CN204905907U - 一种插电式电动汽车及其车载充电电源系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种插电式电动汽车及其车载充电电源系统，该系统包括交流充电单元、通过双向DC/DC变换器连接的动力电池和超级电容，还包括直流充电单元，直流充电单元包括用于连接在动力电池和双向DC/DC变换器之间线路上的直流充电线路，该直流充电线路的输入端设有直流充电接口。使用本实用新型的车载充电电源系统，当地面安装的是交流充电桩时，使用交流充电插座实现交流充电，当地面安装的是直流充电机时，使用直流充电插座实现直流充电，可以满足插电式电动汽车在不同充电站都能实现充电功能，减少了动力总成部件，使得电动汽车系统更加紧凑，并且降低了系统成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种插电式电动汽车及其车载充电电源系统。
背景技术
当前地球上有限的石油资源，保护人类赖以生存的自然环境，减少温室气体排放量，遏制全球气候变暖已经成为各国面临的共同问题。以电动汽车为代表的新能源汽车具有零(低)污染物排放、低噪声、能源效率高、维修及运行成本低等特点，代表了世界汽车发展的方向，但需利用充电机对车载电源进行充电。插电式混合动力车的特征是行驶动力主要来自于电池，发动机只是作为后备动力来源，在电池电量耗尽时才启用，也就是说插电式混合动力车主要适合城市道路。目前，插电式混合动力车已成了城市公交车的发展趋势，各大厂家相继推出插电式混合动力车。
现在插电式混合动力汽车有两种充电方案：第一种是采用交流充电方案，将交流插座接双向斩波DC/DC变换器中交流输入端，用地面交流充电桩的插枪和车上交流插座连接，整个充电过程由电池管理系统来管理双向斩波DC/DC变换器输出的充电电压和充电电流，根据电池管理系统自动停止充电；例如中国专利公布号CN102891522A公开了一种具有车载充电功能的双储能装置，该装置包括通过双向半桥DC/DC变换器连接的蓄电池和超级电容，双向半桥DC/DC变换器受PWM控制单元控制，该装置还包括具有整流模块和充电接口的充电单元，整流模块的交流输入端连接充电接口，其直流输出端连接双向半桥DC/DC变换器的输出端。该车辆只提供了交流充电接口，只能采用交流充电桩进行充电，而无法使用直流充电桩进行直流充电。第二种是采用直流快充方案，一般10分钟能充完90％的电量，直流快充采用大功率直流充电机给车充电，充电过程中，由直流充电机与电池管理系统按照直流充电通讯协议进行充电。但是现在的充电站中一般只有一种充电方式，有的充电站只有一种交流充电桩充电方式，有的充电站可能只有一种直流充电机充电方式，此时出现配交流插座车开到只有直流充电机的充电站，还有配直流插座车开到只有交流充电桩的充电站，给使用者带来很多不便。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种车载充电电源系统，既能使用交流充电桩进行充电，又能使用直流充电机进行充电，可以满足现有充电站所有充电要求，同时提供一种使用上述系统的插电式电动汽车。
为了实现以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种车载充电电源系统，包括交流充电单元、通过双向DC/DC变换器连接的动力电池和超级电容，所述交流充电单元包括整流模块和交流充电接口，整流模块的交流输入端与交流充电接口相连，其直流输出端连接于双向DC/DC变换器与超级电容之间的线路上，该系统还包括直流充电单元，所述直流充电单元包括用于连接在动力电池和双向DC/DC变换器之间线路上的直流充电线路，该直流充电线路的输入端设有直流充电接口。
所述直流充电线路上设有直流充电开关。
所述直流充电接口处设有直流充电插座。
所述交流充电接口处设有交流充电插座。
一种插电式电动汽车，包括车载充电电源系统，所述车载充电电源系统包括交流充电单元、通过双向DC/DC变换器连接的动力电池和超级电容，双向DC/DC变换器与PWM控制单元控制连接，所述交流充电单元包括整流模块和交流充电接口，整流模块的交流输入端与交流充电接口相连，其直流输出端连接于双向DC/DC变换器与超级电容之间的线路上，该系统还包括直流充电单元，所述直流充电单元包括用于连接在动力电池和双向DC/DC变换器之间线路上的直流充电线路，该直流充电线路的输入端设有直流充电接口。
所述直流充电线路上设有直流充电开关。
所述直流充电接口处设有直流充电插座。
所述交流充电接口处设有交流充电插座。
本实用新型的有益效果：使用本实用新型的车载充电电源系统，当地面安装的是交流充电桩时，使用交流充电插座实现交流充电，当地面安装的是直流充电机时，使用直流充电插座实现直流充电，可以满足插电式电动汽车在不同充电站都能实现充电功能，减少了动力总成部件，使得电动汽车系统更加紧凑，并且降低了系统成本。
附图说明
图1为本实用新型车载充电电源系统的结构原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本实用新型进行进一步介绍。
如图1所示为本实用新型车载充电电源系统实施例的示意图，由图可知，该系统包括交流充电单元、通过双向DC/DC变换器连接的动力电池和超级电容，动力电池输出端和双向DC/DC变换器其中一端连接，超级电容输出端和双向DC/DC变换器另一端连接，且超级电容直接和高压负载连接，为整车提供高压动力电源；双向DC/DC变换器与PWM控制单元控制连接，交流充电单元包括整流模块和交流充电接口，整流模块的交流输入端与交流充电接口相连，其直流输出端连接于双向DC/DC变换器与超级电容之间的线路上，除交流充电单元外，该系统还包括直流充电单元，该直流充电单元包括用于连接在动力电池和双向DC/DC变换器之间线路上的直流充电线路，该直流充电线路的输入端设有直流充电接口。
为了便于控制，本实施例在直流充电线路上设有直流充电开关K。
本实施例的直流充电接口处设有直流充电插座，该插座采用国标9芯直流插座，可以直接和地面直流充电机插枪连接；交流充电接口处设有交流充电插座，可以直接和地面交流充电桩插枪连接。
通过双向DCDC变换器模块，实现储能单元间的能量转移，本实施例的双向DC/DC变换器包括电容C1、电感和两个串联的IGBT模块，电容C1并联到动力电池的两端，电感串接于动力电池正极和两个串联IGBT模块漏极与源极串联点之间的线路上，两个串联的IGBT模块的另一组漏极和源极连接超级电容的输出端，且IGBT模块的栅极(控制端)与PWM控制单元控制连接。
本实用新型还提供了一种使用上述车载充电电源系统的插电式电动汽车。
本实用新型车载充电电源系统的果子原理和过程如下：具体使用时，根据不同的充电模式，双向DC/DC变换器和BMS之间进行不同的通讯协议，只需变换不同充电接口，即可实现大功率直流充电功能又可实现交流充电功能。
交流充电过程：在进行交流充电时，将交流充电接口与外部插枪连接，充电连接确认后，利用交流充电桩通过整流模块获得充电辅助电源，为PWM控制单元及内部接触器和相关控制器供电，而后进行自检，自检通过后将外部交流电通过三相整流器整流出直流电，可以直接为超级电容充电；同时通过PWM控制单元控制双向DC/DC变换器实现DCDC变换后为动力电池充电。
直流充电过程：在进行直流充电时，将380V交流电源连接到直流充电机中，然后通过直流充电插座给动力电池进行充电，BMS与直流充电机按照直流充电通讯协议管理整个充电过程，也可以通过双向DC/DC变换器进行变换后为超级电容充电。
以上实施例仅用于帮助理解本实用新型的核心思想，不能以此限制本实用新型，对于本领域的技术人员，凡是依据本实用新型的思想，对本实用新型进行修改或者等同替换，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种车载充电电源系统，包括交流充电单元、通过双向DC/DC变换器连接的动力电池和超级电容，所述交流充电单元包括整流模块和交流充电接口，整流模块的交流输入端与交流充电接口相连，其直流输出端连接于双向DC/DC变换器与超级电容之间的线路上，其特征在于：该系统还包括直流充电单元，所述直流充电单元包括用于连接在动力电池和双向DC/DC变换器之间线路上的直流充电线路，该直流充电线路的输入端设有直流充电接口。
2.根据权利要求1所述的车载充电电源系统，其特征在于：所述直流充电线路上设有直流充电开关。
3.根据权利要求1或2所述的车载充电电源系统，其特征在于：所述直流充电接口处设有直流充电插座。
4.根据权利要求3所述的车载充电电源系统，其特征在于：所述交流充电接口处设有交流充电插座。
5.一种插电式电动汽车，包括车载充电电源系统，所述车载充电电源系统包括交流充电单元、通过双向DC/DC变换器连接的动力电池和超级电容，双向DC/DC变换器与PWM控制单元控制连接，所述交流充电单元包括整流模块和交流充电接口，整流模块的交流输入端与交流充电接口相连，其直流输出端连接于双向DC/DC变换器与超级电容之间的线路上，其特征在于：该系统还包括直流充电单元，所述直流充电单元包括用于连接在动力电池和双向DC/DC变换器之间线路上的直流充电线路，该直流充电线路的输入端设有直流充电接口。
6.根据权利要求5所述的插电式电动汽车，其特征在于：所述直流充电线路上设有直流充电开关。
7.根据权利要求5或6所述的插电式电动汽车，其特征在于：所述直流充电接口处设有直流充电插座。
8.根据权利要求7所述的插电式电动汽车，其特征在于：所述交流充电接口处设有交流充电插座。
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