CN110380634A - 一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块 - Google Patents

一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块 Download PDF

Info

Publication number
CN110380634A
CN110380634A CN201910677767.0A CN201910677767A CN110380634A CN 110380634 A CN110380634 A CN 110380634A CN 201910677767 A CN201910677767 A CN 201910677767A CN 110380634 A CN110380634 A CN 110380634A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
dcdc
obc
inverter
sub
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201910677767.0A
Other languages
English (en)
Inventor
高源�
赵平华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Yicon Power System Co Ltd
Original Assignee
Zhejiang Yicon Power System Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Yicon Power System Co Ltd filed Critical Zhejiang Yicon Power System Co Ltd
Priority to CN201910677767.0A priority Critical patent/CN110380634A/zh
Publication of CN110380634A publication Critical patent/CN110380634A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/03—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for
    • B60R16/033—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for supply of electrical power to vehicle subsystems or for characterised by the use of electrical cells or batteries
    • H02J7/022—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/342—The other DC source being a battery actively interacting with the first one, i.e. battery to battery charging
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2207/00—Indexing scheme relating to details of circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J2207/20—Charging or discharging characterised by the power electronics converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0012—Control circuits using digital or numerical techniques
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/92—Energy efficient charging or discharging systems for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors specially adapted for vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Abstract

一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，包括:电源输入处理电路，与车载低压电池连接；Inverter供电电源模块，与电源输入处理模块电连接；DCDC+OBC供电电源模块，与电源输入处理模块电连接；控制电路，与Inverter供电电源模块电连接；Inverter供电电源模块包括：Inverter驱动模块，与控制电路电连接；Inverter子功率模块，分别与汽车的车载动力电池、汽车电机和Inverter驱动模块连接，用于使汽车的车载动力电池的直流电转换为汽车电机使用的三相交流电；DCDC+OBC供电电源模块包括：DCDC+OBC驱动模块，与控制电路电连接；DCDC+OBC子功率模块；分别与车载低压电池、车载动力电池、充电桩和DCDC+OBC驱动模块连接；用于利用车载动力电池为车载低压电池充电和利用充电桩为车载动力电池充电。

Description

一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块
技术领域
本发明涉及汽车电子设备领域，特别涉及一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块。
背景技术
目前，环境问题的日渐突出、油价的不断上涨以及国家政策的推动，促进了新能源汽车的迅速发展。人们越来越多地选择新能源汽车作为出行工具。随着新能源汽车的普及，财政补贴也逐步缩减，这使得整车厂面临着巨大的成本挑战。
整车厂为了应对政府补贴退坡之后的市场挑战，需要针对所有零部件进行优化。如何在保证性能的前提下提高系统集成度、进一步降低生产成本，成为了各汽车零部件供应商重要的研究方向。作为新能源汽车的重要零部件，Inverter是整车中成本仅次于电池的电力电子部件，DCDC变换器( Direct Current / Direct Current Transformer)和OBC(On-Board Charger)也占据了较大部分的整车成本。这三个电力电子零件的作用均是实现功率变换，在整车电气连接和功能原理上有共通之处，存在集成简化的可能。
在目前的xEV功率变换系统中，Inverter、DCDC和OBC大多是作为相互独立的功能结构进行设计、配置的，或者只在机械结构上进行了集成，也有部分公司在产品中将Inverter和DCDC进行集成。但三者在机械结构和电气功能上的深度集成方案尚未见于已有产品。
发明内容
本发明目的之一在于提供一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，将Inverter、DCDC和OBC三者的功能集成到一个模块中，实现多个功能电路、子零件的共用，能够大幅提高xEV上零件模块的集成度，能够提高功率变换模块的功率密度，大幅降低电动汽车功率变换系统（Inverter、DCDC和OBC）的总体体积、重量和生产成本，对整车性能提升有较大的促进意义。
本发明实施例提供的一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，包括:
电源输入处理电路，与车载低压电池连接；
Inverter供电电源模块，与所述电源输入处理模块电连接；
DCDC+OBC供电电源模块，与所述电源输入处理模块电连接；
控制电路，与所述Inverter供电电源模块电连接；
所述Inverter供电电源模块包括：
Inverter驱动模块，与所述控制电路电连接；
Inverter子功率模块，分别与汽车的车载动力电池、汽车电机和Inverter驱动模块连接，用于使汽车的车载动力电池的直流电转换为汽车电机使用的三相交流电；
所述DCDC+OBC供电电源模块包括：
DCDC+OBC驱动模块，与所述控制电路电连接；
DCDC+OBC子功率模块；分别与车载低压电池、车载动力电池、充电桩和DCDC+OBC驱动模块连接；用于利用车载动力电池为车载低压电池充电和利用充电桩为车载动力电池充电。
在一个实施例中，电源输入处理电路包括：
整车低压插接件，与所述车载低压电池连接；
接口保护电路，与所述整车低压插接件电连接；
输入防反和稳压电路，分别与所述接口保护电路、Inverter供电电源模块和DCDC+OBC供电电源模块电连接。
在一个实施例中，所述Inverter子功率模块包括：
高压连接器，与所述车载动力电池连接；
EMC滤波组件，与所述高压连接器电连接；
电容器，与所述EMC滤波组件电连接；
IGBT子模块，分别与所述电容器和Inverter驱动模块电连接；
三相AC输出连接器，与所述IGBT子模块电连接，用于连接到汽车电机。
在一个实施例中，所述DCDC+OBC子功率模块包括：
第一高压全桥整流电路，与所述EMC滤波组件电连接；
变压器，与所述第一高压全桥整流电路电连接；
低压全桥整流电路，与所述变压器电连接；
Buck电路，与所述低压全桥整流电路和DCDC+OBC驱动模块电连接；
12V输出连接器，与所述Buck电路连接，用于连接到车载低压电池。
在一个实施例中，所述DCDC+OBC子功率模块还包括：
第二高压全桥整流电路，与所述变压器电连接；
PFC电路，与所述第二高压全桥整流电路电连接；
EMC电路，与所述PFC电路电连接；
单相AC输入连接器，与所述EMC电路连接；用于连接到充电桩。
在一个实施例中，所述Inverter驱动模块包括：
电源变换器，与所述电源输入处理模块连接；
隔离模块，与所述控制电路、电源变换器和IGBT子模块电连接。
在一个实施例中，所述控制电路包括：
V/C/T采样模块、MCU和CAN模块；
所述MCU通过V/C/T采样模块对Inverter驱动模块、DCDC+OBC驱动模块、Inverter子功率模块和DCDC+OBC子功率模块中的电压、电流和温度进行采样，并通过CAN模块发送到整车通信网络中。
在一个实施例中，控制电路还包括：
Fault采样模块，与所述MCU连接；
旋变模块，与所述MCU连接；
水泵模块，与所述MCU连接；
互锁模块，与所述MCU连接；
信号处理模块，与所述MCU连接。
在一个实施例中，所述DCDC+OBC供电电源模块包括DCDC电源模块和OBC电源模块；
当所述Inverter供电电源模块工作时，控制电路禁用所述DCDC+OBC供电电源模块；当所述DCDC电源模块工作时，控制电路禁用所述Inverter供电电源模块和所述OBC电源模块；当所述OBC电源模块工作时，控制电路禁用所述Inverter供电电源模块和所述DCDC电源模块。
在一个实施例中，所述MCU通过所述通过V/C/T采样模块对所述Inverter驱动模块、DCDC+OBC驱动模块、Inverter子功率模块和DCDC+OBC子功率模块中的电压、电流和温度进行采样之后包括：
当所述Inverter驱动模块的温度大于第一预设温度值或所述DCDC+OBC驱动模块的温度大于第二预设温度值或所述Inverter子功率模块的温度大于第三预设温度值或所述DCDC+OBC子功率模块的温度大于第四预设温度值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电流大于第一预设电流值或所述DCDC+OBC驱动模块的电流大于第二预设电流值或所述Inverter子功率模块的电流大于第三预设电流值或所述DCDC+OBC子功率模块的电流大于第四预设电流值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压大于第一预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压大于第二预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压大于第三预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压大于第四预设电压值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压小于第五预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压小于第六预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压小于第七预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压小于第八预设电压值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
或者，
当所述Inverter驱动模块的温度大于第一预设温度值或所述DCDC+OBC驱动模块的温度大于第二预设温度值或所述Inverter子功率模块的温度大于第三预设温度值或所述DCDC+OBC子功率模块的温度大于第四预设温度值时，开始计时，经过第一预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电流大于第一预设电流值或所述DCDC+OBC驱动模块的电流大于第二预设电流值或所述Inverter子功率模块的电流大于第三预设电流值或所述DCDC+OBC子功率模块的电流大于第四预设电流值，开始计时，经过第二预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压大于第一预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压大于第二预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压大于第三预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压大于第四预设电压值时，开始计时，经过第三预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压小于第五预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压小于第六预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压小于第七预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压小于第八预设电压值时，开始计时，经过第四预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例中一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块的示意图；
图2为本发明实施例中一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块的结构示意图；
图3为本发明实施例中又一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块的结构示意图。
图中：1.电源输入处理电路；2.Inverter供电电源模块；3.DCDC+OBC供电电源模块；4.控制电路；11.整车低压插接件；12.接口保护电路；13.输入防反和稳压电路；21.Inverter驱动模块；22.Inverter子功率模块；31.DCDC+OBC驱动模块；32.DCDC+OBC子功率模块；41.MCU；42.水泵模块;43.CAN模块;44.互锁模块;45.Fault采样模块;46.V/C/T采样模块;47.信号处理模块;48.旋变模块；211.电源变换器；212.隔离模块;221.高压连接器；222.EMC滤波组件；223.电容器；224.IGBT子模块；225.三相AC输出连接器；321.第一高压全桥整流电路；322.变压器；323.低压全桥整流电路；324.Buck电路；325.12V输出连接器；326.第二高压全桥整流电路；327.PFC电路;328.EMC电路；329.单相AC输入连接器。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供了一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，如图1所示，包括:
电源输入处理电路1，与车载低压电池连接；
Inverter供电电源模块2，与电源输入处理模块1电连接；
DCDC+OBC供电电源模块3，与电源输入处理模块1电连接；
控制电路4，与Inverter供电电源模块2电连接；
Inverter供电电源模块2包括：
Inverter驱动模块21，与控制电路4电连接；
Inverter子功率模块22，分别与汽车的车载动力电池、汽车电机和Inverter驱动模块21连接，用于使汽车的车载动力电池的直流电转换为汽车电机使用的三相交流电；
DCDC+OBC供电电源模块3包括：
DCDC+OBC驱动模块31，与控制电路4电连接；
DCDC+OBC子功率模块32；分别与车载低压电池、车载动力电池、充电桩和DCDC+OBC驱动模块31连接；用于利用车载动力电池为车载低压电池充电和利用充电桩为车载动力电池充电。
本适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块通过电源输入处理电路连接到车载低压电池上；车载低压电池通过电源输入处理电路为系统供电。Inverter子功率模块将汽车动力电池的直流电转换成汽车电机使用的三相交流电，从而驱动汽车运行；DCDC+OBC子功率模块利用车载动力电池为车载低压电池充电；还用于连接到充电桩为车载动力电池充电。
在一个实施例中，如图2所示，电源输入处理电路包括：
整车低压插接件11，与车载低压电池连接；
接口保护电路12，与整车低压插接件11电连接；
输入防反和稳压电路13，分别与接口保护电路12、Inverter供电电源模块2和DCDC+OBC供电电源模块3电连接。
车载低压电池通过整车低压插接件后经过接口保护电路，然后经过输入防反和稳压电路后，为Inverter供电电源模块和DCDC+OBC供电电源模块提供电能。
在一个实施例中，Inverter子功率模块22包括：
高压连接器221，与车载动力电池连接；
EMC滤波组件222，与高压连接器221电连接；
电容器223，与EMC滤波组件222电连接；
IGBT子模块224，分别与电容器223和Inverter驱动模块21电连接；
三相AC输出连接器225，与IGBT子模块224电连接，用于连接到汽车电机。
动力电池通过高压线束连接到高压连接器，通过EMC电路滤波后，提供高压直流电源，Inverter驱动模块驱动IGBT子模块将直流电转化为三相交流电驱动电机，驱动车辆运行。
在一个实施例中，DCDC+OBC子功率模块包括：
第一高压全桥整流电路321，与EMC滤波组件222电连接；
变压器322，与第一高压全桥整流电路321电连接；
低压全桥整流电路323，与变压器322电连接；
Buck电路324，与低压全桥整流电路323和DCDC+OBC驱动模块31电连接；
12V输出连接器325，与Buck电路324连接，用于连接到车载低压电池。
动力电池提供的直流电经过高压连接器及EMC滤波组件滤波之后，通过第一高压全桥整流电路整流、变压器降压、低压全桥整流电路整流，为Buck电路供电。DCDC+OBC驱动模块控制Buck电路工作，实现直流降压。降压后输出到12V输出连接器，给车载低压电池充电。
在一个实施例中，如图3所示，DCDC+OBC子功率模块还包括：
第二高压全桥整流电路326，与变压器322电连接；
PFC电路327，与第二高压全桥整流电路326电连接；
EMC电路328，与PFC电路327电连接；
单相AC输入连接器329，与EMC电路328连接；用于连接到充电桩。
充电桩通过单相AC输入连接器输入交流电，依次通过EMC电路滤波、PFC电路功率因数校正、第二高压全桥整流电路整流、变压器升压、第一高压全桥整流电路整流，再通过EMC滤波组件、高压连接器及与高压连接器连接的高压线束，为动力电池充电。
在一个实施例中，Inverter驱动模块包括：
电源变换器211，与电源输入处理模块1电连接；
隔离模块212，与控制电路4、电源变换器211和IGBT子模块224电连接。
隔离模块接收控制电路的驱动信号后进行磁隔离/光耦隔离处理后驱动IGBT子模块的开关动作，实现IGBT子模块将直流电转化为三相交流电驱动电机，驱动车辆运行。
在一个实施例中，控制电路4包括：
V/C/T采样模块46、MCU41和CAN模块43；
MCU41通过V/C/T采样模块46对Inverter驱动模块21、DCDC+OBC驱动模块31、Inverter子功率模块22和DCDC+OBC子功率模块32中的电压、电流和温度进行采样，并通过CAN模块43发送到整车通信网络中。
MCU通过电压、电流、温度等采样电路（V/C/T采样模块）实时监测系统运行状态，并通过CAN模块发送到整车通信网络。
在一个实施例中，控制电路4还包括：
Fault采样模块45，与MCU41连接；
旋变模块48，与MCU41连接；
水泵模块42，与MCU41连接；
互锁模块44，与MCU41连接；
信号处理模块47，与MCU41连接。
在一个实施例中，所述DCDC+OBC供电电源模块包括DCDC电源模块和OBC电源模块；
当所述Inverter供电电源模块工作时，控制电路禁用所述DCDC+OBC供电电源模块；当所述DCDC电源模块工作时，控制电路禁用所述Inverter供电电源模块和所述OBC电源模块；当所述OBC电源模块工作时，控制电路禁用所述Inverter供电电源模块和所述DCDC电源模块。
在一个实施例中，所述MCU通过所述通过V/C/T采样模块对所述Inverter驱动模块、DCDC+OBC驱动模块、Inverter子功率模块和DCDC+OBC子功率模块中的电压、电流和温度进行采样之后包括：
当所述Inverter驱动模块的温度大于第一预设温度值或所述DCDC+OBC驱动模块的温度大于第二预设温度值或所述Inverter子功率模块的温度大于第三预设温度值或所述DCDC+OBC子功率模块的温度大于第四预设温度值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电流大于第一预设电流值或所述DCDC+OBC驱动模块的电流大于第二预设电流值或所述Inverter子功率模块的电流大于第三预设电流值或所述DCDC+OBC子功率模块的电流大于第四预设电流值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压大于第一预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压大于第二预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压大于第三预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压大于第四预设电压值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压小于第五预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压小于第六预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压小于第七预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压小于第八预设电压值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
或者，
当所述Inverter驱动模块的温度大于第一预设温度值或所述DCDC+OBC驱动模块的温度大于第二预设温度值或所述Inverter子功率模块的温度大于第三预设温度值或所述DCDC+OBC子功率模块的温度大于第四预设温度值时，开始计时，经过第一预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电流大于第一预设电流值或所述DCDC+OBC驱动模块的电流大于第二预设电流值或所述Inverter子功率模块的电流大于第三预设电流值或所述DCDC+OBC子功率模块的电流大于第四预设电流值，开始计时，经过第二预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压大于第一预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压大于第二预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压大于第三预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压大于第四预设电压值时，开始计时，经过第三预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压小于第五预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压小于第六预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压小于第七预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压小于第八预设电压值时，开始计时，经过第四预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号。
通过以上描述可以看出，Inverter、DCDC和OBC三者深度集成的方案具有如下显著优点：
一、低压电路部分，Inverter、DCDC和OBC三者共用一个KL30电源电路（电源输入处理电路），车载12V低压蓄电池通过整车低压接插件同时为Inverter、DCDC和OBC三者供电，低压接插件和线束数量显著减少；主控芯片电路（MCU）、水泵电路、互锁电路（互锁模块）和CAN通信电路（CAN模块）是Inverter、DCDC和OBC三者原本都具备的功能电路，该方案将这些低压功能电路进行集成，使用一个多核MCU或嵌入式系统同时对Inverter、DCDC和OBC三者进行控制。将Inverter、DCDC和OBC三者的相应运行参数通过CAN接口传输到整车总线上。这一设计，将原本在Inverter、DCDC和OBC三者上的三套相同功能电路，实现的低压功能用一套电路实现，可以显著降低系统成本。另一方面Inverter、DCDC和OBC三者的控制软件集成到一个MCU中，相互之间数据传输的实时性显著提升。
二、高压电路部分，Inverter、DCDC和OBC三者共用一套高压连接器和EMC滤波组件。在分立的功率变换系统中，高压线束、高压连接器和EMC滤波组件的体积占整机体积、重量的一大部分。采用Inverter、DCDC和OBC三者共用这些高压零件的深度集成设计方案，可以将高压线束、高压连接器和EMC滤波器的数量减少到原来的1/3左右，能够显著降低功率变换系统的总体积和重量，大大降低了系统的总成本。
三、机械结构部分，Inverter、DCDC和OBC三者共用一套壳体，机械结构大大简化，整机的体积、重量和成本显著降低。高度集成的模块结构也有利于整车布置空间的大幅缩减。
Inverter、DCDC和OBC三者的控制和驱动电路集成到同一个PCB上，取消了传统信号线束跨接不同PCBA的连接方案，解决了线束和排线连接方案带来的成本上升和可靠性降低的问题。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，其特征在于，包括:
电源输入处理电路，与车载低压电池连接；
Inverter供电电源模块，与所述电源输入处理模块电连接；
DCDC+OBC供电电源模块，与所述电源输入处理模块电连接；
控制电路，与所述Inverter供电电源模块电连接；
所述Inverter供电电源模块包括：
Inverter驱动模块，与所述控制电路电连接；
Inverter子功率模块，分别与汽车的车载动力电池、汽车电机和Inverter驱动模块连接，用于使汽车的车载动力电池的直流电转换为汽车电机使用的三相交流电；
所述DCDC+OBC供电电源模块包括：
DCDC+OBC驱动模块，与所述控制电路电连接；
DCDC+OBC子功率模块；分别与车载低压电池、车载动力电池、充电桩和DCDC+OBC驱动模块连接；用于利用车载动力电池为车载低压电池充电和利用充电桩为车载动力电池充电。
2.如权利要求1所述的适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，其特征在于，
所述电源输入处理电路包括：
整车低压插接件，与所述车载低压电池连接；
接口保护电路，与所述整车低压插接件电连接；
输入防反和稳压电路，分别与所述接口保护电路、Inverter供电电源模块和DCDC+OBC供电电源模块电连接。
3.如权利要求1所述的一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，其特征在于，
所述Inverter子功率模块包括：
高压连接器，与所述车载动力电池连接；
EMC滤波组件，与所述高压连接器电连接；
电容器，与所述EMC滤波组件电连接；
IGBT子模块，分别与所述电容器和Inverter驱动模块电连接；
三相AC输出连接器，与所述IGBT子模块电连接，用于连接到汽车电机。
4.如权利要求3所述的一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，其特征在于，
所述DCDC+OBC子功率模块包括：
第一高压全桥整流电路，与所述EMC滤波组件电连接；
变压器，与所述第一高压全桥整流电路电连接；
低压全桥整流电路，与所述变压器电连接；
Buck电路，与所述低压全桥整流电路和DCDC+OBC驱动模块电连接；
12V输出连接器，与所述Buck电路连接，用于连接到车载低压电池。
5.如权利要求4所述的一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，其特征在于，
所述DCDC+OBC子功率模块还包括：
第二高压全桥整流电路，与所述变压器电连接；
PFC电路，与所述第二高压全桥整流电路电连接；
EMC电路，与所述PFC电路电连接；
单相AC输入连接器，与所述EMC电路连接；用于连接到充电桩。
6.如权利要求1所述的一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，其特征在于，
所述Inverter驱动模块包括：
电源变换器，与所述电源输入处理模块电连接；
隔离模块，与所述控制电路、电源变换器和IGBT子模块电连接。
7.如权利要求1所述的一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，其特征在于，所述控制电路包括：
V/C/T采样模块、MCU和CAN模块；
所述MCU通过V/C/T采样模块对所述Inverter驱动模块、DCDC+OBC驱动模块、Inverter子功率模块和DCDC+OBC子功率模块中的电压、电流和温度进行采样，并通过CAN模块发送到整车通信网络中。
8.如权利要求7所述的一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，其特征在于，所述控制电路还包括：
Fault采样模块，与所述MCU连接；
旋变模块，与所述MCU连接；
水泵模块，与所述MCU连接；
互锁模块，与所述MCU连接；
信号处理模块，与所述MCU连接。
9.如权利要求1所述的一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，其特征在于，
所述DCDC+OBC供电电源模块包括DCDC电源模块和OBC电源模块；
当所述Inverter供电电源模块工作时，控制电路禁用所述DCDC+OBC供电电源模块；当所述DCDC电源模块工作时，控制电路禁用所述Inverter供电电源模块和所述OBC电源模块；当所述OBC电源模块工作时，控制电路禁用所述Inverter供电电源模块和所述DCDC电源模块。
10.如权利要求7所述的一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块，其特征在于，
所述MCU通过所述通过V/C/T采样模块对所述Inverter驱动模块、DCDC+OBC驱动模块、Inverter子功率模块和DCDC+OBC子功率模块中的电压、电流和温度进行采样之后包括：
当所述Inverter驱动模块的温度大于第一预设温度值或所述DCDC+OBC驱动模块的温度大于第二预设温度值或所述Inverter子功率模块的温度大于第三预设温度值或所述DCDC+OBC子功率模块的温度大于第四预设温度值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电流大于第一预设电流值或所述DCDC+OBC驱动模块的电流大于第二预设电流值或所述Inverter子功率模块的电流大于第三预设电流值或所述DCDC+OBC子功率模块的电流大于第四预设电流值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压大于第一预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压大于第二预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压大于第三预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压大于第四预设电压值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压小于第五预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压小于第六预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压小于第七预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压小于第八预设电压值时，所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
或者，
当所述Inverter驱动模块的温度大于第一预设温度值或所述DCDC+OBC驱动模块的温度大于第二预设温度值或所述Inverter子功率模块的温度大于第三预设温度值或所述DCDC+OBC子功率模块的温度大于第四预设温度值时，开始计时，经过第一预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电流大于第一预设电流值或所述DCDC+OBC驱动模块的电流大于第二预设电流值或所述Inverter子功率模块的电流大于第三预设电流值或所述DCDC+OBC子功率模块的电流大于第四预设电流值，开始计时，经过第二预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压大于第一预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压大于第二预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压大于第三预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压大于第四预设电压值时，开始计时，经过第三预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号；
当所述Inverter驱动模块的电压小于第五预设电压值或所述DCDC+OBC驱动模块的电压小于第六预设电压值或所述Inverter子功率模块的电压小于第七预设电压值或所述DCDC+OBC子功率模块的电压小于第八预设电压值时，开始计时，经过第四预设时间后所述MCU通过CAN模块输出报警信号。
CN201910677767.0A 2019-07-25 2019-07-25 一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块 Pending CN110380634A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910677767.0A CN110380634A (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910677767.0A CN110380634A (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110380634A true CN110380634A (zh) 2019-10-25

Family

ID=68256097

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910677767.0A Pending CN110380634A (zh) 2019-07-25 2019-07-25 一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110380634A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113992017A (zh) * 2020-07-27 2022-01-28 威马智慧出行科技（上海）有限公司 一种车载变压器
CN114312374A (zh) * 2021-07-31 2022-04-12 华为数字能源技术有限公司 一种充电装置及新能源汽车
CN115390489A (zh) * 2022-08-23 2022-11-25 浙江伊控动力系统有限公司 模块化集成式电驱控制器及其驱动方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113992017A (zh) * 2020-07-27 2022-01-28 威马智慧出行科技（上海）有限公司 一种车载变压器
CN114312374A (zh) * 2021-07-31 2022-04-12 华为数字能源技术有限公司 一种充电装置及新能源汽车
WO2023010934A1 (zh) * 2021-07-31 2023-02-09 华为数字能源技术有限公司 一种充电装置及新能源汽车
CN114312374B (zh) * 2021-07-31 2024-03-26 华为数字能源技术有限公司 一种充电装置及新能源汽车
CN115390489A (zh) * 2022-08-23 2022-11-25 浙江伊控动力系统有限公司 模块化集成式电驱控制器及其驱动方法
CN115390489B (zh) * 2022-08-23 2023-04-28 浙江伊控动力系统有限公司 模块化集成式电驱控制器及其驱动方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110380634A (zh) 一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块
CN102684248B (zh) 车辆间充电装置
CN105594092B (zh) 充电器、具有该充电器的充电系统及飞行器
CN105978362A (zh) 电能转换电路、充电机、充电站以及电动汽车充电系统
CN113335095A (zh) 一种低电压平台电动车车载快慢充一体式充电系统及方法
CN206041600U (zh) 一种智能化直流充电桩系统
CN106515474A (zh) 一种用于电动汽车的充电系统
CN106059229B (zh) 异步发电系统和列车
CN106130118A (zh) 多接口usb充电电路及充电器
CN205070531U (zh) 双usb快充插座
CN204706939U (zh) 电动汽车救援车供电系统地面模拟装置
CN104638739A (zh) 基于FPGA和Profibus的直流充电机控制系统
CN108539835B (zh) 一种ac-dc电池充电装置
CN207028882U (zh) 强弱电分离的充电桩
CN104935068A (zh) 电动汽车救援车供电系统地面模拟装置
CN205417197U (zh) 一种纯电动轿车用智能化高压配电装置
CN204870599U (zh) 适于电动汽车的汽车级永磁同步电机控制器
CN213027500U (zh) 一种dcdc转换器与电池包的集成装置
CN210137288U (zh) 一种适用于XEV的Inverter、DCDC和OBC深度集成模块
CN211493698U (zh) 一种充电桩
CN103427651A (zh) 一种车用供电系统及其工作方法
CN107634583A (zh) 一种储能控制模块
CN110203097B (zh) 一种充电桩
CN207984754U (zh) 一种电动汽车高压系统
CN205725107U (zh) 一种新型充电系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination