CN212171955U - 一种充电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出了一种新型的充电装置，该充电装置包括OBC车载充电机、高压直流模块、低压直流模块、内部控制器局域网络CAN总线和总充电控制模块；总充电控制模块与高压直流模块相连接形成高压直流充电控制电路；总充电控制模块与低压直流模块相连接形成低压直流充电控制电路；总充电控制模块与内部控制器局域网络CAN总线以及OBC车载充电机依次相连接形成OBC车载充电控制电路；高压直流模块与所述低压直流模块相连接。总充电控制模块通过内部控制器局域网络CAN总线与OBC车载充电机通讯，从而控制充放电，提高了信息的处理效率，并且大大减少了元器件的使用，使系统产品体积与质量大幅度减小、成本明显降低。

Description

一种充电装置

技术领域

本实用新型涉及一种充电装置，更具体的涉及一种车载充电装置。

背景技术

为节能减排，国家大力倡导新能源电动汽车的使用。高压电控部件系统是新能源电动汽车的三大“电”之一，是非常核心的部件。新能源电动汽车中高压电控部件的设计随着不断发展越来越集成化、轻量化、高功率密度化。将相关的高压电控部件集成化，对电控系统的成本，体积及管理有着非常重要的意义，整车的设计将变得更便捷。

目前有对OBC(车载充电机，On Board Charge)和DCDC(直流转直流变换器，DirectCurrent Direct Current Converter)作出的简单的物理集成方式，即安装在一起共用一套外壳，这种方式仅是简单的物理集成。近来业界开始倡导功能集成，将DCDC与OBC做在一块板子上，OBC的高压端与低压端模块需进行桥接，才能检测低压接口信号。这样集成OBC和DCDC的电路非常复杂，仍需要大量的电气元件，信息处理效率不高，集成化程度较低。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本实用新型公开一种充电装置，能够大大减少元器件的使用，提高功率密度，能够实现整车系统与充电装置的通讯，减少通信网络节点，从而提高信息处理效率，提高指令效应速度。

为了达到上述实用新型的目的，本实用新型提供了一种充电装置，所述装置包括：

OBC车载充电机、高压直流模块、低压直流模块、内部控制器局域网络CAN总线和总充电控制模块；

所述总充电控制模块与所述高压直流模块相连接形成高压直流充电控制电路；

所述总充电控制模块与所述低压直流模块相连接形成低压直流充电控制电路；

所述总充电控制模块与所述内部控制器局域网络CAN总线以及所述OBC车载充电机依次相连接形成OBC车载充电控制电路。

所述高压直流模块与所述低压直流模块相连接。

具体的，所述高压直流模块可以包括：高压电源、直流滤波电路以及输出整流桥电路。

所述高压电源、所述直流滤波电路与所述输出整流桥电路依次连接。

具体的，所述低压直流模块包括：低压电源、直流滤波电路、信号调理模块以及同步整流电路。

所述信号调理模块、所述低压电源、所述直流滤波电路与所述同步整流电路依次连接。

具体的，所述OBC车载充电机包括：

交流市电、EMC(电磁兼容性，Electro Magnetic Compatibility)滤波器及继电器电路、输入整流桥电路、交错PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路、PFC直流滤波储能电路、DCDC变换器LLC电路以及子充电控制模块；

所述交流市电、所述EMC滤波器及继电器电路、所述输入整流桥电路、所述交错PFC电路、所述PFC直流滤波储能电路与所述DCDC变换器LLC电路依次连接，所述子充电控制模块与所述EMC滤波器及继电器电路、所述输入整流桥电路、所述交错PFC电路、所述PFC直流滤波储能电路与所述DCDC变换器LLC电路分别连接。

具体的，所述直流滤波电路在所述交流市电至所述高压电源、所述交流市电至所述低压电源及所述高压电源至所述低压电源的充电过程中均进行直流滤波。

另外，所述装置还可以包括：

DCDC变换器PSFB和隔离变压器。

具体的，所述OBC车载充电机与所述隔离变压器和所述高压直流模块依次连接形成第一交直流充电电路。

具体的，所述OBC车载充电机与所述隔离变压器和所述低压直流模块依次连接形成第二交直流充电电路。

具体的，所述高压直流模块与所述DCDC变换器PSFB、所述隔离变压器和所述低压直流模块依次连接形成直流充电电路。

具体的，所述装置还包括，低压接口，所述低压接口与所述低压直流模块连接。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

通过内部控制器局域网络CAN总线连接总充电控制模块与子充电控制模块，只需总充电控制模块采集所述信号调理模块的信号，将信号传递给所述子充电控制模块，直接传达指令，简化了控制逻辑及流程，大大提高了信息处理效率，实现了通讯数据和信息的便捷交互，并且大大减少了元器件的使用，使系统产品体积与质量大幅度减小、成本明显降低。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它附图。

图1为本实用新型的电路结构图。

其中，图中附图标记对应为：100-OBC车载充电机，200-高压直流模块，300-低压直流模块，101-交流市电，102-EMC滤波器及继电器电路，103-输入整流桥电路，104-交错PFC电路，105-PFC直流滤波储能电路，106-子充电控制模块，107-DCDC变换器LLC，201-高压电源，202-直流滤波电路，203-输出整流桥电路，301-信号调理模块，302-低压电源，304-同步整流电路，306-总充电控制模块，400-DCDC变换器PSFB，500-隔离变压器，600-内部控制器局域网络CAN总线，700-低压接口。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或服务器不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了实现本实用新型的技术方案，让更多的工程技术工作者容易了解和应用本实用新型，将结合具体的实施例，进一步阐述本实用新型的工作原理。

本实用新型可以应用于PHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle，插电式混合动力汽车)、EV(Electric Vehicle，电动车)、MHEV(Mild Hybrid Electric Vehicle，油电混动型汽车)等以高压锂电池提供动力的汽车，具体的，为车辆在电池电量低时进行供电控制及充放电的驱动。

下面以具体的例子详细说明本申请实施例的具体实现。

以下首先介绍本申请一种充电装置的实施例。结合附图1，该充电装置包括：

OBC车载充电机100、高压直流模块200、低压直流模块300、内部控制器局域网络CAN总线600和总充电控制模块306。下面对该装置中各个部件的作用和相互之间的连接关系进行具体说明，以便更好地理解本申请：

具体的，总充电控制模块306与高压直流模块200相连接形成高压直流充电控制电路；同时，总充电控制模块306与低压直流模块300相连接形成低压直流充电控制电路；总充电控制模块306与内部控制器局域网络CAN总线600以及OBC车载充电机100依次相连接形成OBC车载充电控制电路。

相应的，基于上述的高压直流充电控制电路和低压直流充电控制电路，可以实现高压直流模块200与低压直流模块300之间的充电；基于上述的OBC车载充电控制电路、高压直流模块200以及低压直流模块300，可以实现OBC车载充电机100对高压直流模块200与低压直流模块300的充电。

优选的，总充电控制模块306与子充电控制模块106均包括DSP芯片。

具体的，高压直流模块200可以包括：高压电源201、直流滤波电路202以及输出整流桥电路203。

具体的，高压电源201、直流滤波电路202与输出整流桥电路203依次连接。

直流滤波电路202可以用于将直流电路中的脉动直流变为变化幅度很小的平滑的纹波直流。输出整流桥电路203可以用于将输出电压变为单向脉动电压。

低压直流模块300包括：

低压电源302、直流滤波电路202、信号调理模块301以及同步整流电路304。信号调理模块301、低压电源302、直流滤波电路202与同步整流电路304依次连接。

具体的，信号调理模块301可以用于隔离外界信号的干扰，防止电路中的静电、浪涌、抛载、短路以及反接等状况的发生。同步整流电路304可以极大地帮助瞬态负载调节，为电源预加载提供了一种高效的方法，另外还可以更稳定地控制环路，提高同步整流电路304所在的拓扑结构的动态性。

高压直流模块200与低压直流模块300相连接。

进一步的，充电装置还可以包括，低压接口700，低压接口700与低压直流模块300连接。低压接口700可以用于向所述充电装置输入低压信号，具体的，所述低压信号可以包括但不限于插充电枪后连接确认信号，插枪后开关闭合信号以及整车CAN总线信号。

当低压接口700接收到信号后，信号调理模块301可以对低压接口700接收到的信号进行调理，以便总充电控制模块306基于调理后的信号进行充电控制。

本实用新型通过CAN总线600建立低压侧的总充电控制模块306和OBC车载充电机100侧的子充电控制模块106间的连接，解决了现有技术条件下OBC车载充电控制电路中子充电控制模块106需经过复杂的处理才能采集低压信号以及OBC车载充电控制电路复杂的技术问题。

同时，整车系统的数据和控制信号通过内部控制器局域网络CAN总线600传输给总充电控制模块306，总充电控制模块306根据控制指令分配内部资源控制整个充电装置工作；充电装置上的实时数据和控制信号可以汇总到总充电控制模块306，总充电控制模块306将数据和信息打包成整体通讯协议发给其他电子控制单元，从而实现充电装置与整车系统的通讯。

进一步的，OBC车载充电机100包括：

交流市电101、EMC滤波器及继电器电路102、输入整流桥电路103、交错PFC电路104、PFC直流滤波储能电路105、DCDC变换器LLC电路107以及子充电控制模块106。

EMC滤波器及继电器电路102可以用于电源处的信号抗干扰、自动调节、安全保护以及转换电路等作用。交错PFC电路104主要用于消除输入及输出电感涟波电流，可以降低整体升压电感以及电磁波干扰磁量。

交流市电101、EMC滤波器及继电器电路102、输入整流桥电路103、交错PFC电路104、PFC直流滤波储能电路105与DCDC变换器LLC电路107依次连接，子充电控制模块106与EMC滤波器及继电器电路102、输入整流桥电路103、交错PFC电路104、PFC直流滤波储能电路105与DCDC变换器LLC电路107分别连接。

进一步的，高压直流模块200中设置有直流滤波电路202，交流市电101对高压电源201充电时，直流滤波电路202在充电过程中进行直流滤波；当交流市电停电时，高压电源201对交流市电101逆向充电，直流滤波电路202在充电过程中进行直流滤波；高压电源201对低压电源302充电时，直流滤波电路202在充电过程中进行直流滤波；低压电源302对高压电源201进行逆向充电时，直流滤波电路202在充电过程中进行直流滤波。这样可以提高直流滤波电路202的利用率，大大减少元器件数量和系统产品空间体积质量。

具体的，充电装置还包括：

DCDC变换器PSFB400和隔离变压器500。

DCDC变换器PSFB400与直流滤波电路202连接，DCDC变换器PSFB400与隔离变压器500连接，隔离变压器500与输出整流桥电路203连接，隔离变压器500与DCDC变换器LLC电路107连接，隔离变压器500与PFC直流滤波储能电路105连接，隔离变压器500与总充电控制模块306连接，隔离变压器500与子充电控制模块106连接，隔离变压器500与同步整流电路304连接，隔离变压器500与同步整流电路304连接。

OBC车载充电机100与隔离变压器500和高压直流模块200依次连接形成第一交直流充电电路。当高压电源201馈电时，插上充电枪，OBC车载充电机100经由隔离变压器500、输出整流桥203、以及直流滤波电路202向高压电源201充电。具体流向为交流市电101依次经过EMC滤波器及继电器电路102、输入整流桥电路103、交错PFC电路104、PFC直流滤波储能电路105、DCDC变换器LLC107、隔离变压器500、输出整流桥电路203以及直流滤波电路202到高压电源201。

OBC车载充电机100与隔离变压器500和低压直流模块300依次连接形成第二交直流充电电路。

在一些场景中，当低压电源302馈电时，插上充电枪，低压接口700接收到插充电枪后连接确认信号和插枪后开关闭合信号之后，OBC车载充电机100经由隔离变压器500向低压电源302充电。具体的，交流市电101的电流依次经过EMC滤波器及继电器电路102、输入整流桥电路103、交错PFC电路104、PFC直流滤波储能电路105、DCDC变换器LLC107、隔离变压器500、同步整流电路304到达低压电源302，以实现交流市电101为该低压电源302进行充电。

进一步的，高压直流模块与DCDC变换器PSFB、隔离变压器和低压直流模块依次连接形成直流充电电路。

在一些场景中，当低压电源302馈电并且OBC车载充电机100未接输入交流市电101时，低压接口700接收到整车CAN总线信号，高压直流模块200经由DCDC变换器PSFB400和隔离变压器500向低压电源302充电。具体的，高压电源201的电流依次经过直流滤波电路202、DCDC变换器PSFB400、隔离变压器500、同步整流电路304到达低压电源302，以实现高压电源201为该低压电源302进行充电。

在一些场景中，当高压电源201严重馈电并且OBC车载充电机100未接输入交流市电101时，低压接口700接收到整车CAN总线信号，低压直流模块300经由隔离变压器500和DCDC变换器PSFB400向高压电源201充电。具体的，低压电源302的电流依次经过同步整流电路304、隔离变压器500、DCDC变换器PSFB、直流滤波电路202到达高压电源201，以实现低压电源为该高压电源201充电。

由以上本申请一种充电装置实施例提供的技术方案可见，通过本申请提供的充电装置，总充电控制模块可以通过更简便的处理采集低压信号，并将控制信号通讯至子充电控制模块，从而实现信号的高效控制；同时整车系统与充电装置的数据和控制信号通过内部控制器局域网络CAN总线进行相互通讯，从而实现了数据的便捷传递；直流滤波电路采用两级滤波设计，将大大提高滤波模块的利用率，减少元器件的使用，缩小充电装置在整车中占用的体积。

上述说明已经充分揭露了本实用新型的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本实用新型的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本实用新型的权利要求书的范围。相应地，本实用新型的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

Claims (10)

1.一种充电装置，其特征在于，所述装置包括：

OBC车载充电机、高压直流模块、低压直流模块、内部控制器局域网络CAN总线和总充电控制模块；

所述总充电控制模块与所述高压直流模块相连接形成高压直流充电控制电路；

所述总充电控制模块与所述低压直流模块相连接形成低压直流充电控制电路；

所述总充电控制模块与所述内部控制器局域网络CAN总线以及所述OBC车载充电机依次相连接形成OBC车载充电控制电路；

所述高压直流模块与所述低压直流模块相连接。

2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述高压直流模块包括：

高压电源、直流滤波电路以及输出整流桥电路；

所述高压电源、所述直流滤波电路与所述输出整流桥电路依次连接。

3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于，所述低压直流模块包括：低压电源、信号调理模块以及同步整流电路；

所述信号调理模块、所述低压电源与所述同步整流电路依次连接。

4.根据权利要求3所述的充电装置，其特征在于，所述OBC车载充电机包括：

交流市电、EMC滤波器及继电器电路、输入整流桥电路、交错PFC电路、PFC直流滤波储能电路、DCDC变换器LLC电路以及子充电控制模块；

所述交流市电、所述EMC滤波器及继电器电路、所述输入整流桥电路、所述交错PFC电路、所述PFC直流滤波储能电路与所述DCDC变换器LLC电路依次连接，所述子充电控制模块与所述EMC滤波器及继电器电路、所述输入整流桥电路、所述交错PFC电路、所述PFC直流滤波储能电路与所述DCDC变换器LLC电路分别连接。

5.根据权利要求4所述的充电装置，其特征在于，所述直流滤波电路在所述交流市电至所述高压电源的充电以及所述高压电源至所述交流市电逆向的充电过程中均进行直流滤波，所述高压电源至所述低压电源以及所述低压电源至所述高压电源逆向的充电过程中均进行直流滤波。

6.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述装置还包括：

DCDC变换器PSFB、隔离变压器。

7.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述OBC车载充电机与所述隔离变压器和所述高压直流模块依次连接形成第一交直流充电电路。

8.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述OBC车载充电机与所述隔离变压器和所述低压直流模块依次连接形成第二交直流充电电路。

9.根据权利要求6所述的充电装置，其特征在于，所述高压直流模块与所述DCDC变换器PSFB、所述隔离变压器和所述低压直流模块依次连接形成直流充电电路。

10.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于，所述装置还包括：

低压接口，所述低压接口与所述低压直流模块连接。

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