经过单相滤波后对车辆的电池充电,以抑制车载充电设备对电网的干扰。
下面对四线滤波器10和滤波切换组件20进行详细说明。
在本发明的一个实施例中,四线滤波器10,包括:共模电感L以及第一至第四电容(C1、C2、C3和C4)。
其中,如图3所示,共模电感L包括:第一子线圈LA,第一子线圈L1的一端与电网的第一相线相连;第二子线圈LB,第二子线圈LB的一端与电网的第二相线相连,第二子线圈LB的另一端滤波切换组件20相连;第三子线圈LC,第三子线圈LC的一端与电网的第三相线相连;第四子线圈LN,第四子线圈LN的一端与电网的中线相连,第四子线圈LN的另一端与滤波切换组件20相连;第一电容C1的一端与第一子线圈LA的一端相连,第二电容C2的一端与第二子线圈LB的一端相连,第三电容C3的一端与第三子线圈LC的一端相连,第四电容C4的一端与第四子线圈LN的一端相连。
进一步地,如图3所示,四线滤波器10还包括:第五电容C5,第五电容C5的一端分别与第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端相连,第五电容C5的另一端与滤波切换组件20相连;第六电容C6,第六电容C6的一端分别与第一电容C1的另一端、第二电容C2的另一端、第三电容C3的另一端和第四电容C4的另一端相连,第六电容C6的另一端接地。
在本发明的一个实施例中,第五电容C5和第六电容C6均为Y电容,且第五电容C5大于第六电容C6。
在本发明的一个实施例中,如图3所示,滤波切换组件20,包括:第一开关K1,第一开关K1的一端与第五电容C5的另一端相连,第一开关K1的另一端接地;第二开关K2,第二开关K2的一端与第二子线圈LB的另一端相连,第二开关K2的另一端与第四子线圈LN的另一端相连。
另外,如图3所示,第一子线圈LA的另一端还与开关Ka相连、第二子线圈LB的另一端还与开关Kb相连、第三子线圈LC的另一端还与开关Kc相连,当四线滤波器10工作于三相滤波模式时,Ka、Kb和Kc均闭合,当四线滤波器10工作于单相滤波模式时,Ka闭合、Kb和Kc断开。
其中,当第一开关K1吸合且第二开关K2断开时,四线滤波器10工作于三相滤波模式;当第一开关K1断开且第二开关K2吸合时,四线滤波器10工作于单相滤波模式。
例如,,当车载充电设备进行三相充电时,控制与容值较大的Y电容相连的开关(即第一开关K1)吸合,四线滤波器10工作于三相滤波模式,此时,三相电压平衡,对大地漏电流较小,满足相关法规的要求;当车载充电设备进行单相充电时,控制第二开关K2闭合、第一开关K1断开,A相与中线形成回路(如图4所示),四线滤波器10中的线圈和电容形成单相滤波结构,即四线滤波器10工作于单相滤波模式。
本发明实施例的车载滤波装置,实现了三相充/放电滤波和单相充/放电滤波的兼容,满足了车辆在不同充/放电场景下的滤波需求,当需要进行三相充电时通过滤波切换组件控制四线滤波器进行三相滤波工作以降低车载充电设备与电网之间的EMC干扰,单相充/放电时通过滤波切换组件控制四线滤波器进行单相滤波工作以降低车载充电设备与电网之间的EMC干扰,而且该车载滤波装置的结构简单,体积小且成本低。
为了实现上述实施例,本发明还提出了一种车载充电设备。
图5是根据本发明一个实施例的车载充电设备的方框示意图。如图5所示,该车载充电设备200包括本发明实施例的车载滤波装置100。
具体地,车载滤波装置100可以设置在车载充电设备200内部,由于本发明实施例提出的车载滤波装置100具有体积小的优点,从而节约了车载充电设备200的内部空间。
本发明实施例的车载充电设备,由于具有了该车载滤波装置,实现了三相充/放电滤波和单相充/放电滤波的兼容,满足了车辆在不同充/放电场景下的滤波需求,在进行三相充/放电或单相充/放电时均降低了车载充电设备与电网之间的电磁干扰。
为了实现上述实施例,本发明还提出了一种车辆。
图6是根据本发明一个实施例的车辆的方框示意图。如图6所示,该车辆300包括本发明实施例的车载充电设备200。
本发明实施例的车辆,由于具有了该车载充电设备,实现了三相充/放电滤波和单相充/放电滤波的兼容,在进行三相充/放电或单相充/放电时均降低了车载充电设备与电网之间的电磁干扰。
在本在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种车载滤波装置,其特征在于,包括:
四线滤波器;
滤波切换组件,所述滤波切换组件与所述四线滤波器相连,所述滤波切换组件用于控制所述四线滤波器在三相滤波模式和单相滤波模式之间进行切换,以在进行三相充/放电或单相充/放电时滤除车载充电设备与电网之间相互充放电时产生的电磁干扰。
2.如权利要求1所述的车载滤波装置,其特征在于,所述四线滤波器,包括:
共模电感,所述共模电感包括:
第一子线圈,所述第一子线圈的一端与所述电网的第一相线相连;
第二子线圈,所述第二子线圈的一端与所述电网的第二相线相连,所述第二子线圈的另一端所述滤波切换组件相连;
第三子线圈,所述第三子线圈的一端与所述电网的第三相线相连;
第四子线圈,所述第四子线圈的一端与所述电网的中线相连,所述第四子线圈的另一端与所述滤波切换组件相连;
第一至第四电容,所述第一电容的一端与所述第一子线圈的一端相连,第二电容的一端与所述第二子线圈的一端相连,第三电容的一端与所述第三子线圈的一端相连,所述第四电容的一端与所述第四子线圈的一端相连。
3.如权利要求2所述的车载滤波装置,其特征在于,所述四线滤波器,还包括:
第五电容,所述第五电容的一端分别与所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端和所述第四电容的另一端相连,所述第五电容的另一端与所述滤波切换组件相连;
第六电容,所述第六电容的一端分别与所述第一电容的另一端、所述第二电容的另一端、所述第三电容的另一端和所述第四电容的另一端相连,所述第六电容的另一端接地。
4.如权利要求3所述的车载滤波装置,其特征在于,所述第五电容和所述第六电容均为Y电容,且所述第五电容大于所述第六电容。
5.如权利要求3所述的车载滤波装置,其特征在于,所述滤波切换组件,包括:
第一开关,所述第一开关的一端与所述第五电容的另一端相连,所述第一开关的另一端接地;
第二开关,所述第二开关的一端与所述第二子线圈的另一端相连,所述第二开关的另一端与所述第四子线圈的另一端相连。
6.如权利要求5所述的车载滤波装置,其特征在于,其中,
当所述第一开关吸合且所述第二开关断开时,所述四线滤波器工作于所述三相滤波模式;
当所述第一开关断开且所述第二开关吸合时,所述四线滤波器工作于所述单相滤波模式。
7.一种车载充电设备,其特征在于,包括:根据权利要求1-6中任一项所述的车载滤波装置。
8.一种车辆,其特征在于,包括:根据权利要求7所述的车载充电设备。
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Legal Events
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