CN111806267A - 基于四重交错并联dc/dc的电动汽车牵引-双向充电系统 - Google Patents

基于四重交错并联dc/dc的电动汽车牵引-双向充电系统 Download PDF

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Abstract

基于四重交错并联DC/DC的电动汽车牵引‑双向充电系统，属于电力电子技术领域，本发明为解决现有电动汽车存在的问题。本发明所述基于四重交错并联DC/DC的电动汽车牵引‑双向充电系统，包括高压电池、四重交错并联DC/DC变换器、三相逆变器和复用控制单元；利用复用控制单元在汽车行驶模式、三相充电模式、单相充电模式、单相V2G模式、三相V2G模式几种模式之间切换，复用控制单元包括开关K1～K8。两套系统共用同一套DC/DC变换器。

Description

基于四重交错并联DC/DC的电动汽车牵引-双向充电系统
技术领域
本发明涉及电动汽车的复用控制技术，属于电力电子技术领域。
背景技术
电动汽车和插电式混合动力汽车将成为未来满足严格油耗和排放法规的主流车型。而电动汽车充电设备的成本和性能是限制电动汽车发展的一个主要因素。研究适用于电动汽车的车载高功率集成充电系统并实施应用非常迫切。现有电动汽车的电驱动系统和充电系统是独立的两套系统，大幅度的占用了电动汽车有限的空间体积，增加了汽车自重，成本也高。
发明内容
本发明目的是为了解决现有电动汽车存在的问题，提供了一种基于四重交错并联DC/DC的电动汽车牵引-双向充电系统。将车载电池充电器与电驱动系统集成在一起，该复用一体化系统减轻汽车重量，节省空间，并降低了成本。
本发明所述基于四重交错并联DC/DC的电动汽车牵引-双向充电系统，包括高压电池、四重交错并联DC/DC变换器、三相逆变器和复用控制单元；
利用复用控制单元切换以下几种汽车工作模式：
汽车行驶模式，四重交错并联DC/DC变换器工作于升降压模式，与三相逆变器配合实现对负载电机的驱动或制动；
三相充电模式，四重交错并联DC/DC变换器工作于三相可控整流模式，用于将电网的380V交流电整流输出高压直流电；四重交错并联DC/DC变换器的第四桥臂组成的降压变换器对所述高压直流电降压调节给高压电池充电；负载电机绕组复用为高压电池侧滤波电感，并与三相逆变器的三个桥臂重构成的三重并联DC/DC配合对所述高压直流电降压调节给高压电池充电；
单相充电模式，四重交错并联DC/DC变换器的前两个桥臂工作于单相可控整流模式，用于将来自电网的单相220V交流电输出高压直流电；四重交错并联DC/DC变换器的后两个桥臂组成Buck降压调节电路，用于将所述高压直流电降压调节给高压电池充电。
单相V2G模式(Vehicle-to-grid的缩写，车辆到电网)，四重交错并联DC/DC变换器的后两个桥臂组成Boost升压调节电路，将高压电池电压升压至高压直流母线电压；四重交错并联DC/DC变换器的前两个桥臂工作于单相逆变并网模式，用于将高压直流电向单相220V电网馈电。
三相V2G模式，四重交错并联DC/DC变换器的第四桥臂组成的升压变换器对将高压电池电压调节至高压直流母线电压；负载电机绕组复用为高压电池升压滤波电感，此时三相逆变器工作于三相交错并联升压变换器，将高压电池电压升压至高压直流母线电压；四重交错并联DC/DC变换器的另外三个桥臂工作于三相逆变并网模式，用于将所述高压直流母线电压向三相电网馈电。
优选地，复用控制单元包括开关K1～K8，高压电池正极与四重交错并联DC/DC变换器的电感器之间分别串联开关K1～K4，电网的三相输出端与四重交错并联DC/DC变换器的前三个电感器之间分别串联开关K5～K7，高压电池正极与负载电机绕组中性点之间串联开关K8。
优选地，复用控制单元按以下方式切换汽车工作模式：
开关K1～K4闭合、开关K5～K8断开，切换至汽车行驶模式；
开关K1、K5、K6、K7和K8闭合，开关K2、K3和K4断开，切换至三相充电模式和三相V2G模式；
开关K1、K2、K6和K7闭合，开关K3、K4、K5和K8断开，切换至单相充电模式和单相V2G模式。
本发明的有益效果：本发明所提出的电动汽车牵引-双向充电一体化系统，将车载电池充电器与电驱动系统集成在一起构成复用一体化系统，满足电动汽车对系统重量，空间和成本限制的要求。两套系统共用同一套变换器，节约了电动汽车有限的空间体积、减轻了汽车重量，更显著降低了整车成本。该一体化系统在充电模式下可以实现对电池的恒压或恒流充电，在V2G模式下可以实现电池对电网的馈电，在驱动模式时可以利用DC/DC变换器对电机逆变器母线电压进行调整以实现更好的控制性能。
附图说明
图1是本发明所述基于四重交错并联DC/DC的电动汽车牵引-双向充电系统的结构示意图；
图2是本发明系统工作于电动模式和制动模式的电气连接关系和能量流动示意图；
图3是本发明系统工作于从三相交流电网充电模式的电气连接关系和能量流动示意图；
图4是本发明系统工作于从单相交流电网充电模式的电气连接关系和能量流动示意图。
图5是本发明系统工作于从车载高压电池到单相电网馈电的V2G模式电气连接和能量流动示意图。
图6是本发明系统工作于从车载高压电池到三相电网馈电的V2G模式电气连接和能量流动示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：下面结合图1至图6说明本实施方式，本实施方式所述基于四重交错并联DC/DC的电动汽车牵引-双向充电系统，参见图1，以系统的额定功率60kW为例。该系统主要分为四部分：第一部分是电动汽车高压电池E，以电池电压400V为例，两端并联电容C1。第二部分是基于四重交错并联的DC/DC变换器，由四个电感器和开关管M1～M8构成四个桥臂，每个桥臂中点连接一个电感器。选用四重交错并联拓扑，可以消除共模电压，同时减小电池充放电电流纹波。第三部分是三相电机及其逆变器，电机由功率开关器件组成的三相桥逆变器驱动，三相桥逆变器由开关管M9～M14构成；同时三相电机绕组的中性点可以引出。第四部分复用控制单元包括开关K1～K8。
电网输出380V交流电，并与四重交错并联DC/DC变换器的前三个电感相连，每条连接线路上串联一个开关，分别为K5～K7；高压电池的正极与四重交错并联DC/DC变换器的四个电感器相连，每条连接线路上串联一个开关，分别为K1～K4；四重交错并联DC/DC变换器的直流母线端与三相逆变器的直流端相连，三相逆变器的三相交流端与负载电机的三相绕组分别相连，负载电机绕组的中性点O与高压电池E的正极之间串联开关K8。四重交错并联DC/DC变换器的直流母线端并联电容C2。
四重交错并联DC/DC变换器可以消除共模电压，减小电池充放电电流纹波，从而降低外部EMI滤波器的体积重量。将四重交错并联DC/DC变换器通过复用控制单元控制实现复用。在汽车行驶时，四重交错并联DC/DC变换器工作于升降压模式，提高了直流母线电压和整车效率。在汽车充电时，四重交错并联DC/DC变换器工作于三相或单相可控整流模式。两套系统共用同一套变换器，节约了电动汽车有限的空间体积、减轻了汽车重量，更显著降低了整车成本。
利用复用控制单元切换以下几种汽车工作模式：
汽车行驶模式，四重交错并联DC/DC变换器工作于升降压模式，与三相逆变器配合实现对负载电机的驱动或制动；将开关K1、K2、K3和K4闭合，而开关K5、K6、K7和K8断开，此时系统工作于电动模式或制动模式，系统等效连接示意图如图2所示。系统处于电动模式时，能量由高压电池通过四重交错DC/DC变换器升压后通过后级三相逆变器驱动负载电机运行，此时汽车为行驶状态。系统处于制动模式时，电动汽车制动时的能量通过电机经三相逆变器和四重交错并联DC/DC变换器降压给电池E充电，此时汽车为刹车制动状态。
三相充电模式，四重交错并联DC/DC变换器工作于三相可控整流模式，用于将电网的380V交流电整流输出高压直流电；四重交错并联DC/DC变换器的第四桥臂组成的降压变换器对所述高压直流电降压调节给电池E充电；负载电机的三相绕组复用为电池侧滤波电感，并与三相逆变器的三个桥臂复用为三重并联DCDC对所述高压直流电降压调节给电池E充电；负载电机绕组复用可节约电动汽车空间体积、减轻重量，进一步降低整车成本。将开关K1、K5、K6、K7和K8闭合，而开关K2、K3和K4断开，此时系统工作于三相集成充电模式，系统等效连接示意图如图3所示。系统主要分为两部分：第一部分是由四重交错并联DC/DC变换器的前三相桥臂组成的三相可控整流电路，将来自电网的三相380V交流电整流输出高压直流电。第二部分是将高压直流电降压调节给电池充电，第二部分可以根据充电功率需求采用2种方式，方式1是由三相逆变器的三个桥臂和负载电机三相绕组重构成的降压变换器，可实现四分之三系统额定功率(45kW)充电。方式2是由四重交错并联DC/DC变换器的第四相桥臂组成降压变换器，可实现四分之一系统额定功率(15kW)充电。通常四重交错DC/DC变换器的效率要高于三相逆变器，因此通过两种拓扑结构的配合，可改善系统在三相充电模式下的低功率状态的充电效率。
单相充电模式，四重交错并联DC/DC变换器的前两个桥臂工作于单相可控整流模式，用于将来自电网的单相220V交流电整流为高压直流电；四重交错并联DC/DC变换器的后两个桥臂组成Buck降压调节电路，用于将所述高压直流电降压调节给电池E充电。将开关K1、K2、K6和K7闭合，而开关K3、K4、K5和K8断开，此时系统工作于单相集成充电模式，系统等效连接示意图如图4所示。系统主要分为两部分：第一部分是由四重交错并联DC/DC变换器的前两相桥臂组成的单相可控整流电路，将来自电网的单相220V交流电输出高压直流电。第二部分是由四重交错并联DC/DC变换器的后两相桥臂组成的二重交错并联Buck降压调节电路，将高压直流电降压调节给电池充电，此时系统可实现二分之一系统额定功率(30kW)充电。
单相V2G模式，四重交错并联DC/DC变换器的后两个桥臂组成Boost升压调节电路，用于将电池E电压升压至高压直流母线电压。四重交错并联DC/DC变换器的前两个桥臂工作于单相逆变并网模式，用于将高压直流母线电压逆变输出单相220V交流电向电网馈电；将开关K1、K2、K6和K7闭合，而开关K3、K4、K5和K8断开，此时系统工作于单相集成V2G模式，系统等效连接示意图如图5所示。系统主要分为两部分：第一部分是由四重交错并联DC/DC变换器的后两相桥臂组成的二重交错并联Boost升压调节电路，将电池E电压升压至高压直流母线电压；第二部分是由四重交错并联DC/DC变换器的前两相桥臂组成的单相逆变并网电路，将所述高压直流母线电压逆变输出单相220V交流电向电网馈电，此时系统可实现二分之一系统额定功率(30kW)馈电。
三相V2G模式，四重交错并联DC/DC变换器的第四桥臂组成的升压变换器将电池E电压升压至高压直流电；负载电机的三相绕组复用为电池侧滤波电感，并与三相逆变器的三个桥臂复用为三重并联DCDC将电池E电压升压至上述高压直流电；负载电机绕组复用可节约电动汽车空间体积、减轻重量，进一步降低整车成本。四重交错并联DC/DC变换器其余三个桥臂工作于三相逆变并网模式，用于将上述所述高压直流电逆变输出三相电网的380V交流电；将开关K1、K5、K6、K7和K8闭合，而开关K2、K3和K4断开，此时电动汽车牵引-充电一体化系统工作于三相集成V2G模式，系统等效连接示意图如图6所示。系统主要分为两部分：第一部分是由四重交错并联DC/DC变换器的前三相桥臂组成的三相逆变并网电路，将来自高压直流母线的直流电逆变输出为电网的三相380V交流电。第二部分是将电池电压升压调节至高压直流母线电压，第二部分可以根据馈电功率需求采用2种方式，方式1是由三相逆变器的三个桥臂和负载电机三相绕组重构成的升压变换器，可实现四分之三系统额定功率(45kW)向电网馈电。方式2是由四重交错并联DC/DC变换器的第四相桥臂组成的升压变换器，可实现四分之一系统额定功率(15kW)向电网馈电。通常四重交错DC/DC变换器的效率要高于三相逆变器，因此通过两种拓扑结构的配合，可改善系统在三相V2G模式下的低功率状态的馈电效率。

Claims (3)

1.基于四重交错并联DC/DC的电动汽车牵引-双向充电系统，其特征在于，包括高压电池、四重交错并联DC/DC变换器、三相逆变器和复用控制单元；
利用复用控制单元切换以下几种汽车工作模式：
汽车行驶模式，四重交错并联DC/DC变换器工作于升降压模式，与三相逆变器配合实现对负载电机的驱动或制动；
三相充电模式，四重交错并联DC/DC变换器工作于三相可控整流模式，用于将电网的380V交流电整流输出高压直流电；四重交错并联DC/DC变换器的第四桥臂组成的降压变换器对所述高压直流电降压调节给高压电池充电；负载电机绕组复用为高压电池侧滤波电感，并与三相逆变器的三个桥臂重构成的三重并联DC/DC配合对所述高压直流电降压调节给高压电池充电；
单相充电模式，四重交错并联DC/DC变换器的前两个桥臂工作于单相可控整流模式，用于将来自电网的单相220V交流电输出高压直流电；四重交错并联DC/DC变换器的后两个桥臂组成Buck降压调节电路，用于将所述高压直流电降压调节给高压电池充电；
单相V2G模式，四重交错并联DC/DC变换器的后两个桥臂组成Boost升压调节电路，将高压电池电压升压至高压直流母线电压；四重交错并联DC/DC变换器的前两个桥臂工作于单相并网逆变模式，用于将高压直流电向单相220V电网馈电；
三相V2G模式，四重交错并联DC/DC变换器的第四桥臂组成的升压变换器将高压电池电压调节至高压直流母线电压；负载电机绕组复用为高压电池升压滤波电感，此时三相逆变器工作于三相交错并联升压变换器，将高压电池电压升压至高压直流母线电压；四重交错并联DC/DC变换器的另外三个桥臂工作于三相逆变并网模式，用于将所述高压直流母线电压向三相电网馈电。
2.根据权利要求1所述基于四重交错并联DC/DC的电动汽车牵引-双向充电系统，其特征在于，复用控制单元包括开关K1～K8，高压电池正极与四重交错并联DC/DC变换器的四个电感器之间分别串联开关K1～K4，电网的三相输出端与四重交错并联DC/DC变换器的前三个电感器之间分别串联开关K5～K7，高压电池正极与负载电机中性点之间串联开关K8。
3.根据权利要求2所述基于四重交错并联DC/DC的电动汽车牵引-双向充电系统，其特征在于，复用控制单元按以下方式切换汽车工作模式：
开关K1～K4闭合、开关K5～K8断开，切换至汽车行驶模式；
开关K1、K5、K6、K7和K8闭合，开关K2、K3和K4断开，切换至三相充电模式和三相V2G模式；
开关K1、K2、K6和K7闭合，开关K3、K4、K5和K8断开，切换至单相充电模式和单相V2G模式。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112821877A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 哈尔滨工业大学 复用emi滤波器
CN112918290A (zh) * 2021-03-26 2021-06-08 华中科技大学 具备电气隔离特性的硬件复用型车载充电机及其应用
CN115313899A (zh) * 2022-08-26 2022-11-08 湖南科技大学 一种低纹波可调直流稳压电源及其控制方法
CN116581989A (zh) * 2023-05-24 2023-08-11 东莞光亚智能科技有限公司 双向buck-boost直流变换的相关设备及控制方法

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100237694A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Vehicle mounted converter
CN102158071A (zh) * 2011-04-07 2011-08-17 中国科学院电工研究所 串联电桥型阻抗网络功率变换器
JP2013090511A (ja) * 2011-10-20 2013-05-13 Denso Corp 電力制御装置
CN103684202A (zh) * 2013-12-27 2014-03-26 大洋电机新动力科技有限公司 集成驱动及充放电功能的电机控制器
CN103730940A (zh) * 2014-01-07 2014-04-16 乐金电子研发中心(上海)有限公司 电动汽车车载充电器
WO2014206079A1 (zh) * 2013-06-24 2014-12-31 长春轨道客车股份有限公司 接触网、动力包和储能装置混合供电的动车组牵引系统
CN206155213U (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 安徽工程大学 一种基于v2g充电功能电机驱动充电一体化装置
CN107627881A (zh) * 2017-09-18 2018-01-26 电子科技大学 一种电动汽车的充放电及电机驱动一体化装置
CN207134991U (zh) * 2017-07-17 2018-03-23 南京南瑞集团公司 一种电动汽车驱动与充电集成功率变换器
CN207481695U (zh) * 2017-11-14 2018-06-12 河南森源重工有限公司 一种电动车辆及其驱动和充电系统控制电路
CN108312878A (zh) * 2018-02-09 2018-07-24 合肥巨动力系统有限公司 一种车载复用充电机
CN208216510U (zh) * 2018-03-22 2018-12-11 深圳市大地和电气股份有限公司 基于双向逆变充放电的电动汽车集成驱动系统
CN109861528A (zh) * 2018-12-28 2019-06-07 潍柴动力股份有限公司 一种dc-dc变换器
CN109980711A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 比亚迪汽车工业有限公司 电动汽车和电机控制系统
US10562404B1 (en) * 2015-10-05 2020-02-18 University Of Maryland Integrated onboard chargers for plug-in electric vehicles

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100237694A1 (en) * 2009-03-18 2010-09-23 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho Vehicle mounted converter
CN102158071A (zh) * 2011-04-07 2011-08-17 中国科学院电工研究所 串联电桥型阻抗网络功率变换器
JP2013090511A (ja) * 2011-10-20 2013-05-13 Denso Corp 電力制御装置
WO2014206079A1 (zh) * 2013-06-24 2014-12-31 长春轨道客车股份有限公司 接触网、动力包和储能装置混合供电的动车组牵引系统
CN103684202A (zh) * 2013-12-27 2014-03-26 大洋电机新动力科技有限公司 集成驱动及充放电功能的电机控制器
CN103730940A (zh) * 2014-01-07 2014-04-16 乐金电子研发中心(上海)有限公司 电动汽车车载充电器
US10562404B1 (en) * 2015-10-05 2020-02-18 University Of Maryland Integrated onboard chargers for plug-in electric vehicles
CN206155213U (zh) * 2016-11-17 2017-05-10 安徽工程大学 一种基于v2g充电功能电机驱动充电一体化装置
CN207134991U (zh) * 2017-07-17 2018-03-23 南京南瑞集团公司 一种电动汽车驱动与充电集成功率变换器
CN107627881A (zh) * 2017-09-18 2018-01-26 电子科技大学 一种电动汽车的充放电及电机驱动一体化装置
CN207481695U (zh) * 2017-11-14 2018-06-12 河南森源重工有限公司 一种电动车辆及其驱动和充电系统控制电路
CN109980711A (zh) * 2017-12-28 2019-07-05 比亚迪汽车工业有限公司 电动汽车和电机控制系统
CN108312878A (zh) * 2018-02-09 2018-07-24 合肥巨动力系统有限公司 一种车载复用充电机
CN208216510U (zh) * 2018-03-22 2018-12-11 深圳市大地和电气股份有限公司 基于双向逆变充放电的电动汽车集成驱动系统
CN109861528A (zh) * 2018-12-28 2019-06-07 潍柴动力股份有限公司 一种dc-dc变换器

Non-Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M.YILMAZ: "review of power electronics in vehicle to grid", 《JOURNAL OR ENERGY STORAGE》 *
寇宝泉等: "变频器大容量化相关技术", 《电工技术》 *
朱润卿等: "一种软开关的交错并联Buck/Boost双向DC/DC变换器", 《通信电源技术》 *
袁子墨: "车载双向DC-DC变换器-充电机集成系统的研究", 《中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士）工程科技Ⅱ辑》 *
龚益民等: "用于电动汽车的集成双向变换器研究", 《电气传动》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112821877A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 哈尔滨工业大学 复用emi滤波器
CN112918290A (zh) * 2021-03-26 2021-06-08 华中科技大学 具备电气隔离特性的硬件复用型车载充电机及其应用
CN115313899A (zh) * 2022-08-26 2022-11-08 湖南科技大学 一种低纹波可调直流稳压电源及其控制方法
CN116581989A (zh) * 2023-05-24 2023-08-11 东莞光亚智能科技有限公司 双向buck-boost直流变换的相关设备及控制方法

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