CN203312879U - 用于电动汽车的复合式车载充电电路结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，其中包括整流电路、全桥电路和充放电控制电路，外接电源通过所述的整流电路与所述的全桥电路相连接，所述的全桥电路分别与所述的电动汽车的动力电池和所述的电动汽车的电瓶相连接，所述的充放电控制电路与所述的全桥电路相连接。采用了该种结构的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，可以实现在外接市电电源时对电动汽车动力电池和电瓶充电，在行驶过程中由动力电池对电瓶进行充电，外部需要用电而又无电网时通过动力电池对外提供市电，有效抑制电网的谐波污染，可靠有效地实现动力电池和电瓶的充电，对外供电安全平稳，结构简单，用户使用方便，具有更广泛的应用范围。

Description

用于电动汽车的复合式车载充电电路结构

技术领域

本实用新型涉及汽车配件领域，尤其涉及汽车电池充电领域，具体是指一种用于电动汽车的复合式车载充电电路结构。

背景技术

随着世界能源短缺和环境污染问题的日益严重，介于传统汽车的特性，开发新能源交通工具，已成为各国讨论的重点。电动汽车成为传统交通工具最佳的替代者，已成为当今世界关注的焦点，电动汽车的充电机成为电动汽车发展的关键之一。

目前，而电动汽车充电站的发展速度比较慢，充电站分布十分不合理，大大滞后了电动汽车的发展，使得电动汽车的充电成为了电动汽车推广的一个难题。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种能够实现对动力电池和电瓶充电、对外接用电电路供电、使用方便、结构简单、充电平稳可靠、具有广泛应用范围的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构。

为了实现上述目的，本实用新型的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构具有如下构成：

该用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，其主要特点是，所述的充电电路结构包括整流电路、全桥电路和充放电控制电路，外接电源通过所述的整流电路与所述的全桥电路相连接，所述的全桥电路分别与所述的电动汽车的动力电池和电动汽车的电瓶相连接，所述的充放电控制电路与所述的全桥电路相连接。

较佳地，所述的全桥电路包括MOS管桥式斩波电路、两个高频变压器和两个整流桥，所述的整流电路的输出端通过所述的MOS管桥式斩波电路、第一高频变压器和第一整流桥与所述的动力电池相连接，所述的整流电路的输出端通过所述的MOS管桥式斩波电路、第二高频变压器和第二整流桥与所述的电瓶相连接，所述的MOS管桥式斩波电路与所述的充放电控制电路相连接。

更佳地，所述的MOS管桥式斩波电路的输出端与外接用电电路的输入端相连接。

较佳地，所述的充电电路结构还包括电磁干扰滤波电路，所述的电磁干扰滤波电路连接于所述的外接电源与所述的整流电路之间。

较佳地，所述的充电电路结构还包括功率因数校正电路，所述的功率因数校正电路连接于所述的整流电路与所述的全桥电路之间。

更佳地，所述的功率因数校正电路包括开关直流升压电路和功率因数校正控制电路，所述的开关直流升压电路包括电感、二极管、MOS管、电阻和电容，所述的整流电路的第一输出端通过所述的电感、二极管与所述的电容的第一端相连接，所述的整流电路的第二输出端通过所述的电阻与所述的电容的第二端相连接，所述的MOS管一端连接于所述的电感与二极管之间，该MOS管的另一端连接于所述的电阻与电容的第二端之间，所述的功率因数校正控制电路的输入端分别与所述的整流电路的第一输出端、所述的整流电路的第二输出端、所述的二极管的基极相连接，所述的功率因数校正控制电路的输出端与所述的MOS管的基极相连接。

较佳地，所述的充电电路结构还包括显示操作装置，所述的显示操作装置与所述的充放电控制电路相连接。

较佳地，所述的充电电路结构还包括远程通信装置，所述的远程通信装置与所述的充放电控制电路相连接。

采用了该实用新型中的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，具有如下有益效果：

1、本实用新型复合式车载充电电路结构具有多功能一体化的优点，所述的充电电路结构的外接电源为市电220VAC，通过与电动汽车BMS的CAN通信可以完成电动汽车的动力电池和电瓶充电，在行驶过程中利用动力电池对电瓶充电，因自然灾害家用电断电或外部需要用电而又无电网时，本充电电路结构可以完成UPS的功能，通过本实用新型的充电电路结构将电动汽车动力电池的电转换为市电220VAC，提高了电动汽车的便利性。

2、本实用新型采用功率因数校正技术，可抑制对电网的谐波污染，可靠有效地实现动力电池和电瓶的充电，也可对平稳对外供电。

3、本实用新型的复合式车载充电电路结构在可以显示充电的状态的同时也可以通过显示操作装置完成对充电电路结构的操作，同时，可以通过远程通信装置完成人机交互操作，便于使用，改善了用户的使用感受。

4、解决了电动汽车充电的难题和电动汽车充电站分布不合理的问题，用户在家里就可完成电动汽车的充电，更具有便民性，车载式充电机将成为发展的趋势，有利于电动汽车的推广，更具有发展潜力，在当今市场具有很大的竞争优势。

附图说明

图1为本实用新型的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构的结构示意图。

图2为本实用新型的功率因数校正电路的结构示意图。

图3为本实用新型的全桥电路的结构示意图。

图4为本实用新型的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构有外接电源时的能量流向示意图。

图5为本实用新型的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构无外接电源时的能量流向示意图。

图6为本实用新型的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构对外接用电电路供电时的能量流向示意图。

具体实施方式

为了能够更清楚地描述本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例来进行进一步的描述。

电力电子技术的高速发展为电动汽车关键技术的发展提供了保障，特别是充电机。本实用新型主要利用了电力电子技术和控制技术，提供一种用于电动汽车动力蓄电池和电瓶充电的复合式车载充电电路结构，同时也可将电动汽车动力电池的电转换为家用市电，可实现对电动汽车的动力电池、电瓶充电以及必要时可对外提供电器所需要的电。

如图1所示为本实用新型的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构的结构示意图。

本实施例的3kW复合式车载充电电路结构的主要结构包括EMI电路、整流电路、PFC控制电路和Boost电路组成的PFC电路、全桥电路、充放电控制电路、显示操作装置、远程通信装置等。

其中，所述的EMI电路为电磁干扰滤波电路，所述的PFC控制电路为功率因数校正控制电路，所述的Boost电路为开关直流升压电路，所述的PFC电路为功率因数校正电路。

外接市电通过所述的EMI电路、整流电路、PFC电路与所述的全桥电路相连接，所述的充放电控制电路分别与所述的全桥电路、显示操作装置和远程通信装置相连接。

所述的EMI电路由电容、电阻和共模电感构成，可抑制对电网的谐波污染，提高效率，达到相应的EMI技术要求，该EMI电路的输入端外接220VAC为本实施例的电源输入端，输出端接所述的整流电路的输入端。

所述的整流电路由整流桥构成，主要起电源转换的作用，即将交流电转换成直流电，输入端口接所述的EMI电路的输出端。

所述的PFC控制电路和Boost电路构成了PFC电路，可提供功率因数和效率，有效抑制对电网的谐波污染。

如图2所示为本实施例的功率因数校正电路的结构示意图。

所述的PFC控制电路由IC集成芯片以及外围电路构成，所述的Boost电路由电感、功率器件、二极管和电容构成，其中虚线中电路为所述的PFC电路。PFC控制电路主要采集Boost电路输入电压Uac、电流Iac和输出电压Uin，Boost电路输入端接整流器输出端，输出端接全桥电路，Boost电路输出400VDC。PFC控制电路采集三路信号，综合运算产生相应控制脉冲，控制Boost电路的功率器件，从而实现功率因数校正，提高效率以及输出平稳电压。

所述的全桥电路和充放电控制电路可实现对动力电池和电瓶的充电，还可实现动力电池对外用电电器供电，充电过程安全可靠。

如图3所示为本实施例的全桥电路的结构示意图。

所述的全桥电路由三部分电路构成，即MOS管桥式斩波电路、高频变压器和整流桥。全桥电路输入端接PFC电路输出端,可根据用户需要输出电压。充放电控制电路控制四个MOS管构成的桥式变换电路斩波，输入高频变压器，匝数变比，然后经过整流桥转换成用户所需要的直流。其中，可实现动力电池、电瓶充电以及对外供电，电气隔离。

全桥电路具体工作过程如下：

如图4所示为本实施例的全桥电路对所述的电瓶和动力电池充电的能量流向示意图。

当给所述的动力电池充电时，K1、K2、K3、K5、K6闭合，而其它继电器断开，所述的PFC电路输出400VDC接入全桥电路，所述的充放电控制电路控制S1～S4斩波，输出相应的电压过T1变比整流后给动力电池充电，经过T2变比整流后给电瓶充电，动力电池充电能量流向如图4所示，其中虚线箭头为能量流向。

当不外接入电源时，K7、K3、K5闭合，而其它继电器断开，即电动汽车行驶过程中给电瓶充电，就是将动力电斩波变比整流后给电瓶充电，能量流动方向如图5所示。

如图5所示为本实施例的充电电路结构不接外接电源时，动力电池对电瓶充电的能量流向示意图。

所述的动力电池的电也可输出给家用电器使用，相当于UPS，当自然灾害造成断电时，此时K7、K4、K3、K6闭合，其他继电器断开，经过S1～S4斩波就可输出220VAC供家电使用。

如图6所示，为本实施例的动力电池通过充电电路结构对外供电的能量流向示意图。

所述的充放电控制电路主要为全桥电路的控制电路，采用NEC单片机实现，信号采集主要有输入电压，输出电压电流，综合采集信号进行相应的控制。

所述的显示操作装置和远程通信装置可完成人机交互。

所述的显示操作装置主要完成人机交换操作，可显示充电模式状态，人为设定充电模式和时间。

远程通信装置可完成机与人之间的远程通信，充电电路结构可及时通过远程通信反馈用户充电状况，用户也可远程操作充电机。

采用了该实用新型中的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，具有如下有益效果：

1、本实用新型复合式车载充电电路结构具有多功能一体化的优点，所述的充电电路结构的外接电源为市电220VAC，通过与电动汽车BMS的CAN通信可以完成电动汽车的动力电池和电瓶充电，在行驶过程中利用动力电池对电瓶充电，因自然灾害家用电断电或外部需要用电而又无电网时，本充电电路结构可以完成UPS的功能，通过本实用新型的充电电路结构将电动汽车动力电池的电转换为市电220VAC，提高了电动汽车的便利性。

2、本实用新型采用功率因数校正技术，可抑制对电网的谐波污染，可靠有效地实现动力电池和电瓶的充电，也可对平稳对外供电。

3、本实用新型的复合式车载充电电路结构在可以显示充电的状态的同时也可以通过显示操作装置完成对充电电路结构的操作，同时，可以通过远程通信装置完成人机交互操作，便于使用，改善了用户的使用感受。

4、解决了电动汽车充电的难题和电动汽车充电站分布不合理的问题，用户在家里就可完成电动汽车的充电，更具有便民性，车载式充电机将成为发展的趋势，有利于电动汽车的推广，更具有发展潜力，在当今市场具有很大的竞争优势。

在此说明书中，本实用新型已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本实用新型的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。

Claims (8)

1.一种用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，其特征在于，所述的充电电路结构包括整流电路、全桥电路和充放电控制电路，外接电源通过所述的整流电路与所述的全桥电路相连接，所述的全桥电路分别与所述的电动汽车的动力电池和电动汽车的电瓶相连接，所述的充放电控制电路与所述的全桥电路相连接。

2.根据权利要求1所述的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，其特征在于，所述的全桥电路包括MOS管桥式斩波电路、两个高频变压器和两个整流桥，所述的整流电路的输出端通过所述的MOS管桥式斩波电路、第一高频变压器和第一整流桥与所述的动力电池相连接，所述的整流电路的输出端通过所述的MOS管桥式斩波电路、第二高频变压器和第二整流桥与所述的电瓶相连接，所述的MOS管桥式斩波电路与所述的充放电控制电路相连接。

3.根据权利要求2所述的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，其特征在于，所述的MOS管桥式斩波电路的输出端与外接用电电路的输入端相连接。

4.根据权利要求1所述的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，其特征在于，所述的充电电路结构还包括电磁干扰滤波电路，所述的电磁干扰滤波电路连接于所述的外接电源与所述的整流电路之间。

5.根据权利要求1所述的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，其特征在于，所述的充电电路结构还包括功率因数校正电路，所述的功率因数校正电路连接于所述的整流电路与所述的全桥电路之间。

6.根据权利要求5所述的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，其特征在于，所述的功率因数校正电路包括开关直流升压电路和功率因数校正控制电路，所述的开关直流升压电路包括电感、二极管、MOS管、电阻和电容，所述的整流电路的第一输出端通过所述的电感、二极管与所述的电容的第一端相连接，所述的整流电路的第二输出端通过所述的电阻与所述的电容的第二端相连接，所述的MOS管一端连接于所述的电感与二极管之间，该MOS管的另一端连接于所述的电阻与电容的第二端之间，所述的功率因数校正控制电路的输入端分别与所述的整流电路的第一输出端、所述的整流电路的第二输出端、所述的二极管的基极相连接，所述的功率因数校正控制电路的输出端与所述的MOS管的基极相连接。

7.根据权利要求1所述的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，其特征在于，所述的充电电路结构还包括显示操作装置，所述的显示操作装置与所述的充放电控制电路相连接。

8.根据权利要求1所述的用于电动汽车的复合式车载充电电路结构，其特征在于，所述的充电电路结构还包括远程通信装置，所述的远程通信装置与所述的充放电控制电路相连接。

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