CN215452529U - 车载充电设备及车辆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种车载充电设备和车辆，车载充电设备包括：控制器，开关模组，PFC电路，双向逆变电路，主DC‑DC电路和备用整流电路，开关模组的第一端与PFC电路的第一端连接，备用整流电路的第二端用于连接负载，PFC电路包括三相第一桥臂，备用整流电路包括三相第二桥臂；控制器被配置为，在确定负载处于用电状态，且主DC‑DC电路处于故障状态的情况下，控制开关模组，以导通PFC电路和备用整流电路，并复用该双向逆变电路和该PFC电路，与备用整流电路形成冗余DC‑DC电路，并控制双向逆变电路，以及控制三相第一桥臂和三相第二桥臂为负载进行单相或者三相供电，有利于提升为负载供电的灵活性。

Description

车载充电设备及车辆

技术领域

本公开涉及车辆技术领域，具体地，涉及一种车载充电设备及车辆。

背景技术

车载充电设备通常包括OBC(On board charger，车载充电器)和DCDC(DirectCurrent/Direct Current，直流转换直流模块)，该OBC通常用于在车辆充电过程中为车辆中的动力电池充电，该DCDC通常用于为车辆中的负载(继电器，多媒体，空调系统等低压设备)供电。

为了提高车辆中负载供电的可靠性，相关技术通过复用OBC形成冗余DCDC，在该DCDC故障的情况下通过该备用DCDC为负载供电，然而，发明人发现，相关技术中的备用DCDC仅能为负载提供单相电，无法提供三相电，更无法在单相电与三相电之间进行切换，不利于提升为负载供电的灵活性。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种车载充电设备及车辆。

为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种车载充电设备，包括：控制器，开关模组，PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路，双向逆变电路，主DC-DC电路和备用整流电路，所述控制器分别与所述开关模组，所述PFC电路，所述双向逆变电路，所述主DC-DC电路以及所述备用整流电路连接，所述开关模组的第一端与所述PFC电路的第一端连接，所述PFC电路的第二端与所述双向逆变电路的第一端连接，所述双向逆变电路的第二端用于连接动力电池，所述主DC-DC电路的第一端分别与所述动力电池，所述双向逆变电路的第二端连接，所述主DC-DC电路的第二端用于连接负载，所述开关模组的第二端与所述备用整流电路的第一端连接，所述备用整流电路的第二端用于连接所述负载，所述PFC电路包括三相第一桥臂，所述备用整流电路包括三相第二桥臂；

所述控制器被配置为，在确定负载处于用电状态，且所述主DC-DC电路处于故障状态的情况下，控制所述开关模组，以导通所述PFC电路和所述备用整流电路，并复用所述双向逆变电路和所述PFC电路，与所述备用整流电路形成冗余DC-DC电路，并控制所述双向逆变电路，以及控制所述三相第一桥臂和所述三相第二桥臂为所述负载进行单相或者三相供电。

可选地，所述负载包括蓄电池，所述备用整流电路还包括电压调整模块，所述电压调整模块用于对所述三相第二桥臂输出的直流电进行电压调整后为所述蓄电池充电。

可选地，所述电压调整模块包括第一开关管，续流二极管，第一电容、第二电容和第一电感，第一相第二桥臂的第一端，第二相第二桥臂的第一端，以及第三相第二桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述第一相第二桥臂的第二端，所述第二相第二桥臂的第二端，以及所述第三相第二桥臂的第二端共接形成第二汇流端，所述第一汇流端分别与所述第一开关管的第一端和所述第一电容的第一端连接，所述第二汇流端分别与所述第一电容的第二端，所述续流二极管的阳极，以及所述第二电容的第一端连接，所述第一开关管的第二端分别与续流二极管的阴极和第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第二电容的第二端连接，所述第一相第二桥臂的中点的引出线，所述第二相第二桥臂的中点的引出线，以及所述第三相第二桥臂的中点的引出线共同形成所述备用整流电路的第一端，所述第二电容两端的引出线形成所述备用整流电路的第二端。

可选地，所述PFC电路还包括一相第三桥臂；所述开关模块还包括第三端，所述第三端用于连接外部交流电源；

所述开关模组的第一端包括A’相端子，B’相端子，C’相端子和N’相端子，所述开关模组的第二端包括a相端子，b相端子，c相端子；所述开关模组的第三端包括A相端子，B相端子，C相端子和N相端子；

其中，所述A’相端子连接第一相第一桥臂的中点，所述B’相端子连接第二相第一桥臂的中点，所述C’相端子连接第三相第一桥臂的中点，所述N’相端子与所述第三桥臂的中点连接；所述A相端子，B相端子，C相端子和N相端子用于连接外接交流电源，所述a相端子连接第一相第二桥臂的中点，所述b相端子连接第二相第二桥臂的中点，所述c相端子连接第三相第二桥臂的中点。

可选地，所述控制器还被配置成：在确定负载处于用电状态，且所述主DC-DC电路处于故障状态的情况下，获取负载对应的功率需求参数，根据所述功率需求参数控制所述A’相端子与a相端子，B’相端子与b相端子，C’相端子与c相端子中的至少两相导通。

可选地，所述控制器还被配置成：在确定负载处于用电状态，且所述主DC-DC电路处于故障状态的情况下，若确定所述功率需求参数大于或者等于第一预设参数阈值，则控制所述A’相端子与所述a相端子，所述B’相端子与所述b相端子，所述C’相端子与所述c相端子均导通，并控制所述三相第一桥臂逆变三相交流电，控制所述三相第二桥臂对所述三相交流电进行整流，以为所述负载进行三相供电；

若确定所述功率需求参数小于所述第一预设参数阈值，则控制所述A’相端子与所述a相端子，所述B’相端子与所述b相端子，所述C’相端子与所述c相端子的任两相导通，并控制导通的两相第一桥臂逆变单相交流电，控制导通后的两相第二桥臂对所述单相交流电进行整流，以为所述负载进行单相供电。

可选地，所述控制器，还被配置成：在确定车辆处于充电状态下，控制所述开关模组以导通所述外部交流电和所述PFC电路，并控制所述PFC电路和所述双向逆变电路，为所述动力电池和/或所述负载进行单相或者三相充电。

可选地，所述控制器被配置成：在车辆处于充电状态的情况下，获取所述A相端子，所述B相端子以及所述C相端子的带电状况信息，并根据所述带电状况信息控制A相端子与所述A’相端子，所述B相端子与所述B’相端子，所述C相端子与所述B’相端子中至少一相导通，以实现车辆的单相充电或者三相充电。

可选地，所述控制器还被配置成，在确定车辆处于充电模式，且所述蓄电池的剩余电量超过预设的第一电量阈值的情况下，先控制所述PFC电路和所述双向逆变电路为所述动力电池进行三相或单相充电，后控制所述PFC电路，所述双向逆变电路和所述主DC-DC电路为所述蓄电池进行三相或单相充电。

可选地，所述控制器还被配置成：在确定车辆处于充电模式，且所述蓄电池的剩余电量低于预设的第二电量阈值时，先控制所述PFC电路，所述双向逆变电路和所述主DC-DC电路为所述蓄电池进行三相或单相充电，后控制所述PFC电路和所述双向逆变电路为所述动力电池进行三相或单相充电，其中，所述预设的第二电量阈值小于所述预设的第一电量阈值。

可选地，所述控制器还被配置成：在确定车辆处于充电模式，以及所述蓄电池的剩余电量超过预设的第二电量阈值且低于所述预设的第一电量阈值时，控制所述PFC电路和所述双向逆变电路为所述动力电池进行三相或单相充电的同时，且控制所述PFC电路，所述双向逆变电路和所述主DC-DC电路为所述蓄电池进行三相或单相充电。

在本公开的第二方面提供一种车辆，包括以上第一方面所述的车载充电设备。

通过上述技术方案，提供一种车载充电设备，包括：控制器，开关模组，PFC电路，双向逆变电路，主DC-DC电路和备用整流电路，所述控制器分别与所述开关模组，所述PFC电路，所述双向逆变电路，所述主DC-DC电路以及所述备用整流电路连接，所述开关模组的第一端与所述PFC电路的第一端连接，所述备用整流电路的第二端用于连接所述负载，所述PFC电路包括三相第一桥臂，所述备用整流电路包括三相第二桥臂；所述控制器被配置为，在确定负载处于用电状态，且所述主DC-DC电路处于故障状态的情况下，控制所述开关模组，以导通所述PFC电路和所述备用整流电路，并复用所述双向逆变电路和所述PFC电路，与所述备用整流电路形成冗余DC-DC电路，并控制所述双向逆变电路，以及控制所述三相第一桥臂和所述三相第二桥臂为所述负载进行单相或者三相供电。这样，该车载充电设备不仅能够在确定负载处于用电状态，且所述主DC-DC电路处于故障状态的情况下，通过该冗余DC-DC为所述负载进行供电，还能够选择性地控制所述三相第一桥臂和所述三相第二桥臂为所述负载进行单相或者三相供电，有利于提升为负载供电的灵活性。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是本公开一示例性实施例示出的一种车载充电设备的框图；

图2为根据图1所示实施例示出的一种车载充电设备的电路图；

图3为本公开一示例性实施例示出的三相第二桥臂的整流示意图；

图4为本公开另一示例性实施例示出的三相第二桥臂的整流示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在详细介绍本公开的具体实施方式之前，首先对本公开的应用场景进行以下说明，本公开可以应用于电动车辆中，尤其是电动车辆的低压供电过程和通过外部交流电源为电动车辆进行充电的场景。目前的车载充电设备通常包括OBC和DCDC，由该OBC为车辆中的动力电池充电，由该DCDC为车辆中的负载(继电器，多媒体，空调系统等低压设备)供电。为了提高车辆中负载供电的可靠性，相关技术中通过复用OBC形成备用DCDC，在该DCDC故障的情况下通过该备用DCDC为负载供电，然而，发明人发现，相关技术中的备用DCDC仅能为负载提供单相电，无法提供三相电，更无法在单相电与三相电之间进行切换，不利于提升为负载供电的灵活性。

为了解决上述技术问题，本公开提供一种车载充电设备和车辆，该车载充电设备包括：控制器，开关模组，PFC电路，双向逆变电路，主DC-DC电路和备用整流电路，该控制器分别与该开关模组，该PFC电路，该双向逆变电路，该主DC-DC电路以及该备用整流电路连接，该开关模组的第一端与该PFC电路的第一端连接，该备用整流电路的第二端用于连接该负载，该PFC电路包括三相第一桥臂，该备用整流电路包括三相第二桥臂；该控制器被配置为，在确定负载处于用电状态，且该主DC-DC电路处于故障状态的情况下，控制该开关模组，以导通该PFC电路和该备用整流电路，并复用该双向逆变电路和该PFC电路，与该备用整流电路形成冗余DC-DC电路，并控制该双向逆变电路，以及控制该三相第一桥臂和该三相第二桥臂为该负载进行单相或者三相供电。这样，该车载充电设备不仅能够在确定负载处于用电状态，且该主DC-DC电路处于故障状态的情况下，通过该冗余DC-DC为该负载进行供电，还能够选择性地控制该三相第一桥臂和该三相第二桥臂为该负载进行单相或者三相供电，有利于提升为负载供电的灵活性。

下面结合具体实施例对本公开进行说明。

图1是本公开一示例性实施例示出的一种车载充电设备的框图；参见图1，该车载充电设备包括：控制器101，开关模组102，PFC电路103，双向逆变电路104，主DC-DC电路105和备用整流电路106，该控制器101分别与该开关模组102，该PFC电路103，该双向逆变电路104，该主DC-DC电路105以及该备用整流电路106连接，该开关模组102的第一端与该PFC电路103的第一端连接，该PFC电路103的第二端与该双向逆变电路104的第一端连接，该双向逆变电路104的第二端用于连接动力电池，该主DC-DC电路105的第一端分别与该动力电池，该双向逆变电路104的第二端连接，该主DC-DC电路105的第二端用于连接负载107，该开关模组102的第二端与该备用整流电路106的第一端连接，该备用整流电路106的第二端用于连接该负载107，该PFC电路103包括三相第一桥臂1031，该备用整流电路106包括三相第二桥臂1061；

该控制器被配置为，在确定负载处于用电状态，且该主DC-DC电路105处于故障状态的情况下，控制该开关模组102，以导通该PFC电路103和该备用整流电路106，并复用该双向逆变电路104和该PFC电路103，与该备用整流电路106形成冗余DC-DC电路，并控制该双向逆变电路104，以及控制该三相第一桥臂和该三相第二桥臂为该负载进行单相或者三相供电。

其中，该开关模组还可以包括第三端，该第三端用于连接外部交流电源；该开关模组102用于在控制器101的控制下，实现在确定车辆中的负载处于用电状态，且该主DC-DC电路105处于故障状态的情况下，该开关模组102的第一端与第二端接通，以使该PFC电路与该备用整流电路之间导通；在车辆处于充电状态下，该开关模组的第一端与第三端接通，以使外部交流电源与该PFC电路之间导通。

该PFC电路，用于在车辆处于充电状态下，将外部交流电源提供的交流电转换为直流电传输至该双向逆变电路；在该负载处于用电状态，且检测到该主DC-DC电路故障的情况下，对该双向逆变电路输出的直流电进行逆变后送入该备用整流电路106进行整流和调压，以为该负载供电，从而实现与该备用整流电路106形成冗余DC-DC电路为该负载供电的过程。

该双向逆变电路，用于在车辆处于充电状态下，对该PFC电路提供的直流电进行高压变换，以为车辆中的动力电池充电；并在该负载处于用电状态，且检测到该主DC-DC电路故障的情况下，将该动力电池中的高压直流电转换为低压直流电传输至该PFC电路。

该主DC-DC电路，用于将动力电池或者双向逆变电路提供的第一电压的直流电转换为第二电压的直流电为该负载供电，该第一电压大于该第二电压。

该备用整流电路106，用于在该负载处于用电状态，且检测到该主DC-DC电路故障的情况下，对该PFC电路提供的交流电进行整流和调压，以为该负载供电。

该控制器：还用于在确定该负载处于用电状态，且该主DC-DC电路处于故障状态的情况下，通过调节该PFC电路以及第一开关的占空比控制该冗余DC-DC为该负载提供的供电电压。

以上技术方案，不仅能够使该车载充电设备在确定负载处于用电状态，且该主DC-DC电路处于故障状态的情况下，通过该冗余DC-DC为该负载进行供电，提高车辆中负载供电的可靠性，还能够选择性的控制该三相第一桥臂和该三相第二桥臂为该负载进行单相或者三相供电，有利于提升为负载供电的灵活性。

可选地，该负载107可以包括蓄电池，该备用整流电路106还可以包括电压调整模块1062，该电压调整模块1062用于对该三相第二桥臂1061输出的直流电进行电压调整后为该蓄电池充电。

其中，该电压调整模块1062可以通过BUCK变换电路的方式实现电压调整，也可以通过变压器或者其他变压方式进行电压调整，由于该变压器的变压方式为现有技术中比较成熟且普遍的技术，因此通过变压器进行电压调整具体过程可以参考现有技术，本公开在此不再赘述。

该电压调整模块1062通过BUCK变换电路实现电压调整的过程将通过以下图2所示实施例具体说明，图2为根据图1所示实施例示出的一种车载充电设备的电路图；如图2所示，该电压调整模块1062包括第一开关管Q0，续流二极管D1，第一电容C1、第二电容C2和第一电感L1，第一相第二桥臂的第一端，第二相第二桥臂的第一端，以及第三相第二桥臂的第一端共接形成第一汇流端，该第一相第二桥臂的第二端，该第二相第二桥臂的第二端，以及该第三相第二桥臂的第二端共接形成第二汇流端，该第一汇流端分别与该第一开关管Q0的第一端和该第一电容C1的第一端连接，该第二汇流端分别与该第一电容C2的第二端，该续流二极管D1的阳极，以及该第二电容C2的第一端连接，该第一开关管Q0的第二端分别与续流二极管D1的阴极和第一电感L1的第一端连接，该第一电感L1的第二端与该第二电容C2的第二端连接，该第一相第二桥臂的中点的引出线，该第二相第二桥臂的中点的引出线，以及该第三相第二桥臂的中点的引出线共同形成该备用整流电路106的第一端，该第二电容两端的引出线形成该备用整流电路106的第二端。

其中，该BUCK变换电路由该第一电感L1，该第二电容C2以及该续流二极管D1形成，该三相第二桥臂1061输出的直流电在该BUCK变换电路的作用下，通过第二电容C2两端的引出线为该负载提供符合电压需求的直流电，由于该BUCK变换电路的原理属于本领域内公知的技术，因此本公开在此不再赘述。

另外，还需说明的是，该第一相第二桥臂由二极管D2和二极管D3串接形成，该二极管D2的阴极为该第一相第二桥臂的第一端，该二极管D3的阳极为该第一相第二桥臂的第二端；该第二相第二桥臂由二极管D4和二极管D5串接形成，该二极管D4的阴极为该第二相第二桥臂的第一端，该二极管D5的阳极为该第二相第二桥臂的第二端；该第三相第二桥臂由二极管D6和二极管D7串接形成，该二极管D6的阴极为该第三相第二桥臂的第一端，该二极管D7的阳极为该第三相第二桥臂的第二端。

以上技术方案，能够通过BUCK变换电路实现电压变换，能够以较低的投入成本实现电压变换，从而不仅能够在负载处于用电状态，且该主DC-DC电路105处于故障状态的情况下，及时为该负载供电，还有利于节约供电成本，降低车辆生产成本。

可选地，该PFC电路103还包括一相第三桥臂1032；该开关模块还包括第三端，该第三端用于连接外部交流电源；

该开关模组102的第一端包括A’相端子，B’相端子，C’相端子和N’相端子，该开关模组102的第二端包括a相端子，b相端子，c相端子；该开关模组102的第三端包括A相端子，B相端子，C相端子和N相端子。

其中，该A’相端子连接第一相第一桥臂的中点，该B’相端子连接第二相第一桥臂的中点，该C’相端子连接第三相第一桥臂的中点，该N’相端子与该第三桥臂的中点连接；该A相端子，B相端子，C相端子和N相端子用于连接外接交流电源，该a相端子连接第一相第二桥臂的中点，该b相端子连接第二相第二桥臂的中点，该c相端子连接第三相第二桥臂的中点。

需要说明的是，如图2所示，该PFC电路还可以包括功率电感模组，该开关模组通过该功率电感模组与该PFC电路中的三相第一桥臂连接，该PFC电路中的第一相第一桥臂由开关管Q1和开关管Q2串接形成，该第二相第一桥臂由开关管Q3和开关管Q4串接形成，该第三相第一桥臂由开关管Q5和开关管Q6串接形成，该第三桥臂1032由开关管Q7和开关管Q8串接形成，其中，一种可能的实施方式中，可以使开关管Q1与该开关管Q2互补导通，该开关管Q3和开关管Q4互补导通，该开关管Q5和开关管Q6互补导通，该开关管Q7处于常断状态，该开关管Q8处于常开状态。该双向逆变电路可以由变压器T1，该变压器T1的低压侧连接第一全桥开关电路，该变压器T1的高压侧连接第二全桥开关电路，该第一全桥开关电路由开关管Q9至Q12形成的两条桥臂组成，该第二全桥开关电路由开关管Q13至Q16形成的两条桥臂组成，其中该开关管Q9至Q12为同步整流管，该开关管Q13至Q16中，该开关管Q13与开关管Q14变频互补导通，该开关管Q15与开关管Q16变频互补导通。该主DC-DC电路包括变压器T2，该变压器T2的高压侧连接第三全桥开关电路，该变换器T2的低压侧连接全波整流电路，该第三全桥开关电路由开关管Q17至Q20形成的两条桥臂组成，该开关管Q17与开关管Q18互补导通，该开关管Q19与该开关管Q20互补导通，该全波整流电路由该开关管Q21和开关管Q22形成，该开关管Q21和开关管Q22为同步整流管。在控制过程中，可以通过调节该开关管Q17至Q20的占空比，调节该主DC-DC电路输出的电压。

可选地，该控制器还被配置成：在确定负载处于用电状态，且该主DC-DC电路105处于故障状态的情况下，获取负载对应的功率需求参数，根据该功率需求参数控制该A’相端子与a相端子，B’相端子与b相端子，C’相端子与c相端子中的至少两相导通。

其中，该功率需求参数可以是负载所需供电电压，也可以是负载所需供电电流，这里可以优选为负载所需供电电流。

在一种可能的实施方式中，该控制器还被配置成：在确定负载处于用电状态，且该主DC-DC电路105处于故障状态的情况下，若确定该功率需求参数大于或者等于第一预设参数阈值，则控制该A’相端子与该a相端子，该B’相端子与该b相端子，该C’相端子与该c相端子均导通，并控制该三相第一桥臂逆变三相交流电，控制该三相第二桥臂对该三相交流电进行整流，以为该负载进行三相供电；

若确定该功率需求参数小于该第一预设参数阈值，则控制该A’相端子与该a相端子，该B’相端子与该b相端子，该C’相端子与该c相端子的任两相导通，并控制导通的两相第一桥臂逆变单相交流电，控制导通后的两相第二桥臂对该单相交流电进行整流，以为该负载进行单相供电。

需要说明的是，在该功率需求参数是负载所需供电电压的情况下，该第一预设参数阈值为电压参数阈值，在该功率需求参数是负载所需供电电流的情况下，该第一预设参数阈值为电流参数阈值。在进行三相供电时，该控制器可以错相120°控制该三相第一桥臂中的上半桥臂导通，为该三相第二桥臂提供交流电，以使该三相第二桥臂对该交流电进行整流，其中该三相第二桥臂的整流原理如图3和图4所示，图3为本公开一示例性实施例示出的三相第二桥臂的整流示意图，在该图3中，该a相端子输出电流为正，该b相端子输出电流为与a相端子输出电流的相位相差120°的电流(也为正)，该c相端子输出电流为与该b相端子输出电流的相位相差120°的电流(为负)，该三相第二桥臂的整流过程如图3所示，在该图3中，箭头方向表征电流的流向。图4为本公开另一示例性实施例示出的三相第二桥臂的整流示意图，在该图4中，该a相端子输出电流为负，该b相端子输出电流为与a相端子输出电流的相位相差120°的电流(为正)，该c相端子输出电流为与该b相端子输出电流的相位相差120°的电流(为负)，该三相第二桥臂的整流过程如图4所示，在该图4中，箭头方向表征电流的流向。

在进行单相供电时，导通的两相(例如，该A’相端子与该a相端子接通(即A相导通)，该B’相端子与该b相端子接通(即B相导通)，该C’相端子与该c相端子不接通(即C相不导通))，其中一相输出交流电(作为火线)，另一相作为续流线路(充当零线)，以形成供电回路。

另外，当该功率需求参数大于或者等于第一预设参数阈值的情况下，表征当前的负载用电需求较高，此时可以通过控制该PFC电路中的三相第一桥臂逆变三相交流电为该备用整流电路106供电，以使该备用整流电路106中的该三相第二桥臂1061对该三相交流电进行整流，并经过该电压调整模块1062进行电压变换，以为该负载107供电，以满足负载较大功率的用电需求；当功率需求参数小于第一预设参数阈值的情况下，表征当前的负载用电需求较低，此时通过单相供电完全能够满足该负载的用电需求，若在负载用电需求较低时，依然采用三相供电，则不免会造成电子器件不必要的损耗，不利于提升该车载充电设备的使用寿命。

以上技术方案，根据负载的功率需求参数确定进行单相供电或者进行三相供电，能够在三相供电与单相供电之间灵活切换，从而不仅能够满足负载的供电需求，还能够有效降低对该车载充电设备中电子器件的损耗，有利于提升车辆的使用寿命。

可选地，在为该负载进行单相供电时，即在该A’相端子与该a相端子，B’相端子与该b相端子，C’相端子与该c相端子中的任两相导通的情况下，可以根据第一相第一桥臂、第二相第一桥臂、第三相第一相桥臂的使用时长或开关管温度交替确定进入工作状态的两相第一桥臂。

一种实施方式中，可以累计该三相第一桥臂中每个第一桥臂的使用时长，例如在该PFC电路中增设三个计时器，每个第一桥臂对应一个计时器，在当前第一桥臂中的开关管导通时，通过该当前第一桥臂对应的计时器计时，在当前第一桥臂中的开关管均截止时，控制该当前第一桥臂对应的计时器停止计时，从而得到每个第一桥臂的使用时长，在为该负载进行单相供电之前，确定该使用时长最短和次短的两相第一桥臂，从而在为该负载进行单相供电时，将使用时长最短和次短的两相第一桥臂对应的端子导通，可选地，还可以将使用时长嘴短的第一桥臂确定为输出交流电的桥臂，将使用时长次短的第一桥臂确定为零线桥臂。

另一种可能的实施方式中，可以获取导通的两相第一桥臂中开关管的当前温度，在确定该当前温度大于或者等于预设温度阈值的情况下，将该开关管所在第一桥臂对应的开关模组中的端子断开，并将剩余的第一桥臂对应的开关模组中的端子接通，以使该三相第一桥臂交替地进入工作状态。

通过以上技术方案，根据第一相第一桥臂、第二相第一桥臂、第三相第一相桥臂的使用时长或开关管温度交替确定进入工作状态的两相第一桥臂，能够有效提升该车载充电设备的使用寿命。

可选地，该控制器，还被配置成：在确定车辆处于充电状态下，控制该开关模组102以导通该外部交流电和该PFC电路103，并控制该PFC电路103和该双向逆变电路104，为该动力电池和/或该负载进行单相或者三相充电。

其中，一种可能的实施方式中，该控制器被配置成：在车辆处于充电状态的情况下，获取该A相端子，该B相端子以及该C相端子的带电状况信息，并根据该带电状况信息控制A相端子与该A’相端子，该B相端子与该B’相端子，该C相端子与该B’相端子中至少一相导通，并控制该N相端子与该N’相端子导通，以实现车辆的单相充电或者三相充电。

示例地，在车辆处于充电状态的情况下，若确定该A相端子带电，则控制该A相端子与该A’相端子导通，若确定该B相端子带电，则控制该B相端子与该B’相端子导通，若确定该C相端子带电，则控制该C相端子与该C’相端子导通。

这样，能够根据充电桩的类型灵活变更充电模式，在该充电桩为单相充电桩的情况下，使该车载充电设备通过单相充电模式为车辆中的动力电池充电，在该充电桩为三相充电桩的情况下，使该车载充电设备通过三相充电模式为车辆中的动力电池充电，能够有效提升该车载充电设备的适用范围，从而更有利于提升车辆充电的便捷性，有利于提升车辆用户体验。

可选地，该控制器还被配置成，在确定车辆处于充电模式，且该蓄电池的剩余电量超过预设的第一电量阈值的情况下，先控制该PFC电路103和该双向逆变电路104为该动力电池进行三相或单相充电，后控制该PFC电路103，该双向逆变电路104和该主DC-DC电路105为该蓄电池进行三相或单相充电。

其中，该第一电量阈值可以是大于或者等于50％的任意值，例如55％，58％，60％等，在该蓄电池的剩余电量大于该第一电量阈值的情况下，表征该蓄电池的剩余电量能够满足负载当前的用电需求，此时可以先向该动力电池充电，待该动力电池充电完成之后，再向该蓄电池充电，以提升动力电池的充电速度，快速满足续航需求，从而有利于提升车辆用户体验。

可选地，该控制器还被配置成：在确定车辆处于充电模式，且该蓄电池的剩余电量低于预设的第二电量阈值时，先控制该PFC电路103，该双向逆变电路104和该主DC-DC电路105为该蓄电池进行三相或单相充电，后控制该PFC电路103和该双向逆变电路104为该动力电池进行三相或单相充电，其中，该预设的第二电量阈值小于该预设的第一电量阈值。

其中，该预设的第二电量阈值小于该预设的第一电量阈值，例如在该第一电量阈值为大于50％的任意值时，该第二电量阈值可以是20％，25％，30％等小于50％的任意值。

一种可能的实施方式为：在该蓄电池的剩余电量低于预设的第二电量阈值的情况下，先向该蓄电池充电，直至该蓄电池的剩余电量大于该第二电量阈值，且小于第一电量阈值时，同时为该蓄电池和该动力电池充电，当该蓄电池的电量大于或者等于该第一电量阈值的情况下，只向该动力电池充电，直至该动力电池充电完成之后，再向该蓄电池充电。

另一种可能的实施方式为：在该蓄电池的剩余电量低于预设的第二电量阈值的情况下，先向该蓄电池充电，直至该蓄电池充电完成，再向该动力电池充电。

这样，在该蓄电池的剩余电量低于预设的第二电量阈值的情况下，该蓄电池的电量可能无法满足当前用电设备的用电需求，因此，通过先向该蓄电池充电，能顾避免因为蓄电池电量不足而造成的车辆抛锚现象，如此有助于提升车辆用户的体验。

可选地，该控制器还被配置成：在确定车辆处于充电模式，以及该蓄电池的剩余电量超过预设的第二电量阈值且低于该预设的第一电量阈值时，控制该PFC电路103和该双向逆变电路104为该动力电池进行三相或单相充电的同时，且控制该PFC电路103，该双向逆变电路104和该主DC-DC电路105为该蓄电池进行三相或单相充电。

示例的，该第一电量阈值为60％，该第二电量阈值为30％，在该蓄电池当前的剩余电量小于60％，且大于30％的情况下，可以同时为该动力电池206和该蓄电池充电，这样既能够避免因蓄电池电量不足而造成的车辆抛锚现象，也能够及时提升续航里程，满足续航需求。

以上技术方式方案，根据蓄电池的剩余电量确定为蓄电池和动力电池的充电顺序，能够有效避免因蓄电池电量不足而造成的车辆抛锚现象，也能够及时提升续航里程，满足续航需求，能够有效的提升车辆用户的体验。

在本公开又一示例性中提供了一种车辆，该车辆包括以上图1至图4任一所述的车载充电设备。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (12)

1.一种车载充电设备，其特征在于，包括：控制器，开关模组，PFC电路，双向逆变电路，主DC-DC电路和备用整流电路，所述控制器分别与所述开关模组，所述PFC电路，所述双向逆变电路，所述主DC-DC电路以及所述备用整流电路连接，所述开关模组的第一端与所述PFC电路的第一端连接，所述PFC电路的第二端与所述双向逆变电路的第一端连接，所述双向逆变电路的第二端用于连接动力电池，所述主DC-DC电路的第一端分别与所述动力电池，所述双向逆变电路的第二端连接，所述主DC-DC电路的第二端用于连接负载，所述开关模组的第二端与所述备用整流电路的第一端连接，所述备用整流电路的第二端用于连接所述负载，所述PFC电路包括三相第一桥臂，所述备用整流电路包括三相第二桥臂；

所述控制器被配置为，在确定负载处于用电状态，且所述主DC-DC电路处于故障状态的情况下，控制所述开关模组，以导通所述PFC电路和所述备用整流电路，并复用所述双向逆变电路和所述PFC电路，与所述备用整流电路形成冗余DC-DC电路，并控制所述双向逆变电路，以及控制所述三相第一桥臂和所述三相第二桥臂为所述负载进行单相或者三相供电。

2.根据权利要求1所述的车载充电设备，其特征在于，

所述负载包括蓄电池，所述备用整流电路还包括电压调整模块，所述电压调整模块用于对所述三相第二桥臂输出的直流电进行电压调整后为所述蓄电池充电。

3.根据权利要求2所述的车载充电设备，其特征在于，所述电压调整模块包括第一开关管，续流二极管，第一电容、第二电容和第一电感，第一相第二桥臂的第一端，第二相第二桥臂的第一端，以及第三相第二桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述第一相第二桥臂的第二端，所述第二相第二桥臂的第二端，以及所述第三相第二桥臂的第二端共接形成第二汇流端，所述第一汇流端分别与所述第一开关管的第一端和所述第一电容的第一端连接，所述第二汇流端分别与所述第一电容的第二端，所述续流二极管的阳极，以及所述第二电容的第一端连接，所述第一开关管的第二端分别与续流二极管的阴极和第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第二电容的第二端连接，所述第一相第二桥臂的中点的引出线，所述第二相第二桥臂的中点的引出线，以及所述第三相第二桥臂的中点的引出线共同形成所述备用整流电路的第一端，所述第二电容两端的引出线形成所述备用整流电路的第二端。

4.根据权利要求1所述的车载充电设备，其特征在于，

所述PFC电路还包括一相第三桥臂；所述开关模组还包括第三端，所述第三端用于连接外部交流电源；

所述开关模组的第一端包括A’相端子，B’相端子，C’相端子和N’相端子，所述开关模组的第二端包括a相端子，b相端子，c相端子；所述开关模组的第三端包括A相端子，B相端子，C相端子和N相端子；

其中，所述A’相端子连接第一相第一桥臂的中点，所述B’相端子连接第二相第一桥臂的中点，所述C’相端子连接第三相第一桥臂的中点，所述N’相端子与所述第三桥臂的中点连接；所述A相端子，B相端子，C相端子和N相端子用于连接外接交流电源，所述a相端子连接第一相第二桥臂的中点，所述b相端子连接第二相第二桥臂的中点，所述c相端子连接第三相第二桥臂的中点。

5.根据权利要求4所述的车载充电设备，其特征在于，所述控制器还被配置成：在确定负载处于用电状态，且所述主DC-DC电路处于故障状态的情况下，获取负载对应的功率需求参数，根据所述功率需求参数控制所述A’相端子与a相端子，B’相端子与b相端子，C’相端子与c相端子中的至少两相导通。

6.根据权利要求5所述的车载充电设备，其特征在于，所述控制器还被配置成：在确定负载处于用电状态，且所述主DC-DC电路处于故障状态的情况下，若确定所述功率需求参数大于或者等于第一预设参数阈值，则控制所述A’相端子与所述a相端子，所述B’相端子与所述b相端子，所述C’相端子与所述c相端子均导通，并控制所述三相第一桥臂逆变三相交流电，控制所述三相第二桥臂对所述三相交流电进行整流，以为所述负载进行三相供电；

若确定所述功率需求参数小于所述第一预设参数阈值，则控制所述A’相端子与所述a相端子，所述B’相端子与所述b相端子，所述C’相端子与所述c相端子的任两相导通，并控制导通的两相第一桥臂逆变单相交流电，控制导通后的两相第二桥臂对所述单相交流电进行整流，以为所述负载进行单相供电。

7.根据权利要求4所述的车载充电设备，其特征在于，所述控制器，还被配置成：在确定车辆处于充电状态下，控制所述开关模组以导通所述外部交流电和所述PFC电路，并控制所述PFC电路和所述双向逆变电路，为所述动力电池和/或所述负载进行单相或者三相充电。

8.根据权利要求7所述的车载充电设备，其特征在于，所述控制器被配置成：在车辆处于充电状态的情况下，获取所述A相端子，所述B相端子以及所述C相端子的带电状况信息，并根据所述带电状况信息控制A相端子与所述A’相端子，所述B相端子与所述B’相端子，所述C相端子与所述B’相端子中至少一相导通，以实现车辆的单相充电或者三相充电。

9.根据权利要求2所述的车载充电设备，其特征在于，

所述控制器还被配置成，在确定车辆处于充电模式，且所述蓄电池的剩余电量超过预设的第一电量阈值的情况下，先控制所述PFC电路和所述双向逆变电路为所述动力电池进行三相或单相充电，后控制所述PFC电路，所述双向逆变电路和所述主DC-DC电路为所述蓄电池进行三相或单相充电。

10.根据权利要求9所述的车载充电设备，其特征在于，所述控制器还被配置成：在确定车辆处于充电模式，且所述蓄电池的剩余电量低于预设的第二电量阈值时，先控制所述PFC电路，所述双向逆变电路和所述主DC-DC电路为所述蓄电池进行三相或单相充电，后控制所述PFC电路和所述双向逆变电路为所述动力电池进行三相或单相充电，其中，所述预设的第二电量阈值小于所述预设的第一电量阈值。

11.根据权利要求9所述的车载充电设备，其特征在于，所述控制器还被配置成：在确定车辆处于充电模式，以及所述蓄电池的剩余电量超过预设的第二电量阈值且低于所述预设的第一电量阈值时，控制所述PFC电路和所述双向逆变电路为所述动力电池进行三相或单相充电的同时，且控制所述PFC电路，所述双向逆变电路和所述主DC-DC电路为所述蓄电池进行三相或单相充电。

12.一种车辆，其特征在于，包括以上权利要求1-11任一项所述的车载充电设备。

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