CN215420128U - 一种车载充电电路、车载充电机及电动汽车 - Google Patents

一种车载充电电路、车载充电机及电动汽车 Download PDF

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代康伟
蒋荣勋
苏伟
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Abstract

本实用新型提供了一种车载充电电路、车载充电机及电动汽车，所述车载充电电路，包括：原边充电单元，以及与所述原边充电单元耦合的副边充电单元；所述原边充电单元包括：三相桥逆变电路；所述副边充电单元包括：三相桥整流电路；所述原边充电单元的输入端与充电电源连接；所述副边充电单元的输出端与动力电池连接。本实用新型实施例，通过对车载充电电路的原边充电单元进行变形，形成三相桥逆变电路，以及通过三相桥电路对车载充电电路的副边充电单元进行整流，从而大大提高充电功率。

Description

一种车载充电电路、车载充电机及电动汽车
技术领域
本实用新型涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种车载充电电路、车载充电机及电动汽车。
背景技术
车载充电机(On-board Charger，OBC)是指固定安装在电动汽车上的充电机，具有为电动汽车动力电池，安全、自动充满电的能力，充电机依据电池管理系统提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的动作，完成充电过程。
目前，单相车载充电机受限于电网，最大功率为6.6kW，随着电动汽车的动力电池的容量增加，实现车载充电机的快速、安全地充电是急需解决的问题。
实用新型内容
本实用新型实施例提供一种车载充电电路、车载充电机及电动汽车，用以解决现有技术中，车载充电机充电功率低的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供如下技术方案：
本实用新型实施例提供一种车载充电电路，包括：
原边充电单元，以及与所述原边充电单元耦合的副边充电单元；
所述原边充电单元包括：三相桥逆变电路；
所述副边充电单元包括：三相桥整流电路；
所述原边充电单元的输入端与充电电源连接；所述副边充电单元的输出端与动力电池连接。
可选地，所述三相桥逆变电路包括：
并联的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；
其中，所述第一桥臂的输入端、所述第二桥臂的输入端和所述第三桥臂的输入端分别与所述充电电源连接；
所述第一桥臂的输出端、所述第二桥臂的输出端和所述第三桥臂的输出端分别与所述三相桥整流电路的输入端耦合。
可选地，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂分别包括：串联的第一开关管和第二开关管，以及串联的第一电容和第一电感；
其中，所述第一开关管的输入端和所述第二开关管的输入端分别与所述充电电源连接；
所述第一开关管和所述第二开关管之间的第一连接点与所述第一电容的输入端连接；
所述第一电感的输出端与所述三相桥整流电路的输入端耦合。
可选地，所述三相桥逆变电路还包括：第二电容；
所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂分别与所述第二电容并联。
可选地，所述三相桥整流电路包括：
并联的第四桥臂、第五桥臂和第六桥臂；
其中，所述第四桥臂的输入端、所述第五桥臂的输入端和所述第六桥臂的输入端分别与所述三相桥逆变电路的输出端耦合；
所述第四桥臂的输出端、所述第五桥臂的输出端和所述第六桥臂的输出端分别与所述动力电池连接。
可选地，所述第四桥臂、所述第五桥臂和所述第六桥臂分别包括：串联的第三开关管和第四开关管；
其中，所述第三开关管和所述第四开关管之间的第二连接点与所述三相桥逆变电路的输出端耦合；
所述第三开关管的输出端和所述第四开关管的输出端分别与所述动力电池连接。
可选地，所述三相桥整流电路还包括：第三电容；
所述第四桥臂、所述第五桥臂和所述第六桥臂分别与所述第三电容并联。
可选地，所述第一开关管和所述第二开关管分别为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
可选地，所述第三开关管和所述第四开关管分别为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
本实用新型实施例还提供一种车载充电机，包括如上任一项所述的车载充电电路。
本实用新型实施例还提供一种电动汽车，包括如上任一项所述的车载充电机和电机驱动电路；
所述电机驱动电路的三相桥整流电路复用为所述副边充电单元的三相桥整流电路。
本实用新型的有益效果是：
本实用新型方案，通过对车载充电电路的原边充电单元进行变形，形成三相桥逆变电路，以及通过三相桥电路对车载充电电路的副边充电单元进行整流，从而大大提高充电功率。
附图说明
图1表示本实用新型实施例提供的车载充电电路的电路图；
图2表示本实用新型实施例提供的车载充电电路的原边单相充电电路与电机驱动电路的三相桥整流电路连接的电路图。
附图标记说明：
1-原边充电单元；2-副边充电单元。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本实用新型进行详细描述。
本实用新型针对现有技术中，车载充电机充电功率低的问题，提供一种车载充电电路、车载充电机及电动汽车。
如图1所示，本实用新型实施例还提供一种车载充电电路，包括：
原边充电单元(1)，以及与所述原边充电单元(1)耦合的副边充电单元(2)；
所述原边充电单元(1)包括：三相桥逆变电路；
所述副边充电单元(2)包括：三相桥整流电路；
所述原边充电单元(1)的输入端与充电电源连接；所述副边充电单元(2)的输出端与动力电池连接。
在本实用新型实施例中，通过将车载充电电路的圆边充电单元进行变形，形成三相桥逆变电路，并对车载充电电路的副边充电单元进行整流，在不改变充电机体积和重量的情况下，将充电电路的额定功率从6.6kW提高到20kW，大幅地提高了充电功率。
可选地，所述三相桥逆变电路包括：
并联的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；
其中，所述第一桥臂的输入端、所述第二桥臂的输入端和所述第三桥臂的输入端分别与所述充电电源连接；
所述第一桥臂的输出端、所述第二桥臂的输出端和所述第三桥臂的输出端分别与所述三相桥整流电路的输入端耦合。
在本实用新型实施例中，原边充电单元(1)的三相桥逆变电路包括三个并联的桥臂，每个桥臂的输入端与充电电源的输出端连接，每个桥臂的输出端与副边充电单元(2)的三相桥整流电路的输入端耦合。
可选地，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂分别包括：串联的第一开关管和第二开关管，以及串联的第一电容和第一电感；
其中，所述第一开关管的输入端和所述第二开关管的输入端分别与所述充电电源连接；
所述第一开关管和所述第二开关管之间的第一连接点与所述第一电容的输入端连接；
所述第一电感的输出端与所述三相桥整流电路的输入端耦合。
在本实用新型实施例中，三相桥逆变电路中的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂具有相同的结构，以第一桥臂进行举例说明，第一桥臂包括串联的第一开关管Q1、第二开关管Q2以及串联的第一电容C1和第一电感L1，其中，第一开关管Q1的漏极与充电电源的正极连接，第二开关管Q2的源极与充电电源的负极连接，第一开关管Q1的源极和第二开关管Q2的漏极之间的第一连接点与第一电容C1的输入端连接，第一电容C1的输出端与第一电感L1的输入端连接，第一电感L1的输出端与副边充电单元(2)的输入端耦合。第二桥臂和第三桥臂的结构与第一桥臂的结构相同。
可选地，所述三相桥逆变电路还包括：第二电容；
所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂分别与所述第二电容并联。
在本实用新型实施例中，三相桥逆变电路还包括第二电容C2，第二电容C2的两端分别设置在第一桥臂的输入端、第二桥臂的输入端和第三桥臂的输入端与充电电源的输出端之间。
可选地，所述三相桥整流电路包括：
并联的第四桥臂、第五桥臂和第六桥臂；
其中，所述第四桥臂的输入端、所述第五桥臂的输入端和所述第六桥臂的输入端分别与所述三相桥逆变电路的输出端耦合；
所述第四桥臂的输出端、所述第五桥臂的输出端和所述第六桥臂的输出端分别与所述动力电池连接。
在本实用新型实施例中，副边充电单元(2)包括并联的三个桥臂，每个桥臂的输入端和原边充电单元(1)的输出端耦合，每个桥臂的输出端和动力电池的输入端连接。
可选地，所述第四桥臂、所述第五桥臂和所述第六桥臂分别包括：串联的第三开关管和第四开关管；
其中，所述第三开关管和所述第四开关管之间的第二连接点与所述三相桥逆变电路的输出端耦合；
所述第三开关管的输出端和所述第四开关管的输出端分别与所述动力电池连接。
在本实用新型实施例中，三相桥整流电路的第四桥臂、第五桥臂和第六桥臂具有相同的结构，以第四桥臂为例进行说明，第四桥臂包括串联的第三开关管Q3和第四开关管Q4，其中，第三开关管Q3的漏极与动力电池的正极连接，第四开关管Q4的源极与动力电池的负极连接，第三开关管Q3的源极和第四开关管Q4的漏极之间的第二连接点与原边充电单元(1)的三相桥逆变电路的输出端耦合。第五桥臂和第六桥臂的结构与第四桥臂的结构相同。
可选地，所述三相桥整流电路还包括：第三电容；
所述第四桥臂、所述第五桥臂和所述第六桥臂分别与所述第三电容并联。
在本实用新型实施例中，三相桥整流电路还包括第三电容C3，第三电容C3的两端分别设置在第四桥臂的输入端、第五桥臂的输入端和第六桥臂的输出端与动力电池的输入端之间。
可选地，所述第一开关管和所述第二开关管分别为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
在本实用新型实施例中，第一开关管Q1和第二开关管Q2分别为绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)，由于绝缘栅双极型晶体管IGBT的电压、电流容量远大于现有的车载充电机的金属—绝缘体—半导体场效应晶体管(Metal OxideSemiconductor，MOS)的容量，可以提高车载充电机的可靠性。
可选地，所述第三开关管和所述第四开关管分别为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
在本实用新型实施例中，第三开关管Q3和第四开关管Q4分别为绝缘栅双极型晶体管IGBT，可以提高车载充电机的可靠性。
本实用新型实施例还提供一种车载充电机，包括如上任一项所述的车载充电电路。
需要说明的是，本实用新型实施例提供的车载充电机包括上述的车载充电电路，则上述的车载充电电路的所有实施例均适用于该车载充电机且能达到相同或者相似的技术效果。
本实用新型实施例还提供一种电动汽车，包括如上任一项所述的车载充电机和电机驱动电路；
所述电机驱动电路的三相桥整流电路复用为所述副边充电单元的三相桥整流电路。
需要说明的是，本实用新型实施例提供的车载充电电路的副边充电单元(2)中的三相桥整流电路可以和电机驱动电路的三相桥整流电路复用，将车载充电电机的原边单相充电电路去掉副边充电电路，直接采用电机驱动电路的三相桥整流电路进行整流，电路图如图2所示，也在本实用新型的保护范围内，且该方式可以节约成本。
以上所述的是本实用新型的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本实用新型所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种车载充电电路，其特征在于，包括：
原边充电单元，以及与所述原边充电单元耦合的副边充电单元；
所述原边充电单元包括：三相桥逆变电路；
所述副边充电单元包括：三相桥整流电路；
所述原边充电单元的输入端与充电电源连接；所述副边充电单元的输出端与动力电池连接；
其中，所述三相桥逆变电路包括：
并联的第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂；
其中，所述第一桥臂的输入端、所述第二桥臂的输入端和所述第三桥臂的输入端分别与所述充电电源连接；
所述第一桥臂的输出端、所述第二桥臂的输出端和所述第三桥臂的输出端分别与所述三相桥整流电路的输入端耦合。
2.根据权利要求1所述的车载充电电路，其特征在于，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂分别包括：串联的第一开关管和第二开关管，以及串联的第一电容和第一电感；
其中，所述第一开关管的输入端和所述第二开关管的输入端分别与所述充电电源连接；
所述第一开关管和所述第二开关管之间的第一连接点与所述第一电容的输入端连接；
所述第一电感的输出端与所述三相桥整流电路的输入端耦合。
3.根据权利要求1所述的车载充电电路，其特征在于，所述三相桥逆变电路还包括：第二电容；
所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂分别与所述第二电容并联。
4.根据权利要求1所述的车载充电电路，其特征在于，所述三相桥整流电路包括：
并联的第四桥臂、第五桥臂和第六桥臂；
其中，所述第四桥臂的输入端、所述第五桥臂的输入端和所述第六桥臂的输入端分别与所述三相桥逆变电路的输出端耦合；
所述第四桥臂的输出端、所述第五桥臂的输出端和所述第六桥臂的输出端分别与所述动力电池连接。
5.根据权利要求4所述的车载充电电路，其特征在于，所述第四桥臂、所述第五桥臂和所述第六桥臂分别包括：串联的第三开关管和第四开关管；
其中，所述第三开关管和所述第四开关管之间的第二连接点与所述三相桥逆变电路的输出端耦合；
所述第三开关管的输出端和所述第四开关管的输出端分别与所述动力电池连接。
6.根据权利要求4所述的车载充电电路，其特征在于，所述三相桥整流电路还包括：第三电容；
所述第四桥臂、所述第五桥臂和所述第六桥臂分别与所述第三电容并联。
7.根据权利要求2所述的车载充电电路，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管分别为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
8.根据权利要求5所述的车载充电电路，其特征在于，所述第三开关管和所述第四开关管分别为绝缘栅双极型晶体管IGBT。
9.一种车载充电机，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的车载充电电路。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求9所述的车载充电机和电机驱动电路；
所述电机驱动电路的三相桥整流电路复用为所述副边充电单元的三相桥整流电路。
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