CN110661321B - 电动汽车的车载充电器及其控制方法、电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车的车载充电器及其控制方法、电动汽车，该车载充电器包括：输入模块，用于接收电网的交流电；输出模块，用于向电池输出直流电以为电池充电；电源变换模块，电源变换模块包括第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂，用于将交流电变换为直流电；控制模块，用于在电源变换模块进行整流时根据电网的交流电控制第二上桥臂和第二下桥臂以预设频率导通或关断，其中，第一上桥臂和第一下桥臂分别通过外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。由此，能够在实现车载充电器功能的同时，降低了桥臂的驱动损耗和发热，提高了用户体验。

Description

电动汽车的车载充电器及其控制方法、电动汽车

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车的车载充电器、一种电动汽车和一种电动汽车的车载充电器的控制方法。

背景技术

伴随着电动汽车商业化进度，电动汽车车载充电器已成为电动汽车重要零部件之一。目前双向车载充电器已经广泛应用，其使用的单相H桥拓扑如图1所示，主要包括电网AC源、交流侧X电容C1、储能电感L1和L2、4个IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)晶体管T1/T2/T3/T4、整车电池包DC源。

相关技术中，对IGBT的控制基本都是使用单极性调制方法，即，控制4个IGBT的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)驱动波形(如图2所示)。

其中，在电网正半周的时间段内，可控制T3常开，T1和T2高频交替开关，当开T1和T3时电网可给储能电感充电；当开T2、T3时储能电感放电，此时储能电感和电网可一起给电池充电。在电网负半周的时间段内，可控制T1常开，T3和T4高频交替开关，当开T1和T3时电网可给储能电感充电；当开T1和T4时储能电感放电，此时，储能电感和电网一起给电池充电。

由此可知，根据上述相关技术中的对IGBT的控制方法，当电网处于正半周的时间段内时，T1和T2高频开关，当电网处于负半周的时间段内时，T3和T4高频开关。其中，T1、T2、T3和T4在电网正负半周轮流高频开关，这在一定程度上虽然可使IGBT晶体管发热均衡。但IGBT晶体管发热仍然比较严重。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述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器，能够在实现车载充电器功能的同时，降低了桥臂的驱动损耗和发热，提高了用户体验。

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器的控制方法。

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器，包括：输入模块，所述输入模块包括第一交流输入端、第二交流输入端和电感单元，所述第一交流输入端和第二交流输入端与电网相连，所述输入模块通过所述第一交流输入端和第二交流输入端接收所述电网的交流电；输出模块，所述输出模块包括第一直流输出端和第二直流输出端，所述第一直流输出端与所述电动汽车的电池的正极相连，所述第二直流输出端与所述电动汽车的电池的负极相连，所述输出模块通过所述第一直流输出端和第二直流输出端向所述电池输出直流电以为所述电池充电；电源变换模块，所述电源变换模块包括第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂，所述第一上桥臂的第一端与所述第一下桥臂的第一端相连并通过所述电感单元与所述第二交流输入端相连，所述第二上桥臂的第一端与所述第二下桥臂的第一端相连并通过所述电感单元与所述第一交流输入端相连，所述第一上桥臂的第二端与所述第二上桥臂的第二端相连并与所述第一直流输出端相连，所述第一下桥臂的第二端与所述第二下桥臂的第二端相连并与所述第二直流输出端相连，所述电源变换模块用于将所述交流电变换为所述直流电；控制模块，所述控制模块在所述电源变换模块进行整流时根据所述电网的交流电控制所述第二上桥臂和所述第二下桥臂以预设频率导通或关断，其中，所述第一上桥臂和所述第一下桥臂分别通过外加在所述第一上桥臂和所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。

根据本发明实施例的电动汽车的车载充电器，输入模块通过第一交流输入端和第二交流输入端接收电网的交流电，输出模块通过第一直流输出端和第二直流输出端向电池输出直流电以为电池充电，电源变换模块将交流电变换为直流电，控制模块在电源变换模块进行整流时根据电网的交流电控制电源变换模块的第二上桥臂和第二下桥臂以预设频率导通或关断，其中，电源变换模块的第一上桥臂和第一下桥臂分别通过外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。由此，能够通过控制第二上桥臂和第二下桥臂，和外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压，来实现车载充电器的功能，既可降低桥臂的驱动损耗和发热，又可提高用户体验。

另外，根据本发明上述实施例提出的电动汽车的车载充电器还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，在所述电网的交流电处于正半周期时，所述控制模块控制所述第二下桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，当所述第二下桥臂导通时，所述第一下桥臂通过所述电网外加在所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一下桥臂和所述第二下桥臂形成回路，以使所述电网给所述电感单元充电；当所述第二下桥臂关断时，所述第二上桥臂和所述第一下桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二上桥臂和所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一下桥臂、所述第二上桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。

在本发明的一个实施例中，当所述电网的交流电处于负半周期时，所述控制模块控制所述第二上桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，当所述第二上桥臂导通时，所述第一上桥臂通过所述电网外加在所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一上桥臂和所述第二上桥臂形成回路，以使所述电网给所述电感单元充电；当所述第二上桥臂关断时，所述第二下桥臂和所述第一上桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二下桥臂和所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一上桥臂、所述第二下桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。

在本发明的一个实施例中，所述第一上桥臂包括第一IGBT，所述第一IGBT的发射极作为所述第一上桥臂的第一端，所述第一IGBT的集电极作为所述第一上桥臂的第二端，所述第一IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第一IGBT还具有反并联的第一二极管，其中，所述第一IGBT在所述控制模块输出的第一控制信号的作用下保持关断，所述第一二极管在通过外加在所述第一二极管上的正向电压导通；所述第一下桥臂包括第二IGBT，所述第二IGBT的集电极作为所述第一下桥臂的第一端，所述第二IGBT的发射极作为所述第一下桥臂的第二端，所述第二IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第二IGBT还具有反并联的第二二极管，其中，所述第二IGBT在所述控制模块输出的第二控制信号的作用下保持关断，所述第二二极管在通过外加在所述第二二极管上的正向电压导通；所述第二上桥臂包括第三IGBT，所述第三IGBT的发射极作为所述第二上桥臂的第一端，所述第三IGBT的集电极作为所述第二上桥臂的第二端，所述第三IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第三IGBT还具有反并联的第三二极管，其中，所述第三IGBT在所述控制模块输出的第三控制信号的作用下导通或关断，所述第三二极管在通过外加在所述第三二极管上的正向电压导通；所述第二下桥臂包括第四IGBT，所述第四IGBT的集电极作为所述第二下桥臂的第一端，所述第四IGBT的发射极作为所述第二下桥臂的第二端，所述第四IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第四IGBT还具有反并联的第四二极管，其中，所述第四IGBT在所述控制模块输出的第四控制信号的作用下导通或关断，所述第四二极管在通过外加在所述第四二极管上的正向电压导通。

在本发明的一个实施例中，所述第一控制信号和所述第二控制信号为低电平信号，所述第三控制信号和所述第四控制信号为PWM信号。

在本发明的一个实施例中，所述电感单元包括：第一电感，所述第一电感的一端与所述第一交流输入端相连，所述第一电感的另一端与所述第二上桥臂的第一端与所述第二下桥臂的第一端分别相连；第二电感，所述第二电感的一端与所述第二交流输入端相连，所述第二电感的另一端与所述第一上桥臂的第一端与所述第一下桥臂的第一端分别相连；

在本发明的一个实施例中，所述输入模块还包括第一电容，所述第一电容并联在所述第一交流输入端与所述第二交流输入端之间；所述输出模块还包括第二电容，所述第二电容并联在所述第一直流输出端与所述第二直流输出端之间。

为了实现上述目的，本发明第二方面实施例提出的一种电动汽车包括：本发明第一方面实施例的电动汽车的车载充电器。

本发明实施例的电动汽车，通过上述电动汽车的车载充电器，既可降低车载充电器中桥臂的驱动损耗和发热，又可提高车载充电器的用户体验。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电动汽车的车载充电器的控制方法，包括以下步骤：通过输入模块中的第一交流输入端和第二交流输入端接收电网的交流电；通过电源变换模块将所述交流电变换为直流电，其中，在所述电源变换模块进行整流时，根据所述电网的交流电控制所述电源变换模块的第二上桥臂和第二下桥臂以预设频率导通或关断，所述电源变换模块的第一上桥臂和第一下桥臂分别通过外加在所述第一上桥臂和所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通；通过输出模块中的第一直流输出端和第二直流输出端向电池输出所述直流电以为所述电池充电。

根据本发明实施例的电动汽车的车载充电器的控制方法，首先通过输入模块中的第一交流输入端和第二交流输入端接收电网的交流电，然后通过电源变换模块将交流电变换为直流电，其中，在电源变换模块进行整流时，根据电网的交流电控制电源变换模块的第二上桥臂和第二下桥臂以预设频率导通或关断，电源变换模块的第一上桥臂和第一下桥臂分别通过外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，最后通过输出模块中的第一直流输出端和第二直流输出端向电池输出直流电以为电池充电，由此，能够通过控制第二上桥臂和第二下桥臂，和外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压，来实现车载充电器的功能，既可降低桥臂的驱动损耗和发热，又可提高用户体验。

另外，根据本发明上述实施例提出的电动汽车的车载充电器的控制方法还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一个实施例中，在所述电网的交流电处于正半周期时，控制所述第二下桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，当所述第二下桥臂导通时，所述第一下桥臂通过所述电网外加在所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一下桥臂和所述第二下桥臂形成回路，以使所述电网给所述输出模块中的电感单元充电；当所述第二下桥臂关断时，所述第二上桥臂和所述第一下桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二上桥臂和所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一下桥臂、所述第二上桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。

在本发明的一个实施例中，当所述电网的交流电处于负半周期时，控制所述第二上桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，当所述第二上桥臂导通时，所述第一上桥臂通过所述电网外加在所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一上桥臂和所述第二上桥臂形成回路，以使所述电网给所述输入模块的电感单元充电；当所述第二上桥臂关断时，所述第二下桥臂和所述第一上桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二下桥臂和所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一上桥臂、所述第二下桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。

本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

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是根据相关技术中的电动汽车的车载充电器的单相H桥拓扑图；

图2是根据相关技术中的电动汽车的车载充电器的PWM波形图；

图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电器的方框示意图；

图4是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电器的单相H桥拓扑图；

图5是是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电器的PWM波形图；

图6是根据本发明一个具体实施例的电动汽车的车载充电器的单相H桥的工作原理图；

图7是根据本发明另一个具体实施例的电动汽车的车载充电器的单相H桥的工作原理图；

图8是根据本发明又一个具体实施例的电动汽车的车载充电器的单相H桥的工作原理图；

图9是根据本发明还一个具体实施例的电动汽车的车载充电器的单相H桥的工作原理图；以及

图10是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电器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。

下面结合附图来描述本发明实施例的电动汽车的车载充电器、电动汽车和电动汽车的车载充电器的控制方法。

图3是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电器的方框示意图。在本发明的实施例中，车载充电器可为双向车载充电器。

如图3所示，本发明实施例的电动汽车的车载充电器，包括：输入模块100、输出模块200、电源变换模块300和控制模块400。

其中，如图4所示，输入模块100(图4中未示出)包括第一交流输入端11、第二交流输入端12和电感单元13，第一交流输入端11和第二交流输入端12与电网AC相连，输入模块100通过第一交流输入端11和第二交流输入端12接收电网AC的交流电。其中，电网AC的交流电的电压可为220V。

可选地，如图4所示，输入模块100还可包括第一电容C1，第一电容C1并联在第一交流输入端11与第二交流输入端12之间。

输出模块200(图4中未示出)包括第一直流输出端21和第二直流输出端22，第一直流输出端21与电动汽车的电池DC的正极相连，第二直流输出端22与电动汽车的电池DC的负极相连，输出模块200通过第一直流输出端21和第二直流输出端22向电池DC输出直流电以为电池DC充电。

可选地，输出模块200还可包括第二电容C2，第二电容C2并联在第一直流输出端与21第二直流输出端22之间。

电源变换模块300包括第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂，第一上桥臂的第一端与第一下桥臂的第一端相连并通过电感单元13与第二交流输入端12相连，第二上桥臂的第一端与第二下桥臂的第一端相连并通过电感单元13与第一交流输入端11相连，第一上桥臂的第二端与第二上桥臂的第二端相连并与第一直流输出端21相连，第一下桥臂的第二端与第二下桥臂的第二端相连并与第二直流输出端22相连，电源变换模块300用于将交流电变换为直流电。

进一步地，如图4所示，第一上桥臂可包括第一IGBT(T1)，第一IGBT(T1)的发射极E作为第一上桥臂的第一端，第一IGBT(T1)的集电极C作为第一上桥臂的第二端，第一IGBT(T1)的栅极g与控制模块400相连，第一IGBT(T1)还具有反并联的第一二极管D1，其中，第一IGBT(T1)在控制模块400输出的第一控制信号的作用下保持关断，第一二极管D1在通过外加在第一二极管D1上的正向电压导通。其中，第一控制信号可为低电平信号。

第一下桥臂可包括第二IGBT(T2)，第二IGBT(T2)的集电极C作为第一下桥臂的第一端，第二IGBT(T2)的发射极E作为第一下桥臂的第二端，第二IGBT(T2)的栅极g与控制模块400相连，第二IGBT(T2)还具有反并联的第二二极管D2，其中，第二IGBT(T2)在控制模块400输出的第二控制信号的作用下保持关断，第二二极管D2在通过外加在第二二极管D2上的正向电压导通。其中，第二控制信号可为低电平信号。

第二上桥臂可包括第三IGBT(T3)，第三IGBT(T3)的发射极E作为第二上桥臂的第一端，第三IGBT(T3)的集电极C作为第二上桥臂的第二端，第三IGBT(T3)的栅极g与控制模块400相连，第三IGBT(T3)还具有反并联的第三二极管D3，其中，第三IGBT(T3)在控制模块400输出的第三控制信号的作用下导通或关断，第三二极管D3在通过外加在第三二极管D3上的正向电压导通。其中，第三控制信号可为PWM信号，例如，图5中的控制第三IGBT(T3)的PWM波形。

第二下桥臂可包括第四IGBT(T4)，第四IGBT(T4)的集电极C作为第二下桥臂的第一端，第四IGBT(T4)的发射极E作为第二下桥臂的第二端，第四IGBT(T4)的栅极g与控制模块400相连，第四IGBT(T4)还具有反并联的第四二极管D4，其中，第四IGBT(T4)在控制模块400输出的第四控制信号的作用下导通或关断，第四二极管D4在通过外加在第四二极管D4上的正向电压导通。其中，第四控制信号可为PWM信号，例如，图5中的控制第四IGBT(T4)的PWM波形。

需要说明的是，该实施例中所描述的第一IGBT(T1)、第二IGBT(T2)、第三IGBT(T3)和第四IGBT(T4)均具有正向导通特性，即，电流只能从集电极C流向发射极E，而不能从发射极E流向集电极C。也就是说，第一IGBT(T1)、第二IGBT(T2)、第三IGBT(T3)和第四IGBT(T4)反向无法导通，只能通过给其反并联二极管外加正向电压使二极管导通。

另外，在本发明的一个实施例中，如图4所示，电感单元13可包括第一电感L1，和第二电感L2。其中，第一电感L1的一端与第一交流输入端11相连，第一电感L1的另一端与第二上桥臂的第一端与第二下桥臂的第一端分别相连，第二电感L2的一端与第二交流输入端12相连，第二电感L2的另一端与第一上桥臂的第一端与第一下桥臂的第一端分别相连。

控制模块400在电源变换模块300进行整流时根据电网AC的交流电控制第二上桥臂和第二下桥臂以预设频率导通或关断，其中，第一上桥臂和第一下桥臂分别通过外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。其中，预设频率可根据实际情况进行标定。

具体地，在电网AC的交流电处于正半周期时，控制模块400可控制第二下桥臂以预设频率导通或关断，其中，当第二下桥臂导通时，第一下桥臂通过电网AC外加在第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，电网AC通过输入模块100与第一下桥臂和第二下桥臂形成回路，以使电网AC给电感单元13充电。

当第二下桥臂关断时，第二上桥臂和第一下桥臂分别通过电网AC和电感单元13外加在第二上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，电网AC通过输入模块100、第一下桥臂、第二上桥臂和输出模块200与电池DC形成回路，以使电网AC和电感单元13一同给电池DC充电。

举例而言，用户可在需要对电动汽车进行充电时，将电动汽车的车载充电器按照相应的使用说明进行操作，即，将其的交流电输入端接入电网AC，将其的直流电充电端接入电动汽车，以为电动汽车的动力电池(电池DC)进行充电。

其中，车载充电器中的输入模块100通过第一交流输入端11和第二交流输入端12实时接收电网AC的交流电，当电网AC的交流电处于正半周期时，控制模块400可输出第四控制信号至第四IGBT(T4)，以控制第四IGBT(T4)的导通或关断。其中，参见图4和图6，当控制模块400(通过输出第四控制信号控制第四IGBT(T4)导通时(即，电流通过集电极C流向发射极E)，控制模块400还可通过电网AC在第二IGBT(T2)的栅极g处施加正向电压，以控制反并联的第二二极管D2导通(即，电流通过反并联的第二二极管D2的阳极流向阴极)形成回路，以使电网AC为第一电感L1和第二电感L2充电。应说明的是，该实施例中所描述的外加在第二IGBT(T2)上的正向电压应大于反并联的第二二极管D2的死区电压。

参见图4和图7，当控制模块400通过输出第四控制信号控制第四IGBT(T4)关断时，控制模块400还可通过电网AC、第一电感L1和第二电感L2在第三IGBT(T3)和第二IGBT(T2)的栅极g处施加正向电压，以控制反并联的第三二极管D3和反并联的第二二极管D2导通形成回路，以使电网AC、第一电感L1和第二电感L2通过输出模块200(图4和图7中均未示出)的第一直流输出端21和第二直流输出端22一同给电动汽车的动力电池充电。应说明的是，该实施例中所描述的外加第三IGBT(T3)上的正向电压应大于反并联的第三二极管D3的死区电压。

进一步地，当电网AC的交流电处于负半周期时，控制模块400控制第二上桥臂以预设频率导通或关断，其中，当第二上桥臂导通时，第一上桥臂通过电网AC外加在第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，电网AC通过输入模块100与第一上桥臂和第二上桥臂形成回路，以使电网AC给电感单元13充电。

当第二上桥臂关断时，第二下桥臂和第一上桥臂分别通过电网AC和电感单元13外加在第二下桥臂和第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，电网AC通过输入模块100、第一上桥臂、第二下桥臂和输出模块200与电池DC形成回路，以使电网AC和电感单元13一同给电池DC充电。

举例而言，用户可在需要对电动汽车进行充电时，将电动汽车的车载充电器按照相应的使用说明进行操作，即，将其的交流电输入端接入电网AC，将其的直流电充电端接入电动汽车，以为电动汽车的动力电池(电池DC)进行充电。

其中，车载充电器中的输入模块100通过第一交流输入端11和第二交流输入端12实时接收电网AC的交流电，当电网AC的交流电处于负半周期时，控制模块400可输出第三控制信号至第三IGBT(T3)，以控制第三IGBT(T3)的导通或关断。其中，参见图4和图8，当控制模块400通过输出第三控制信号控制第三IGBT(T3)导通时，控制模块400还可通过电网AC在第一IGBT(T1)的栅极g处施加正向电压，以控制反并联的第一二极管D1导通形成回路，以使电网AC为第一电感L1和第二电感L2充电。应说明的是，该实施例中所描述的外加在第一IGBT(T1)上的正向电压应大于反并联的第一二极管D1的死区电压。

参见图4和图9，当控制模块400通过输出第三控制信号控制第三IGBT(T3)关断时，控制模块400还可通过电网AC、第一电感L1和第二电感L2在第四IGBT(T4)和第一IGBT(T1)的栅极g处施加正向电压，以控制反并联的第四二极管D4和反并联的第一二极管D1导通形成回路，以使电网AC、第一电感L1和第二电感L2通过输出模块200(图4和图9中均未示出)的第一直流输出端21和第二直流输出端22一同给电动汽车的动力电池充电。应说明的是，该实施例中所描述的外加第四IGBT(T4)上的正向电压应大于反并联的第四二极管D4的死区电压。由此，可避免第三IGBT(T3)和第四IGBT(T4)同时处于高频开关状态，解决了第三IGBT(T3)和第四IGBT(T4)之间产生串扰现象的问题。

综上，根据本发明实施例的电动汽车的车载充电器，输入模块通过第一交流输入端和第二交流输入端接收电网的交流电，输出模块通过第一直流输出端和第二直流输出端向电池输出直流电以为电池充电，电源变换模块将交流电变换为直流电，控制模块在电源变换模块进行整流时根据电网的交流电控制电源变换模块的第二上桥臂和第二下桥臂以预设频率导通或关断，其中，电源变换模块的第一上桥臂和第一下桥臂分别通过外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。由此，能够通过控制第二上桥臂和第二下桥臂，和外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压，来实现车载充电器的功能，既可降低桥臂的驱动损耗和发热，又可提高用户体验。

为了实现上述实施例，本发明还提出一种电动汽车，其包括上述电动汽车的车载充电器。

本发明实施例的电动汽车，通过上述电动汽车的车载充电器，既可降低车载充电器中桥臂的驱动损耗和发热，又可提高车载充电器的用户体验。

图10是根据本发明一个实施例的电动汽车的车载充电器的控制方法的流程图。

如图10所示，本发明实施例的电动汽车的车载充电器的控制方法，包括以下步骤：

S1，通过输入模块中的第一交流输入端和第二交流输入端接收电网的交流电。

S2，通过电源变换模块将交流电变换为直流电，其中，在电源变换模块进行整流时，根据电网的交流电控制电源变换模块的第二上桥臂和第二下桥臂以预设频率导通或关断，电源变换模块的第一上桥臂和第一下桥臂分别通过外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。

S3，通过输出模块中的第一直流输出端和第二直流输出端向电池输出直流电以为电池充电。

在本发明的一个实施例中，在电网的交流电处于正半周期时，控制第二下桥臂以预设频率导通或关断，其中，当第二下桥臂导通时，第一下桥臂通过电网外加在第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，电网通过输入模块与第一下桥臂和第二下桥臂形成回路，以使电网给输出模块中的电感单元充电；当第二下桥臂关断时，第二上桥臂和第一下桥臂分别通过电网和电感单元外加在第二上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，电网通过输入模块、第一下桥臂、第二上桥臂和输出模块与电池形成回路，以使电网和电感单元一同给电池充电。

在本发明的一个实施例中，当电网的交流电处于负半周期时，控制第二上桥臂以预设频率导通或关断，其中，当第二上桥臂导通时，第一上桥臂通过电网外加在第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，电网通过输入模块与第一上桥臂和第二上桥臂形成回路，以使电网给输入模块的电感单元充电；当第二上桥臂关断时，第二下桥臂和第一上桥臂分别通过电网和电感单元外加在第二下桥臂和第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，电网通过输入模块、第一上桥臂、第二下桥臂和输出模块与电池形成回路，以使电网和电感单元一同给电池充电。

需要说明的是，本发明实施例的电动汽车的车载充电器的控制方法中未披露的细节，请参照本发明实施例的电动汽车的车载充电器中所披露的细节，具体这里不再赘述。

综上，根据本发明实施例的电动汽车的车载充电器的控制方法，首先通过输入模块中的第一交流输入端和第二交流输入端接收电网的交流电，然后通过电源变换模块将交流电变换为直流电，其中，在电源变换模块进行整流时，根据电网的交流电控制电源变换模块的第二上桥臂和第二下桥臂以预设频率导通或关断，电源变换模块的第一上桥臂和第一下桥臂分别通过外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，最后通过输出模块中的第一直流输出端和第二直流输出端向电池输出直流电以为电池充电，由此，能够通过控制第二上桥臂和第二下桥臂，和外加在第一上桥臂和第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压，来实现车载充电器的功能，既可降低桥臂的驱动损耗和发热，又可提高用户体验。

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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，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。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 (9)

1.一种电动汽车的车载充电器，其特征在于，包括：

输入模块，所述输入模块包括第一交流输入端、第二交流输入端和电感单元，所述第一交流输入端和第二交流输入端与电网相连，所述输入模块通过所述第一交流输入端和第二交流输入端接收所述电网的交流电；

输出模块，所述输出模块包括第一直流输出端和第二直流输出端，所述第一直流输出端与所述电动汽车的电池的正极相连，所述第二直流输出端与所述电动汽车的电池的负极相连，所述输出模块通过所述第一直流输出端和第二直流输出端向所述电池输出直流电以为所述电池充电；

电源变换模块，所述电源变换模块包括第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂，所述第一上桥臂的第一端与所述第一下桥臂的第一端相连并通过所述电感单元与所述第二交流输入端相连，所述第二上桥臂的第一端与所述第二下桥臂的第一端相连并通过所述电感单元与所述第一交流输入端相连，所述第一上桥臂的第二端与所述第二上桥臂的第二端相连并与所述第一直流输出端相连，所述第一下桥臂的第二端与所述第二下桥臂的第二端相连并与所述第二直流输出端相连，所述电源变换模块用于将所述交流电变换为所述直流电；

控制模块，所述控制模块在所述电源变换模块进行整流时根据所述电网的交流电控制所述第二上桥臂和所述第二下桥臂以预设频率导通或关断，其中，所述第一上桥臂和所述第一下桥臂分别通过外加在所述第一上桥臂和所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通；

所述第一上桥臂包括第一IGBT，所述第一IGBT的发射极作为所述第一上桥臂的第一端，所述第一IGBT的集电极作为所述第一上桥臂的第二端，所述第一IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第一IGBT还具有反并联的第一二极管，其中，所述第一IGBT在所述控制模块输出的第一控制信号的作用下保持关断，所述第一二极管在通过外加在所述第一二极管上的正向电压导通；

所述第一下桥臂包括第二IGBT，所述第二IGBT的集电极作为所述第一下桥臂的第一端，所述第二IGBT的发射极作为所述第一下桥臂的第二端，所述第二IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第二IGBT还具有反并联的第二二极管，其中，所述第二IGBT在所述控制模块输出的第二控制信号的作用下保持关断，所述第二二极管在通过外加在所述第二二极管上的正向电压导通；

所述第二上桥臂包括第三IGBT，所述第三IGBT的发射极作为所述第二上桥臂的第一端，所述第三IGBT的集电极作为所述第二上桥臂的第二端，所述第三IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第三IGBT还具有反并联的第三二极管，其中，所述第三IGBT在所述控制模块输出的第三控制信号的作用下导通或关断，所述第三二极管在通过外加在所述第三二极管上的正向电压导通；

所述第二下桥臂包括第四IGBT，所述第四IGBT的集电极作为所述第二下桥臂的第一端，所述第四IGBT的发射极作为所述第二下桥臂的第二端，所述第四IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第四IGBT还具有反并联的第四二极管，其中，所述第四IGBT在所述控制模块输出的第四控制信号的作用下导通或关断，所述第四二极管在通过外加在所述第四二极管上的正向电压导通；

其中，所述第一控制信号和所述第二控制信号为低电平信号，所述第三控制信号和所述第四控制信号为PWM信号。

2.根据权利要求1所述的电动汽车的车载充电器，其特征在于，在所述电网的交流电处于正半周期时，所述控制模块控制所述第二下桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，

当所述第二下桥臂导通时，所述第一下桥臂通过所述电网外加在所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一下桥臂和所述第二下桥臂形成回路，以使所述电网给所述电感单元充电；

当所述第二下桥臂关断时，所述第二上桥臂和所述第一下桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二上桥臂和所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一下桥臂、所述第二上桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。

3.根据权利要求1所述的电动汽车的车载充电器，其特征在于，当所述电网的交流电处于负半周期时，所述控制模块控制所述第二上桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，

当所述第二上桥臂导通时，所述第一上桥臂通过所述电网外加在所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一上桥臂和所述第二上桥臂形成回路，以使所述电网给所述电感单元充电；

当所述第二上桥臂关断时，所述第二下桥臂和所述第一上桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二下桥臂和所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一上桥臂、所述第二下桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的电动汽车的车载充电器，其特征在于，所述电感单元包括：

第一电感，所述第一电感的一端与所述第一交流输入端相连，所述第一电感的另一端与所述第二上桥臂的第一端与所述第二下桥臂的第一端分别相连；

第二电感，所述第二电感的一端与所述第二交流输入端相连，所述第二电感的另一端与所述第一上桥臂的第一端与所述第一下桥臂的第一端分别相连。

5.根据权利要求4所述的电动汽车的车载充电器，其特征在于，

所述输入模块还包括第一电容，所述第一电容并联在所述第一交流输入端与所述第二交流输入端之间；

所述输出模块还包括第二电容，所述第二电容并联在所述第一直流输出端与所述第二直流输出端之间。

6.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-5中任一项所述的电动汽车的车载充电器。

7.一种电动汽车的车载充电器的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过输入模块中的第一交流输入端和第二交流输入端接收电网的交流电；

通过电源变换模块将所述交流电变换为直流电，其中，在所述电源变换模块进行整流时，根据所述电网的交流电控制所述电源变换模块的第二上桥臂和第二下桥臂以预设频率导通或关断，所述电源变换模块的第一上桥臂和第一下桥臂分别通过外加在所述第一上桥臂和所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通；

通过输出模块中的第一直流输出端和第二直流输出端向电池输出所述直流电以为所述电池充电；

所述第一上桥臂包括第一IGBT，所述第一IGBT的发射极作为所述第一上桥臂的第一端，所述第一IGBT的集电极作为所述第一上桥臂的第二端，所述第一IGBT的栅极与控制模块相连，所述第一IGBT还具有反并联的第一二极管，其中，所述第一IGBT在所述控制模块输出的第一控制信号的作用下保持关断，所述第一二极管在通过外加在所述第一二极管上的正向电压导通；

所述第一下桥臂包括第二IGBT，所述第二IGBT的集电极作为所述第一下桥臂的第一端，所述第二IGBT的发射极作为所述第一下桥臂的第二端，所述第二IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第二IGBT还具有反并联的第二二极管，其中，所述第二IGBT在所述控制模块输出的第二控制信号的作用下保持关断，所述第二二极管在通过外加在所述第二二极管上的正向电压导通；

所述第二上桥臂包括第三IGBT，所述第三IGBT的发射极作为所述第二上桥臂的第一端，所述第三IGBT的集电极作为所述第二上桥臂的第二端，所述第三IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第三IGBT还具有反并联的第三二极管，其中，所述第三IGBT在所述控制模块输出的第三控制信号的作用下导通或关断，所述第三二极管在通过外加在所述第三二极管上的正向电压导通；

所述第二下桥臂包括第四IGBT，所述第四IGBT的集电极作为所述第二下桥臂的第一端，所述第四IGBT的发射极作为所述第二下桥臂的第二端，所述第四IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第四IGBT还具有反并联的第四二极管，其中，所述第四IGBT在所述控制模块输出的第四控制信号的作用下导通或关断，所述第四二极管在通过外加在所述第四二极管上的正向电压导通；

其中，所述第一控制信号和所述第二控制信号为低电平信号，所述第三控制信号和所述第四控制信号为PWM信号。

8.根据权利要求7所述的电动汽车的车载充电器的控制方法，其特征在于，在所述电网的交流电处于正半周期时，控制所述第二下桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，

当所述第二下桥臂导通时，所述第一下桥臂通过所述电网外加在所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一下桥臂和所述第二下桥臂形成回路，以使所述电网给所述输出模块中的电感单元充电；

当所述第二下桥臂关断时，所述第二上桥臂和所述第一下桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二上桥臂和所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一下桥臂、所述第二上桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。

9.根据权利要求7所述的电动汽车的车载充电器的控制方法，其特征在于，当所述电网的交流电处于负半周期时，控制所述第二上桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，

当所述第二上桥臂导通时，所述第一上桥臂通过所述电网外加在所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一上桥臂和所述第二上桥臂形成回路，以使所述电网给所述输入模块的电感单元充电；

当所述第二上桥臂关断时，所述第二下桥臂和所述第一上桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二下桥臂和所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一上桥臂、所述第二下桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。

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