CN203416035U - 一种电动汽车车载快速充电机 - Google Patents
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Abstract
一种电动汽车车载快速充电机，涉及一种电动汽车充电机，尤其是小型的车载快速充电机。本实用新型是为了解决现有电动汽车充电机结构复杂，充电时间长，充电效率低的问题。本实用新型中的第一AC/DC整流器由交流电网供电，其输出端与输入滤波器的输入端连接，输入滤波器的输出端与逆变器的输入端连接，逆变器的输出端与高频变压器的主边连接，高频变压器的副边与第二AC/DC整流器的输入端连接，第二AC/DC整流器的输出端与Buck变换器的输入端连接，Buck变换器的输出端与电动汽车电池连接，控制器的控制信号输出端分别与逆变器的控制端和Buck变换器的控制端连接。本实用新型主要用于为电动汽车的电池快速充电。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电动汽车充电机，尤其是小型的车载快速充电机。
背景技术
随着世界能源的不断消耗、环境污染的日益严重，电动汽车作为一种清洁能源的交通工具越来越受到人们的关注。然而作为电动汽车的能量补给，充电设备的研究成为电动汽车发展的重要组成部分，设计一种电动汽车车载快速充电机有很大的实际意义。
实用新型内容
本实用新型是为了解决现有电动汽车充电机结构复杂，充电时间长，充电效率低的问题。现提供一种电动汽车车载快速充电机。
电动汽车车载快速充电机包括第一AC（Alternating Current，交流）/DC（Direct Current，直流）整流器1、输入滤波器2、逆变器3、高频变压器4、第二AC/DC整流器5和Buck（降压）变换器6。
第一AC/DC整流器1的两个交流信号输入端与交流电网相连，第一AC/DC整流器1的两个直流信号输出端中的正极与输入滤波器2的滤波信号输入端正极连接，所述第一AC/DC整流器1的两个直流信号输出端中的负极与输入滤波器2的滤波信号输入端负极连接，所述输入滤波器2的滤波信号输出端正极与逆变器3的直流信号输入端正极连接，所述输入滤波器2的滤波信号输出端负极与逆变器3的直流信号输入端负极连接，逆变器3的两个交流信号输出端分别与高频变压器4主边绕组的两端连接，高频变压器4的副边绕组的两端分别与第二AC/DC整流器5的两个交流信号输入端连接，所述第二AC/DC整流器5的两个直流信号输出端中的正极与Buck变换器6的直流信号输入端正极连接，所述第二AC/DC整流器5的两个直流信号输出端中的负极与Buck变换器6的直流信号输入端负极连接，所述Buck变换器6的直流信号输出端正极作为电动汽车车载快速充电机充电输出端正极，Buck变换器6的直流信号输出端负极作为电动汽车车载快速充电机充电输出端负极。
本实用新型在实际应用时，电动汽车车载快速充电机充电输出端正极和负极分别连接在电动汽车电池的正极和负极实现对电池的充电。
本实用新型的有益效果：
本实用新型结构简单，采用一种新的连接方式，使交流电网电源通过本实用新型中各部件的连接关系实现交流整流成直流、直流逆变为交流、交流变压隔离、交流再次整流成直流、直流降压为电动汽车电池充电，优化了系统结构和充电的过程，并减少了充电时间，以铅酸电池充电的过程为例，本实用新型与现有技术相比可以节省10%-15%的充电时间，提高了充电的效率。
附图说明
图1为电动汽车车载快速充电机的结构示意图。
图2为具体实施方式三和七所述的第一AC/DC整流器和输入滤波器的原理图。
图3为具体实施方式九所述的逆变器和高频变压器的原理图。
图4为具体实施方式五所述的第二AC/DC整流器的原理图。
图5为具体实施方式十所述的Buck变换器的原理图。
具体实施方式
具体实施方式一：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的电动汽车车载快速充电机，它包括第一AC/DC整流器1、输入滤波器2、逆变器3、高频变压器4、第二AC/DC整流器5和Buck变换器6；
第一AC/DC整流器1的两个交流信号输入端与交流电网相连，第一AC/DC整流器1的两个直流信号输出端中的正极与输入滤波器2的滤波信号输入端正极连接，所述第一AC/DC整流器1的两个直流信号输出端中的负极与输入滤波器2的滤波信号输入端负极连接，所述输入滤波器2的滤波信号输出端正极与逆变器3的直流信号输入端正极连接，所述输入滤波器2的滤波信号输出端负极与逆变器3的直流信号输入端负极连接，逆变器3的两个交流信号输出端分别与高频变压器4主边绕组的两端连接，高频变压器4的副边绕组的两端分别与第二AC/DC整流器5的两个交流信号输入端连接，所述第二AC/DC整流器5的两个直流信号输出端中的正极与Buck变换器6的直流信号输入端正极连接，所述第二AC/DC整流器5的两个直流信号输出端中的负极与Buck变换器6的直流信号输入端负极连接，所述Buck变换器6的直流信号输出端正极作为电动汽车车载快速充电机充电输出端正极，Buck变换器6的直流信号输出端负极作为电动汽车车载快速充电机充电输出端负极。
本实施方式所述的电动汽车车载快速充电机在实际应用过程中，将电网中的220V交流电输入到第一AC/DC整流器1中，经过整流后输入到输入滤波器2中，滤波后的直流信号通过逆变器3逆变为交流电信号，然后送入高频变压器4中，经高频变压器4变压与电气隔离后再送入第二AC/DC整流器5中，经该第二AC/DC整流器5整流后输出的直流电再经过Buck变换器6得到所需的输出电压，与电动汽车电池相连为其充电。
具体实施方式二：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的电动汽车车载快速充电机作进一步说明，本实施方式中，所述第一AC/DC整流器1为单相桥式不可控整流电路。
具体实施方式三：参照图2具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式二所述的单相桥式不可控整流电路作进一步说明，本实施方式中，所述单相桥式不可控整流电路由4个二极管组成，其中第三二极管D3的阴极同时连接第一二极管D1的阳极后作为第一AC/DC整流器1的一个交流信号输入端；第一二极管D1的阴极连接第二二极管D2的阴极后作为第一AC/DC整流器1的两个直流信号输出端中的正极；第四二极管D4的阴极连接第二二极管D2的阳极后作为第一AC/DC整流器1的另一个交流信号输入端；第四二极管D4的阳极连接第三二极管D3的阳极后作为第一AC/DC整流器1的两个直流信号输出端中的负极。
具体实施方式四：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一、二或三所述的电动汽车车载快速充电机作进一步说明，本实施方式中，所述第二AC/DC整流器5为单相桥式不可控整流电路。
具体实施方式五：参照图4具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式四所述的单相桥式不可控整流电路作进一步说明，本实施方式中，所述单相桥式不可控整流电路由4个二极管组成，其中第十一二极管D11的阴极连接第九二极管D9的阳极后作为第二AC/DC整流器5的一个交流信号输入端；第九二极管D9的阴极连接第十二极管D10的阴极后作为第二AC/DC整流器5的两个直流信号输出端中的正极；第十二二极管D12的阴极连接第十二极管D10的阳极后作为第二AC/DC整流器5的另一个交流信号输入端；第十二二极管D12的阳极连接第十一二极管D11的阳极后作为第二AC/DC整流器5的两个直流信号输出端中的负极。
具体实施方式六：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一、二、三、四或五所述的电动汽车车载快速充电机作进一步说明，本实施方式中，所述输入滤波器2为电感和电容组成的LC滤波器。
具体实施方式七：参照图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式六所述的LC滤波器作进一步说明，本实施方式中所述的LC滤波器由第一电感L1和第一电容C1组成，所述第一电感L1的一端作为输入滤波器2滤波信号输入端的正极，所述第一电感L1的另一端连接第一电容C1的一端作为输入滤波器2滤波信号输出端的正极；所述第一电容C1的另一端作为输入滤波器2滤波信号输入端的负极和滤波信号输出端的负极。
具体实施方式八：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一、二、三、四、五、六或七所述的电动汽车车载快速充电机作进一步说明，本实施方式中，所述逆变器3为单相全桥逆变器。
具体实施方式九：参照图3具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式八所述的单相全桥逆变器作进一步说明，本实施方式中，所述单相全桥逆变器由4个场效应管和4个二极管组成。
所述第一场效应管Q1的漏极同时连接第五二极管D5的阴极、第二场效应管Q2的漏极和第六二极管D6的阴极后作为逆变器3直流信号输入端的正极；第一场效应管Q1的源极同时连接第五二极管D5的阳极、第三场效应管Q3的漏极、第七二极管D7的阴极后作为逆变器3的一个交流信号输出端；第二场效应管Q2的源极同时连接第六二极管D6的阳极、第四场效应管Q4的漏极和第八二极管D8的阴极后作为逆变器3的另一个交流信号输出端；第三场效应管Q3的源极同时连接第七二极管D7的阳极、第四场效应管Q4的源极和第八二极管D8的阳极后作为逆变器3直流信号输入端的负极。
具体实施方式十：参照图5具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一至九任一实施方式所述的电动汽车车载快速充电机作进一步说明，本实施方式中，所述Buck变换器6由第二电容C2、第五场效应管Q5、第二电感L2、第十三二极管D13和电阻R组成；
所述第二电容C2的一端连接第五场效应管Q5的漏极后作为Buck变换器6直流信号输入端的正极；所述第五场效应管Q5的源极同时连接第十三二极管D13的阴极和第二电感L2的一端；第二电感L2的另一端连接电阻R的一端；电阻R的另一端作为Buck变换器6的直流信号输出端的正极；第二电容C2的另一端连接第十三二极管D13的阳极后作为Buck变换器6的直流信号输入端的负极和直流信号输出端的负极。
具体实施方式十一：参照图1、图3和图5具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一至十任一实施方式所述的电动汽车车载快速充电机作进一步说明，本实施方式中，电动汽车车载快速充电机还包括控制器7，所述控制器7的Buck变换控制信号输出端连接Buck变换器6的控制信号输入端；所述控制器7的逆变控制信号输出端连接逆变器3的控制信号输入端。
当逆变器3采用具体实施方式九所述的结构时，所述控制器7的逆变控制信号输出端输出四个控制信号分别给场第一场效应管Q1的栅极、第二场效应管Q2的栅极、第三场效应管Q3的栅极和第四场效应管Q4的栅极，用于实现逆变控制。
当Buck变换器6采用具体实施方式十所述的结构时，所述控制器7的Buck变换控制信号输出端输出一个控制信号给第五场效应管Q5的栅极，用于实现Buck变换控制。
具体实施方式十二：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式十一所述的电动汽车车载快速充电机作进一步说明，本实施方式中，控制器7的主芯片采用DSP tms320f2812。
具体实施方式十三：参照图1具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一至十二任一实施方式所述的电动汽车车载快速充电机作进一步说明，本实施方式中，所述的高频变压器4采用双向激磁式变压器。
本实用新型所述的电动汽车车载快速充电机的具体结构不局限于上述各个实施方式所记载的具体结构，还可以是上述各实施方式所记载的技术特征的合理组合。
Claims (10)
1.一种电动汽车车载快速充电机，其特征在于：包括第一AC/DC整流器（1）、输入滤波器（2）、逆变器（3）、高频变压器（4）、第二AC/DC整流器（5）和Buck变换器（6）；
第一AC/DC整流器（1）的两个交流信号输入端与交流电网相连，第一AC/DC整流器（1）的两个直流信号输出端中的正极与输入滤波器（2）的滤波信号输入端正极连接，所述第一AC/DC整流器（1）的两个直流信号输出端中的负极与输入滤波器（2）的滤波信号输入端负极连接，所述输入滤波器（2）的滤波信号输出端正极与逆变器（3）的直流信号输入端正极连接，所述输入滤波器（2）的滤波信号输出端负极与逆变器（3）的直流信号输入端负极连接，逆变器（3）的两个交流信号输出端分别与高频变压器（4）主边绕组的两端连接，高频变压器（4）的副边绕组的两端分别与第二AC/DC整流器（5）的两个交流信号输入端连接，所述第二AC/DC整流器（5）的两个直流信号输出端中的正极与Buck变换器（6）的直流信号输入端正极连接，所述第二AC/DC整流器（5）的两个直流信号输出端中的负极与Buck变换器（6）的直流信号输入端负极连接，所述Buck变换器（6）的直流信号输出端正极作为电动汽车车载快速充电机充电输出端正极，Buck变换器（6）的直流信号输出端负极作为电动汽车车载快速充电机充电输出端负极。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车车载快速充电机，其特征在于：所述第一AC/DC整流器（1）为单相桥式不可控整流电路。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车车载快速充电机，其特征在于：所述单相桥式不可控整流电路由4个二极管组成；
其中第三二极管（D3）的阴极同时连接第一二极管（D1）的阳极后作为第一AC/DC整流器（1）的一个交流信号输入端；第一二极管（D1）的阴极连接第二二极管（D2）的阴极后作为第一AC/DC整流器（1）的两个直流信号输出端中的正极；第四二极管（D4）的阴极连接第二二极管（D2）的阳极后作为第一AC/DC整流器（1）的另一个交流信号输入端；第四二极管（D4）的阳极连接第三二极管（D3）的阳极后作为第一AC/DC整流器（1）的两个直流信号输出端中的负极。
4.根据权利要求1所述的一种电动汽车车载快速充电机，其特征在于：所述第二AC/DC整流器（5）为单相桥式不可控整流电路。
5.根据权利要求4所述的一种电动汽车车载快速充电机，其特征在于：所述单相桥式不可控整流电路由4个二极管组成；
其中第十一二极管（D11）的阴极连接第九二极管（D9）的阳极后作为第二AC/DC整流器（5）的一个交流信号输入端；第九二极管（D9）的阴极连接第十二极管（D10）的阴极后作为第二AC/DC整流器（5）的两个直流信号输出端中的正极；第十二二极管（D12）的阴极连接第十二极管（D10）的阳极后作为第二AC/DC整流器（5）的另一个交流信号输入端；第十二二极管（D12）的阳极连接第十一二极管（D11）的阳极后作为第二AC/DC整流器（5）的两个直流信号输出端中的负极。
6.根据权利要求1所述的一种电动汽车车载快速充电机，其特征在于：所述输入滤波器（2）由第一电感（L1）和第一电容（C1）组成；
所述第一电感（L1）的一端作为输入滤波器（2）滤波信号输入端的正极，所述第一电感（L1）的另一端连接第一电容（C1）的一端作为输入滤波器（2）滤波信号输出端的正极；所述第一电容（C1）的另一端作为输入滤波器（2）滤波信号输入端的负极和滤波信号输出端的负极。
7.根据权利要求1所述的一种电动汽车车载快速充电机，其特征在于：所述逆变器3为单相全桥逆变器。
8.根据权利要求7所述的一种电动汽车车载快速充电机，其特征在于：所述单相全桥逆变器由4个场效应管和4个二极管组成；
所述第一场效应管（Q1）的漏极同时连接第五二极管（D5）的阴极、第二场效应管（Q2）的漏极和第六二极管（D6）的阴极后作为逆变器（3）直流信号输入端的正极；第一场效应管（Q1）的源极同时连接第五二极管（D5）的阳极、第三场效应管（Q3）的漏极、第七二极管（D7）的阴极后作为逆变器（3）的一个交流信号输出端；第二场效应管（Q2）的源极同时连接第六二极管（D6）的阳极、第四场效应管（Q4）的漏极和第八二极管（D8）的阴极后作为逆变器（3）的另一个交流信号输出端；第三场效应管（Q3）的源极同时连接第七二极管（D7）的阳极、第四场效应管（Q4）的源极和第八二极管（D8）的阳极后作为逆变器（3）直流信号输入端的负极。
9.根据权利要求1所述的一种电动汽车车载快速充电机，其特征在于：所述Buck变换器6由第二电容（C2）、第五场效应管（Q5）、第二电感（L2）、第十三二极管（D13）和电阻（R）组成；
所述第二电容（C2）的一端连接第五场效应管（Q5）的漏极后作为Buck变换器（6）直流信号输入端的正极；所述第五场效应管（Q5）的源极同时连接第十三二极管（D13）的阴极和第二电感（L2）的一端；第二电感（L2）的另一端连接电阻（R）的一端；电阻（R）的另一端作为Buck变换器（6）的直流信号输出端的正极；第二电容（C2）的另一端连接第十三二极管（D13）的阳极后作为Buck变换器（6）的直流信号输入端的负极和直流信号输出端的负极。
10.根据权利要求1至9任意一项权利要求所述的一种电动汽车车载快速充电机，其特征在于：电动汽车车载快速充电机还包括控制器（7），所述控制器（7）的Buck变换控制信号输出端连接Buck变换器（6）的控制信号输入端；所述控制器（7）的逆变控制信号输出端连接逆变器（3）的控制信号输入端。
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