CN211942989U - 一种用于车辆的车载交流充电系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于车辆的车载交流充电系统，涉及车辆电子电器领域，车载交流充电系统包括用于接收或提供高压直流电的动力电池、用于提供220V交流电的外部电源以及用于实现220V交流电和高压直流电之间转换或将220V交流电直接输出的转换模块。其中，外部电源与转换模块连接，转换模块与动力电池、用电设备均连接，以实现外部电源给动力电池和用电设备充电、动力电池给用电设备充电。本实用新型中的转换模块既可以实现将220V交流电直接输出的功能，又可以实现220V交流电和高压直流电之间转换的逆变功能，从而可以在给动力电池充电的同时给用电设备提供220V交流电。

Description

一种用于车辆的车载交流充电系统

技术领域

本实用新型涉及车辆电子电器领域，特别是涉及一种用于车辆的车载交流充电系统。

背景技术

近年来，随着生活水平的不断提高，人们对车辆的要求也越来越高，特别是近两年，整个市场对房车的需求逐步提升。另外，随着国家对环保的重视度越来越高，新能源车辆的需求逐步增加，因此房车也逐步由传统的燃油车更换为新能源房车。

房车主要是人们出游所用，车内需要使用各种电器，如电磁炉，饮水机等，因此车内需要220V交流电，目前传统燃油房车所用交流电主要是通过发电机进行发电而提供，而新能源房车所需交流电则需要通过电流逆变器DCAC将高压直流电转换为交流电，或是直接使用双向OBC的逆变功能提供交流电，但是两种方式存在如下问题：

1.电流逆变器DCAC：成本比较高，如3kW逆变器成本大约在4000至5000元不等，且目前市场上该器件所用机箱为机加件，防护等级较低，整车安装位置受限；在房车上使用时，需要高压辅驱控制单元单独为其提供电源口，为电流逆变器DCAC提供高压电，并且增加一路高压线束，导致整车成本比较高。

2.双向逆变OBC：应用于车辆外部使用时，目前的使用方式均是通过外接放电枪的方式来进行，使用不方便；如果使用在房车上，则需要为整车内部提供交流电源，无法直接实现，必须通过外加配电盒方式来实现，并且在充电时无法为整车提供交流电，因此使用受限。

实用新型内容

本实用新型的目的是要提供一种用于车辆的车载交流充电系统，解决现有技术中无法在为动力电池充电的同时为整车用电系统提供220V交流电的问题。

本实用新型进一步目的是要提高整车用电系统的安全性。

特别地，本实用新型提供了一种用于车辆的车载交流充电系统，用于给用电设备提供220V交流电，包括用于接收或提供高压直流电的动力电池、用于提供220V交流电的外部电源以及用于实现220V交流电和高压直流电之间转换或将220V交流电直接输出的转换模块；其中，

所述外部电源与所述转换模块连接，所述转换模块与所述动力电池、所述用电设备均连接，以实现所述外部电源给所述动力电池和所述用电设备充电、所述动力电池给所述用电设备充电。

可选地，所述转换模块包括：

OBC双向逆变电路，所述OBC双向逆变电路用于将所述高压直流电转换为220V交流电、或将所述220V交流电转换为所述高压直流电，其中，

所述外部电源、所述OBC双向逆变电路和所述动力电池依次连接。

可选地，所述转换模块还包括：

第一开关，设置在用于将所述外部电源与所述OBC双向逆变电路连接的第一线路上；

第二开关，设置在第二线路上，所述第二线路的两端分别与所述第一线路和所述用电设备连接。

可选地，所述转换模块还包括：

电流传感器，设置在所述第二线路上，用于检测所述第二线路上的电流值。

可选地，所述转换模块还包括：

电压传感器，设置在所述第二线路上，用于检测所述第二线路上的电压值。

可选地，还包括：

控制单元，与所述第一开关、所述第二开关、所述电流传感器和所述电压传感器均相连。

可选地，所述外部电源为充电桩。

本实用新型包括用于接收或提供高压直流电的动力电池、用于提供220V交流电的外部电源以及用于实现220V交流电和高压直流电之间转换或将220V交流电直接输出的转换模块。其中，外部电源与转换模块连接，转换模块与动力电池、用电设备均连接，以实现外部电源给动力电池和用电设备充电、动力电池给用电设备充电。本实用新型中的转换模块既可以实现将220V交流电直接输出的功能，又可以实现220V交流电和高压直流电之间转换的逆变功能，从而可以在给动力电池充电的同时给用电设备提供220V交流电。

进一步地，本实用新型中不仅在第二线路上设有用于检测第二线路电流值的电流传感器，而且还在第二线路上设有用于检测第二线路电压值的电压传感器，因此不仅可以监控整车电器的用电功率情况，而且可以进行过压、过流保护，从而保护车内用电设备。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1是根据本实用新型一个实施例的用于车辆的车载交流充电系统的示意性结构图；

图2是图1所示车载交流充电系统中OBC双向逆变电路的示意性结构图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

图1是根据本实用新型一个实施例的用于车辆的车载交流充电系统的示意性结构图。如图1所示，在一个具体地实施例中，车载交流充电系统100用于给用电设备3提供220V交流电，一般性地可包括用于接收或提供高压直流电的动力电池1、用于提供220V交流电的外部电源2以及用于实现220V交流电和高压直流电之间转换或将220V交流电直接输出的转换模块4。其中，外部电源2与转换模块4连接，转换模块4与动力电池1、用电设备3均连接，以实现外部电源2给动力电池1和用电设备3充电、动力电池1给用电设备3充电。其中，外部电源2可以为充电桩。本实用新型中的车载交流充电系统100主要用于房车。

本实用新型的转换模块4既可以实现将220V交流电直接输出的功能，又可以实现220V交流电和高压直流电之间转换的逆变功能，从而可以在给动力电池1充电的同时给用电设备3提供220V交流电。

图2是图1所示车载交流充电系统中OBC双向逆变电路的示意性结构图。如图2所示，并参见图1，转换模块4包括OBC双向逆变电路41，OBC双向逆变电路41用于将高压直流电转换为220V交流电、或将220V交流电转换为高压直流电。其中，外部电源2、OBC双向逆变电路41和动力电池1依次连接。

在另一个实施例中，转换模块4还包括第一开关6和第二开关7，第一开关6设置在用于将外部电源2与OBC双向逆变电路41连接的第一线路上。第二开关7设置在第二线路上，第二线路的两端分别与第一线路和用电设备3连接。

转换模块4还包括电流传感器8和电压传感器9。其中，电流传感器8设置在第二线路上，其用于检测第二线路上的电流值。电压传感器9设置在第二线路上，其用于检测第二线路上的电压值。

进一步地，车载交流充电系统100还包括控制单元5，其与第一开关6、第二开关7、电流传感器8和电压传感器9均相连。

本实用新型的车载交流充电系统100安装有电压传感器9和电流传感器8。其中，电压可以设置一个范围，例如，180VAC至240VAC。当电压传感器9检测出来的电压低于180VAC或高于240VAC时会生成故障信息并传送给控制单元5，控制单元5将该故障信息上报给整车控制器(图中未示出)，整车控制器可控制停止给用电设备3供电。同样地，电流也可以设置一个范围，当电流传感器8检测到用电设备3负载有短路或用电过度的现象时，也就是电流超范围时会生成故障信息并传送给控制单元5，控制单元5将该故障信息上报给整车控制器，整车控制器会立即控制控制单元5关闭第二开关7，从而停止交流电输出，进而保护用电设备3的安全以及整车高压的安全。

当需要采用外部电源2给动力电池1充电时，控制单元5通过检测连接信号，从而与外部电源2完成握手协议，控制单元5根据动力电池1的请求和整车控制器的控制指令控制第一开关6闭合以进行充电，通过OBC双向逆变电路41将220V交流电输入转换为高压直流电输出，从而为动力电池1充电。如果同时需要为车内的用电设备3供电的话，控制单元5控制第一开关6和第二开关7均闭合。外部电源2提供的220V交流电一部分经过OBC双向逆变电路41给动力电池1充电，另一部分通过第二线路直接为用电设备3提供220V交流电。如果车内不需要使用用电设备3的话，驾驶员可通过手动开关或仪表按钮将第二开关7的关闭信号发送给整车控制器，整车控制器通过CAN总线将控制报文发送给控制单元5，控制单元5在接收到报文指令或控制第二开关7关闭，从而停止为用电设备3供电。

当未与外部电源2连接时，并且钥匙置于OFF挡，车载交流充电系统100默认不提供交流电。当钥匙置于ON挡时，控制器控制第二开关7闭合，利用动力电池1通过高压配电模块PDU为车载交流充电系统100提供高压直流电，同时启动OBC双向逆变电路41，将高压直流电转换为220V交流电，从而为车内的用电设备3提供220V交流电。另外，为了高压安全，控制单元5会控制第一开关6闭合，保证与外部电源2连接的接口无电压输入。具体地，为了保证整车的用电电器的安全性，并且为了在动力电池1电量不足的情况下保证续航里程，可以通过手动开关或仪表按钮控制第一开关6的开启或闭合。

在一个实施例中，用电设备3为电磁炉或饮水机。

本实用新型中车载交流充电系统100全部采用CAN总线控制，系统中所有的信号传递均通过CAN线路来实现，并且CAN总线上设有二极管，减少了低压线束，降低了风险，提高了整车的安全性。

另外，本实用新型中转换模块4的体积与现有OBC的体积大小无异，并且采用铸铝开模件，防护等级高，可以适用于各种车型。

至此，本领域技术人员应认识到，虽然本文已详尽示出和描述了本实用新型的多个示例性实施例，但是，在不脱离本实用新型精神和范围的情况下，仍可根据本实用新型公开的内容直接确定或推导出符合本实用新型原理的许多其他变型或修改。因此，本实用新型的范围应被理解和认定为覆盖了所有这些其他变型或修改。

Claims (7)

1.一种用于车辆的车载交流充电系统，用于给用电设备提供220V交流电，其特征在于，包括用于接收或提供高压直流电的动力电池、用于提供220V交流电的外部电源以及用于实现220V交流电和高压直流电之间转换或将220V交流电直接输出的转换模块；其中，

所述外部电源与所述转换模块连接，所述转换模块与所述动力电池、所述用电设备均连接，以实现所述外部电源给所述动力电池和所述用电设备充电、所述动力电池给所述用电设备充电。

2.根据权利要求1所述的车载交流充电系统，其特征在于，所述转换模块包括：

OBC双向逆变电路，所述OBC双向逆变电路用于将所述高压直流电转换为220V交流电、或将所述220V交流电转换为所述高压直流电，其中，

所述外部电源、所述OBC双向逆变电路和所述动力电池依次连接。

3.根据权利要求2所述的车载交流充电系统，其特征在于，所述转换模块还包括：

第一开关，设置在用于将所述外部电源与所述OBC双向逆变电路连接的第一线路上；

第二开关，设置在第二线路上，所述第二线路的两端分别与所述第一线路和所述用电设备连接。

4.根据权利要求3所述的车载交流充电系统，其特征在于，所述转换模块还包括：

电流传感器，设置在所述第二线路上，用于检测所述第二线路上的电流值。

5.根据权利要求4所述的车载交流充电系统，其特征在于，所述转换模块还包括：

电压传感器，设置在所述第二线路上，用于检测所述第二线路上的电压值。

6.根据权利要求5所述的车载交流充电系统，其特征在于，还包括：

控制单元，与所述第一开关、所述第二开关、所述电流传感器和所述电压传感器均相连。

7.根据权利要求1所述的车载交流充电系统，其特征在于，

所述外部电源为充电桩。

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