CN208986845U - 应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统 - Google Patents
应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开一种应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，包括充电装置、双向逆变装置、电池管理模块及动力电池组，所述充电装置的输出端分别与所述双向逆变装置的第一端和所述电池管理模块的第一端电连接，所述动力电池组的第一端与所述电池管理模块的第二端电连接，所述双向逆变装置的第二端与所述电池管理模块的第三端电连接。本实用新型能够将车载的DC/AC和AC/DC集成为一体结构，减少了元器件的装配及成本，提高了电动汽车的集成化程度，优化了电动汽车的安装空间及方便对电动汽车进行安装，降低了电动汽车的安装工序。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车领域，特别是涉及一种应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统。
背景技术
目前我国电动汽车的研发取得明显进展。已形成上千项专利，并开发出了多款电动汽车样车。其中，比亚迪、奇瑞、长安等企业的插电式和油电混合动力汽车已具备上市销售的条件。三大关键技术初步具备支撑发展电动汽车的能力发展电动汽车的关键在于我国企业能否掌握核心技术。电动汽车的关键核心技术有三个：一是动力电池组，二是电机，三是控制系统。其中，动力电池组最为关键，其性能指标和经济成本决定了电动汽车的商业化进程。动力电池组研发产品的主要性能居国际先进水平，电池产业基础雄厚，但需要解决一些薄弱环节。我国动力电池组关键技术、关键材料和产品研发取得重大进展，与日本、美国、德国等国际先进水平比较，总体水平相当，比亚迪、力神、雷天等企业开发出的镍氢和锂离子两种类型、多个系列的车用动力电池组，能量密度、功率密度(能量密度、功率密度是指单位重量的能量和功率，前者决定了电动汽车的续航里程和重量，后者决定了汽车的动力性)等主要性能指标居国际先进水平。电催化剂、复合膜、双极板等关键材料也取得重要进展。
然而，在现有的纯电动汽车上，一般的，当需要电动车进行供电时，在纯电动车车上安装一个DC/AC逆变器，对外负载提供交流220AC或380AC供电；当需要对电池进行充电时，在纯电动车单独安装一个AC/DC车载充电机，这样则是的电动车的结构更为复杂，元器件较多，集成化程度低，增加了电动车上的安装空间及增加了安装的难度。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，能够将车载的DC/AC和AC/DC集成为一体结构，减少了元器件的装配及成本，提高了电动汽车的集成化程度，优化了电动汽车的安装空间及方便对电动汽车进行安装，降低了电动汽车的安装工序。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，包括：充电装置、双向逆变装置、电池管理模块及动力电池组，
所述充电装置的输出端分别与所述双向逆变装置的第一端和所述电池管理模块的第一端电连接，所述动力电池组的第一端与所述电池管理模块的第二端电连接，所述双向逆变装置的第二端与所述电池管理模块的第三端电连接；
所述充电装置的输入端还用于与外部电网电连接，所述双向逆变装置的第三端还用于与外部负载电连接；
所述充电装置包括交流充电器和直流充电器；所述交流充电器的输入端与所述外部电网电连接，所述交流充电器的输出端与所述双向逆变装置的第一端电连接，所述直流充电器的输入端与所述外部电网电连接，所述直流充电器的输出端与所述电池管理模块的第一端电连接。
在其中一个实施例中，所述交流充电器为交流充电桩。
在其中一个实施例中，所述直流充电器为直流充电桩。
在其中一个实施例中，所述动力电池组包括多个以串联和/或并联方式连接的单体电池。
在其中一个实施例中，所述双向逆变装置包括AC/DC模块和DC/AC模块，所述AC/DC模块和所述DC/AC模块电连接，并且，所述AC/DC模块还与所述电池管理模块电连接，所述DC/AC模块还与所述外部负载电连接。
在其中一个实施例中，所述直流充电器包括滤波单元及整流单元，所述滤波单元的输入端与所述外部电网电连接，所述滤波单元的输出端与所述整流单元的输入端电连接，所述整流单元的输出端与所述电池管理模块的输入端电连接。
在其中一个实施例中，所述滤波单元包括保险丝F1、热敏电阻NTC1和电容C1，所述保险丝F1的第一端与所述外部电网电连接，所述保险丝F1的第二端分别与所述热敏电阻NTC1的一端和所述电容C1的一端电连接，所述电容C1的另一端接地，所述热敏电阻NTC1的另一端与所述整流单元电连接。
在其中一个实施例中，所述整流单元包括由4个串联连接的二极管D组成的整流桥，其中，所述整流桥的一端与所述滤波单元电连接，所述整流桥的另一端与所述电池管理模块电连接。
在其中一个实施例中，所述交流充电器包括抗电磁干扰单元，所述抗电磁干扰单元的一端与所述外部电网电连接，所述抗电磁干扰单元的另一端与所述双向逆变装置的输入端电连接。
在其中一个实施例中，所述抗电磁干扰单元包括保险丝F2、电阻R1、电阻R2和电感L1，所述保险丝F2的一端分别与所述电阻R1的第一端和所述电感L1的第一端电连接，所述电阻R1的第二端经所述电阻R2后接地，所述电感L1的第二端与所述双向逆变装置的输入端电连接。
本实用新型相比于现有技术的优点及有益效果如下：
本实用新型为一种应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，通过设置双向逆变装置、电池管理模块及动力电池组，能够将车载的DC/AC和AC/DC集成为一体结构，减少了元器件的装配及成本，提高了电动汽车的集成化程度，优化了电动汽车的安装空间及方便对电动汽车进行安装，降低了电动汽车的安装工序。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型一实施方式的应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统的结构示意图；
图2为图1所示的直流充电器的电路原理图；
图3为图1所示的交流充电器的电路原理图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，一种应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，包括：充电装置100、双向逆变装置200、电池管理模块300及动力电池组400，需要说明的是，所述充电装置100用于为动力电池组进行充电；所述双向逆变装置200用于将交流电转换成直流电为动力电池组充电，亦或是将动力电池组的直流电转换成交流电，为外部负载进行供电；所述电池管理模块300用于连接动力电池组和双向逆变装置，所述动力电池组为外部负载进行供电。
请参阅图1，所述充电装置100的输出端分别与所述双向逆变装置200的第一端和所述电池管理模块300的第一端电连接，所述动力电池组400的第一端与所述电池管理模块300的第二端电连接，所述双向逆变装置200的第二端与所述电池管理模块300的第三端电连接；所述充电装置100的输入端还用于与外部电网电连接，所述双向逆变装置200的第三端还用于与外部负载电连接。
请参阅图1，所述充电装置100包括交流充电器110和直流充电器120；所述交流充电器110的输入端与所述外部电网电连接，所述交流充电器110的输出端与所述双向逆变装置200的第一端电连接，所述直流充电器120的输入端与所述外部电网电连接，所述直流充电器120的输出端与所述电池管理模块300的第一端电连接。
工作时：电动汽车使用交流市电进行充电，通过双向逆变装置将交流电转换成直流电，然后通过电池管理模块和高压配电控制，对车上的动力电池组进行充电；电动汽车上的动力电池组需要对外进行供电的时候，通过高压配电和电池管理模块的控制提供双向逆变装置直流电源供给，再输出220VAC或380VAC，从而实现对外部负载进行供电。如此，能够将车载的DC/AC和AC/DC集成为一体结构，减少了元器件的装配及成本，提高了电动汽车的集成化程度，优化了电动汽车的安装空间及方便对电动汽车进行安装，降低了电动汽车的安装工序。
需要说明的是，所述交流充电器为交流充电桩。所述直流充电器为直流充电桩。所述动力电池组包括多个以串联和/或并联方式连接的单体电池。从而可以提高系统的稳定性和可靠性。
需要说明的是，所述双向逆变装置包括AC/DC模块和DC/AC模块，所述AC/DC模块和所述DC/AC模块电连接，并且，所述AC/DC模块还与所述电池管理模块电连接，所述DC/AC模块还与所述外部负载电连接。所述AC/DC模块用于将电网的交流电转换成直流电，并给动力电池组进行充电；所述DC/AC模块用于将直流电转换成交流电，然后，为外部负载进行供电。
需要说明的是，所述直流充电器包括滤波单元及整流单元，所述滤波单元的输入端与所述外部电网电连接，所述滤波单元的输出端与所述整流单元的输入端电连接，所述整流单元的输出端与所述电池管理模块的输入端电连接。所述滤波单元用于滤除电流中的波纹，所述整流单元用于将交流转换成直流，为动力电池组和电池管理模块提供直流电源。
具体地，请参阅图2，所述滤波单元包括保险丝F1、热敏电阻NTC1和电容C1，所述保险丝F1的第一端与所述外部电网电连接，所述保险丝F1的第二端分别与所述热敏电阻NTC1的一端和所述电容C1的一端电连接，所述电容C1的另一端接地，所述热敏电阻NTC1的另一端与所述整流单元电连接。所述保险丝F1用于防止电流过大而烧坏电池管理模块；所述热敏电阻NTC1采用的是负温度系数的，它的阻值随温度的升高为降低，它具有抑制电路的浪涌电流能力；所述电容C1用于滤除波纹，实现滤波功能。
具体地，请再次参阅图2，所述整流单元包括由4个串联连接的二极管D组成的整流桥，其中，所述整流桥的一端与所述滤波单元电连接，所述整流桥的另一端与所述电池管理模块电连接。
需要说明的是，所述交流充电器包括抗电磁干扰单元，所述抗电磁干扰单元的一端与所述外部电网电连接，所述抗电磁干扰单元的另一端与所述双向逆变装置的输入端电连接。
具体地，请参阅图3，所述抗电磁干扰单元包括保险丝F2、电阻R1、电阻R2和电感L1，所述保险丝F2的一端分别与所述电阻R1的第一端和所述电感L1的第一端电连接，所述电阻R1的第二端经所述电阻R2后接地，所述电感L1的第二端与所述双向逆变装置的输入端电连接。所述保险丝F2为自恢复保险丝，用于保护电路；所述电阻R1、电阻R2和电感L1组成抗电磁干扰电路，对输入交流电的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
本实用新型相比于现有技术的优点及有益效果如下：
本实用新型为一种应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，通过设置双向逆变装置、电池管理模块及动力电池组，能够将车载的DC/AC和AC/DC集成为一体结构，减少了元器件的装配及成本，提高了电动汽车的集成化程度，优化了电动汽车的安装空间及方便对电动汽车进行安装，降低了电动汽车的安装工序。
以上所述实施方式仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，其特征在于，包括：充电装置、双向逆变装置、电池管理模块及动力电池组，
所述充电装置的输出端分别与所述双向逆变装置的第一端和所述电池管理模块的第一端电连接，所述动力电池组的第一端与所述电池管理模块的第二端电连接，所述双向逆变装置的第二端与所述电池管理模块的第三端电连接；
所述充电装置的输入端还用于与外部电网电连接，所述双向逆变装置的第三端还用于与外部负载电连接；
所述充电装置包括交流充电器和直流充电器；所述交流充电器的输入端与所述外部电网电连接，所述交流充电器的输出端与所述双向逆变装置的第一端电连接，所述直流充电器的输入端与所述外部电网电连接，所述直流充电器的输出端与所述电池管理模块的第一端电连接。
2.根据权利要求1所述的应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，其特征在于，所述交流充电器为交流充电桩。
3.根据权利要求1所述的应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，其特征在于，所述直流充电器为直流充电桩。
4.根据权利要求1所述的应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，其特征在于，所述动力电池组包括多个以串联和/或并联方式连接的单体电池。
5.根据权利要求1所述的应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，其特征在于，所述双向逆变装置包括AC/DC模块和DC/AC模块，所述AC/DC模块和所述DC/AC模块电连接，并且，所述AC/DC模块还与所述电池管理模块电连接，所述DC/AC模块还与所述外部负载电连接。
6.根据权利要求1所述的应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，其特征在于，所述直流充电器包括滤波单元及整流单元，所述滤波单元的输入端与所述外部电网电连接，所述滤波单元的输出端与所述整流单元的输入端电连接，所述整流单元的输出端与所述电池管理模块的输入端电连接。
7.根据权利要求6所述的应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，其特征在于，所述滤波单元包括保险丝F1、热敏电阻NTC1和电容C1，所述保险丝F1的第一端与所述外部电网电连接，所述保险丝F1的第二端分别与所述热敏电阻NTC1的一端和所述电容C1的一端电连接，所述电容C1的另一端接地，所述热敏电阻NTC1的另一端与所述整流单元电连接。
8.根据权利要求6所述的应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，其特征在于，所述整流单元包括由4个串联连接的二极管D组成的整流桥，其中，所述整流桥的一端与所述滤波单元电连接，所述整流桥的另一端与所述电池管理模块电连接。
9.根据权利要求1所述的应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，其特征在于，所述交流充电器包括抗电磁干扰单元，所述抗电磁干扰单元的一端与所述外部电网电连接，所述抗电磁干扰单元的另一端与所述双向逆变装置的输入端电连接。
10.根据权利要求9所述的应用于纯电动汽车上的车载双向逆变系统，其特征在于，所述抗电磁干扰单元包括保险丝F2、电阻R1、电阻R2和电感L1，所述保险丝F2的一端分别与所述电阻R1的第一端和所述电感L1的第一端电连接，所述电阻R1的第二端经所述电阻R2后接地，所述电感L1的第二端与所述双向逆变装置的输入端电连接。
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