CN107825973A - 新型电动汽车充电电路及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种新型电动汽车充电电路及其控制方法，该拓扑由工频交流级，PWM整流器，高频隔离变压器，高压整流滤波电路，低压整流滤波电路以及直流输出端组成。对工频电流级的控制采用电压外环电流内环的双闭环控制策略，输出直流电压对储能电容充电；该技术方案PWM整流器采用开关管全桥结构，同时实现功率因数校正、工频整流、高频逆变等功能，大大减少开关管的使用数量；串联谐振电路将工频电流隔断，通过PWM整流器产生高频电流为高频变压器提供能量，可以有效减小变压器体积。

Description

新型电动汽车充电电路及其控制方法
技术领域
本发明涉及一种新型电动汽车充电电路及其控制方法，属于电动汽车充电技术领域。
背景技术
随着现代高新技术的发展和当今世界环境、能源两大难题的日益突出，电动汽车以优越的环保特性，成为汽车行业关注的重点。而随着国家对新能源汽车的多项扶植政策的出台，新能源汽车的发展步伐正在加快，充电基础设施的建设步伐也在加快。而目前一些充电机仍采用较为传统的结构，将充电接口、双向AC/DC变换器、双向DC/DC变换器和动力电池简单串联，具有效率低下、功率因数不足、能量密度较低等缺点。专利CN106647332A提供了一种汽车双向充放电设计方法，可以实现双向电能传输，同时可以有效抑制谐波保证功率因数，但是缺乏电气隔离模块，难以保证用户及设备的安全。专利CN102222958A提供了一种电动汽车车载双向充电机，采用了隔离的双有源半桥双向DC/DC变换器，使得变换性能更加高效稳定，但是充电攻率较低，无法满足日益增长的充电速度需求。专利CN102983606A公开了一种用于电动车充电的双向充电系统，由多个双向AC/DC和DC/DC模块构成，提高了充电和放电功率的可调节，可以大功率地实现电能的双向传输，但是由于使用变换器模块较多，体积较大，功率密度较小，且成本较高。因此，大功率、高效率、低成本以及高功率密度的充电机是当前研究的一个热点。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种新型电动汽车充电电路，该技术方案PWM整流器采用开关管全桥结构，同时实现功率因数校正、工频整流、高频逆变等功能，大大减少开关管的使用数量；串联谐振电路将工频电流隔断，通过PWM整流器产生高频电流为高频变压器提供能量，可以有效减小变压器体积。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，一种新型电动汽车充电电路，所述充电电路由控制单元和依次连接的充电输入端、PWM整流器、储能电容、谐振电路、三绕组高频隔离变压器、高压整流滤波电路、低压整流滤波电路、低压输出端和充电输出端组成，所述控制单元接受充电输入端、充电输出端、储能电容、低压输出端的信息，并根据该信息控制PWM整流器和整流滤波电路的工作。该技术方案可以实现功率因数校正和高压整流桥的软开关技术，能有效减少充电机所需开关器件数量，减小变压器体积，三绕组变压器的使用可以减少变压器的数量，提高功率传输的效率，降低了系统的体积和成本。同时，经过控制单元控制方式的变换，可以实现逆向充电功能，从而对外输出功率。
作为本发明的一种改进，所述充电输入端设有电压采集电路和电流采集电路；所述电压采集电路和电流采集电路与控制单元相连，进一步地实现功率因数校正。
作为本发明的一种改进，所述PWM整流器由四个开关管组成全桥结构，PWM整流器输入端与充电输入端相连，且与谐振电路并联；整流器输出端连接储能电容向其充电，所述储能电容端口设有电压采集电路，由控制单元控制储能电容电压稳定作为本发明的一种改进，所述控制单元由中央处理模块及与中央处理模块相连的数模转换模块，脉宽调制模块组成，所述中央处理模块通过模数转换模块接收电压采集电路的电压信息、电流采集电路的电流信息、充电输入端的电压信息、储能电容的电压信息、充电输出端的电压信息、低压输出端的电压信息，并根据上述信息来控制脉宽调制模块的输出。
作为本发明的一种改进，所述谐振电路由谐振电感和谐振电容串联构成；其谐振频率与脉宽调制模块产生的方波信号或正弦信号同频，大于工频，又小于所述开关频率。所述谐振电路可以将工频电流与高频变压器隔离，阻止工频电流流入高频变压器，以防产生工频环流影响充电电路的效率。
作为本发明的一种改进，所述谐振电路与充电输入端并联，接入PWM整流器的输入端；所述谐振电路的另一端口与高频变压器、高低压整流滤波电路和充电输出端串联。
作为本发明的一种改进，所述高压整流滤波电路及低压整流滤波电路可以设置为倍压整流、全波整流、全桥整流、半波整流、半桥整流中的一种，也可以设置为其他的整流方式。
本发明还提供了一种适用于该电动汽车充电电路的控制方法，具体如下：所述控制单元接受充电输入端、充电输出端、储能电容的信息，并根据该信息来控制PWM整流器的工作，其特征在于采用电压外环电流内环的双闭环控制策略；中央处理模块将储能电容的电压信息作为参考，将电压采集电路的电压信息作为反馈，通过PID闭环处理得到电压外环的调节值；中央处理模块将电压外环的调节值作为参考，将充电输入端的电流信息作为反馈，通过PID闭环处理得到电流内环的调节值，进而得到PWM整流器实现功率因数校正的控制信号。
作为本发明的一种改进，中央处理模块将充电输出端的电压信息作为参考，将充电输出端电压采集电路的电压信息作为反馈，通过PID闭环处理得到方波信号的幅值参考值；所述方波信号的频率与谐振电路频率相同，大于工频，又小于开关频率。
作为本发明的一种改进，中央处理模块将实现功率因数校正功能的控制信号和产生谐振电流的方波信号叠加并输出至脉宽调制模块，从而控制脉宽调制模块的PWM信号输出，以驱动PWM整流器的四个开关管，并同时实现功率因数校正、工频整流和高频逆变等功能。
同时，通过控制单元的控制，所述工频电网侧、高压直流侧和低压直流侧可有多种工作状态，诸如并网充电、并网充电—低压供电、离网低压供电、并网逆向充电等状态。
同时，所述低压供电模块可以去除，仅实施电动汽车蓄电池充电功能，此时，所述高频变压器为双绕组变压器。
相对于现有技术，本发明具有如下优点，该技术方案对工频电流级的控制采用电压外环电流内环的双闭环控制策略，输出直流电压对储能电容充电；通过在调制波信号中叠加一个频率大于工频且小于开关频率的方波信号或正弦信号，电容对谐振电路放电；PWM整流器和LrCr串联谐振以及高频隔离变压器构成串联谐振电路，谐振频率与方波信号或正弦信号频率相同；高频变压器为三绕组变压器，二次侧经高压整流桥整流滤波实现直流输出，为电动汽车电源充电，三次侧经低压整流桥整流滤波实现输出低压直流电，为车内低压用电设备，即照明大灯、雨刷、空调、音响以及仪表等供电。该技术方案的PWM整流器采用开关管全桥结构，同时实现功率因数校正、工频整流、高频逆变等功能，大大减少开关管的使用数量；串联谐振电路将工频电流隔断，通过PWM整流器产生高频电流为高频变压器提供能量，可以有效减小变压器体积；整流滤波电路可取多种电路结构，在选取开关管全桥结构的情形下可以实现充电电路的逆功率传输，实现电动汽车的放电；高频变压器采用三绕组变压器，在保证充电功能和对车内用电设备供电的前提下，减少了变压器的使用数量；本发明的新型电动汽车充电电路及其控制方法可以在保证充电机的可靠性和充电效率的前提下，有效减少开关管的使用数量，减小变压器的体积，减少变压器的使用数量，提高充电机的功率密度，有效地降低了电动汽车充电机的生产成本，同时，充电机更加精巧便携，使得电动汽车用户获得更优的充电体验，值得推广应用。
附图说明
图1是本发明提出的新型电动汽车充电电路的电路图；
图2是本发明提出的充电电路中高频电流环路和工频电流环路示意图；
图3是本发明提出的充电电路中工频电流环路的等效图；
图4是本发明提出的充电电路中高频电流环路的等效图；
图5是本发明提出的充电电路中PWM整流器的控制策略；
图6是调节所提出的充电电路输出端电压的控制策略；
图7是本发明提出的充电电路中各部分在不同状态下功率流动示意图；
图8是本发明提出的新型电动汽车充电电路在去除低压供电模块时的电路图。
具体实施方式：
为了加深对本发明的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。
实施例1：如图1所示，本发明的电动汽车充电电路由控制单元和依次连接的充电输入端、PWM整流器、储能电容、谐振电路、高频隔离变压器、高压整流滤波电路、低压整流滤波电路、低压输出端和充电输出端构成。由于串联谐振电路的存在，高频隔离变压器一次侧的充电电路被分为工频电路和高频电路，如图2所示，高频电路的频率是串联谐振电路的谐振频率，其数值大于工频又小于开关频率，本实例中选为15kHz。
工频220V，50Hz电源通过Boost无桥PFC变换器给电容充电，本实例中开关频率取为100kHz，电容电压稳定在400V。充电输入端口采集电流值(i ac)和电压值(u ac)，在储能电容处采集电压值(U C)，上述电压电流采集电路与控制单元相连，将信号传入中央处理模块，通过对开关管全桥的控制，实现输入电流和电压的同相位，降低输入电流的谐波，实现功率因数校正功能，在此电路中PWM整流器具有整流和功率因数校正功能，工频等效电路如图3所示。
高频电路由LC串联谐振电路构成，与PWM的输入端相连，与工频电路并联，另一端口与高频变压器一次侧相连。高频等效电路如图4所示，通过控制单元在PWM整流器的调制波中叠加一个15kHz的方波信号（亦可叠加一个同频的正弦信号），使电容经过全桥放电生成频率15kHz的高频电流，经过LC谐振串联电路对高频变压器供电。高频隔离变压器实现能量的传递和电气隔离，在谐振电容和谐振电压的参数选取中，需要根据公式由谐振频率确定，需要保证既能隔离工频电流又能隔离开关频率电流。
图1所示高频变压器二次侧和三次侧连接的整流电路结构可以根据实际情况需要选择不同的结构，包括但不局限于倍压整流、全波整流、全桥整流、半波整流、半桥整流等整流方式，同时，在选取开关管全桥等结构的情况下，可在特定情形实施功率逆向传输，可对电网放电或为家用电器供电，同时可对车内低压用电设备供电。
在充电输出端采集电压值(U dc)，传输至控制单元，经反馈调节所叠加至PWM整流器的控制信号中的15kHz方波信号或正弦信号的幅值，从而控制输出电压值的大小。
实施例2：
如图5所示，对PWM整流器的控制采用电压外环电流内环的双闭环控制策略，将储能电容电压U c作为电压外环的控制对象，将工频电路中的电流i ac作为电流内环的控制对象，经过PI调节和坐标变换得到调制波的信号，并且往得到的调制波信号中叠加一个高频的正弦信号或方波信号，该信号的频率与谐振电路的谐振频率相等，为f h，且该频率大于工频，同时又小于开关频率。同时，将输出端电压U hdc作为控制对象，经过PI调节，控制叠加至调制波信号中的正弦信号或方波信号的幅值。
具体实现过程为：
对PWM整流器的控制采用电压外环电流内环的双闭环控制策略，电压外环的作用主要是控制单相电压型PWM整流器直流侧电压，而电流内环的作用主要是按电压外环输出的电流指令进行电流控制，可实现电网侧正弦波电流输入控制控制。
对电动汽车充电电路中PWM整流器端口的储能电容电压Uc、工频交流电源电压uac以及工频交流侧电源电流iac进行采样。
对采样得到的工频交流电源电压uac进行PLL锁相环锁相得到相位角θ，生成一个与电压同相位的正弦信号。
将采样得到的储能电容电压值Uc与其参考电压值Uc_ref进行比较，并对其输出的电压差值进行电压环PI调节，PI调节器输出为一直流电流信号i d，i d乘以和输入交流电压同相位的正弦信号，得到交流电流的正弦指令信号i *。i *与电源电压同相位，其幅值和反映负载电流大小的直流信号i d成正比，这是PWM整流器运行时所需的交流电流指令信号。指令信号和实际交流电流信号比较后，通过滞环对器件进行控制，可使实际交流输入电流跟踪指令值。
在得到的交流电压调制波信号u ref中叠加一个高频的正弦波或方波信号，频率为f h，该信号的频率与串联谐振电路的谐振频率相等，大于工频，同时又小于开关频率，且该高频信号的幅值小于调制波参考信号的幅值，得到一个新的电压调制波信号u ref_new；
其中，对输出高压直流电压值的调控，即对所叠加的高频信号幅值的控制过程如下：
如图6所示，对电动汽车充电电路的输出端口的直流电压U hdc进行采样，将其与参考电压U hdc_ref进行比较，并对其输出的电流差值进行PI调节，得到的输出经溢出控制后叠加一个基准值，最终得到正弦信号或者方波信号的幅值，并叠加至PWM调制波中，最终实现输出恒定的电压值对电动汽车充电。高频变压器三次侧低压直流电压值的调控方式为现有方式，此处不再赘述电动汽车放电时的控制方法与上述方法同理，此处亦不再赘述。
实施例3：
如图7所示，所述工频电网侧、高压直流侧和低压直流侧可有多种工作状态，诸如并网充电、并网充电—低压供电、离网低压供电、并网逆向充电等状态。
将低压整流滤波电路关断，充电电路并网获得功率，高频变压器二次侧经高压整流滤波电路为蓄电池供电，此时，充电电路工作在并网充电状态，车内低压用电设备处在空载状态。
充电电路并网获得功率，高频变压器二次侧经高压整流滤波电路为蓄电池供电，同时高频变压器三次侧经低压整流滤波电路为车内用电设备供电，此时，充电电路工作在并网充电-低压供电的工作状态。
充电电路输入端不连接电网，所述高压整流电路使用开关管全桥结构且工作在逆变状态时，由电动汽车蓄电池供电，高频变压器三次侧经低压整流滤波电路为车内用电设备供电，此时，充电电路工作在离网低压供电的工作状态。
充电电路输入端连接电网，所述高压整流电路使用开关管全桥结构且工作在逆变状态时，由电动汽车蓄电池供电，高频变压器一次侧经PWM整流器为电网输送功率，此时，充电电路工作在并网逆向充电的工作状态。
不同情况下，充电电路还可工作于其他工作状态，此处不再一一详述。
同时，所述低压供电模块可以去除，仅实施电动汽车蓄电池充电功能，此时，所述高频变压器为双绕组变压器，其充电电路如图8所示。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所做出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (9)

1.一种新型电动汽车充电电路，其特征在于，所述充电电路由控制单元和依次连接的充电输入端、PWM整流器、储能电容、谐振电路、三绕组高频隔离变压器、高压整流滤波电路、低压整流滤波电路、低压输出端和充电输出端组成，所述控制单元接受充电输入端、充电输出端、储能电容、低压输出端的信息，并根据该信息控制PWM整流器和整流滤波电路的工作。
2.根据权利要求1所述的新型电动汽车充电电路，其特征在于，所述充电输入端设有电压采集电路和电流采集电路；所述电压采集电路和电流采集电路与控制单元相连，进一步地实现功率因数校正。
3.根据权利要求2所述的新型电动汽车充电电路，其特征在于，所述PWM整流器由四个开关管组成全桥结构，PWM整流器输入端与充电输入端相连，且与谐振电路并联；整流器输出端连接储能电容，所述储能电容端口设有电压采集电路；所述电压采集电路每个开关管控制端均与控制单元相连。
4.根据权利要求3所述的新型电动汽车充电电路，其特征在于，所述控制单元由中央处理模块及与中央处理模块相连的数模转换模块，脉宽调制模块组成，所述中央处理模块通过模数转换模块接收电压采集电路的电压信息、电流采集电路的电流信息、充电输入端的电压信息、储能电容的电压信息、充电输出端的电压信息、低压输出端的电压信息，并根据上述信息来控制脉宽调制模块的输出。
5.根据权利要求3或4所述的新型电动汽车充电电路，其特征在于，所述谐振电路由谐振电感和谐振电容串联构成；其谐振频率与脉宽调制模块产生的方波信号或正弦信号同频，大于工频，又小于所述开关频率。
6.根据权利要求5所述的新型电动汽车充电电路，其特征在于，所述谐振电路与充电输入端并联，接入PWM整流器的输入端；所述谐振电路的另一端口与高频变压器、高低压整流滤波电路和充电输出端串联。
7.根据权利要求5所述的新型电动汽车充电电路，其特征在于，所述高压整流滤波电路及低压整流滤波电路设置为倍压整流、全波整流、全桥整流、半波整流、半桥整流中的一种。
8.采用权利要求1-7任意一项所述新型电动汽车充电电路的控制方法，其特征在于，控制单元接受充电输入端、充电输出端、储能电容的信息，并根据该信息来控制PWM整流器的工作，采用电压外环电流内环的双闭环控制策略；中央处理模块将储能电容的电压信息作为参考，将电压采集电路的电压信息作为反馈，通过PID闭环处理得到电压外环的调节值；中央处理模块将电压外环的调节值作为参考，将充电输入端的电流信息作为反馈，通过PID闭环处理得到电流内环的调节值，进而得到PWM整流器实现功率因数校正的控制信号。
9.根据权利要求8所述的新型电动汽车充电电路的控制方法，其特征在于，所述中央处理模块将充电输出端的电压信息作为参考，将充电输出端电压采集电路的电压信息作为反馈，通过PID闭环处理得到方波信号的幅值参考值；所述方波信号的频率与谐振电路频率相同，大于工频，又小于开关频率；中央处理模块将实现功率因数校正功能的控制信号和产生谐振电流的方波信号叠加并输出至脉宽调制模块，从而控制脉宽调制模块的PWM信号输出，以驱动PWM整流器的四个开关管，并同时实现功率因数校正、工频整流和高频逆变功能。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108736552A (zh) * 2018-05-30 2018-11-02 东南大学 新型车载电动汽车充电机及其控制方法
CN110562061A (zh) * 2019-09-02 2019-12-13 中兴新能源汽车有限责任公司 无线充电车辆端电压控制电路、方法、装置及充电设备
CN112165266A (zh) * 2020-09-25 2021-01-01 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 开关电源电路
CN113098115A (zh) * 2021-06-10 2021-07-09 西南交通大学 基于多端口变压器的谐振型串联电池均压电路及实现方法
CN113521536A (zh) * 2021-06-07 2021-10-22 上海健康医学院 除颤电流控制方法及除颤器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102545563A (zh) * 2012-01-11 2012-07-04 西南交通大学 一种低输出电压纹波的功率因数校正变换控制方法及其装置
CN102969776A (zh) * 2012-12-03 2013-03-13 中国科学院电工研究所 一种电动汽车无线充电装置
CN103904760A (zh) * 2014-03-25 2014-07-02 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动车车载充电控制系统及其控制方法
US20140361750A1 (en) * 2013-06-10 2014-12-11 Hyundai Motor Company On-board charger for charging battery
CN106936184A (zh) * 2017-03-14 2017-07-07 深圳威迈斯电源有限公司 一种车载充电机和dcdc的集成电路

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102545563A (zh) * 2012-01-11 2012-07-04 西南交通大学 一种低输出电压纹波的功率因数校正变换控制方法及其装置
CN102969776A (zh) * 2012-12-03 2013-03-13 中国科学院电工研究所 一种电动汽车无线充电装置
US20140361750A1 (en) * 2013-06-10 2014-12-11 Hyundai Motor Company On-board charger for charging battery
CN103904760A (zh) * 2014-03-25 2014-07-02 奇瑞汽车股份有限公司 一种电动车车载充电控制系统及其控制方法
CN106936184A (zh) * 2017-03-14 2017-07-07 深圳威迈斯电源有限公司 一种车载充电机和dcdc的集成电路

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108736552A (zh) * 2018-05-30 2018-11-02 东南大学 新型车载电动汽车充电机及其控制方法
CN110562061A (zh) * 2019-09-02 2019-12-13 中兴新能源汽车有限责任公司 无线充电车辆端电压控制电路、方法、装置及充电设备
CN112165266A (zh) * 2020-09-25 2021-01-01 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 开关电源电路
US11817795B2 (en) 2020-09-25 2023-11-14 Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd Switching power supply circuit
CN113521536A (zh) * 2021-06-07 2021-10-22 上海健康医学院 除颤电流控制方法及除颤器
CN113098115A (zh) * 2021-06-10 2021-07-09 西南交通大学 基于多端口变压器的谐振型串联电池均压电路及实现方法

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