CN107757388B - 电动汽车及其车载充电系统和车载充电系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电动汽车及其车载充电系统和车载充电系统的控制方法，其中，车载充电系统包括：双向DC/DC模块，包括谐振直流变换器，谐振直流变换器用于实现动力电池与交流电源之间的隔离；双向AC/DC模块；充放电控制模块；充放电转换控制模块；控制器模块，控制器模块通过对双向DC/DC模块、双向AC/DC模块、充放电控制模块和充放电转换控制模块进行控制以使车载充电系统实现交流充电功能、并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能。该车载充电系统通过双向AC/DC模块可以实现能量的双向流动，通过谐振直流变换器可以实现动力电池与交流电源之间的隔离，且谐振直流变换器的体积小、质量轻。

Description

电动汽车及其车载充电系统和车载充电系统的控制方法
技术领域
本发明涉电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的车载充电系统、一种电动汽车和一种电动汽车的车载充电系统的控制方法。
背景技术
随着科学技术的发展以及国家政策的鼓励，纯电动汽车、插电混动汽车发展迅速，因此对电动汽车的车载充电系统提出更高的要求。
相关技术中，主要有三种类型的电动汽车的车载充电系统的拓扑图，具体如图1、图2和图3所示。
如图1所示，电动汽车的车载充电系统的AC/DC模块采用三相全桥电路，结构简单，且能量可双向流动，但无法实现动力电池与交流电源之间的隔离。
如图2所示，电动汽车的车载充电系统的DC/DC变换处加入高频变压器，结构简单且可以实现动力电池与交流电源之间的隔离，但是，由于整流模块的二极管的不可控性，因此不能实现能量的双向流动，从而无法通过电动汽车对外接负载供电。
如图3所示，电动汽车的车载充电系统在交流输入侧加入三相隔离变压器，结构简单、可靠性高且能量可双向流动和实现动力电池与交流电源之间的隔离，但是三相隔离变压器的体积、重量较大，且噪声高、工作效率低。
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，本发明的第一个目的在于提出一种电动汽车的车载充电系统，该系统通过双向AC/DC模块可以实现能量的双向流动，通过谐振直流变换器可以实现动力电池与交流电源之间的隔离，且谐振直流变换器的体积小、质量轻，同时，该系统可以实现交流充电功能、并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车。
本发明的第三个目的在于提出一种电动汽车的车载充电系统的控制方法。
为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种电动汽车的车载充电系统，包括：双向DC/DC模块，所述双向DC/DC模块的第一直流端与动力电池相连，所述双向DC/DC模块包括谐振直流变换器，所述谐振直流变换器用于实现所述动力电池与交流电源之间的隔离；双向AC/DC模块，所述双向AC/DC模块的直流端与所述双向DC/DC模块的第二直流端相连；充放电控制模块，所述充放电控制模块的第一端与所述双向AC/DC模块的三相交流端相连，所述充放电控制模块的第二端用于连接所述交流电源；充放电转换控制模块，所述充放电转换控制模块的第一端与所述双向AC/DC模块的三相交流端相连，所述充放电转换控制模块的第二端用于连接所述交流电源；控制器模块，所述控制器模块通过对所述双向DC/DC模块、所述双向AC/DC模块、所述充放电控制模块和所述充放电转换控制模块进行控制以使所述车载充电系统实现交流充电功能、并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能。
根据本发明实施例的电动汽车的车载充电系统，通过双向AC/DC模块可以实现能量的双向流动，通过谐振直流变换器可以实现动力电池与交流电源之间的隔离，且谐振直流变换器的体积小、质量轻，同时，通过控制器模块对双向DC/DC模块、双向AC/DC模块、充放电控制模块和充放电转换控制模块进行控制，可以使车载充电系统实现交流充电功能、并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能。
根据本发明的一个实施例，上述的电动汽车的车载充电系统，还包括：第一预充模块，所述第一预充模块在所述控制器模块的控制下对所述双向DC/DC模块的第二直流端的电容进行预充；第二预充模块，所述第二预充模块在所述控制器模块的控制下对所述双向DC/DC模块的第一直流端的电容进行预充。
根据本发明的一个实施例，上述的电动汽车的车载充电系统，还包括：EMI(Electromagnetic Interference，电磁干扰)模块，所述EMI模块连接在所述交流电源与所述充放电控制模块之间。
根据本发明的一个实施例，所述充放电控制模块包括三相开关和单相开关，所述三相开关的一端与所述交流电源的三相端子相连，所述三相开关的另一端与所述双向AC/DC模块的三相交流端相连，所述单相开关的一端与所述交流电源的中性点端子相连，所述单相开关的另一端与所述三相交流端中的任一端子相连。
根据本发明的一个实施例，所述充放电转换控制模块包括充电转换开关和第一至第三滤波电容，所述充电转换开关的一端与所述交流电源的中性点端子相连，所述充电转换开关的另一端分别通过所述第一至第三滤波电容对应连接到所述三相交流端。
根据本发明的一个实施例，当所述车载充电系统接收到充电指令时，如果所述车载充电系统进行三相充电，所述控制器模块则控制所述第一预充模块对所述双向DC/DC模块的第二直流端的电容进行预充，并控制所述第二预充模块对所述双向DC/DC模块的第一直流端的电容进行预充，以及在预充成功后，所述控制器模块控制所述三相开关闭合以进行三相充电；如果所述车载充电系统进行单相充电，所述控制器模块则控制所述第一预充模块和所述单相开关对所述双向DC/DC模块的第二直流端的电容进行预充，并控制所述第二预充模块对所述双向DC/DC模块的第一直流端的电容进行预充，以及在预充成功后，所述控制器模块控制所述单相开关闭合，并控制所述三相开关中未与所述单相开关相连的一相开关闭合，以进行单相充电。
根据本发明的一个实施例，在所述车载充电系统对所述动力电池进行交流充电时，其中，如果所述动力电池的电量小于第一预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于升频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率高于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块处于降压状态，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率；如果所述动力电池的电量大于等于第一预设值且小于等于第二预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于恒频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率等于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块的输入输出电压保持不变，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率；如果所述动力电池的电量大于第二预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于降频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率等于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块处于升压状态，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率。
根据本发明的一个实施例，所述双向DC/DC模块还包括第一变换单元和第二变换单元，所述谐振直流变换器包括：第一电感，所述第一电感的一端与所述第一变换单元的第一端相连；第一电容，所述第一电容的一端与所述第一变换单元的第二端相连；变压器，所述变压器的初级线圈的一端与所述第一电感的另一端相连，所述变压器的初级线圈的另一端与所述第一电容的另一端相连；第二电感，所述第二电感的一端与所述变压器的次级线圈的一端相连，所述第二电感的另一端与所述第二变换单元的第一端相连；第二电容，所述第二电容的一端与所述变压器的次级线圈的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述第二变换单元的第二端相连。
为达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出的一种电动汽车，其包括本发明第一方面实施例所述的电动汽车的车载充电系统。
本发明实施例的电动汽车，通过上述的电动汽车的车载充电系统的双向AC/DC模块可以实现能量的双向流动，通过谐振直流变换器可以实现动力电池与交流电源之间的隔离，且谐振直流变换器的体积小、质量轻，同时，通过控制器模块对双向DC/DC模块、双向AC/DC模块、充放电控制模块和充放电转换控制模块进行控制，可以使车载充电系统实现交流充电功能、并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能。
为达到上述目的，本发明的第三方面实施例提出的一种电动汽车的车载充电系统的控制方法，包括以下步骤：当所述车载充电系统对所述动力电池进行交流充电时，对所述动力电池的电量进行判断；如果所述动力电池的电量小于第一预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于升频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率高于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块处于降压状态，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率；如果所述动力电池的电量大于等于第一预设值且小于等于第二预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于恒频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率等于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块的输入输出电压保持不变，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率；如果所述动力电池的电量大于第二预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于降频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率等于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块处于升压状态，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率。
根据本发明实施例的电动汽车的车载充电系统的控制方法，当车载充电系统对动力电池进行交流充电时，对动力电池的电量进行判断，根据动力电池的电量控制双向DC/DC模块的工作频率，并控制双向AC/DC模块以控制车载充电系统的充电功率。该方法根据动力电池的电量确定车载充电系统的充电功率，在提高充电效率的同时，也有利保护动力电池。
附图说明
本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，
图1是相关技术中的一种电动汽车的车载充电系统的拓扑图；
图2是相关技术中的另一种电动汽车的车载充电系统的拓扑图；
图3是相关技术中的又一种电动汽车的车载充电系统的拓扑图；
图4是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电系统的方框示意图；
图5是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电系统的电路拓扑图；
图6是根据本发明一个实施例的电动汽车的方框示意图；以及
图7是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电系统的控制方法的流程图。
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。
下面参考附图来描述本发明实施例提出的电动汽车的车载充电系统、电动汽车和电动汽车的车载充电系统的控制方法。
图4是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电系统的方框示意图。如图1所示，该车载充电系统包括：双向DC/DC模块20、双向AC/DC模块30、充放电控制模块40、充放电转换控制模块50和控制器模块60。
其中，双向DC/DC模块20的第一直流端与动力电池10相连，双向DC/DC模块20包括谐振直流变换器201，谐振直流变换器201用于实现动力电池10与交流电源之间的隔离。双向AC/DC模块30的直流端与双向DC/DC模块20的第二直流端相连。充放电控制模块40的第一端与双向AC/DC模块30的三相交流端相连，充放电控制模块40的第二端用于连接交流电源。充放电转换控制模块50的第一端与双向AC/DC模块的三相交流端相连，充放电转换控制模块50的第二端用于连接交流电源。控制器模块60通过对双向DC/DC模块20、双向AC/DC模块30、充放电控制模块40和充放电转换控制模块50进行控制以使车载充电系统实现交流充电功能、并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能。
具体地，在车载充电系统接收到充电指令时，控制器模块60对双向DC/DC模块20、双向AC/DC模块30、充放电控制模块40和充放电转换控制模块50进行PWM控制，使交流电从充放电控制模块40的第二端流入，并从第一端流出至双向AC/DC模块的三相交流端。交流电经双向AC/DC模块30转换为直流电，双向DC/DC模块20的谐振直流变换器201将动力电池与交流电源隔离，从而降低干扰，最后直流电经双向DC/DC模块20的第一直流端流出，以对动力电池10充电，从而实现车载充电系统的交流充电功能。在车载充电系统接收到放电指令时，控制器模块60对双向DC/DC模块20、双向AC/DC模块30、充放电控制模块40和充放电转换控制模块50进行控制，使动力电池10的直流电经双向DC/DC模块20和双向AC/DC模块30转换为交流电后，从充放电控制模块40的第一端流入，并从第二端流出至交流电源。
由此，该系统通过双向AC/DC模块30可以实现能量的双向流动，从而能够实现交流充电功能、并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能，通过谐振直流变换器201可以实现动力电池与交流电源之间的隔离，降低了干扰，且谐振直流变换器201的体积小、质量轻。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，上述的电动汽车的车载充电系统还可以包括：第一预充模块70和第二预充模块(图中未具体示出)。
第一预充模块70在控制器模块60的控制下对双向DC/DC模块20的第二直流端的电容C1进行预充。第二预充模块在控制器模块60的控制下对双向DC/DC模块20的第一直流端的电容C2进行预充。
具体地，如图5所示，双向AC/DC模块30采用三相全桥控制，K1、K2、K3为预充继电器，与预充电阻R1、R2、R3串联组成第一预充模块70，第二预充模块通过配电箱预充电阻对C2进行预充。如果直接闭合继电器K4、K5、K6对动力电池10或者负载进行三相充电，或者直接闭合继电器K4、K7进行单相充电，继电器闭合瞬间的电流过大，容易对车载充电系统产生冲击，损坏电子器件，因此在进行三相充电或者单相充电前，需要对C1和C2进行预充。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，上述的电动汽车的车载充电系统还可以包括EMI模块80。
EMI模块80连接在交流电源与充放电控制模块40之间，用于满足电源的EMC(Electro Magnetic Compatibility，电磁兼容性)要求。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，充放电控制模块40包括三相开关K4、K5、K6和单相开关K7，三相开关K4、K5、K6的一端与交流电源的三相端子相连，三相开关K4、K5、K6的另一端与双向AC/DC模块30的三相交流端相连，单相开关K7的一端与交流电源的中性点端子N相连，单相开关K7的另一端与三相交流端中的任一端子相连。
也就是说，单相开关K7的一端与交流电源的中性点端子N相连，单相开关K7的另一端可以与双向AC/DC模块30的三相交流端中的任一相相连。当三相开关K4、K5、K6闭合时，系统可以工作在三相充电模式下；当K4和K7闭合时，系统可以工作在单相充电模式下。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，充放电转换控制模块50包括充电转换开关K8和第一至第三滤波电容τ1-τ3，充电转换开关K8的一端与交流电源的中性点端子N相连，充电转换开关K8的另一端分别通过第一至第三滤波电容τ1-τ3对应连接到三相交流端。
具体地，当充电转换开关K8闭合时，可以通过闭合三相开关K4、K5、K6使系统工作在三相放电模式下，因此，充放电转换控制模块50可以实现车载充电系统的并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能。
例如，当车载充电系统接收到并网放电指令时，对电网电压的频率与幅值进行检测，确定电网电压的参数，并检测动力电池10的电量，如果动力电池10的电量小于第一预设值，即电量过低，则不允许向电网供电。如果动力电池10的电量大于第一预设值，则控制K1、K2、K3闭合，以对C1、C2进行预充，通过检测C1、C2两端的电压判断是否预充成功。预充成功(例如，C1、C2两端的电压均达到一定值)后，控制K8、K4、K5、K6闭合，并检测电网电压幅值，控制器模块60采用PWM的方式控制流入电网的电流与电网电压同频同相，从而实现高功率的并网放电功能，同时，控制器模块60采用PWM的方式控制双向DC/DC模块20的开关频率，改变双向DC/DC模块20输出输入电压比值，从而实现调节电压的功能，控制C1两端的电压，以使C1两端的电压稳定在一定范围内。当检测到动力电池10的电量较低时，则停止向电网供电。
再例如，当车载充电系统接收到离网带载功能或者车辆对充指令时，检测动力电池10的电量，如果动力电池10的电量小于第一预设值，即电量过低则不允许向负载放电。如果动力电池10的电量大于第一预设值，则控制K1、K2、K3闭合，以对C1、C2进行预充，通过检测C1、C2两端的电压判断是否预充成功。预充成功后，控制K8、K4、K5、K6闭合，采用PWM的方式智能控制双向DC/DC模块20的输出电压，以给负载或车辆供电。其中，第一预设值可以根据实际情况进行标定。
根据本发明的一个实施例，当所述车载充电系统接收到充电指令时，如果车载充电系统进行三相充电，控制器模块60则控制第一预充模块70对双向DC/DC模块20的第二直流端的电容C1进行预充，并控制第二预充模块对双向DC/DC模块20的第一直流端的电容C2进行预充，以及在预充成功后，控制器模块60控制三相开关K4、K5、K6闭合以进行三相充电；如果车载充电系统进行单相充电，控制器模块60则控制第一预充模块70和单相开关K7对双向DC/DC模块20的第二直流端的电容C1进行预充，并控制第二预充模块对双向DC/DC模块20的第一直流端的电容C2进行预充，以及在预充成功后，控制器模块60控制单相开关K7闭合，并控制三相开关K4、K5、K6中未与单相开关K7相连的一相开关闭合，以进行单相充电。
具体地，当车载充电系统接收到充电指令时，对输入的电压频率与幅值进行采样，确定交流电的参数，确定双向AC/DC模块30的输出电压的范围，并参考动力电池10的电压信息选择进行单相或者三相充电功能。
如果车载充电系统进行三相充电，控制器模块60控制继电器K1、K2、K3闭合，以对双向DC/DC模块20的第二直流端的电容C1进行预充，并通过预充电阻R1、R2、R3对双向DC/DC模块20的第一直流端的电容C2进行预充。通过检测C1、C2两端的电压判断预充是否成功，在预充成功后，控制器模块60控制三相开关K4、K5、K6闭合以进行三相充电。
如果车载充电系统进行单相充电，控制器模块60控制继电器K1和K7闭合，对双向DC/DC模块20的第二直流端的电容C1进行预充，并通过预充电阻R1对双向DC/DC模块20的第一直流端的电容C2进行预充。通过检测C1、C2两端的电压判断预充是否成功，在预充成功后，控制器模块60控制三相开关K4、K7闭合以进行单相充电。
根据本发明的一个实施例，在车载充电系统对动力电池10进行交流充电时，如果动力电池10的电量小于第一预设值，即动力电池10的电量较低，控制器模块60则控制双向DC/DC模块20处于升频工作状态，并控制双向DC/DC模块20的工作频率高于谐振直流变换器201的谐振频率，以使双向DC/DC模块20处于降压状态，以及通过控制双向AC/DC模块30以控制车载充电系统的充电功率。此时，车载充电系统的充电功率高，充电效率一般。如果动力电池10的电量低于双向DC/DC模块20的调压范围，可采用单相充电。其中，第一预设值可以根据实际情况进行标定。
如果动力电池10的电量大于等于第一预设值且小于等于第二预设值，即动力电池10的电量中等，控制器模块60则控制双向DC/DC模块20处于恒频工作状态，并控制双向DC/DC模块20的工作频率等于谐振直流变换器201的谐振频率，从而可以使谐振直流变换器201的原边零电压开通，副边零电流关断，进而使双向DC/DC模块20的输入输出电压保持不变，以及通过控制双向AC/DC模块30以控制车载充电系统的充电功率。此时充电功率高，充电效率高。
如果动力电池10的电量大于第二预设值，即动力电池10的电量偏高，控制器模块60则控制双向DC/DC模块20处于降频工作状态，并控制双向DC/DC模块20的工作频率等于谐振直流变换器201的谐振频率，以使双向DC/DC模块20处于升压状态，以及通过控制双向AC/DC模块30以控制车载充电系统的充电功率。此时，车载充电系统的充电功率低，充电效率一般。
根据本发明的一个实施例，如图5所示，双向DC/DC模块20还可以包括第一变换单元202和第二变换单元203，谐振直流变换器201包括：第一电感Lr1、第一电容Cr1、变压器T、第二电感Lr2、第二电容Cr2。
其中，第一电感Lr1的一端与第一变换单元202的第一端相连；第一电容Cr1的一端与第一变换单元202的第二端相连。变压器的T初级线圈Tlr1的一端与第一电感Lr1的另一端相连，变压器T的初级线圈Tlr1的另一端与第一电容Cr1的另一端相连。第二电感Lr2的一端与变压器的次级线圈Tlr2的一端相连，第二电感Lr2的另一端与第二变换单元203的第一端相连。第二电容Cr2的一端与变压器T的次级线圈Tlr2的另一端相连，第二电容Cr2的另一端与第二变换单元203的第二端相连。
具体地，第一变换单元202由第一至第四MOSFET(Metal-Oxide-SemiconductorField-Effect Transistor，金属-氧化物半导体场效应晶体管)V1-V4和续流二极管组成，第二变换单元203由第五至第八MOSFET(V5-V8)和续流二极管组成。当车载充电系统工作在三相充电模式或者单相充电模式下时，第一变换单元202可以作为高频逆变电路，第二变换单元203可以作为整流电路。双向DC/DC模块20兼容双向充电功能，通过设置谐振直流变换器201中第一电感Lr1、第一电容Cr1、第二电感Lr2、第二电容Cr2的参数，使双向DC/DC模块20电路呈现感性，即电流滞后电压，从而使开关管V1-V8开通前，已有电流经过续流二极管，V1-V8两端的电压近似为零，实现MOSFET的零电压开通，达到减少开通损耗的目的。
由于MOSFET的开通损耗较大，关断损耗较小，采用零电压开通的方式有效的减小了开关损耗，提高了开关频率，并且，在减少了变压器T的体积同时可以进行电源隔离和干扰隔离。其中，在本发明实施例中，可以采用碳化硅的MOSFET，相比普通的MOSFET来说，其开关损耗更低，开关频率更高。双向DC/DC模块20采用50％占空比，由于MOSFET的开关频率较高，通过改变开关频率，可以改变谐振直流变换器201的阻抗，从而改变双向DC/DC模块20输出输入电压比值，实现调节电压的功能。
综上所述，根据本发明实施例的电动汽车的车载充电系统，通过双向AC/DC模块可以实现能量的双向流动，同时兼容单相和三相充电功能，通过谐振直流变换器可以实现动力电池与交流电源之间的隔离，且谐振直流变换器的体积小、质量轻，同时，通过控制器模块对双向DC/DC模块、双向AC/DC模块、充放电控制模块和充放电转换控制模块进行控制，可以使车载充电系统实现交流充电功能、并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能。并且，在电源入口处设置EMI模块，可以满足电源的EMC要求。
本发明实施例还提出一种电动汽车，如图6所示，其包括上述的电动汽车的车载充电系统。
本发明实施例的电动汽车，通过上述的电动汽车的车载充电系统的双向AC/DC模块可以实现能量的双向流动，通过谐振直流变换器可以实现动力电池与交流电源之间的隔离，且谐振直流变换器的体积小、质量轻，同时，通过控制器模块对双向DC/DC模块、双向AC/DC模块、充放电控制模块和充放电转换控制模块进行控制，可以使车载充电系统实现交流充电功能、并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能。
基于本发明上述实施例的电动汽车的车载充电系统，本发明还提出一种电动汽车的车载充电系统的控制方法。
图7是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电系统的控制方法的流程图。如图7所示，该车载充电系统的控制方法可以包括以下步骤：
S1，当车载充电系统对动力电池进行交流充电时，对动力电池的电量进行判断。
S2，如果动力电池的电量小于第一预设值，控制器模块则控制双向DC/DC模块处于升频工作状态，并控制双向DC/DC模块的工作频率高于谐振直流变换器的谐振频率，以使双向DC/DC模块处于降压状态，以及通过控制双向AC/DC模块以控制车载充电系统的充电功率。
S3，如果动力电池的电量大于等于第一预设值且小于等于第二预设值，控制器模块则控制双向DC/DC模块处于恒频工作状态，并控制双向DC/DC模块的工作频率等于谐振直流变换器的谐振频率，以使双向DC/DC模块的输入输出电压保持不变，以及通过控制双向AC/DC模块以控制车载充电系统的充电功率。
S4，如果动力电池的电量大于第二预设值，控制器模块则控制双向DC/DC模块处于降频工作状态，并控制双向DC/DC模块的工作频率等于谐振直流变换器的谐振频率，以使双向DC/DC模块处于升压状态，以及通过控制双向AC/DC模块以控制车载充电系统的充电功率。
根据本发明实施例的电动汽车的车载充电系统的控制方法，当车载充电系统对动力电池进行交流充电时，对动力电池的电量进行判断，根据动力电池的电量控制双向DC/DC模块的工作频率，并控制双向AC/DC模块以控制车载充电系统的充电功率。该方法根据动力电池的电量确定车载充电系统的充电功率，在提高充电效率的同时，也有利保护动力电池。
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)

1.一种电动汽车的车载充电系统，其特征在于，包括：
双向DC/DC模块，所述双向DC/DC模块的第一直流端与动力电池相连，所述双向DC/DC模块包括谐振直流变换器，所述谐振直流变换器用于实现所述动力电池与交流电源之间的隔离；
双向AC/DC模块，所述双向AC/DC模块的直流端与所述双向DC/DC模块的第二直流端相连；
充放电控制模块，所述充放电控制模块的第一端与所述双向AC/DC模块的三相交流端相连，所述充放电控制模块的第二端用于连接所述交流电源；
充放电转换控制模块，所述充放电转换控制模块的第一端与所述双向AC/DC模块的三相交流端相连，所述充放电转换控制模块的第二端用于连接所述交流电源；
控制器模块，所述控制器模块通过对所述双向DC/DC模块、所述双向AC/DC模块、所述充放电控制模块和所述充放电转换控制模块进行控制以使所述车载充电系统实现交流充电功能、并网放电功能、离网带载功能和车辆对充功能；
第一预充模块，所述第一预充模块在所述控制器模块的控制下对所述双向DC/DC模块的第二直流端的电容进行预充；
第二预充模块，所述第二预充模块在所述控制器模块的控制下对所述双向DC/DC模块的第一直流端的电容进行预充；
在所述车载充电系统对所述动力电池进行交流充电时，其中，
如果所述动力电池的电量小于第一预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于升频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率高于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块处于降压状态，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率；
如果所述动力电池的电量大于等于第一预设值且小于等于第二预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于恒频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率等于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块的输入输出电压保持不变，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率；
如果所述动力电池的电量大于第二预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于降频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率等于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块处于升压状态，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率。
2.如权利要求1所述的电动汽车的车载充电系统，其特征在于，还包括：
EMI模块，所述EMI模块连接在所述交流电源与所述充放电控制模块之间。
3.如权利要求1所述的电动汽车的车载充电系统，其特征在于，所述充放电控制模块包括三相开关和单相开关，所述三相开关的一端与所述交流电源的三相端子相连，所述三相开关的另一端与所述双向AC/DC模块的三相交流端相连，所述单相开关的一端与所述交流电源的中性点端子相连，所述单相开关的另一端与所述三相交流端中的任一端子相连。
4.如权利要求3所述的电动汽车的车载充电系统，其特征在于，所述充放电转换控制模块包括充电转换开关和第一至第三滤波电容，所述充电转换开关的一端与所述交流电源的中性点端子相连，所述充电转换开关的另一端分别通过所述第一至第三滤波电容对应连接到所述三相交流端。
5.如权利要求4所述的电动汽车的车载充电系统，其特征在于，当所述车载充电系统接收到充电指令时，
如果所述车载充电系统进行三相充电，所述控制器模块则控制所述第一预充模块对所述双向DC/DC模块的第二直流端的电容进行预充，并控制所述第二预充模块对所述双向DC/DC模块的第一直流端的电容进行预充，以及在预充成功后，所述控制器模块控制所述三相开关闭合以进行三相充电；
如果所述车载充电系统进行单相充电，所述控制器模块则控制所述第一预充模块和所述单相开关对所述双向DC/DC模块的第二直流端的电容进行预充，并控制所述第二预充模块对所述双向DC/DC模块的第一直流端的电容进行预充，以及在预充成功后，所述控制器模块控制所述单相开关闭合，并控制所述三相开关中未与所述单相开关相连的一相开关闭合，以进行单相充电。
6.如权利要求1-5中任一项所述的电动汽车的车载充电系统，其特征在于，所述双向DC/DC模块还包括第一变换单元和第二变换单元，所述谐振直流变换器包括：
第一电感，所述第一电感的一端与所述第一变换单元的第一端相连；
第一电容，所述第一电容的一端与所述第一变换单元的第二端相连；
变压器，所述变压器的初级线圈的一端与所述第一电感的另一端相连，所述变压器的初级线圈的另一端与所述第一电容的另一端相连；
第二电感，所述第二电感的一端与所述变压器的次级线圈的一端相连，所述第二电感的另一端与所述第二变换单元的第一端相连；
第二电容，所述第二电容的一端与所述变压器的次级线圈的另一端相连，所述第二电容的另一端与所述第二变换单元的第二端相连。
7.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的电动汽车的车载充电系统。
8.一种如权利要求1-6中任一项所述的电动汽车的车载充电系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
当所述车载充电系统对所述动力电池进行交流充电时，对所述动力电池的电量进行判断；
如果所述动力电池的电量小于第一预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于升频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率高于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块处于降压状态，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率；
如果所述动力电池的电量大于等于第一预设值且小于等于第二预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于恒频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率等于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块的输入输出电压保持不变，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率；
如果所述动力电池的电量大于第二预设值，所述控制器模块则控制所述双向DC/DC模块处于降频工作状态，并控制所述双向DC/DC模块的工作频率等于所述谐振直流变换器的谐振频率，以使所述双向DC/DC模块处于升压状态，以及通过控制所述双向AC/DC模块以控制所述车载充电系统的充电功率。
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