CN111376791A - 车辆、车载充电机及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种车辆、车载充电机及其控制方法，控制方法包括：当外部电源模块通过车载充电机对动力电池进行充电的过程中，获取动力电池的输入功率未达到第一目标功率时，判定车载充电机出现故障；获取第一开关模块出现故障桥臂的相数，根据故障桥臂的相数控制所车载充电机继续工作或者停止工作，本申请可以实现当车载充电机中出现故障桥臂的相数为单相时，仍然使车载充电机继续输出功率，保证了充电过程的持续进行。

Description

车辆、车载充电机及其控制方法

技术领域

本发明涉及车辆充电技术领域，尤其涉及一种车辆、车载充电机及其控制方法。

背景技术

现有技术提供的车载充电机中采用交错式谐振电路拓扑方案进行充电，交错式谐振电路采用三相交错120°开关的方式控制谐振电路输出功率，当输出功率不满足目标功率时，判定电路故障则充电机停止充电，因此，现有技术中存在判定故障存在时立即停机无法工作的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆、车载充电机及其控制方法，以解决现有技术中存在判定故障存在时立即停机无法工作的问题。

本发明是这样实现的，本发明第一方面提供一种车载充电机，所述车载充电机包括第一开关模块、变压器以及第二开关模块，所述车载充电机通过所述第一开关模块的第一输入端和第二输入端连接外部电源模块，所述第一开关模块中的三相桥臂的中点分别连接所述变压器初级侧的第一输入端、第二输入端和第三输入端，所述变压器次级侧的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别连接所述第二开关模块中的三相桥臂的中点，所述车载充电机通过所述第二开关模块的第一输出端和第二输出端连接动力电池。

本发明第二方面提供一种基于第一方面所述的车载充电机的控制方法，所述控制方法包括：

当所述外部电源模块通过所述车载充电机对动力电池进行充电的过程中，获取所述动力电池的输入功率未达到第一目标功率时，判定所述车载充电机出现故障；

获取所述第一开关模块出现故障桥臂的相数，根据所述故障桥臂的相数控制所述车载充电机继续工作或者停止工作。

本发明第三方面提供一种基于第一方面所述的车载充电机，所述车载充电机包括：

故障判断模块，用于当所述外部电源模块通过所述车载充电机对动力电池进行充电的过程中，获取所述动力电池的输入功率未达到第一目标功率时，判定所述车载充电机出现故障；

充电控制模块，用于获取所述第一开关模块出现故障桥臂的相数，根据所述故障桥臂的相数控制所述车载充电机继续工作或者停止工作。

本发明第四方面提供一种车辆，所述电动汽车还包括第一方面和第三方面提供的所述车载充电机。

本申请提出了一种车辆、车载充电机及其控制方法，控制方法包括：当外部电源模块通过车载充电机对动力电池进行充电的过程中，获取动力电池的输入功率未达到第一目标功率时，判定车载充电机出现故障；获取第一开关模块出现故障桥臂的相数，根据故障桥臂的相数控制所车载充电机继续工作或者停止工作，本申请可以实现当车载充电机中出现故障桥臂的相数为单相时，仍然使车载充电机继续输出功率，保证了充电过程的持续进行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的一种车载充电机的电路图；

图2是本发明实施例二提供的一种车载充电机的控制方法的流程图；

图3是本发明实施例二提供的一种车载充电机的控制方法中的步骤S12的流程图；

图4是本发明实施例二提供的一种车载充电机的控制方法中的步骤S12的另一流程图；

图5是本发明实施例三提供的一种车载充电机的结构示意图；

图6是本发明实施例三提供的一种车载充电机中的充电控制模块的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本发明实施例一提供一种车载充电机，如图1所示，车载充电机包括第一开关模块101、变压器102以及第二开关模块103，车载充电机通过第一开关模块101的第一输入端和第二输入端连接外部电源模块，第一开关模块101中的三相桥臂的中点分别连接变压器102初级侧的第一输入端、第二输入端和第三输入端，变压器102次级侧的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别连接第二开关模块103中的三相桥臂的中点，车载充电机通过第二开关模块103的第一输出端和第二输出端连接动力电池104。

其中，第一开关模块101包括第一相桥臂、第二相桥臂以及第三相桥臂，第一相桥臂包括第一开关管Q1和第二开关管Q2，第二相桥臂包括第三开关管Q3和第四开关管Q4，第三相桥臂包括第五开关管Q5和第六开关管Q6，第一开关管Q1的输入端、第三开关管Q3的输入端以及第五开关管Q5的输入端共接为第一开关模块101的第一输入端，第二开关管Q2的输出端、第四开关管Q4的输出端以及第六开关管Q6的输出端共接为第一开关模块101的第二输入端，变压器102初级侧的第一输入端连接第一开关管Q1的输出端和第二开关管Q2的输入端，变压器102初级侧的第二输入端连接第三开关管Q3的输出端和第四开关管Q4的输入端，变压器102初级侧的第三输入端连接第五开关管Q5的输出端和第六开关管Q6的输入端。

其中，第二开关模块103包括第四相桥臂、第五相桥臂以及第六相桥臂，第四相桥臂包括第七开关管Q7和第八开关管Q8，第五相桥臂包括第九开关管Q9和第十开关管Q10，第六相桥臂包括第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，第七开关管Q7的输出端、第九开关管Q9的输出端以及第十一开关管Q11的输出端共接为第二开关模块103的第一输出端，第八开关管Q8的输出端、第十开关管Q10的输出端以及第十二开关管Q12的输出端共接为第二开关模块103的第二输出端，变压器102次级侧的第一输出端连接第七开关管Q7的输入端和第八开关管Q8的输入端，变压器102次级侧的第二输出端连接第九开关管Q9的输入端和第十开关管Q10的输入端，变压器102次级侧的第三输出端连接第十一开关管Q11的输入端和第十二开关管Q12的输入端。

其中，第一开关模块101的第一输入端和第二输入端之间还连接电容C2，电容C2与外部电源模块并联连接，第二开关模块103的第一输出端和第二输出端之间还连接电容C1，电容C1并与动力电池104并联连接。

本实施例中第一开关模块和第二开关模块中的开关管均与控制模块连接，控制模块控制第一开关模块和第二开关模块中的开关管的通断，实现了外部电源模块对动力电池的充电。

本申请实施例二提供基于实施例一的车载充电机的控制方法，如图2所示，控制方法包括：

步骤S11.当外部电源模块通过车载充电机对动力电池进行充电的过程中，获取动力电池的输入功率未达到第一目标功率时，判定车载充电机出现故障。

在步骤S11中，可以通过检测测试点而电压和电流获取动力电池的输入功率，可以将第二开关模块、电容C2以及动力电池的正极的连接点作为动力电池输入功率的测试点N，检测测试点N的电流及功率，当工作过程中发生故障时，产品不能正常输出，N点电流降为0，动力电池的输入功率未达到第一目标功率，判断电路故障。

步骤S12.获取第一开关模块出现故障桥臂的相数，根据故障桥臂的相数控制车载充电机继续工作或者停止工作。

在步骤S12中，作为一种实施方式，如图3所示，获取第一开关模块出现故障桥臂的相数，包括：

步骤S121.控制第一开关模块中三相桥臂中的三组两相桥臂依次工作并依次计算动力电池的输入功率，其中，第一开关模块包括第一相桥臂、第二相桥臂以及第三相桥臂，第一组两相桥臂包括第一相桥臂和第二相桥臂，第二组两相桥臂包括第一相桥臂和第三相桥臂，第三组两相桥臂包括第二相桥臂和第三相桥臂。

在步骤121中，依次控制第一组两相桥臂、第二组两相桥臂以及第三组两相桥臂分别导通工作，计算经过测试点N的电流和电压获取动力电池的输入功率。

步骤S122.当获取动力电池的输入功率达到第二目标功率时，判定出现故障桥臂的相数为一相。

步骤S123.当获取动力电池的输入功率均未达到第二目标功率时，判定出现故障桥臂的相数至少为两相。

在步骤122和步骤S123中，每次选择一相桥臂两组开关工作时，设置第二目标功率为第一目标功率的三分之二，控制其中一组两相桥臂工作时，动力电池的输入功率达到第二目标功率时，判定出现故障桥臂的相数为一相，若三组两相桥臂工作时均未达到第二目标功率时，判定出现故障桥臂的相数至少为两相。

进一步，在步骤S12中，作为另一种实施方式，如图4所示，获取第一开关模块出现故障桥臂的相数，包括：

步骤S124.控制第一组两相桥臂工作时，判断动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，执行步骤S125，判定第三相桥臂为故障桥臂，当判断结果为否时，执行步骤S126。

步骤S126.控制第二组两相桥臂工作时，判断动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，执行步骤S127，判定第二相桥臂为故障桥臂，当判断结果为否时，执行步骤S128。

步骤S128.控制第三组两相桥臂工作时，判断动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，执行步骤S129，判定第一相桥臂为故障桥臂，当判断结果为否时，执行步骤S130，判定至少两相桥臂出现故障。

上述步骤中通过依次控制三组两相桥臂导通，可以精确获取故障桥臂的位置，进而给维修带来了方便。

在步骤S12中，作为一种实施方式，根据故障桥臂的相数控制车载充电机继续工作或者停止工作，包括：

当故障桥臂的相数为一相时，通过控制未出现故障的两相桥臂控制车载充电机继续工作；

当故障桥臂的相数至少为两相时，控制车载充电机停止工作。

在上述步骤中，精确定位故障桥臂后，若只有一相桥臂故障，则开关另两相桥臂，使车载充电机降低功率继续输出，如果两相及以上桥臂出现故障则停止输出，报电路故障，充电机停止工作。

进一步的，控制方法还包括：

当外部电源模块通过车载充电机对动力电池进行充电之前，获取动力电池的充电电压小于预设电压时，判定车载充电机出现故障。

在该步骤中，可以通过获取检测点的电压获取动力电池的充电电压，进而与预设电压进行比较，当检测点的电压未达到预设电压时，判定车载充电机出现故障，停止对动力电池进行充电。

本申请提出了一种车辆、车载充电机及其控制方法，控制方法包括：当外部电源模块通过车载充电机对动力电池进行充电的过程中，获取动力电池的输入功率未达到第一目标功率时，判定车载充电机出现故障；获取第一开关模块出现故障桥臂的相数，根据故障桥臂的相数控制所车载充电机继续工作或者停止工作，本申请可以实现判断车载充电机中故障发生的具体位置，并且当车载充电机中出现故障桥臂的相数为单相时，仍然使车载充电机继续输出功率，保证了充电过程的持续进行。

下面通过具体的检测过程对本申请实施例进行具体说明：

如图1所示，设置电容C2的第一端与动力电池正极的连接点为检测点N，充电前检测N点电压，以产品功能要求，软件设定目标输出电压为800V(以产品状态及需求设定该目标值，目前产品状态为800V)，当N点电压低于软件设置目标电压时，不能正常输出，判断电路故障。

当N点电压高于软件设置目标电压时，车载充电机开始工作，在工作过程中检测测试点N的电流及功率，正常工作时，N点功率为额定20KW充电状态，当工作过程中发生故障时，产品不能正常输出，N点电流降为0，判断电路故障。

判断出电路存在故障之后，需要判断故障位置，每次选择两组开关工作时，产品带载能力变为原来的2/3，所以目标功率设置为13.2KW。

首先选择只开通第一相桥臂中的第一开关管Q1、第二开关管Q2和第二相桥臂中的第三开关管Q3、第四开关管Q4，如果N点功率满足目标功率要求，则判定第三相桥臂故障，否则，选择开通第二相桥臂中的第三开关管Q3、第四开关管Q4和第三相桥臂的第五开关管Q5、第六开关管Q6，如果N点功率满足目标功率要求，则判定第一相桥臂故障，否则，选择开通第一相桥臂中的第一开关管Q1、第二开关管Q2和第三相桥臂的第五开关管Q5、第六开关管Q6，如果N点功率满足目标要求，则判定第二相桥臂故障，反之两相及以上桥臂故障。

精确定位故障桥臂后，例如，若只有第一相桥臂故障，则开关另两相桥臂，使充电机降功率继续输出。

如果两相及以上桥臂出现故障则停止输出，报电路故障，充电机停止工作。

本申请实施例三提供一种基于实施例一提供的车载充电机，如图5所示，车载充电机包括：

故障判断模块201，用于当外部电源模块通过车载充电机对动力电池进行充电的过程中，获取动力电池的输入功率未达到第一目标功率时，判定车载充电机出现故障；

充电控制模块202，用于获取第一开关模块出现故障桥臂的相数，根据故障桥臂的相数控制车载充电机继续工作或者停止工作。

如图6所示，充电控制模块202包括：

输入功率获取模块210，用于控制第一开关模块中三相桥臂中的三组两相桥臂依次工作并依次计算动力电池的输入功率，其中，第一开关模块包括第一相桥臂、第二相桥臂以及第三相桥臂，第一组两相桥臂包括第一相桥臂和第二相桥臂，第二组两相桥臂包括第一相桥臂和第三相桥臂，第一组三相桥臂包括第二相桥臂和第三相桥臂；

桥臂相数获取模块211，用于当获取动力电池的输入功率达到第二目标功率时，判定出现故障桥臂的相数为一相，并判定该组未导通的一相桥臂为故障桥臂，以及用于当获取动力电池的输入功率均未达到第二目标功率时，判定出现故障桥臂的相数至少为两相。

车载充电机还包括：故障桥臂获取模块，用于控制第一组两相桥臂工作时，判断动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，判定第三相桥臂为故障桥臂；当判断结果为否时，控制第二组两相桥臂工作时，判断动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，判定第二相桥臂为故障桥臂；当判断结果为否时，控制第三组两相桥臂工作时，判断动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，判定第三相桥臂为故障桥臂，当判断结果为否时，判定至少两相桥臂出现故障。

进一步的，充电控制模块用于：

当故障桥臂的相数为一相时，通过控制未出现故障的两相桥臂控制车载充电机继续工作；

当故障桥臂的相数至少为两相时，控制车载充电机停止工作。

本申请实施例四提供一种车辆，车辆包括实施例一以及实施例三提供的车载充电机。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种车载充电机，其特征在于，所述车载充电机包括第一开关模块、变压器以及第二开关模块，所述车载充电机通过所述第一开关模块的第一输入端和第二输入端连接外部电源模块，所述第一开关模块中的三相桥臂的中点分别连接所述变压器初级侧的第一输入端、第二输入端和第三输入端，所述变压器次级侧的第一输出端、第二输出端和第三输出端分别连接所述第二开关模块中的三相桥臂的中点，所述车载充电机通过所述第二开关模块的第一输出端和第二输出端连接动力电池。

2.如权利要求1所述的车载充电机，其特征在于，所述第一开关模块包括第一相桥臂、第二相桥臂以及第三相桥臂，所述第一相桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第二相桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述第三相桥臂包括第五开关管和第六开关管，所述第一开关管的输入端、所述第三开关管的输入端以及所述第五开关管的输入端共接为所述第一开关模块的第一输入端，所述第二开关管的输出端、所述第四开关管的输出端以及所述第六开关管的输出端共接为所述第一开关模块的第二输入端，所述变压器初级侧的第一输入端连接所述第一开关管的输出端和所述第二开关管的输入端，所述变压器初级侧的第二输入端连接所述第三开关管的输出端和所述第四开关管的输入端，所述变压器初级侧的第三输入端连接所述第五开关管的输出端和所述第六开关管的输入端。

3.一种基于权利要求1所述的车载充电机的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：

当所述外部电源模块通过所述车载充电机对动力电池进行充电的过程中，获取所述动力电池的输入功率未达到第一目标功率时，判定所述车载充电机出现故障；

获取所述第一开关模块出现故障桥臂的相数，根据所述故障桥臂的相数控制所述车载充电机继续工作或者停止工作。

4.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述第一开关模块出现故障桥臂的相数，包括：

控制所述第一开关模块中三相桥臂中的三组两相桥臂依次工作并依次计算所述动力电池的输入功率，其中，所述第一开关模块包括第一相桥臂、第二相桥臂以及第三相桥臂，第一组两相桥臂包括第一相桥臂和第二相桥臂，第二组两相桥臂包括第一相桥臂和第三相桥臂，第三组两相桥臂包括第二相桥臂和第三相桥臂；

当获取所述动力电池的输入功率达到第二目标功率时，判定出现故障桥臂的相数为一相；

当获取所述动力电池的输入功率均未达到第二目标功率时，判定出现故障桥臂的相数至少为两相。

5.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述获取所述第一开关模块出现故障桥臂的相数，还包括：

控制所述第一组两相桥臂工作时，判断所述动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，判定所述第三相桥臂为故障桥臂；

当判断结果为否时，控制所述第二组两相桥臂工作时，判断所述动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，判定所述第二相桥臂为故障桥臂；

当判断结果为否时，控制所述第三组两相桥臂工作时，判断所述动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，判定所述第一相桥臂为故障桥臂，当判断结果为否时，判定至少两相桥臂出现故障。

6.如权利要求4所述的控制方法，其特征在于，所述第二目标功率为所述第一目标功率的三分之二。

7.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述故障桥臂的相数控制所述车载充电机继续工作或者停止工作，包括：

当所述故障桥臂的相数为一相时，通过控制未出现故障的两相桥臂控制所述车载充电机继续工作；

当所述故障桥臂的相数至少为两相时，控制所述车载充电机停止工作。

8.如权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

当所述外部电源模块通过所述车载充电机对动力电池进行充电之前，获取所述动力电池的充电电压小于预设电压时，判定所述车载充电机出现故障。

9.一种基于权利要求1所述的车载充电机，其特征在于，所述车载充电机包括：

故障判断模块，用于当所述外部电源模块通过所述车载充电机对动力电池进行充电的过程中，获取所述动力电池的输入功率未达到第一目标功率时，判定所述车载充电机出现故障；

充电控制模块，用于获取所述第一开关模块出现故障桥臂的相数，根据所述故障桥臂的相数控制所述车载充电机继续工作或者停止工作。

10.如权利要求9所述的车载充电机，其特征在于，所述充电控制模块包括：

输入功率获取模块，用于控制所述第一开关模块中三相桥臂中的三组两相桥臂依次工作并依次计算所述动力电池的输入功率，其中，所述第一开关模块包括第一相桥臂、第二相桥臂以及第三相桥臂，第一组两相桥臂包括第一相桥臂和第二相桥臂，第二组两相桥臂包括第一相桥臂和第三相桥臂，第一组三相桥臂包括第二相桥臂和第三相桥臂；

桥臂相数获取模块，用于当获取所述动力电池的输入功率达到第二目标功率时，判定出现故障桥臂的相数为一相，以及用于当获取所述动力电池的输入功率均未达到第二目标功率时，判定出现故障桥臂的相数至少为两相。

11.如权利要求9所述的车载充电机，其特征在于，所述车载充电机还包括：

故障桥臂获取模块，用于控制所述第一组两相桥臂工作时，判断所述动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，判定所述第三相桥臂为故障桥臂；当判断结果为否时，控制所述第二组两相桥臂工作时，判断所述动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，判定所述第二相桥臂为故障桥臂；当判断结果为否时，控制所述第三组两相桥臂工作时，判断所述动力电池的输入功率是否达到第二目标功率，当判断结果为是时，判定所述第三相桥臂为故障桥臂，当判断结果为否时，判定至少两相桥臂出现故障。

12.如权利要求9所述的车载充电机，其特征在于，所述充电控制模块用于：

当所述故障桥臂的相数为一相时，通过控制未出现故障的两相桥臂控制所述车载充电机继续工作；

当所述故障桥臂的相数至少为两相时，控制所述车载充电机停止工作。

13.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求1、权利要求2、权利要求9至12中任意一项所述的车载充电机。

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