CN206968422U - 一种车载充电机与dcdc集成系统 - Google Patents

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廖天
廖天一
李巍
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Abstract

本实用新型涉及一种车载充电机与DCDC集成系统,包括壳体,其内设有LLC模块、PFC模块、高压连接器、MCU模块、低压连接器和PSFB模块,PFC模块、LLC模块和MCU模块顺序连接,并辅以高压连接器和低压连接器完成车载充电过程;PSFB模块和MCU模块连接,并辅以高压连接器和低压连接器完成DC/DC过程;高压连接器和低压连接器分别与外部高、低压连接。车载充电机与DCDC集成系统为双层结构,适用于高度空间较大,横向空间紧张的车型;与高压线束两段式拔插连接,无需拆装螺栓,节省工时;车载充电机最大输出功率为6.6kw,可有效将充电时间缩短50%;DCDC具备输出电压调压功能,可根据整车控制器的需求,输出不同的电压值;本新型集成系统防水性能优良的同时,还兼具高压互锁功能。

Description

一种车载充电机与DCDC集成系统
技术领域
[0001]本实用新型属于新能源汽车高压系统设计的技术领域,特别涉及一种车载充电机 与DCTC集成系统。
背景技术
[0002]目前,由于新能源汽车结构中普遍使用车载充电机作为给动力电池充电的器件, 通常是使用DCDC作为给12V蓄电池充电的器件。而此前广泛采用的车载充电机与DCDC普遍 存在如下缺陷:1、非集成式,占用空间较大;2、分别需要高压电线束连接,增加整车成本;3、 车载充电机最大输出功率为3.3kw,动力电池充电时间较长;4、DCDC为固定电压输出,不具 备调压功能,无法做到能量利用最大化。
发明内容
[0003]本实用新型的目的就在于针对上述现有技术的不足,提供一种车载充电机与DCDC 集成系统。
[0004]本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的:
[0005] —种车载充电机与DCDC集成系统,包括壳体2,其内设有LLC模块1、PFC模块3、高压 连接器4、MCU模块5、低压连接器6和PSFB模块7;
[0006]所述PFC模块3、LLC模块1和MCU模块5顺序连接,并辅以高压连接器4和低压连接器 6完成车载充电过程;所述PSFB模块7和MCU模块5连接,并辅以高压连接器4和低压连接器6 完成DC/DC过程;高压连接器4和低压连接器6分别与外部高、低压连接;
[0007]其中,所述LLC模块1用于直流-直流转换,将直流电转换为可满足整车需求的电 压;PFC模块3用于交流-直流转换,将家庭用电220V交流电转换为固定的400V直流电,后续 经过LLC模块1转换为可满足整车需求的直流电压;MCU模块5用于与整车继续通讯并控制功 率模块的输出调节;PSFB模块7能够拆解为BUCK+LLC两级拓扑,第一级通过roCK电路将高 压变化至低压,再通过半桥LLC转换到预设电压,电压反馈通过BUCK实现稳压。
[0008]与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:
[0009] 1、车载充电机最大输出功率为6.6kw,可有效将充电时间缩短50%;
[0010] 2、DCDC具备输出电压调压功能,可根据整车控制器的需求,输出不同的电压值; [0011] 3、该实用新型为双层结构,适用于高度空间较大,横向空间紧张的车型;
[0012] 4、连接器对插后防水性能均为IP67,装配人员只需将连接器对插就可保证整机的 防水性能;
[0013] 5、所有与高压线束的连接方式均为两段式拔插连接,无需拆装螺栓,节省工时; [0014] 6、具备高压互锁功能,在高压线束未连接情况下,车载充电机与DCDC集成系统会 向车辆控制器发送信号,使车辆无法高压上电;
[0015] 7、连接器对插端具有屏蔽功能,装配人员只需将连接器对插就可保证整机的屏蔽 性能。
附图说明
[0016]图1是本实用新型的结构框图;
[0017]图2是本实用新型内部结构示意图;
[0018]图3是本实用新型内部结构的俯视图;
[0019]图4是图3的主视图;
[0020]图5是本实用新型充电机部分的控制原理图;
[0021] 图6是本实用新型DCDC部分的控制原理图;
[0022]图中,1.LLC模块2.壳体3.PFC模块4•高压连接器5.MCU模块6.低压连接器 7.PSFB 模块。
具体实施方式
[0023]下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施方式。
[0024]如图1所示,一种车载充电机与DCDC集成系统,包括(PCB电路板)LLC模块1、壳体2、 (PCB电路板)PFC模块3、高压连接器4、(PCB电路板)MCU模块5、低压连接器6、(PCB电路板) PSFB模块7。
[0025]车载充电机的功能由PFC模块3-LLC模块1-M⑶模块5按顺序连接组合完成,辅以高 压连接器4与低压连接器6用于连接外部的高压、低压。
[0026] DC/DC的功能由PSFB模块7-MCU模块5按顺序连接组合完成,辅以高压连接器4与低 压连接器6用于连接外部的高压、低压。
[0027] LLC模块1的功能为直流-直流转换,将直流电转换为可满足整车需求的电压,在车 载充电机模块与DC/DC模块中均有使用。
[0028] PFC模块3的功能为交流-直流转换,在车载充电机模块中使用,将家庭用电220V交 流电转换为固定的400V直流电,后续经过LLC模块转换为可满足整车需求的直流电压。
[0029] MCU模块5的功能为与整车继续通讯并控制功率模块的输出调节。
[0030] PSro模块7包含DC/DC模块的全部功能,该模块可拆解为BUCK+LLC两级拓扑,第一 级通过BUCK电路将高压变化至低压,再通过半桥LLC转换到预设电压,电压反馈通过BUCK 实现稳压。
[0031]高压连接器4与低压连接器6分别用于连接车载充电机与DCDC集成系统与外部的 高压、低压。
[0032]如图5所示,本实用新型充电机部分采用两路独立的3.3kw模块并联的方式,模块 散热方式采用水冷方式。主路后级部分采用LLC全桥谐振电路拓扑。LLC谐振全桥在中等功 率场合大量使用,技术成熟。采用谐振式变换器有着零电压开关、器件的电压应力低等特 点,副边采用二极管整流技术。
[0033] 如图6所示,本实用新型DCDC部分采用BUCK+LLC的两级拓扑,第一级通过BUCK电 路将高压变化至低压,再通过半桥LLC转换到预设电压,电压反馈通过BUCK实现稳压,LLC 电路工作在开环定频状态,通过参数设计使得LLC工作在谐振点以达到较高效率。
[0034]该实用新型集成了车载充电机与DCDC两个部件,可节省高压电线束,且可以共用 一块水冷板,有效节约乘用车空间。
[0035] 如图5所示,当电池管理单元下发指令,需求车载充电机对动力电池进行充电时, 220V交流电通过供电线路进入车载充电机。经过HWI滤波后,原边M⑶接收HVDC侧DSP的指 令,通过PFC模块3将电压稳定在400Vdc,HVDC侧DSP接收SELV侧DSP的充电电流及充电电压, 通过LLC模块1将电压调节为需求的充电电压,进行功率输出。该实用新型最大输出功率为 6 • ekw,最大输出电流可达2SA,若对30kw • h的动力电池进行充电,约需4. sh。可有效将充电 时间缩短50%。实现在用户使用家用220V电源情况下,4.5h可充满电。

Claims (1)

1. 一种车载充电机与DCDC集成系统,其特征在于:包括壳体(2),其内设有LLC模块(1)、 PFC模块⑶、高压连接器⑷、MCU模块⑸、低压连接器⑹和PSFB模块⑺; 所述PFC模块(3)、LLC模块(1)和MCU模块(5)顺序连接,并辅以高压连接器⑷和低压连 接器⑹完成车载充电过程;所述PSFB模块⑺和MCU模块⑸连接,并辅以高压连接器⑷和 低压连接器⑹完成DC/DC过程;高压连接器⑷和低压连接器(6)分别与外部高、低压连接; 其中,所述LLC模块(1)用于直流-直流转换,将直流电转换为可满足整车需求的电压; PFC模块(3)用于交流-直流转换,将家庭用电220V交流电转换为固定的400V直流电,后续经 过LLC模块⑴转换为可满足整车需求的直流电压;MQJ模块(5)用于与整车继续通讯并控制 功率模块的输出调节;PSFB模块C7)能够拆解为BUCK+LLC两级拓扑,第一级通过BUCK电路将 高压变化至低压,再通过半桥LLC转换到预设电压,电压反馈通过BUCK实现稳压。
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