CN212649169U - 车载逆变器及电力救援车 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种车载逆变器及电力救援车，所述车载逆变器包括旁路单元、双向逆变器单元、充电单元、控制单元、交流输入接口、交流输出接口、直流输入接口以及充电枪；旁路单元的第一端经由第一开关装置连接到交流输入接口、第二端经由第二开关装置连接到交流输出接口；双向逆变器单元的第一端经由第三开关装置连接到直流输入接口、第二端连接到旁路单元的第二端；充电单元的第一端连接到双向逆变器单元的第一端或第二端，且充电单元的第二端连接到充电枪；所述第一开关装置、第二开关装置以及第三开关装置的控制回路分别连接到控制单元的输出端。本实用新型可极大扩展车载充电器的应用范围，满足多个不同环境下的电力需求和充电需求。

Description

车载逆变器及电力救援车
技术领域
本实用新型涉及电力电子设备领域，更具体地说，涉及一种车载逆变器及电力救援车。
背景技术
纯电动汽车(Blade Electric Vehicles，BEV)是一种采用单一蓄电池作为储能动力源的汽车，它利用蓄电池作为储能动力源，通过电池向电动机提供电能，驱动电动机运转，从而推动汽车行驶。由于具有低噪音、零排放等特性，纯电动汽车的应用越来越普及。然而，由于蓄电池的容量有限，一旦纯电动汽车在行驶过程中蓄电池的电量消耗完毕，车辆将无法行驶。
传统的电力救援车多为柴油发电机，其通过柴油发电机在救援现场发电，从而为救援现场的负载供电。然而，由于柴油发电机的输出功率有限，无法满足纯电动汽车快速充电的要求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题在于，针对上述电力救援车无法满足纯电动车救援要求的问题，提供一种车载逆变器及电力救援车。
本实用新型解决上述技术问题的技术方案是，提供一种车载逆变器，包括旁路单元、双向逆变器单元、充电单元、控制单元、用于连接市电的交流输入接口、用于连接负载的交流输出接口、用于连接车载电池的直流输入接口以及用于连接车辆充电接口的充电枪；所述旁路单元的第一端经由第一开关装置连接到所述交流输入接口，且所述旁路单元的第二端经由第二开关装置连接到所述交流输出接口；所述双向逆变器单元的第一端经由第三开关装置连接到所述直流输入接口，且所述双向逆变器单元的第二端连接到所述旁路单元的第二端；所述充电单元的第一端连接到所述双向逆变器单元的第一端或第二端，且所述充电单元的第二端连接到所述充电枪；所述第一开关装置、第二开关装置以及第三开关装置的控制回路分别连接到所述控制单元的输出端。
优选地，所述旁路单元包括晶闸管或接触器。
优选地，所述双向逆变器单元包括三相半桥逆变器、第一驱动单元和第一变压器，所述三相半桥逆变器的直流端构成所述双向逆变器单元的第一端，所述三相半桥逆变器的交流端连接到所述第一变压器的第一侧绕组，且所述第一变压器的第二侧绕组构成所述双向逆变器单元的第二端；所述三相半桥逆变器中的功率元件的控制端连接到所述第一驱动单元的输出端，所述第一驱动单元的控制信号输入端连接到所述控制单元的PWM信号输出端。
优选地，所述双向逆变器单元包括三相全桥逆变器、第二驱动单元和第二变压器，所述三相全桥逆变器的直流端构成所述双向逆变器单元的第一端，所述三相全桥逆变器的交流端连接到所述第二变压器的第一侧绕组，且所述第二变压器的第二侧绕组构成所述双向逆变器单元的第二端；所述三相全桥逆变器中的功率元件的控制端连接到所述第二驱动单元的输出端，所述第二驱动单元的控制信号输入端连接到所述控制单元的PWM信号输出端。
优选地，所述双向逆变器单元包括三相三电平逆变器、第三驱动单元和第三变压器，所述三相三电平逆变器的直流端构成所述双向逆变器单元的第一端，所述三相三电平逆变器的交流端连接到所述第三变压器的第一侧绕组，且所述第三变压器的第二侧绕组构成所述双向逆变器单元的第二端；所述三相三电平逆变器中的功率元件的控制端连接到所述第三驱动单元的输出端，所述第三驱动单元的控制信号输入端连接到所述控制单元的PWM信号输出端。
优选地，所述双向逆变器单元包括单相全桥或半桥逆变器、第四驱动单元和第四变压器，所述单相全桥或半桥逆变器的直流端构成所述双向逆变器单元的第一端，所述单相全桥或半桥逆变器的交流端连接到所述第四变压器的第一侧绕组，且所述第四变压器的第二侧绕组构成所述双向逆变器单元的第二端；所述单相全桥或半桥逆变器中的功率元件的控制端连接到所述第四驱动单元的输出端，所述第四驱动单元的控制信号输入端连接到所述控制单元的PWM信号输出端。
优选地，所述充电单元包括直流变换装置，且所述直流变换装置的输入端构成所述充电单元的第一端，所述直流变换装置的输出端构成所述充电单元的第二端。
本实用新型还提供一种电力救援车，包括车载电池以及如上所述的车载逆变器，且所述车载逆变器的直流输入接口连接到所述车载电池。
本实用新型的车载逆变器及电力救援车具有以下有益效果：通过在车载逆变器增加用于连接车载电源的直流输入接口以及旁路单元，可实现对车充电、放电、车对车快速充电四种主要功能，极大地扩展了车载充电器的应用范围，可满足多个不同环境下的电力需求和充电需求。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的车载逆变器的电路示意图；
图2是本实用新型另一实施例提供的车载逆变器的电路示意图；
图3是本实用新型实施例提供的车载逆变器中双向逆变器单元的示意图；
图4是本实用新型另一实施例提供的车载逆变器中双向逆变器单元的示意图；
图5是本实用新型又一实施例提供的车载逆变器中双向逆变器单元的示意图。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，是本实用新型实施例提供的车载逆变器的示意图，该车载逆变器可应用于电力救援车等，并向负载供电或为电动汽车充电。本实施例的车载逆变器包括旁路单元11、双向逆变器单元12、充电单元13、控制单元10、交流输入接口14、交流输出接口15、直流输入接口16以及充电枪17。上述交流输入接口14用于连接市电，即用于实现交流输入；交流输出接口15用于连接负载，即该交流输出接口15可实现交流负载(例如照明灯、电机等用电设备)的供电；直流输入接口16用于连接车载电池，即用于实现直流输入；充电枪17用于连接车辆充电接口并输出充电电流，例如为纯电动车充电。
上述旁路单元11的第一端经由第一开关装置K1连接到交流输入接口14，且该旁路单元11的第二端经由第二开关装置K2连接到交流输出接口15；双向逆变器单元12的第一端经由第三开关装置K3连接到直流输入接口16，且该双向逆变器单元12的第二端连接到旁路单元11的第二端；充电单元13的第一端(即输入端)连接到双向逆变器单元12的第一端，且该充电单元13的第二端(即输出端)连接到充电枪17，此时充电单元13采用直流变压方式将直流输入接口16输入的直流电压转换为直流充电电压后输出到充电枪17；第一开关装置K1、第二开关装置K2以及第三开关装置K3的控制回路分别连接到控制单元10的输出端，即由控制单元10实现第一开关装置K1、第二开关装置K2以及第三开关装置K3的通断控制，以及旁路单元11、双向逆变器单元12、充电单元13的运行控制。
结合图2所示，在本实用新型的另一实施例中，充电单元13的第一端也可以连接到双向逆变器单元12的第二端，且该充电单元13的第二端(即输出端)连接到充电枪17，此时充电单元13采用交流变压方式将双向逆变器单元12的第二端的交流电(例如市电)输入的交流电压转换为直流充电电压后输出到充电枪17。
上述第一开关装置K1、第二开关装置K2以及第三开关装置K3可采用接触器、继电器或半导体开关器件等。
上述车载逆变器通过增加用于连接车载电源的直流输入接口16以及旁路单元11，可实现对车充电、放电、车对车快速充电四种主要功能，极大地扩展了车载充电器的应用范围，可满足多个不同环境下的电力需求和充电需求。
具体地，当上述车载逆变器工作于旁路供电模式时，通过控制单元控制第一开关装置K1、第二开关装置K2闭合，旁路单元11开通，由交流输入接口14输入的市电为连接到交流输出接口15的负载直接供电。在该模式下，控制单元10也可以控制第三开关装置K3闭合，从而由交流输入接口14输入的市电经过双向逆变器单元12后反向给连接到直流输入接口16的车载电池充电。
当上述车载充电器工作于对本车充电模式时，通过控制单元控制第二开关装置K2断开，并控制第一开关装置K1，第三开关装置导通，市电经旁路单元11，双向逆变器单元12进行电压变换后为本车电池充电。
当上述车载充电器工作于放电模式时，通过控制单元控制第一开关装置K1断开，并控制第二开关装置K2、第三开关装置导通，由连接到直流输入接口16的车载电池供电，双向逆变器单元12将直流电转换为交流电后为连接到交流输出接口15的负载供电。
当上述车载充电器工作于车对车快速充电模式时，通过控制单元控制第一开关装置K1、第二开关装置K2断开，并控制第三开关装置K3导通，由连接到直流输入接口16的车载电池供电，充电单元13进行直流电压转换后通过充电枪为电动车充电。或者，也可控制第二开关装置K2、第三开关装置K3保持断开，充电单元13直接将交流输入接口14的市电供电进行电压变换后通过充电枪为电动车充电。或者，也可控制第三开关装置K3闭合、第一开关装置K1、第二开关装置K2保持断开，充电单元13经过双向逆变器单元12、充电单元13进行电压变换后通过充电枪17为电动车充电。
在本实用新型的一个实施例中，作为市电输出控制模块，上述旁路单元11具体可以采用晶闸管作为静态开关，也可以选取接触器作为控制电器。
双向逆变器单元12用于实现直流电和交流电之间的转换，具体地，如图3所示，双向逆变器单元12可包括三相半桥逆变器121、第一驱动单元和第一变压器122，上述三相半桥逆变器121的直流端构成双向逆变器单元的第一端(即三相半桥逆变器121的直流端经由第三开关装置K3连接直流输入接口16)，且该三相半桥逆变器的交流端连接到第一变压器122的第一侧绕组，且该第一变压器的第二侧绕组构成双向逆变器单元的第二端(即第一变压器的第二侧绕组连接到旁路单元11的第二端)。三相半桥逆变器121中的功率元件的控制端连接到第一驱动单元的输出端，该第一驱动单元的控制信号输入端连接到控制单元的PWM信号输出端。即控制单元还控制双向逆变器单元的电压转换过程。
如图4所示，在本实用新型的另一实施例中，双向逆变器单元12包括三相全桥逆变器123、第二驱动单元和第二变压器124，三相全桥逆变器123的直流端构成双向逆变器单元12的第一端，三相全桥逆变器123的交流端连接到第二变压器124的第一侧绕组，且第二变压器124的第二侧绕组构成双向逆变器单元12的第二端；三相全桥逆变器123中的功率元件的控制端连接到第二驱动单元的输出端，第二驱动单元的控制信号输入端连接到控制单元的PWM信号输出端。
如图5所示，在本实用新型的又一实施例中，双向逆变器单元12包括三相三电平逆变器125、第三驱动单元和第三变压器126，三相三电平逆变器125的直流端构成双向逆变器单元12的第一端，三相三电平逆变器125的交流端连接到第三变压器126的第一侧绕组，且第三变压器126的第二侧绕组构成双向逆变器单元12的第二端；三相三电平逆变器125中的功率元件的控制端连接到第三驱动单元的输出端，第三驱动单元的控制信号输入端连接到控制单元的PWM信号输出端。
此外，在本实用新型的又一实施例中，上述双向逆变器单元12还可包括单相全桥或半桥逆变器、第四驱动单元和第四变压器，单相全桥或半桥逆变器的直流端构成双向逆变器单元的第一端，单相全桥或半桥逆变器的交流端连接到所述第四变压器的第一侧绕组，且第四变压器的第二侧绕组构成双向逆变器单元的第二端；单相全桥或半桥逆变器中的功率元件的控制端连接到所述第四驱动单元的输出端，第四驱动单元的控制信号输入端连接到控制单元的PWM信号输出端。
特别地，充电单元13可包括直流变换装置(例如直流升压电路)，且直流变换装置的输入端构成充电单元的第一端(即直流变换装置的输入端连接到双向逆变器单元12的第一端)，直流变换装置的输出端构成所述充电单元的第二端(即直流变换装置的输出端连接到充电枪)。
本实用新型还提供一种电力救援车，包括车载电池以及如上所述的车载逆变器，且所述车载逆变器的直流输入接口连接到所述车载电池。该电力救援车不仅可用于为交流负载供电，而且可以实现电动车的快速充电或慢速充电。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种车载逆变器，其特征在于，包括旁路单元、双向逆变器单元、充电单元、控制单元、用于连接市电的交流输入接口、用于连接负载的交流输出接口、用于连接车载电池的直流输入接口以及用于连接车辆充电接口的充电枪；所述旁路单元的第一端经由第一开关装置连接到所述交流输入接口，且所述旁路单元的第二端经由第二开关装置连接到所述交流输出接口；所述双向逆变器单元的第一端经由第三开关装置连接到所述直流输入接口，且所述双向逆变器单元的第二端连接到所述旁路单元的第二端；所述充电单元的第一端连接到所述双向逆变器单元的第一端或第二端，且所述充电单元的第二端连接到所述充电枪；所述第一开关装置、第二开关装置以及第三开关装置的控制回路分别连接到所述控制单元的输出端。
2.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于，所述旁路单元包括晶闸管或接触器。
3.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于，所述双向逆变器单元包括三相半桥逆变器、第一驱动单元和第一变压器，所述三相半桥逆变器的直流端构成所述双向逆变器单元的第一端，所述三相半桥逆变器的交流端连接到所述第一变压器的第一侧绕组，且所述第一变压器的第二侧绕组构成所述双向逆变器单元的第二端；所述三相半桥逆变器中的功率元件的控制端连接到所述第一驱动单元的输出端，所述第一驱动单元的控制信号输入端连接到所述控制单元的PWM信号输出端。
4.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于，所述双向逆变器单元包括三相全桥逆变器、第二驱动单元和第二变压器，所述三相全桥逆变器的直流端构成所述双向逆变器单元的第一端，所述三相全桥逆变器的交流端连接到所述第二变压器的第一侧绕组，且所述第二变压器的第二侧绕组构成所述双向逆变器单元的第二端；所述三相全桥逆变器中的功率元件的控制端连接到所述第二驱动单元的输出端，所述第二驱动单元的控制信号输入端连接到所述控制单元的PWM信号输出端。
5.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于，所述双向逆变器单元包括三相三电平逆变器、第三驱动单元和第三变压器，所述三相三电平逆变器的直流端构成所述双向逆变器单元的第一端，所述三相三电平逆变器的交流端连接到所述第三变压器的第一侧绕组，且所述第三变压器的第二侧绕组构成所述双向逆变器单元的第二端；所述三相三电平逆变器中的功率元件的控制端连接到所述第三驱动单元的输出端，所述第三驱动单元的控制信号输入端连接到所述控制单元的PWM信号输出端。
6.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于，所述双向逆变器单元包括单相全桥或半桥逆变器、第四驱动单元和第四变压器，所述单相全桥或半桥逆变器的直流端构成所述双向逆变器单元的第一端，所述单相全桥或半桥逆变器的交流端连接到所述第四变压器的第一侧绕组，且所述第四变压器的第二侧绕组构成所述双向逆变器单元的第二端；所述单相全桥或半桥逆变器中的功率元件的控制端连接到所述第四驱动单元的输出端，所述第四驱动单元的控制信号输入端连接到所述控制单元的PWM信号输出端。
7.根据权利要求1所述的车载逆变器，其特征在于，所述充电单元包括直流变换装置，且所述直流变换装置的输入端构成所述充电单元的第一端，所述直流变换装置的输出端构成所述充电单元的第二端。
8.一种电力救援车，其特征在于，包括车载电池以及如权利要求1-7中任一项所述的车载逆变器，且所述车载的直流输入接口连接到所述车载电池。
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