CN117048381A - 一种车载充、放电装置及其充放电系统和新能源汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种车载充、放电装置及其充放电系统和新能源汽车，用以实现大功率充电。其中，车载充电装置包括：交流(AC)/直流(DC)转换电路、功率因数校正(PFC)电路和直流(DC)/直流(DC)转换电路；AC/DC转换电路的交流端与PFC电路的交流端连接；AC/DC转换电路，用于通过AC/DC转换电路的交流端接收第一交流电压，并将第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压；PFC电路，用于将第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压；DC/DC转换电路，用于将第一直流电压和第二直流电压转换为第三直流电压并输出给被充电设备。

Description

一种车载充、放电装置及其充放电系统和新能源汽车
本申请是分案申请，原申请的申请号是201980017010.7，原申请日是2019年09月04日，原申请的全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及新能源汽车(new energy vehicle)技术领域，尤其涉及一种车载充、放电装置及其充放电系统和新能源汽车。
背景技术
随着新能源领域的技术发展，新能源汽车(例如，电动车/电动汽车(electricvehicle))的应用越来越普及。鉴于当下直流快充充电基础设施不完善，新能源汽车中通常会配置有车载充电机(on-borad charger，OBC)，以提高为新能源汽车中动力电池充电的便利性。具体来说，OBC可以接收家用的交流电，将家用交流电变换为直流的充电电流，并将充电电流提供给动力电池，从而使得采用家用的交流电源插座便可以为动力电池充电。
其中，OBC包括由交流/直流(alternating current/direct current，AC/DC)转换电路和储能电感构成的功率因数校正(power factor correction，PFC)电路。AC/DC转换电路可以将OBC接收到的家用交流电变换为直流电，功率因数校正电路可以提高AC/DC转换电路转换直流电的效率，从而提高OBC的功率转换效率。由于在功率因数校正电路工作期间，储能电感中会流过幅值变化很大的脉动电流，因此储能电感对磁芯尺寸以及绕线线径都要求较大。然而，在储能电感的磁芯尺寸以及绕线线径较大时，储能电感又会对整个OBC的体积以及损耗均造成一定影响，不利于提高OBC的功率转换效率。
因此，现有的车载充电装置还有待进一步研究。
发明内容
本申请实施例提供一种车载充、放电装置及其充放电系统和新能源汽车，用于实现大功率充电。
第一方面，本申请实施例提供一种车载充电装置，该车载充电装置包括交流转直流转换电路(AC/DC转换电路)、功率因数校正电路(PFC电路)以及直流转直流转换电路(DC/DC转换电路)；其中，AC/DC转换电路的交流端与PFC电路的交流端连接，AC/DC转换电路的直流端与DC/DC转换电路的第一直流端连接，PFC电路的直流端与DC/DC转换电路的第二直流端连接。其中，AC/DC转换电路可用于将交流电压转换为直流电压；PFC电路可用于将交流电压转换为直流电压和提高车载充电装置的充电效率；DC/DC转换电路可用于实现直流电压和直流电压间的转换。
AC/DC转换电路，用于通过AC/DC转换电路的交流端接收第一交流电压，并将第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压。
PFC电路，用于将第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压。
DC/DC转换电路，用于将第一直流电压和第二直流电压转换为第三直流电压并输出给被充电设备。
其中，第一直流电压的电压值可以小于或等于第二直流电压的电压值。具体的，DC/DC转换电路的第三直流端可以与被充电设备(例如动力电池组)连接，DC/DC转换电路的第三直流端输出第三直流电压，从而向被充电设备充电，AC/DC转换电路的交流端可以与交流电源连接，该交流电源用于输出第一交流电压。
更进一步地，第一直流电压和第二直流电压的正负方向可以相同。第一直流电压和第二直流电压的正负方向相同，其具体含义可以是：若AC/DC转换电路的直流端与PFC电路的直流端连接，则AC/DC转换电路的直流端中输出高电平的一端与PFC电路的直流端中输出高电平的一端连接，AC/DC转换电路的直流端中输出低电平的一端与PFC电路的直流端中输出低电平的一端连接。
采用第一方面提供的车载充电装置，当车载充电装置用于为被充电设备(例如动力电池)充电时，AC/DC转换电路的交流端和PFC电路的交流端连接，AC/DC转换电路将交流电源输出的第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压；PFC电路将交流电源输出的第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压；DC/DC转换电路将第一直流电压和第二直流电压转换为被充电设备可用的第三直流电压。因此，在为被充电设备充电时，只有第一交流电压的第二分量流过PFC电路，流过PFC电路中电感的脉动电流变少，从而实现大功率充电。
综上，采用本申请实施例提供的车载充电装置，可以实现大功率充电。
在一种可能的设计中，PFC电路包括升压电路(Boost电路)和第一母线，Boost电路的输入端为PFC电路的交流端，Boost电路的第一输出端与第一母线的正端连接，第二输出端与第一母线的负端连接，第一母线的正端与DC/DC转换电路的第一直流端的第一端点连接，第一母线的负端与DC/DC转换电路的第一直流端的第二端点连接；Boost电路，用于将第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压；第一母线，用于接收第二直流电压，并将第二直流电压传输至DC/DC转换电路。
在一种可能的设计中，Boost电路包括储能电感、第一二极管、第一开关管和第二开关管；储能电感的第一端与AC/DC转换电路的交流端连接；第一二极管跨接在AC/DC转换电路的交流端与第一母线的正端之间，第一二极管的阴极与第一母线的正端连接；第一开关管跨接在储能电感的第二端与第一母线的正端之间；第二开关管跨接在储能电感的第二端与第一母线的负端之间。
在一种可能的设计中，AC/DC转换电路包括转换单元和第二母线，转换单元的输入端为AC/DC转换电路的交流端，转换单元的第一输出端与第二母线的正端连接，第二输出端与第二母线的负端连接，第二母线的正端与DC/DC转换电路的第一直流端的第一端点连接，第二母线的负端与DC/DC转换电路的第一直流端的第二端点连接；转换单元，用于将第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压；第二母线，用于接收第一直流电压，并将第一直流电压传输至DC/DC转换电路。
在一种可能的设计中，转换单元包括第一H桥整流电路，用于将第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压。
在一种可能的设计中，第一H桥整流电路包括第三开关管、第四开关管、第二二极管和第三二极管；第三开关管跨接在AC/DC转换电路的交流端与第二母线的正端之间；第四开关管跨接在AC/DC转换电路的交流端与第二母线的负端之间；第二二极管跨接在AC/DC转换电路的交流端与第二母线的正端之间；第三二极管跨接在AC/DC转换电路的交流端与第二母线的负端之间。
在一种可能的设计中，DC/DC转换电路包括第二H桥整流电路、隔离变压器和第三H桥整流电路；隔离变压器的原边绕组与第二H桥整流电路耦合，隔离变压器的副边绕组与第三H桥整流电路耦合。其中，第二H桥整流电路，用于对第一直流电压和第二直流电压进行调整；第三H桥整流电路，用于对调压后的第一直流电压和第二直流电压进行整流，输出第三直流电压并输出给被充电设备。
采用上述方案，可以通过开关管和二极管实现DC/DC转换电路。此外，通过隔离变压器还可以实现交流电源与被充电设备的隔离。
在一种可能的设计中，第一方面提供的车载充电装置还包括控制器，该控制器可以用于控制AC/DC转换电路将第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压，以及控制PFC电路将第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压，控制DC/DC转换电路将第一直流电压和第二直流电压转换为第三直流电压。
在一种可能的设计中，AC/DC转换电路的交流端为单相交流端。
第二方面，本申请实施例还提供一种车载放电装置，该车载放电装置包括直流转直流转换电路(DC/DC转换电路)、交流转直流转换电路(AC/DC转换电路)和功率因数校正电路(PFC电路)；其中，DC/DC转换电路的第一直流端与AC/DC转换电路的直流端连接，第二直流端与PFC电路的直流端连接，第三直流端与被充电设备连接，AC/DC转换电路的交流端和PFC电路的交流端与用电设备连接。
DC/DC转换电路，用于接收被充电设备输出的第四直流电压，将第四直流电压转换为第五直流电压并输出给AC/DC转换电路和PFC电路。
AC/DC转换电路，用于将第五直流电压转换为第一脉动直流电压，并将第一脉动直流电压输出给用电设备。
PFC电路，用于将第五直流电压转换为第二脉动直流电压，并将第二脉动直流电压输出给用电设备。
其中，第一脉动直流电压和第二脉动直流电压的电压值相等且方向相反。具体的，AC/DC转换电路的交流端和PFC电路的交流端可以与用电设备连接，AC/DC转换电路的交流端输出第一脉动直流电路，PFC电路的交流端输出第二脉动直流电压，第一脉动直流电压和第二脉动直流电压构成第二交流电压，从而为用电设备供电，DC/DC转换电路的第三直流端可以与被充电设备连接，该被充电设备用于输出第四直流电压。
更进一步地，第一脉动直流电压和第二脉动直流电压的正负方向可以相反。第一脉动直流电压和第二脉动直流电压的正负方向相反，其具体含义可以是：若AC/DC转换电路的交流端与PFC电路的交流端连接，则AC/DC转换电路的交流端中输出高电平的一端与PFC电路的交流端中输出低电平的一端连接，AC/DC转换电路的交流端中输出低电平的一端与PFC电路的交流端中输出高电平的一端连接。
采用第二方面提供的车载放电装置，当车载放电装置用于通过被充电设备为用电设备供电时，DC/DC转换电路将被充电设备输出的第四直流电压转换为第五直流电压；AC/DC转换电路的交流端和PFC电路的交流端连接，AC/DC转换电路将第五直流电压转换为用电设备可用的第一脉动直流电压，PFC电路将第五直流电压转化为用电设备可用的第二脉动直流电压，AC/DC转换电路和PFC电路互补输出，第一脉动直流电压构成交流电压的正半周期电压，第二脉动直流电压构成交流电压的负半周期电压，则第一脉动直流电压和第二脉动直流电压叠加构成第二交流电压，从而为用电设备供电。
在一种可能的设计中，PFC电路包括升压电路(Boost电路)和第一母线，Boost电路的输入端为PFC电路的交流端，Boost电路的第一输出端与第一母线的正端连接，第二输出端与第一母线的负端连接，第一母线的正端与DC/DC转换电路的第二直流端的第一端点连接，第一母线的负端与DC/DC转换电路的第二直流端的第二端点连接；Boost电路，用于将第五直流电压转换为第二脉动直流电压；第一母线，用于接收第五直流电压，并将第五直流电压传输至Boost电路。
在一种可能的设计中，Boost电路包括储能电感、第一二极管、第一开关管和第二开关管；储能电感的第一端与AC/DC转换电路的交流端连接；第一二极管跨接在AC/DC转换电路的交流端与第一母线的正端之间，第一二极管的阴极与第一母线的正端连接；第一开关管跨接在储能电感的第二端与第一母线的正端之间；第二开关管跨接在储能电感的第二端与第一母线的负端之间。
在一种可能的设计中，AC/DC转换电路包括转换单元和第二母线，转换单元的输入端为AC/DC转换电路的交流端，转换单元的第一输出端与第二母线的正端连接，第二输出端与第二母线的负端连接，第二母线的正端与DC/DC转换电路的第一直流端的第一端点连接，第二母线的负端与DC/DC转换电路的第一直流端的第二端点连接；转换单元，用于将第五直流电压转换为第一脉动直流电压；第二母线，用于接收第五直流电压，并将第五直流电压传输至转换单元。
在一种可能的设计中，转换单元包括：第一H桥整流电路，用于将第五直流电压转换为第六直流电压。
在一种可能的设计中，第一H桥整流电路包括第三开关管、第四开关管、第二二极管和第三二极管；第三开关管跨接在AC/DC转换电路的交流端与第二母线的正端之间；第四开关管跨接在AC/DC转换电路的交流端与第二母线的负端之间；第二二极管跨接在AC/DC转换电路的交流端与第二母线的正端之间；第三二极管跨接在AC/DC转换电路的交流端与第二母线的负端之间。
在一种可能的设计中，DC/DC转换电路包括第二H桥整流电路、隔离变压器和第三H桥整流电路；隔离变压器的原边绕组与第二H桥整流电路耦合，隔离变压器的副边绕组与第三H桥整流电路耦合。其中，第三H桥整流电路，用于对第四直流电压进行调整；第二H桥整流电路，用于对调整后的第四直流电压进行整流，输出第五直流电压给AC/DC转换电路和PFC电路。
采用上述方案，可以通过开关管和二极管实现DC/DC转换电路。此外，通过隔离变压器还可以实现用电设备与被充电设备的隔离。
在一种可能的设计中，第二方面提供的车载放电装置还包括控制器，该控制器可以用于控制DC/DC转换电路将第四直流电压转换为第五直流电压，以及控制AC/DC转换电路将第五直流电压转换为第一脉动直流电压，控制PFC电路将第五直流电压转换为第二脉动直流电压。
在一种可能的设计中，AC/DC转换电路的交流端和PFC电路的交流端为单相交流端。
第三方面，本申请实施例还提供了一种车载充放电装置，包括交流转直流转换电路(AC/DC转换电路)、功率因数校正电路(PFC电路)以及直流转直流转换电路(DC/DC转换电路)；其中，AC/DC转换电路的交流端与PFC电路的交流端连接，AC/DC转换电路的直流端与DC/DC转换电路的第一直流端连接，PFC电路的直流端与DC/DC转换电路的第二直流端连接。其中，AC/DC转换电路的交流端与交流电源或用电设备连接，DC/DC转换电路的第三直流端与被充电设备连接。
其中，在车载充电装置用于为被充电设备充电时，AC/DC转换电路用于将AC/DC转换电路接收的第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压；PFC电路，用于将第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压；DC/DC转换电路，用于将第一直流电压和第二直流电压转换为第三直流电压并输出给被充电设备。
其中，在车载充电装置用于为用电设备放电时，DC/DC转换电路用于接收被充电设备输出的第四直流电压，将第四直流电压转换为第五直流电压并输出给AC/DC转换电路和PFC电路；AC/DC转换电路，用于将第五直流电压转换为第一脉动直流电压，并将第一脉动直流电压输出给用电设备；PFC电路，用于将第五直流电压转换为第二脉动直流电压，并将第二脉动直流电压输出给用电设备；第一脉动直流电压和第二脉动直流电压构成第二交流电压。
第四方面，本申请实施例还提供了一种充电系统，包括上述第一方面及其任一可能的设计中提供的车载充电装置和/或上述第二方面及其任一可能的设计中提供的车载放电装置。
在一种可能的设计中，该充电装置连接在风力发电系统的风力发电机组与电池组之间，该充电装置用于通过风力发电机组产生的交流电向电池组充电。
在一种可能的设计中，该充电装置连接在光伏发电系统的光伏电池板与电池组之间，该充电装置用于通过光伏电池板产生的交流电向电池组充电。
在一种可能的设计中，该充电装置连接在不间断电源的输入端与蓄电池之间，该充电装置用于通过不间断电源接收的交流电向蓄电池充电。
第五方面，本申请实施例还提供一种充放电系统，该充放电系统包括上述第一方面及其任一可能的设计中提供的车载充电装置和/或上述第二方面及其任一可能的设计中提供的车载放电装置。
另外，第五方面中任一种可能设计方式所带来的技术效果可参见第一方面和/或第二方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
第六方面，本申请实施例还提供一种新能源汽车，该新能源汽车包括动力电池组、上述第一方面及其任一可能的设计中提供的车载充电装置和/或上述第二方面及其任一可能的设计中提供的车载放电装置，该动力电池组用于为新能源汽车提供动力，该车载充电装置用于对动力电池组进行充电。
附图说明
图1为现有技术提供的一种车载充电机的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的第一种车载充电装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的第二种车载充电装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的第一种AC/DC转换电路的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的第二种AC/DC转换电路的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的第三种AC/DC转换电路的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的第一种PFC电路的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的第二种PFC电路的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种DC/DC转换电路的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的第三种车载充电装置或第一种车载放电装置的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的第二种车载放电装置的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的第三种车载放电装置的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的一种充电装置的结构示意图；
图14为本申请实施例提供的一种充放电系统的结构示意图；
图15为本申请实施例提供的一种新能源汽车的结构示意图。
具体实施方式
现有技术中，OBC的一种可能的结构可以如图1所示。图1所示的OBC包括两个部分，其中，虚线左侧的部分为PFC模块，虚线右侧为直流转直流(Direct Current/DirectCurrent，DC/DC)模块。具体地，当OBC工作在整流状态并且为动力电池充电时，从PFC模块左侧输入交流电，PFC模块中由开关管S1-S4构成的交流(alternating current，AC)转直流(direct current，DC)转换电路(AC/DC转换电路)用于将输入的交流电转换为直流电，PFC电路中的电感L1和L2用于存储交流电中电压值小于C1正端电位的电压，并在电感L1和L2存储电压的电压值和交流电的电压值大于C1电位时，将电感L1和L2存储的电压和交流电转换为直流电，从而提高转换直流电的效率，DC/DC模块用于将转换的直流电转化为动力电池的充电电压，电容C3两端输出直流电，从而为动力电池充电。
图1所示的OBC虽然可以实现为动力电池充电，但其在整流过程中，图1中的电感L1和L2流过全部的交流电，而交流电中含有幅值变化很大的脉动电流，这些电流在流过电感L1和L2时，以在电感L1和L2上损失部分能量为代价，来保证转换的直流电的电流稳定性，因此，PFC电路的直流转换效率低，且流过的脉动电流越多，对电感的等规格要求也越严格。
因此，现有技术中的OBC存在直流转换效率低和体积过大的问题，不适合大功率充电。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
本申请实施例提供一种车载充、放电装置及其充放电系统和新能源汽车，用以实现大功率充电。
参见图2，为本申请实施例提供的一种车载充电装置的结构示意图。其中，该车载充电装置200包括AC/DC转换电路201、PFC电路202和DC/DC转换电路203。其中，AC/DC转换电路201的交流端和PFC电路202的交流端连接。AC/DC转换电路201的直流端与DC/DC转换电路203的第一直流端连接。PFC电路202的直流端与DC/DC转换电路203的第二直流端连接。
其中，AC/DC转换电路201可用于通过AC/DC转换电路的交流端接收第一交流电压，并将第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压；PFC电路202可用于将第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压；DC/DC转换电路203可用于将第一直流电压和第二直流电压转换为第三直流电压并输出给被充电设备。
其中，第一直流电压的电压值可以小于或等于第二直流电压的电压值。由于第二直流电压为PFC电路转换得到，基于PFC电路提高的车载充电装置的充电效率的特性，其输出的第一电压的电压值大于或等于第一交流电压的电压值。DC/DC转换电路203的第三直流端(输出第三直流电压)可以与被充电设备(例如动力电池)电连接。即，AC/DC转换电路201的交流端和PFC电路202的交流端连接，用于分别对第一交流电压的第一分量和第二分量进行整流，其输出端分别连接DC/DC转换电路203的第一直流端和第二直流端，DC/DC转换电路203的第三直流端连接被充电设备，输出第三直流电压，从而为被充电设备充电。
进一步地，第一直流电压和第二直流电压的正负方向可以相同。第一直流电压和第二直流电压的正负方向相同，其具体含义可以是：若AC/DC转换电路201的直流端与PFC电路202的直流端连接，则AC/DC转换电路201的直流端中输出高电平的一端与PFC电路202的直流端中输出高电平的一端连接，AC/DC转换电路201的直流端中输出低电平的一端与PFC电路202的直流端中输出低电平的一端连接。
此外，本申请实施例中，AC/DC转换电路201的交流端可以与交流电源电连接，该交流电源用于输出第一交流电压。
当车载充电装置200用于为被充电设备充电时，AC/DC转换电路201的交流端与PFC电路202并联工作，AC/DC转换电路201将交流电源输出的第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压，PFC电路202将交流电源输出的第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压；DC/DC转换电路203用于将第一直流电压和第二直流电压转换为被充电设备可用的第三直流电压，DC/DC转换电路203的第三直流端与被充电设备连接。其中，第一交流电压的第一分量和第二分量构成第一交流电压。例如第一交流电压为310V，第一交流电压的第一分量可以为155V，第一交流电压的第二分量可以为155V。
具体地，在为被充电设备充电时，车载充电装置200的等效电路可以如图3所示。此时AC/DC转换电路201的交流端与PFC电路202的交流端连接作为车载充电装置200的输入端，DC/DC转换电路203的第三直流端作为车载充电装置200的输出端。具体实现时，被充电设备可以是动力电池，采用图3所示的车载充电装置200可以通过交流电源为动力电池充电。
应理解，采用AC/DC转换电路201对第一交流电压的第一分量进行交流直流转换(整流)后得到的第一直流电压，以及采用PFC电路202对第一交流电压的第二分量进行整流后得到的第二直流电压的波动较大，且第一直流电压的电压值和第二直流电压的电压值也难以满足被充电设备的电压需求，因此，还需要通过DC/DC转换电路203对第一直流电压和第二直流电压进行整流和调压处理，从而输出被充电设备可用的第三直流电压。
实际应用中，车载充电装置200可以固定在新能源汽车上。在另一种实现方式中，车载充电装置200也可以设置成灵活可拆卸的形式，即新能源汽车上设有固定接口，以实现车载充电装置200与被充电设备的连接。在这种情况下，车载充电装置200可以视为独立于新能源汽车的装置。
具体实现时，AC/DC转换电路201、PFC电路202、DC/DC转换电路203可以由开关管、二极管、电感、电容等器件组成。AC/DC转换电路201、PFC电路202、DC/DC转换电路203的工作状态可以通过调节这些器件(例如开关管)的工作状态来实现。
本申请中，可以通过控制器实现上述工作状态的调节。即，车载充电装置200还可以包括控制器，该控制器可以用于控制AC/DC转换电路201将交流电源输出的第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压，以及控制PFC电路202将交流电源输出的第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压，控制DC/DC转换电路203将第一直流电压和第二直流电压转换为第三直流电压，此时车载充电装置200用于向被充电设备充电。
具体地，若车载充电装置200的各电路中的开关管为金属氧化物半导体(metaloxide semiconductor，MOS)管，该控制器可以与MOS管的栅极连接，从通过控制MOS管的通断使得车载充电装置200实现向被充电设备充电；若车载充电装置200的各电路中的开关管为双极结型晶体管(bipolar junction transistor，BJT)，该控制器可以与BJT的基极连接，从通过控制BJT的通断使得车载充电装置200实现向被充电设备充电。
具体实现时，控制器可以是微控制单元(micro controller unit，MCU)、中央处理器(central processing unit，CPU)、数字信号处理器(digital singnal processor，DSP)中的任一种。当然，控制器的具体形态不限于上述举例。
下面，对车载充电装置200中的AC/DC转换电路201、PFC电路202和DC/DC转换电路203的具体结构进行介绍。
一、AC/DC转换电路201
AC/DC转换电路201的交流端可以为单相交流端。
具体地，如图4所示，AC/DC转换电路201包括：转换单元和第二母线。转换单元的输入端为AC/DC转换电路201的交流端，转换单元的第一输出端与第二母线的正端连接，第二输出端与第二母线的负端连接，第二母线的正端与DC/DC转换电路203的第一直流端的第一端点连接，第二母线的负端与DC/DC转换电路203的第一直流端的第二端点连接。
其中，设置转换单元的作用是：通过转换电路的输入端接收交流电源输出的第一交流电压，将交流电源输出的第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压，并将第一直流电压输出给第二母线。
设置第二母线的作用是：接收转换单元输出的第一直流电压，将第一直流电压的电压值稳定至固定数值区间内，并将该稳定的电压值输送至DC/DC转换电路203中。
下面给出转换单元的具体结构。
具体地，转换单元包括第一H桥整流电路，用于将第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压。
在一种实现方式中，第一H桥整流电路由二极管组成。
在另一种实现方式中，第一H桥整流电路包括第三开关管、第四开关管、第二二极管、第三二极管。
其中，第三开关管跨接在AC/DC转换电路201的交流端与第二母线的正端之间；第四开关管跨接在AC/DC转换电路201的交流端与第二母线的负端之间；第二二极管跨接在AC/DC转换电路201的交流端与第二母线的正端之间；第三二极管跨接在AC/DC转换电路201的交流端与第二母线的负端之间。
为了便于理解，下面分别给出转换单元两种结构的具体示例。
参见图5为本申请实施例提供的一种转换单元的结构示意图。在图5中，二极管D1、D2、D3和D4组成第一H桥整流电路，C1可以视为第二母线，Va可以视为AC/DC转换电路201交流端的第一交流端点，Vb可以视为AC/DC转换电路201交流端的第二交流端点，第一交流端点和第二交流端点与交流电源的两个输出端连接。
图5所示的转换单元中各器件的连接关系可以是：D1和D3的阴极与C的正端连接，D2和D4的阳极与C的负端连接。
通过图5所示的转换单元实现单相整流时，Va和Vb作为单相输入端，A和B作为输出端，能量从左向右传输，将左侧输入的单相交流电转换为直流电后输出。
图6为本申请实施例提供的另一转换单元的结构示意图。在图6中，MOS管Q1和Q2组成第一整流桥臂，二极管D1和D2组成第二整流桥臂，C1可以视为第二母线，Va可以视为AC/DC转换电路201交流端的第一交流端点，Vb可以视为AC/DC转换电路201交流端的第二交流端点，第一交流端点和第二交流端点与交流电源的两个输出端连接。
图6所示的转换单元中各器件的连接关系可以是：D1的阴极和Q1的漏极与C的正端连接，D2的阳极与Q2的源极与C的负端连接。
通过图6所示的转换单元实现单相整流时，Va和Vb作为单相输入端，A和B作为输出端，能量从左向右传输，将左侧输入的单相交流电转换为直流电后输出。
当然，以上对转换单元结构的介绍仅为示例，实际应用中，转换单元也可以采用其它结构，例如转换单元包含的第一H桥整流单元可以是单相全控桥式电路，用于实现单相整流。
实际应用中，第一H桥整流电路中开关管的通断可以通过前述控制器进行控制。
二、PFC电路202
具体的，如图7所示，PFC电路可以包括：升压(boost converter or step-upconverter，Boost)电路和第一母线，Boost电路的输入端为PFC电路的输入端，Boost电路的第一输出端与第一母线的正端连接，第二输出端与第一母线的负端连接，第一母线的正端与DC/DC转换电路203的第二直流端的第一端点连接，第一母线的负端与DC/DC转换电路的第二直流端的第二端点连接。
其中，设置Boost电路的作用是：将第一交流电压中低于第一母线正端电位的电压以及部分高于或等于第一母线电压的电压转换为第二直流电压，并将第二直流电压输出给第一母线。
设置第一母线的作用是：接收Boost电路输出的第二直流电压，将第二直流电压的电压值稳定值固定数值区间内，并将该稳定的电压值输送至DC/DC转换电路203中。
下面给出Boost电路的具体结构。
具体的，Boost电路可以包括储能电感、第一二极管、第一开关管和第二开关管。
其中，储能电感的第一端与AC/DC转换电路201的交流端连接；第一二极管跨接在AC/DC转换电路201的交流端与第一母线的正端之间，第一二极管的阴极与第一母线的正端连接；第一开关管跨接在储能电感的第二端与第一母线的正端之间；第二开关管跨接在储能电感的第二端与第一母线的负端之间。
为了便于理解，下面给出Boost电路结构的具体示例。
图8为本申请实施例提供的Boost电路的结构示意图。在图8中，L1可以视为储能电感，D1可以视为第一二极管，Q1可以视为第一开关管，Q2可以视为第二开关管，C可以视为第一母线，Va可以视为PFC电路202交流端的第一交流端，Vb可以视为PFC电路202交流端的第二交流端。
图8所示的Boost电路在实现为被充电设备充电时，可以分为储能和单相整流两个阶段。
通过图8所示的Boost电路实现储能时，Va和Vb作为单相输入端，通过D1、Q1和L1组成的路径，将第一交流电压中小于第二母线正端电位和第一母线正端电位的电压存储至L1上。
通过图8所示的Boost电路实现单相整流时，Va和Vb作为单相输入端，A和B作为输出端，能量从左向右传输，通过D1、C、Q2和L1组成的路径，将左侧输入的部分单相交流电以及储能电感存储的电压转换为直流电后输出。
具体的，通过图8所示的Boost电路实现单相整流时，其转换的能量为电感储能的电压和单相交流电的叠加能量，则输出的直流电的电压值则大于或等于单相交流电的电压值。
三、DC/DC转换电路203
DC/DC转换电路203可以包括：第二H桥整流电路、隔离变压器和第三H桥整流电路；其中，隔离变压器的原边绕组与第二H桥整流电路耦合，隔离变压器的副边绕组与第三H桥整流电路耦合。
第二H桥整流电路，由开关管组成，用于对第一直流电压和第二直流电压进行调压；第三H桥整流电路，由开关管组成，用于对调压后的第一直流电压和第二直流电压进行整流，输出第三直流电压。
本申请实施例中，DC/DC转换电路203可以采用现有结构，即由两个H桥整流电路和一个隔离变压器组成。其中，第二H桥整流电路的第一桥臂可以作为DC/DC转换电路203的第一直流端，与AC/DC转换电路201中的第二母线两端连接，第二H桥整流电路的第二桥臂可以作为DC/DC转换电路203的第二直流端，与PFC电路202中的第一母线两端连接(此时，第一母线两端的电压为第二直流电压，第二母线两端的电压为第一直流电压)。
采用上述DC/DC转换电路203，可以对第一直流电压和第二直流电压进行调压和整流处理，还可以实现交流电源与被充电设备的隔离。
示例性地，DC/DC转换电路203的结构可以如图9。在图9中，A和B作为第一直流端，C和D作为第二直流端，E和F作为第三直流端，MOS管Q1/Q2/Q3/Q4组成第二H桥整流电路，MOS管Q5/Q6/Q7/Q8组成第三H桥整流电路，L、C1和T组成隔离变压器。其中，L和T可以是分立结构，也可以采用磁集成方式。
当车载充电装置200用于为被充电设备充电时，A和B作为第一直流端，用于接收AC/DC转换电路201输出的第一直流电压，C和D作为第二直流端，用于接收PFC电路202输出的第二直流电压，E和F作为第三直流端，与被充电设备连接，输出第三直流电压，实现为被充电设备充电。
结合以上描述，示例地，本申请实施例提供的一种车载充电装置，可以如图10所示。
在AC/DC转换电路中，包括二极管D1和D2、MOS管Q1和Q2以及直流母线C1。交流侧与交流电源连接，Q1和Q2的寄生二极管以及二极管D1和D2组成第一H桥整流电路。其中Q1的漏极和D1的阴极与C1正端连接，Q2的源极和D2的阳极与C1的负端连接。以上MOS管的栅极均与外部控制电路(或控制器)连接，控制电路通过控制MOS管的通断实现车载充电装置的相应功能。
在PFC电路中，包括二极管D3、MOS管Q3和Q4、电感L1和直流母线C2。Q3的漏极和D3的阴极与C2的正端连接，源极与L1的第一端和Q4的漏极连接，Q4的源极与C2的负端连接。以上MOS管的栅极均与外部控制电路(或控制器)连接，控制电路通过控制MOS管的通断实现车载充电装置的相应功能。
不难看出，AC/DC转换电路的交流端和交流电源连接，PFC电路的交流端和AC/DC转换电路的交流端连接，AC/DC转换电路直流端和PFC电路的直流端分别连接DC/DC转换电路的第一直流端和第二直流端。
在DC/DC变换电路中，MOS管Q5/Q6/Q7/Q8组成第二H桥整流电路，Q5的漏极与C1的正端连接，Q6的源极与C1的负端连接，Q7的漏极与C2的正端连接，Q8的源极与C2的负端(相当于地)连接；Q5和Q6的中间节点与C3连接，C3后连接L2，L2后连接T2的原边侧绕组的一端，Q7和Q8的中间节点与T2原边绕组的另一端。MOS管Q9/Q10/Q11/Q12组成第三H桥整流电路，Q9和Q10的中间节点与C4连接，C4连接L3，L3连接T2的副边侧绕组的一端连接，Q10和Q12的连接中间节点与T2的副边绕组另一端连接。Q9和Q11的漏极与动力电池的正极连接，Q10和Q12的源极与动力电池的负极连接。
当图10所示的车载充电装置用于为被充电设备(动力电池)充电时，Va和Vb作为车载充电装置的输入端，C和D作为车载充电装置的输出端，与动力电池连接。
具体的，交流电源后连接AC/DC转换电路和PFC电路，AC/DC转换电路和PFC电路后连接DC/DC转换电路。在AC/DC转换电路中，Q1、Q2、D1和D2作为整流器对交流电源输出的第一交流电压中电压值大于或等于C1正端电位的第一分量进行整流，输出第一直流电压。在PFC电路中，在交流电源输出的第一交流电压的电压值小于C2正端电位时，通过D3、Q3和L1将交流电源输出的电压存储至L1。在交流电源输出的第一交流电压的电压值和L1两端的电压值之和大于C2正端电位时，将由第一交流电压输出的电压以及L1两端电压构成的第二分量进行整流，输出第二直流电压。
由于在为被充电设备充电时，PFC电路只直流过第一交流电压中的第二分量，对于交流电源输出的第一交流电压的电压值大于C1正端电位的第一分量，AC/DC转换电路可以直接进行转换，其转换效率高，因而对图10所示的车载充电装置来说，为被充电设备充电过程中，直流效率提高，适用于大功率充电。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种车载放电装置。
参见图11，为本申请实施例提供的一种车载放电装置的结构示意图。其中，该车载放电装置300包括直流转直流转换电路301(DC/DC转换电路301)、交流转直流转换电路302(AC/DC转换电路302)和功率因数校正电路303(PFC电路303)。其中，DC/DC转换电路301的第一直流端与AC/DC转换电路302的直流端连接。第二直流端与PFC电路303的直流端连接，第三直流端与被充电设备连接。AC/DC转换电路302的交流端和PFC电路303的交流端与用电设备连接。
其中，DC/DC转换电路301可用于接收被充电设备输出的第四直流电压，将第四直流电压转换为第五直流电压并输出给AC/DC转换电路302和PFC电路303；AC/DC转换电路302可用于将第五直流电压转换为第一脉动直流电压。PFC电路303可用于将第五直流电压转换为第二脉动直流电压。
其中，第一脉动直流电压和第二脉动直流电压的电压值相等，那么，AC/DC转换电路302的交流端可以与用电设备电连接，PFC电路303的交流端也与用电设备电连接。即AC/DC转换电路302和PFC电路303分别对第五直流电压进行整流，交流端分别与用电设备连接，输出第一脉动直流电压和第二脉动直流电压，从而为用电设备供电。
进一步地，第一脉动直流电压和第二脉动直流电压的正负方向相反。第一脉动直流电压和第二脉动直流电压的正负方向相反，其具体含义为：AC/DC转换电路302的交流端与PFC电路303的交流端均与被用电设备连接，则AC/DC转换电路302的交流端中输出高电平的一端与用电设备的第一端连接，输出低电平的一端与用电设备的第二端连接；同样的，PFC电路303的交流端中输出高电平的一端与用电设备的第二端连接，输出低电平的一端与用电设备的第一端连接。用电设备的两端可以接收电压数值相同方向相反的第一脉动直流电压和第二脉动直流电压构成的第二交流电压。
具体的，AC/DC转换电路302的交流端和PFC电路303的交流端互补输出，且AC/DC转换电路302的交流端和PFC电路303的交流端分别输出第一脉动直流电压和第二脉动直流电压的时长相同，第一脉动直流电压可以构成第二交流电压的正半周期电压，第二脉动直流电压可以构成第二交流电压的负半周期电压，则第一脉动直流电压和第二脉动直流电压叠加可以构成一个完整的周期的第二交流电压，AC/DC转换电路302的交流端和PFC电路303的交流端与用电设备连接，从而为用电设备供电。
此外，本申请实施例中，DC/DC转换电路301的第三直流端可以与被充电设备电连接，该被充电设备可以用于输出第四直流电压，该被充电设备可以是动力电池。AC/DC转换电路302的交流端和PFC电路303的交流端可以与用电设备电连接，该用电设备的额定电压可以是第二交流电压。其中，该用电设备可以是电磁炉、电饭煲、手机、导航、电视、笔记本等终端。
当车载放电装置300用于通过被充电设备为用电设备供电时，DC/DC转换电路301将被充电设备输出的第四直流电压转换为第五直流电压；AC/DC转换电路302用于将第五直流电压转换为用电设备可用的第一脉动直流电压，PFC电路303用于将第五直流电压转换为用电设备可用的第二脉动直流电压。AC/DC转换电路302的交流端和PFC电路303的交流端均与用电设备连接。其中，第一脉动直流电压和第二脉动直流电压构成第二交流电压，例如第一脉动直流电压为+310V，第二脉动直流电压为-310V，第二交流电压为幅值为310V的交流电压。
具体的，在为用电设备供电时，车载放电装置300的等效电路可以如图12所示，此时，DC/DC转换电路301的第三直流端作为车载放电装置300的输入端，AC/DC转换电路302的交流端和PFC电路303的交流端并联后作为车载放电装置300的输出端。具体实现时，被充电设备可以是动力电池，采用图12所示的车载放电装置300可以通过被充电设备为用电设备供电。
具体实现时，用电设备可以是车载用电设备，也可以是另一动力电池。采用图12所示的车载放电装置300可以通过动力电池为车载用电设备(vehicle-to-load，V2L)供电或者为另一动力电池充电(vehicle-to-vehicle，V2V)。
示例性地，用电设备可以是电磁炉、电饭煲等车载用电设备，被充电设备可以是动力电池；那么，动力电池放电时，可以输出90V～400V的直流电，动力电池输出的直流电经过DC/DC转换电路301进行调压处理后输出至AC/DC转换电路302和PFC电路303，AC/DC转换电路302和PFC电路303分别对DC/DC转换电路301输出的直流电进行转换，输出220V的交流电，以供电磁炉、电饭煲等设备使用。其中，经过DC/DC转换电路301的调压处理后，可以使得AC/DC转换电路302和PFC电路303输出的电压满足电磁炉、电饭煲等设备的额定电压需求。
示例性地，用电设备和被充电设备可以分别为两辆新能源汽车上的动力电池，其中被充电设备的电量大于用电设备的电量，此时被充电设备可通过车载放电装置300为用电设备充电。具体地，被充电设备放电时，可以输出90V～400V的直流电，被充电设备输出的直流电经过DC/DC转换电路301进行调压处理后输出至AC/DC转换电路302和PFC电路303，AC/DC转换电路302和PFC电路303分别对DC/DC转换电路301输出的直流电进行转换，输出交流电，从而为另一新能源汽车的动力电池充电。
应理解，若直接通过AC/DC转换电路302和PFC电路303对被充电设备输出的第四直流电压进行转换，输出电压可能难以满足用电设备的电压需求，因此，可以先通过DC/DC转换电路301对第四直流电压进行整流和调压并输出第五直流电压，然后通过AC/DC转换电路302和PFC电路303对第五直流电压进行转换处理，从而输出用电设备可用的第二交流电压。
实施应用中，车载放电装置300可以固定在新能源汽车上，用电设备可以通过新能源汽车上的固定接口与车载放电装置300连接。示例性地，电磁炉、电饭煲等设备的电源插头可以直接插入该固定接口，从而实现动力电池为电磁炉、电饭煲供电。在另一种实现方式中，车载放电装置300也可以设置成灵活可拆卸的形式，即新能源汽车上设有固定接口，以实现车载放电装置300与被充电设备的连接。在这种情况下，车载放电装置300可以视为独立于新能源汽车的装置。
具体实现时，DC/DC转换电路301、AC/DC转换电路302和PFC电路303可以由开关管、二极管、电感、电容等器件组成。DC/DC转换电路301、AC/DC转换电路302和PFC电路303的工作状态可以通过调节这些器件(例如开关管)的工作状态来实现。
本申请中，可以通过控制器实现上述工作状态的调节。即，车载放电装置300还可以包括控制器，该控制器用于控制DC/DC转换电路301将第四直流电压转换为第五直流电压，控制AC/DC转换电路302将第五直流电压转换为第一脉动直流电压，以及控制PFC电路303将第五直流电压转换为第二脉动直流电压，此时车载放电装置300为用电设备供电。
具体地，若车载放电装置300的各电路中的开关管为MOS管，该控制器可以与MOS管的栅极连接，从通过控制MOS管的通断使得车载放电装置300实现为用电设备供电；若车载放电装置300的各电路中的开关管为BJT，该控制器可以与BJT的基极连接，从通过控制BJT的通断使得车载放电装置300实现为用电设备供电。
具体实现时，控制器可以是微控制单元MCU、中央处理器CPU、数字信号处理器DSP中的任一种。当然，控制器的具体形态不限于上述举例。
下面，对车载放电装置300中的DC/DC转换电路301、AC/DC转换电路302和PFC电路303的具体结构进行介绍。
一、DC/DC转换电路301
DC/DC转换电路301可以包括：第二H桥整流电路、隔离变压器和第三H桥整流电路；其中，隔离变压器的原边绕组与第二H桥整流电路耦合，隔离变压器的副边绕组与第三H桥整流电路耦合。
第三H桥整流电路，由开关管组成，用于对第四直流电压进行调整；第二H桥整流电路，由开关管组成，用于对调整后的第四直流电压进行整流，输出第五直流电压给AC/DC转换电路和PFC电路。
本申请实施例中，DC/DC转换电路301可以采用现有结构，即由两个H桥整流电路和一个隔离变压器组成。其中，第二H桥整流电路的第一桥臂可以作为DC/DC转换电路301的第一直流端，与AC/DC转换电路302中的第二母线两端连接，第二H桥整流电路的第二桥臂可以作为DC/DC转换电路301的第二直流端，与PFC电路303中的第一母线两端连接，第三H桥整流电路的输入端可以与被充电设备连接(此时被充电设备输出第四直流电压)。
采用上述DC/DC转换电路301，可以对被充电设备输出的第四直流电压进行调压和整流处理，还可以实现用电设备与被充电设备的隔离。
示例性地，DC/DC转换电路301的结构可以如图9所示。图9中，A和B作为第一直流端，C和D作为第二直流端，E和F作为第三直流端，MOS管Q1/Q2/Q3/Q4组成第二H桥整流电路，MOS管Q5/Q6/Q7/Q8组成第三H桥整流电路，L、C1和T组成隔离变压器。其中，L和T可以是分立结构，也可以采用磁集成方式。
当车载放电装置300用于为用电设备供电时，E和F作为第三直流端，接收被充电设备输出的第四直流电压，并对第四直流电压进行调压和整流处理，A和B作为第一直流端，用于输出第五直流电压给AC/DC转换电路302，C和D作为第二直流端，用于输出第五直流电压给PFC电路303。
二、AC/DC转换电路302
AC/DC转换电路302的交流端可以为单相交流端。
具体地，如图4所示，AC/DC转换电路302包括：转换单元以及第二母线。转换单元的输入端为AC/DC转换电路302的交流端，转换单元的第一输出端与第二母线的正端连接，第二输出端与第二母线的负端连接，第二母线的正端与DC/DC转换电路301的第一直流端的第一端点连接，第二母线的负端与DC/DC转换电路301的第一直流端的第二端点连接。
其中，设置转换单元的作用是：将第五直流电压转换为第一脉动直流电压。
设置第二母线的作用是：接收DC/DC转换电路301的第一直流端输出的第五直流电压，将第五直流电压的电压值稳定至固定数值区间内，并将该稳定的电压值输送至转换单元中。
下面给出转换单元的具体结构。
具体地，转换单元包括第一H桥整流电路，用于将第五直流电压转换为第六直流电压。
在一种实现方式中，第一H桥整流电路包括第三开关管、第四开关管、第二二极管、第三二极管。
其中，第三开关管跨接在AC/DC转换电路302的交流端与第二母线的正端之间；第四开关管跨接在AC/DC转换电路301的交流端与第二母线的负端之间；第二二极管跨接在AC/DC转换电路302的交流端与第二母线的正端之间；第三二极管跨接在AC/DC转换电路302的交流端与第二母线的负端之间。
为了便于理解，下面分别给出转换单元结构的具体示例。
参见图6为本申请实施例提供的一种转换单元的结构示意图，在图6中，MOS管Q1和Q2组成第一整流桥臂，二极管D1和D2组成第二整流桥臂，C1可以视为第二母线，Va可以视为AC/DC转换电路302交流端的第一交流端电，Vb可以视为AC/DC转换电路302交流端的第二交流端点，第一交流端点和第二交流端点与用电设备的两端连接。
通过图6所示的转换单元实现为用电设备供电时，Va和Vb作为输出端，A和B作为输入端，通过第一整流桥臂控制能量从右侧向左侧传输，将右侧输入的直流电转换为直流电输出。
当然，以上对转换单元结构的介绍仅为示例，实际应用中，转换单元也可以采用其它结构，例如转换单元包含的第一H桥整流单元可以是单相全控桥式电路，用于实现单相逆变。
三、PFC电路303
具体的，如图7所示，PFC电路可以包括：Boost电路和第一母线，Boost电路的输入端为PFC电路的输入端，Boost电路的第一输出端与第一母线的正端连接，第二输出端与第一母线的负端连接，第一母线的正端与DC/DC转换电路301的第二直流端的第一端点连接，第一母线的负端与DC/DC转换电路301的第二直流端的第二端点连接。
其中，设置Boost电路的作用是：将第五直流电压转换为第二脉动直流电压。
设置第一母线的作用是：接收DC/DC转换电路301第二直流端输出的第五直流电压，将第五直流电压的电压值稳定值固定数值区间内，并将该稳定的电压值输送至Boost电路中。
下面给出Boost电路的具体结构。
具体的，Boost电路可以包括储能电感、第一二极管、第一开关管和第二开关管。
其中，储能电感的第一端与AC/DC转换电路302的交流端连接；第一二极管跨接在AC/DC转换电路302的交流端与第一母线的正端之间，第一二极管的阴极与第一母线的正端连接；第一开关管跨接在储能电感的第二端与第一母线的正端之间；第二开关管跨接在储能电感的第二端与第一母线的负端之间。
为了便于理解，下面给出Boost电路结构的具体示例。
图8为本申请实施例提供的Boost电路的结构示意图。在图8中，L1可以视为储能电感，D1可以视为第一二极管，Q1可以视为第一开关管，Q2可以视为第二开关管，C1可以视为第一母线，Va可以视为PFC电路303交流端的第一交流端点，Vb可以视为PFC电路303交流端的第二交流端点。
图8所示的Boost电路在实现为被用电设备供电时，A和B作为输入端，Va和Vb作为输出端，通过Q1和Q2组成的整流桥臂，实现能量从右向左传输，将右侧输入的直流电转换为直流电后输出。
结合以上描述，示例地，本申请实施例提供的一种车载放电装置，可以如图10所示。
在DC/DC转换电路中，开关管Q5/Q6/Q7/Q8组成第二H桥整流电路，Q5的漏极与C1正端连接，Q6的源极与C1负端连接，Q7的漏极与C2的正端连接，Q8的源极与C2的负端(相当于地)连接；Q5和Q6的连接中间节点与C3连接，C3后连接L2，L2后连接T2的原边侧绕组，Q7和Q8的中间节点连接T2原边绕组的另一端。MOS管Q9/Q10/Q11/Q12组成H电路，Q9和Q10的连接中间节点与T2的副边绕组一端连接，Q10和Q12的连接中间节点与T2的副边绕组另一端连接；Q9和Q11的漏极与电池正极连接，Q10和Q12的源极与电池负极连接。
在AC/DC转换电路中，包括二极管D1和D2、MOS管Q1和Q2以及直流母线C1。交流侧与用电设备连接，Q1、Q2、D1和D2组成第一H桥整流电路。其中Q1的漏极和D1的阴极与C1正端连接，Q2的源极和D2的阳极与C1的负端连接。以上MOS管的栅极均与外部控制电路(或控制器)连接，控制电路通过控制MOS管的通断实现车载放电装置的相应功能。
在PFC电路中，包括二极管D3、MOS管Q3和Q4、电感L1和直流母线C2。Q3的漏极和D3的阴极与C2的正端连接，源极与L1的第一端和Q4的漏极连接，Q4的源极与C2的负端连接。以上MOS管的栅极均与外部控制电路(或控制器)连接，控制电路(通过控制MOS管的通断实现车载放电装置的相应功能。
不难看出，AC/DC转换电路的交流端和用电设备连接，PFC电路的交流端和AC/DC转换电路的交流端连接，AC/DC转换电路直流端和PFC电路的直流端分别连接DC/DC转换电路的第一直流端和第二直流端。
当图10所示的车载放电装置用于为用电设备供电时，Va和Vb作为车载放电装置的输出端，与用电设备连接，C和D作为车载放电装置的输入端，与动力电池连接。
具体的，动力电池后连接DC/DC转换电路，DC/DC转换电路后连接AC/DC转换电路和PFC电路。在DC/DC转换电路中，Q9/Q10/Q11/Q12/Q5/Q6/Q7/Q8对从被充电设备接收的第四直流电压进行调压和整流，得到第五直流电压。在AC/DC转换电路中，Q1和Q2组成的整流桥臂，用于对第五直流电压进行整流，输出第一脉动直流电压。在PFC电路中，Q3和Q4组成整流桥臂，用于对第五直流电压进行整流，输第二脉动直流电压。
由于在为被充电设备充电时，AC/电池转换电路的交流端和PFC电路的交流端互补输出，则AC/DC转换电路302和PFC电路303的交流端输出幅值和方向相反的第一脉动直流电压和第二脉动直流电压叠加构成的第二交流电压，为用电设备进行供电。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种车载充放电装置，包括交流转直流转换电路(AC/DC转换电路)、功率因数校正电路(PFC电路)和直流转直流转换电路(DC/DC转换电路)。其中，AC/DC转换电路的交流端与PFC电路的交流端连接，AC/DC转换电路的直流端与DC/DC转换电路的第一直流端连接，PFC电路的直流端与DC/DC转换电路的第二直流端连接。
其中，AC/DC转换电路的交流端与交流电源或用电设备连接，DC/DC转换电路的第三直流端与被充电设备连接。
具体的，在车载充电装置用于为被充电设备充电时，AC/DC转换电路用于将AC/DC转换电路接收的第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压；PFC电路，用于将第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压；DC/DC转换电路，用于将第一直流电压和第二直流电压转换为第三直流电压并输出给被充电设备。
具体的，在车载充电装置用于为用电设备放电时，DC/DC转换电路用于接收被充电设备输出的第四直流电压，将第四直流电压转换为第五直流电压并输出给AC/DC转换电路和PFC电路；AC/DC转换电路，用于将第五直流电压转换为第一脉动直流电压，并将第一脉动直流电压输出给用电设备；PFC电路，用于将第五直流电压转换为第二脉动直流电压，并将第二脉动直流电压输出给用电设备；第一脉动直流电压和第二脉动直流电压构成第二交流电压。可以理解的是，上述车载充放电装置的电路结构设计可以参考图2至图13的相关设计，此处不再重复赘述。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种充电系统，参见图13，该充电系统1300包括包括前述车载充电装置200和/或前述车载放电装置300。
具体的，该充电系统1300连接在风力发电系统的风力发电机组与电池组之间，该充电系统1300用于通过风力发电机组产生的交流电向电池组充电。
在一种可能的设计中，该充电系统1300连接在光伏发电系统的光伏电池板与电池组之间，该充电系统1300用于通过光伏电池板产生的交流电向电池组充电。
在一种可能的设计中，该充电系统1300连接在不间断电源的输入端与蓄电池之间，该充电系统1300用于通过不间断电源接收的交流电向蓄电池充电。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种充放电系统。参见图14，该充电系统1400包括前述车载充电装置200和/或前述车载放电装置300。
可选地，该充放电系统1400还包括交流电源，该交流电源用于向车载充电装置200供电，也就是说交流电源可以输出第一交流电压。
可选地，该充放电系统1400还包括被充电设备，车载充电装置200用于向该被充电设备充电。
具体地，被充电设备可以是动力电池。例如，镍氢电池、锂电池、铅酸电池等动力电池。该充放电系统在放电时可以给负载充电，具体地，如电磁炉、电饭煲、手机等终端。
可选地，该充放电系统1400还包括用电设备，车载放电装置300用于向该用电设备供电。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种新能源汽车。参见图15，该新能源汽车1500包括前述车载充电装置200和/或前述车载放电装置300。
可选地，该新能源汽车1500还包括动力电池组，该动力电池组用于为新能源汽车1500提供电能，车载充电装置200用于为动力电池组进行充电。
应理解，本申请中所提供的方案，可以应用于不同汽车的充放电方案，具体地，包括但不限于：纯电动汽车(Pure EV/Battery EV)，混合动力汽车(Hybrid ElectricVehicle，HEV)，新能源汽车(new energy vehicle)等不同类型的汽车。并且，本申请所提供的装置，并不仅限于应用于汽车领域，还可以应用于风力发电、光伏发电等领域。
需要说明的是，本申请中所涉及的多个，是指两个或两个以上。
本申请中所涉及的术语“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中所涉及的连接，描述两个对象的连接关系，可以表示两种连接关系，例如，A和B连接，可以表示：A与B直接连接，A通过C和B连接这两种情况。
另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
此外，本申请实施例中提供的系统结构和业务场景主要是为了解释本申请的技术方案的一些可能的实施方式，不应被解读为对本申请的技术方案的唯一性限定。本领域普通技术人员可以知晓，随着系统的演进，以及更新的业务场景的出现，本申请提供的技术方案对于相同或类似的技术问题仍然可以适用。

Claims (10)

1.一种车载充电装置，其特征在于，包括交流转直流AC/DC转换电路、功率因数校正PFC电路和直流转直流DC/DC转换电路，所述PFC电路用于接收交流电源输出的交流电，所述AC/DC转换电路用于接收所述交流电源输出的第一交流电压，所述DC/DC转换电路包括第二H桥整流电路，所述第二H桥整流电路包括第一桥臂和第二桥臂，其中：
所述第一桥臂用于接收所述AC/DC转换电路输出的第一直流电压；
所述第二桥臂用于接收所述PFC电路输出的第二直流电压。
2.如权利要求1所述的车载充电装置，其特征在于，所述PFC电路包括一个第一二极管、第一开关管、第二开关管、储能电感和一个第一电容，所述第一开关管和所述第二开关管构成第三桥臂，所述第三桥臂的一端连接所述第一电容的正端，所述第三桥臂的另一端连接所述第一电容的负端；
所述第一二极管的阳极连接所述PFC电路的第一交流端，所述第一二极管的阴极连接所述第一电容的所述正端，所述储能电感的一端连接所述PFC电路的第二交流端，所述储能电感的另一端连接所述第三桥臂的中点；
所述第二桥臂的一端连接所述第一电容的所述正端，所述第二桥臂的另一端连接所述第一电容的所述负端。
3.如权利要求1或2所述的车载充电装置，其特征在于，所述AC/DC转换电路包括第一整流桥臂、第二整流桥臂和第二电容，所述第一整流桥臂的中点连接所述AC/DC转换电路的第一交流端，所述第二整流桥臂的中点连接所述AC/DC转换电路的第二交流端；
所述第一整流桥臂的一端连接所述第二整流桥臂的一端，所述第一整流桥臂的另一端连接所述第二整流桥臂的另一端；
所述第二整流桥臂的所述一端连接所述第二电容的正端，所述第二整流桥臂的所述另一端连接所述第二电容的负端；
所述第一桥臂的一端连接所述第二电容的所述正端，所述第一桥臂的另一端连接所述第二电容的所述负端。
4.如权利要求1-3任一项所述的车载充电装置，其特征在于，所述DC/DC转换电路包括隔离变压器和第三H桥整流电路，所述第三H桥整流电路用于通过所述隔离变压器接收所述第二H桥整流电路输出的直流电压。
5.如权利要求4所述的车载充电装置，其特征在于，所述隔离变压器包括原边绕组和副边绕组，所述原边绕组的一端连接所述第一桥臂的中点，所述原边绕组的另一端连接所述第二桥臂的中点。
6.如权利要求1-5任一项所述的车载充电装置，其特征在于，在所述车载充电装置用于为被充电设备充电时，所述AC/DC转换电路用于将所述交流电源输出的第一交流电压的第一分量转换为第一直流电压并输出给所述第一桥臂，所述PFC电路用于将所述交流电源输出的第一交流电压的第二分量转换为第二直流电压并输出给所述第二桥臂。
7.如权利要求1所述的车载充电装置，其特征在于，所述DC/DC转换电路用于接收所述被充电设备输出的第四直流电压，所述AC/DC转换电路用于接收所述第一桥臂输出的第五直流电压，所述PFC电路用于接收所述第二桥臂输出的第五直流电压。
8.根据权利要求7所述的车载充电装置，其特征在于，所述PFC电路包括第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管构成第三桥臂，所述第三桥臂的一端连接所述第二桥臂的一端，所述第三桥臂的一端连接所述第二桥臂的另一端；
所述AC/DC转换电路包括第一整流桥臂，所述第一整流桥臂的一端连接所述第一桥臂的一端，所述第一整流桥臂的一端连接所述第一桥臂的另一端；
所述第三桥臂和所述第一整流桥臂构成逆变电路，所述逆变电路用于接收所述第二H桥整流电路输出的第五直流电压。
9.如权利要求8所述的车载充电装置，其特征在于，在所述车载充电装置用于为用电设备供电时，所述逆变电路用于将所述第二H桥整流电路输出的第五直流电转换为第二交流电压并输出给所述用电设备。
10.一种新能源汽车，其特征在于，包括动力电池组、如权利要求1～9中任一项所述的车载充电装置；所述动力电池组用于为所述新能源汽车提供动力，所述车载充电装置用于对所述动力电池组进行充电。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114337334B (zh) * 2021-03-31 2023-10-10 华为数字能源技术有限公司 一种转换器和车载充电器
CN116552280B (zh) * 2022-01-27 2024-09-10 比亚迪股份有限公司 电动车辆和充电控制系统

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6538909B2 (en) * 2001-12-13 2003-03-25 Enova Systems Universal high efficiency power converter
US7889524B2 (en) * 2007-10-19 2011-02-15 Illinois Institute Of Technology Integrated bi-directional converter for plug-in hybrid electric vehicles
CN102130578A (zh) * 2011-01-11 2011-07-20 张太平 内含蓄电池反馈放电回路的直流电源
CN102780262A (zh) * 2012-06-27 2012-11-14 张太平 蓄电池反馈放电的直流不间断电源
DE112015001844B4 (de) * 2014-04-16 2024-09-19 Mitsubishi Electric Corporation Ladevorrichtung für Elektrofahrzeuge
CN107248814B (zh) * 2016-03-29 2019-09-13 比亚迪股份有限公司 单相交错式pfc电路和具有其的车载充电器及电动汽车
US10312798B2 (en) * 2016-04-15 2019-06-04 Emerson Electric Co. Power factor correction circuits and methods including partial power factor correction operation for boost and buck power converters
KR20170126053A (ko) * 2016-05-04 2017-11-16 현대자동차주식회사 양방향 파워링이 가능한 차량용 충전기, 이를 포함하는 차량 전력 공급 시스템 및 그 제어방법
CN106208141B (zh) * 2016-08-25 2018-07-24 国网山西省电力公司临汾供电公司 一种具有无功补偿功能的v2g充放电装置
CN106364355B (zh) * 2016-10-12 2018-11-13 山东大学 一种电动汽车无线与交流联合充电系统及其方法
CN106655421A (zh) * 2016-11-14 2017-05-10 深圳市钜能科技有限公司 多功能汽车充电机
CN106655801A (zh) * 2016-12-15 2017-05-10 广东百事泰电子商务股份有限公司 一种基于pfc正激全桥的智能型正弦波电压转换电路
WO2018160198A1 (en) * 2017-03-03 2018-09-07 Cummins Inc. Architecture and control system for electrically-powered accessories of a non-hybrid vehicle
CN108667036A (zh) * 2017-03-28 2018-10-16 国家电网公司 一种电动汽车v2g变换器控制方法
CN107310409B (zh) 2017-05-10 2020-02-18 浙江大学 一种电动汽车双向充电器的切换及控制方法
US10124680B1 (en) * 2017-06-28 2018-11-13 Lear Corporation Methods and systems for pre-charging on-board charger of vehicle
CN107579591B (zh) * 2017-09-08 2021-05-11 华为技术有限公司 一种交流电源供电的备电系统
CN207345546U (zh) * 2017-10-31 2018-05-11 北京新能源汽车股份有限公司 一种车载电源系统及电动汽车
US11239785B2 (en) 2017-11-02 2022-02-01 Ford Global Technologies, Llc Electric motor with integrated charger
WO2019199964A1 (en) * 2018-04-10 2019-10-17 University Of Maryland College Park Vehicle on-board charger for bi-directional charging of low/high voltage batteries
CN110040028A (zh) * 2019-04-15 2019-07-23 创驱（上海）新能源科技有限公司 一种车载充电机和dcdc转换装置的集成控制电路
EP4128506A4 (en) * 2020-03-24 2024-05-08 TVS Motor Company Limited BIDIRECTIONAL DC-DC CONVERTER

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