CN215751975U - 车载充电系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载充电系统和车辆，系统中的双向隔离转换电路模块第一端与高压电池连接；单向隔离转换电路模块的第一端与高压电池连接，PFC电路模块的第一端与双向隔离转换电路的第二端、单向隔离转换电路模块的第二端连接，PFC电路模块的第二端与交流端连接；DCDC电路模块的第一端与高压电池连接，DCDC电路模块的第二端与低压电单元连接；控制模块与上述模块均连接，并在充电模式下，控制PFC电路模块、单向隔离转换电路模块、双向隔离转换电路模块和/或DCDC电路模块形成充电电路，以为高压电池和/或低压电单元充电。该系统可以降低成本，延长电路中开关管的使用寿命。

Description

车载充电系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种车载充电系统和车辆。

背景技术

车载充电器一般具备OBC(On-Board Controller，机载控制器)和DCDC(DirectCurrent/Direct Current，直流转直流)两个功能，OBC功能主要用于高压输出给高压电池充电，DCDC功能主要用于低压输出给蓄电池充电以及车上低压负载供电。

相关技术中，OBC功能通过单个双向隔离转换电路或单向隔离转换电路来实现。由于高压充电时充电功率非常大，通过双向隔离转换电路或单向隔离转换电路中开关管的电流也较大，因此需要配置能够承受大电流的开关管，电路中开关管数量也比较多，因此OBC成本高。此外，高压充电时充电时间比较长，则隔离转换电路中开关管需要频繁地开关，影响开关管使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的目的之一在于提出一种车载充电系统，该车载充电系统可以降低成本，延长电路中开关管的使用寿命。

本实用新型的目的之二在于提出一种车辆。

为了达到上述目的，本实用新型第一方面实施例的车载充电系统包括：双向隔离转换电路模块，所述双向隔离转换电路模块的第一端与高压电池连接；单向隔离转换电路模块，所述单向隔离转换电路模块的第一端与所述高压电池连接；PFC电路模块，所述PFC电路模块的第一端与所述双向隔离转换电路的第二端、所述单向隔离转换电路模块的第二端连接，所述PFC电路模块的第二端与交流端连接；DCDC电路模块，所述DCDC电路模块的第一端与所述高压电池连接，所述DCDC电路模块的第二端与低压电单元连接，用于将所述高压电池输出的电信号转换为所述低压电单元所需的电信号；控制模块，所述控制模块与所述双向隔离转换电路模块、所述单向隔离转换电路模块、所述PFC电路模块和所述DCDC电路模块连接，用于在充电模式下，控制所述PFC电路模块、所述单向隔离转换电路模块和所述双向隔离转换电路模块形成充电电路，以为所述高压电池充电，或者，控制所述PFC电路模块、所述单向隔离转换电路模块、所述双向隔离转换电路模块和所述DCDC电路模块形成充电电路，以为所述高压电池和低压电单元充电。

根据本实用新型实施例的车载充电系统，通过设置双向隔离转换电路模块和单向隔离转换电路模块，双向隔离转换电路模块和单向隔离转换电路模块并联连接，在进行充电时，双向隔离转换电路模块和单向隔离转换电路模块可以分担高压充电需要的大功率，从而可以减小充电时隔离转换电路中开关管的电流，无需配置能够承受大电流的开关管，降低了成本，此外，由两路并联连接的隔离转换电路来同时进行对高压电池充电，可以缩短充电耗费时间，降低了电路中开关管的开关频次，从而减少开关管损耗，延长开关管的使用寿命。

在一些实施例中，车载充电系统还包括：第一开关模块，所述第一开关模块的第一端与所述PFC电路模块的第二端连接，所述第一开关模块的第二端与所述DCDC电路模块的第二端和所述低压电单元的第一端连接；第二开关模块，所述第二开关模块的第一端与所述双向隔离转换电路模块的第二端、所述PFC电路模块的第一端连接，所述第二开关模块的第二端与所述低压电单元的第二端连接；控制模块，所述控制模块还与所述第一开关模块和所述第二开关模块均连接，所述控制模块还用于在与外部充电设备电性连接时，控制所述第一开关模块和所述第二开关模块断开以进入充电模式，在所述DCDC电路模块故障时，控制所述第一开关模块和所述第二开关模块闭合以进入所述冗余供电模式，并控制所述高压电池、所述双向隔离转换模块和所述PFC电路模块形成冗余供电电路，以为所述低压电单元供电。

本实用新型实施例的车载充电系统，增加第一开关模块和第二开关模块，在DCDC电路模块故障时，第一开关模块和第二开关模块闭合进入冗余供电模式，复用双向隔离转换电路模块和PFC电路模块形成冗余供电电路，代替DCDC电路模块为低压电单元供电，在原有的OBC电路拓扑中进行改进即可，有利于简化系统，降低整体的成本，此外，各个模块相互独立设置，提升系统的可靠性，且效率较高。

在本实用新型的一些实施例中，所述双向隔离转换电路模块包括：第一转换单元，所述第一转换单元的第一端与所述高压电池连接，用于在所述冗余供电模式下将所述高压电池输出的直流电信号转换为第一交流电信号；第一变压器单元，所述第一变压器单元的第一端与所述第一转换单元的第二端连接，用于隔离并传输所述第一交流电信号；第二转换单元，所述第二转换单元的第一端与所述第一变压器单元的第二端连接，所述第二转换单元的第二端与所述单向隔离转换电路模块的第二端、所述PFC电路模块的第一端、所述第二开关模块的第一端连接，用于将所述第一交流电信号转换为所述第一直流电信号。

在本实用新型的一些实施例中，所述第一转换单元包括：第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述高压电池的第一端连接，所述第一开关管的控制端与所述控制模块连接；第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第二开关管的第二端与所述高压电池的第二端连接，所述第二开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端之间具有第一节点；第三开关管，所述第三开关管的第一端与所述第一开关管的第一端、所述高压电池的第一端连接，所述第三开关管的控制端与所述控制模块连接；第四开关管，所述第四开关管的第一端与所述第三开关管的第二端连接，所述第四开关管的第二端与所述高压电池的第二端、所述第二开关管的第二端连接，所述第四开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第四开关管的第一端与所述第三开关管的第二端之间具有第二节点；所述第一变压器单元包括第一变压器，所述第一变压器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组的第一端通过第一电容和第一电感与所述第二节点连接，所述第一绕组的第二端与所述第一节点连接，所述第二绕组的第一端与所述第二绕组的第二端之间连接有第二电感；所述第二转换单元包括：第五开关管，所述第五开关管的控制端与所述控制模块连接；第六开关管，所述第六开关管的第一端与所述第五开关管的第二端连接，所述第六开关管的第二端与所述PFC电路模块的第一端、所述第二开关模块的第一端连接，所述第六开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第六开关管的第一端与所述第五开关管的第二端之间具有第三节点，所述第三节点通过第三电感和第二电容与所述第二绕组的第一端连接；第七开关管，所述第七开关管的第一端与所述第五开关管的第一端连接，所述第七开关管的控制端与所述控制模块连接；第八开关管，所述第八开关管的第一端与所述第七开关管的第二端连接，所述第八开关管的第二端与所述第六开关管的第二端、所述PFC电路模块的第一端、所述第二开关模块的第一端连接，所述第八开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第八开关管的第一端与所述第七开关管的第二端之间具有第四节点，所述第四节点与所述第二绕组的第二端连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述PFC电路模块包括：电感单元，所述电感单元包括至少一个第四电感，所述至少一个第四电感共接后的第一端与所述第一开关模块的第一端、所述交流端连接；高频桥臂单元，所述高频桥臂单元包括至少一个高频桥臂，所述高频桥臂的中点对应连接一个所述第四电感的第二端；工频桥臂，所述工频桥臂与所述至少一个高频桥臂并联连接，所述工频桥臂的中点与所述交流端连接；电容单元，所述电容单元与所述工频桥臂并联连接；所述控制模块，还用于交错控制所述至少一个高频桥臂，以降低所述PFC电路模块输出的电流纹波。

在本实用新型的一些实施例中，至少一个第四电感包括第一个第四电感和第二个第四电感；所述高频桥臂单元包括：第九开关管，所述第九开关管的控制端与所述控制模块连接；第十开关管，所述第十开关管的第一端与所述第九开关管的第二端连接，所述第十开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十开关管的第一端与所述第九开关管的第二端之间具有第五节点，所述第五节点通过第一个第四电感与所述第一开关模块的第一端和所述交流端的第一端连接；第十一开关管，所述第十一开关管的第一端与所述第九开关管的第一端连接，所述第十一开关管的控制端与所述控制模块连接；第十二开关管，所述第十二开关管的第一端与所述第十一开关管的第二端连接，所述第十二开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十二开关管的第二端与所述第十开关管的第二端连接，所述第十二开关管的第一端与所述第十一开关管的第二端之间具有第六节点，所述第六节点通过第二个第四电感与所述第一开关模块的第一端和所述交流端的第一端连接；所述工频桥臂包括：第十三开关管，所述第十三开关管的第一端与所述第十一开关管的第一端、所述第九开关管的第一端、所述单向隔离转换电路模块的第二端连接，所述第十三开关管的控制端与所述控制模块连接；所述第十四开关管，所述第十四开关管的第一端与所述第十三开关管的第二端连接，所述第十四开关管的第二端与所述第十二开关管的第二端、所述第八开关管的第二端、所述第二开关模块的第一端连接，所述第十四开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十四开关管的第一端与所述第十三开关管的第二端之间具有第七节点，所述第七节点与所述交流端的第二端连接；所述电容单元包括第三电容和第四电容，所述第三电容的第一端与所述第十三开关管的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述第十四开关管的第二端、所述第八开关管的第二端和所述第二开关模块的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端之间具有第八节点，所述第八节点与所述第五开关管的第一端、所述第七开关管的第一端连接；或者，所述电容单元包括第五电容，所述第五电容的第一端与所述第十三开关管的第一端、所述第五开关管的第一端和所述第七开关管的第一端连接，所述第五电容的第二端与所述第六开关管的第二端、所述第八开关管的第二端和所述第二开关模块的第一端连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述单向隔离转换电路模块包括：第三转换单元，所述第三转换单元的第一端与所述PFC电路模块的第一端连接，用于在充电模式下将第三直流电信号转换第三交流电信号；第二变压器单元，所述第二变压器单元的第一端与所述第三转换单元的第二端连接，用于隔离并传输所述第三交流电信号；第四转换单元，所述第四转换单元的第一端与所述第二变换器单元的第二端连接，所述第四转换单元的第二端与所述高压电池连接，用于将所述第三交流电信号转换为所述高压电池所需的第四直流电信号。

在本实用新型的一些实施例中，所述第三转换单元包括：第十五开关管，所述第十五开关管的第一端与所述第十三开关管的第一端、所述第三电容的第一端连接，所述第十五开关管的控制端与所述控制模块连接；第十六开关管，所述第十六开关管的第一端与所述第十五开关管的第二端连接，所述第十六开关管的第二端与所述第七开关管的第一端、所述第八节点连接，所述第十六开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十六开关管的第一端与所述第十五开关管的第二端之间具有第九节点；第十七开关管，所述第十七开关管的第一端与所述第十五开关管的第一端连接，所述第十七开关管的控制端与所述控制模块连接；第十八开关管，所述第十八开关管的第一端与所述第十七开关管的第二端连接，所述第十八开关管的第二端与所述第五开关管的第一端、所述第八节点连接，所述第十八开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十八开关管的第一端与所述第十七开关管的第二端之间具有第十节点；所述第二变压器单元包括第二变压器，所述第二变压器包括第三绕组和第四绕组，所述第三绕组的第一端通过第六电容和第五电感与所述第十节点连接，所述第三绕组的第二端与所述第九节点连接，所述第三绕组的第一端与所述第三绕组的第二端之间连接有第六电感；第四转换单元包括：第一二极管，所述第一二极管的第一端与所述高压电池的第一端连接；第二二极管，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述第二二极管的第二端与所述高压电池的第二端连接，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端之间具有第十一节点，所述第十一节点与所述第四绕组的第一端连接；第三二极管，所述第三二极管的第一端与所述高压电池的第一端、所述第一二极管的第一端连接；第四二极管，所述第四二极管的第一端与所述第三二极管的第二端连接，所述第四二极管的第二端与所述高压电池的第二端、所述第二二极管的第二端连接，所述第四二极管的第一端与所述第三二极管的第二端之间具有第十二节点，所述第十二节点与所述第四绕组的第二端连接；其中，在所述冗余供电模式下，所述单向隔离转换电路模块停止工作，所述第十五开关管和所述第十六开关管导通；或者，所述第三转换单元包括：第十五开关管，所述第十五开关管的第一端与所述第十三开关管的第一端、所述第五电容的第一端连接，所述第十五开关管的控制端与所述控制模块连接；第十六开关管，所述第十六开关管的第一端与所述第十五开关管的第二端连接，所述第十六开关管的第二端与所述第五电容的第二端连接，所述第十六开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十六开关管的第一端与所述第十五开关管的第二端之间具有第九节点；第十七开关管，所述第十七开关管的第一端与所述第十五开关管的第一端连接，所述第十七开关管的控制端与所述控制模块连接；第十八开关管，所述第十八开关管的第一端与所述第十七开关管的第二端连接，所述第十八开关管的第二端与所述第十六开关管的第二端、所述第五电容的第二端连接，所述第十八开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十八开关管的第一端与所述第十七开关管的第二端之间具有第十节点；所述第二变压器单元包括第二变压器，所述第二变压器包括第三绕组和第四绕组，所述第三绕组的第一端通过第六电容和第五电感与所述第十节点连接，所述第三绕组的第二端与所述第九节点连接，所述第三绕组的第一端与所述第三绕组的第二端之间连接有第六电感；第四转换单元包括：第一二极管，所述第一二极管的第一端与所述高压电池的第一端连接；第二二极管，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述第二二极管的第二端与所述高压电池的第二端连接，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端之间具有第十一节点，所述第十一节点与所述第四绕组的第一端连接；第三二极管，所述第三二极管的第一端与所述高压电池的第一端、所述第一二极管的第一端连接；第四二极管，所述第四二极管的第一端与所述第三二极管的第二端连接，所述第四二极管的第二端与所述高压电池的第二端、所述第二二极管的第二端连接，所述第四二极管的第一端与所述第三二极管的第二端之间具有第十二节点，所述第十二节点与所述第四绕组的第二端连接。

在本实用新型的一些实施例中，所述车载充电系统还包括：第七电容，所述第七电容的第一端与所述高压电池的第一端、所述第一开关管的第一端和所述第三二极管的第一端连接，所述第七电容的第二端与所述高压电池的第二端、所述第二开关管的第二端和所述第四二极管的第二端连接。第八电容，所述第八电容的第一端与所述低压电单元的第一端连接，所述第八电容的第二端与所述低压电单元的第二端连接。

为了达到上述目的，本实用新型第二方面实施例提出的车辆，所述车辆包括：高压电池和低压电单元；上面任一项实施例所述的车载充电系统，所述车载充电系统与所述高压电池和所述低压电单元连接。

根据本实用新型实施例的车辆，通过采用上面实施例的车载充电系统，车载充电系统中设置并联连接的双向隔离转换电路模块和单向隔离转换电路模块，在进行充电时，双向隔离转换电路模块和单向隔离转换电路模块可以分担需要的大功率，从而可以减小充电时隔离转换电路中开关管的电流，无需配置能够承受大电流的开关管，降低了成本，此外，由两路并联连接的隔离转换电路来同时进行对高压电池充电，可以缩短充电耗费时间，降低了电路中开关管的开关频次，从而减少开关管损耗，延长开关管的使用寿命。

此外，车载充电系统还设置第一开关模块和第二开关模块，在冗余供电模式下，当车载充电系统中的DCDC电路模块故障时，第一开关模块和第二开关模块闭合，复用双向隔离转换电路模块和PFC电路模块逆向导通实现DCDC电路模块功能，以为低压电单元进行供电，从而达到冗余DCDC低压充电的效果，此结构在原充电系统进行改进即可，有利于简化系统，降低整体的成本，并且各个模块相互独立设置，提升系统的可靠性。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本实用新型一个实施例的车载充电系统的框图；

图2为根据本实用新型一个实施例的双向隔离转换电路模块的框图；

图3为根据本实用新型一个实施例的车载充电系统的示意图；

图4为根据本实用新型一个实施例的PFC电路模块的框图；

图5为根据本实用新型另一个实施例的车载充电系统的示意图；

图6为根据本实用新型一个实施例的单向隔离转换电路模块的框图；

图7为根据本实用新型一个实施例的车辆的框图。

附图标记：

车辆100；

车载充电系统10、高压电池20、低压电单元30；

双向隔离转换电路模块1、PFC电路模块2、单向隔离转换电路模块3、DCDC电路模块4、第一开关模块5、第二开关模块6、控制模块7；

第一转换单元11、第一变压器单元12、第二转换单元13、第三转换单元31、第二变压器单元32、第四转换单元33、电感单元21、高频桥臂单元22、工频桥臂23、电容单元24；

第一变压器T1、第二变压器T2、第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11、第十二开关管Q12、第十三开关管Q13、第十四开关管Q14、第十五开关管Q15、第十六开关管Q16、第十七开关管Q17、第十八开关管Q18、第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第一节点n1、第二节点n2、第三节点n3、第四节点n4、第五节点n5、第六节点n6、第七节点n7、第八节点n8、第九节点n9、第十节点n10、第十一节点n11、第十二节点n12、第一电容R1、第二电容R2、第三电容R3、第四电容R4、第五电容R5、第六电容R6、第七电容R7、第八电容R8、第一电感L1、第二电感L2、第三电感L3、第一个第四电感L41、第二个第四电感L42、第五电感L5、第六电感L6、第七电感L7、开关S1、开关S2。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的车载充电系统10。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，为根据本实用新型一个实施例的车载充电系统的框图，其中，车载充电系统10包括双向隔离转换电路模块1、PFC电路模块2、单向隔离转换电路模块3、DCDC电路模块4和控制模块7。

双向隔离转换电路模块1的第一端与高压电池20连接。

在充电模式下，双向隔离转换电路模块1正向导通，在冗余供电模式下，当高压电池20为低压电单元30供电时，高压电池20输出高压电信号，而低压电单元30所需的电信号为低压电信号，双向隔离转换模块1逆向工作时，能将高压转换成低压。

单向隔离转换电路模块3的第一端与高压电池20连接。在充电模式下，单向隔离转换电路模块3正向导通时，可实现与双向隔离转换电路模块1正向导通时相同的功能，能将高压转换成低压。

具体地，双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3为并联连接的两路电路，在充电模式下，双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3均正向导通，双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3可以分担高压充电需要的大功率，从而可以减小充电时隔离转换电路中开关管的电流，无需配置能够承受大电流的开关管，降低了成本。

PFC电路模块2的第一端与双向隔离转换电路1的第二端、单向隔离转换电路模块3的第二端连接，PFC电路模块2的第二端与交流端连接。

其中，PFC电路模块2还可用于在充电模式下正向导通，可对交流端输出的交流信号进行功率校正，以减少交换功率的损失，从而实现由交流端为高压电池20供电。

在实施例中，在充电模式下，双向隔离转换电路模块1、单向隔离转换电路模块3和PFC电路模块2正向导通形成充电电路，共同作用实现OBC功能，从而将交流端输出的电信号转换为高压电池20所需的电信号，以为高压电池20充电。

DCDC电路模块4的第一端与高压电池20连接，DCDC电路模块4的第二端与低压电单元30连接，用于将高压电池20输出的电信号转换为低压电单元30所需的电信号。

其中，低压电单元30可以包括低压负载和蓄电池等，当车载充电系统10正常充电工作时，DCDC电路模块3工作，将高压电池20输出的高压电信号转换成低压电单元30所需的低压电信号，以为低压电单元30进行供电，例如可为低压电单元30提供12V直流电。

在一些实施例中，控制模块7与双向隔离转换电路模块1、单向隔离转换电路模块3、PFC电路模块2和DCDC电路模块4连接，用于在充电模式下，控制PFC电路模块2、单向隔离转换电路模块3和双向隔离转换电路模块1形成充电电路，以为高压电池20充电。

具体地，在充电模式下，控制模块7控制PFC电路模块2和双向隔离转换电路模块1以及单向隔离转换电路模块3正向导通，共同作用实现OBC功能。

更具体地，双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3并联设置，控制模块7可同时控制双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3的工作状态。当由交流端为高压电池20供电时，由两路并联连接的隔离转换电路来同时进行对高压电池20充电，可以缩短充电耗费时间，降低了电路中开关管的开关频次，从而减少开关管损耗，延长开关管的使用寿命。

举例而言，在充电模式下，控制模块7控制PFC电路模块2正向导通时，能将交流端输入的第一交流电信号进行功率因数校正并输出第三直流电信号。控制模块7控制双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3根据充电模式下的控制时序交错导通，且双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3导通时可实现相同的功能，以将第三直流电信号转换为高压电池20所需的第四直流电信号，从而实现由外部充电设备通过交流端为高压电池20充电。

在另一些实施例中，控制模块7还可以控制PFC电路模块2、单向隔离转换电路模块3、双向隔离转换电路模块1和DCDC电路模块4形成充电电路，以为高压电池20和低压电单元30充电。

具体地，在充电模式下，控制模块7还可以控制PFC电路模块2和双向隔离转换电路模块1以及单向隔离转换电路模块3正向导通，共同作用实现OBC功能，以将对交流端输入的第一交流电信号转换为高压电池20所需的第四直流电信号，从而实现由交流端为高压电池20充电。以及，控制模块7控制DCDC电路模块4导通工作，以将高压电池20输出的电信号转换为低压电单元30所需的电信号，从而实现为低压电单元30供电。

根据本实用新型实施例的车载充电系统10，通过设置双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3，双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3并联连接，在进行充电时，双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3可以分担高压充电需要的大功率，从而可以减小充电时隔离转换电路中开关管的电流，无需配置能够承受大电流的开关管，降低了成本，此外，由两路并联连接的隔离转换电路来同时进行对高压电池20充电，可以缩短充电耗费时间，降低了电路中开关管的开关频次，从而减少开关管损耗，延长开关管的使用寿命。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，车载充电系统10还包括第一开关模块5和第二开关模块6。

第一开关模块5的第一端与PFC电路模块2的第二端连接，第一开关模块5的第二端与DCDC电路模块4的第二端和低压电单元30的第一端连接。第二开关模块6的第一端与双向隔离转换电路模块1的第二端、PFC电路模块2的第一端连接，第二开关模块6的第二端与低压电单元30的第二端连接。

控制模块7还与第一开关模块5和第二开关模块6均连接，控制模块7还用于与外部充电设备电性连接时，控制第一开关模块5和第二开关模块6断开以进入充电模式，在DCDC电路模块4故障时，控制第一开关模块5和第二开关模块6闭合以进入冗余供电模式，并控制高压电池20、双向隔离转换模块1和PFC电路模块2形成冗余供电电路，以为低压电单元30供电。

在充电模式下，第一开关模块5和第二开关模块6为断开状态，PFC电路模块2和双向隔离转换电路模块1以及单向隔离转换电路模块3正向导通，共同作用实现OBC功能。例如，PFC电路模块2正向导通时，对交流端输入的第一交流电信号进行功率因数校正并输出第三直流电信号，双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3根据充电模式下的控制时序交错导通，以将第三直流电信号转换为高压电池20所需的第四直流电信号，从而实现由外部充电设备通过交流端为高压电池20充电。

在冗余供电模式下，由于DCDC电路模块4故障无法为低压电单元30充电。当DCDC电路模块4故障时，第一开关模块5和第二开关模块6闭合以进入冗余供电模式，双向隔离转换电路模块1和PFC电路模块2逆向导通形成冗余供电电路，即复用双向隔离转换电路模块1和PFC电路模块2代替DCDC电路模块4工作，高压电池20输出的电信号经双向隔离转换电路模块1和PFC电路模块2转换为低压电单元30所需的电信号，并通过第一开关模块5和第二开关模块6所在电路提供给低压电单元30，实现降压功能，以实现由高压电池20为低压电单元30供电，从而达到DCDC冗余的目的。在冗余供电模式下，单向隔离转换电路模块3无法逆向导通。

根据本实用新型实施例的车载充电系统10，增加第一开关模块5和第二开关模块6，在DCDC电路模块4故障时，第一开关模块5和第二开关模块6闭合以进入冗余供电模式，复用双向隔离转换电路模块1和PFC电路模块2形成冗余供电电路，代替DCDC电路模块为低压电单元30供电，在原有的OBC电路拓扑中进行改进即可，有利于简化系统，降低整体的成本，此外，各个模块相互独立设置，提升系统的可靠性，且效率较高。

下面对本实用新型实施例的车载充电系统10的电路结构进行详细说明。

在本实用新型的一些实施例中，如图2所示，为根据本实用新型一个实施例的双向隔离转换电路模块的框图，其中，双向隔离转换电路模块1包括第一转换单元11、第一变压器单元12和第二转换单元13。

第一转换单元11的第一端与高压电池20连接，用于在冗余供电模式即高压电池20为低压电单元30充电的模式下将高压电池20输出的直流电信号转换为第一交流电信号。第一变压器单元12的第一端与第一转换单元11的第二端连接，用于隔离并传输第一交流电信号。第一变压器单元12为谐振隔离电路，实现功率传输和电气隔离。第二转换单元13的第一端与第一变压器单元12的第二端连接，第二转换单元11的第二端与单向隔离转换电路模块3的第二端、PFC电路模块2的第一端、第二开关模块5的第一端连接，用于将第一交流电信号转换为第一直流电信号。

在冗余供电模式下即由高压电池30为低压电单元30供电时，若DCDC电路模块4出现故障，控制模块7控制双向隔离转换电路模块1逆向导通，即电流在双向隔离转换电路模块1中依次流过第一转换单元11、第一变压器单元12和第二转换单元13，输出直流电信号以作为低压电单元30的正极电源端，并通过PFC电路模块2进一步将直流电信号进行降低以作为低压电单元30的负极电源端，从而实现高压电池20为低压电单元30的充电。在充电模式下，由交流端为高压电池20供电，PFC电路模块2对交流端输入的交流信号进行频率因数校正，控制模块7控制双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3同时工作，即电流在双向隔离转换电路模块1中依次流过第二转换单元13、第一变压器单元12和第一转换单元11，从而将PFC电路模块2输出的电信号转换为高压电池20所需的电信号。此时，第二转换单元13可以作为整流电路，以将交流端输出的交流电转换为直流电。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，为根据本实用新型一个实施例的车载充电系统的示意图，其中，第一转换单元11包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4。

如图3所示，第一开关模块4可以包括开关S1，第二开关模块5可以包括开关S2。其中，双向隔离转换电路模块1中各个单元与元器件等与控制模块7的连接方式可结合图1和图3进行描述。

在实施例中，第一开关管Q1的第一端与高压电池20的第一端连接，第一开关管Q1的控制端与控制模块7连接。第二开关管Q2的第一端与第一开关管Q1的第二端连接，第二开关管Q2的第二端与高压电池的第二端连接，第二开关管Q2的控制端与控制模块连接，第二开关管Q2的第一端与第一开关管Q1的第二端之间具有第一节点n1。第三开关管Q3的第一端与第一开关管Q1的第一端、高压电池的第一端连接，第三开关管Q3的控制端与控制模块连接。第四开关管Q4的第一端与第三开关管Q3的第二端连接，第四开关管Q4的第二端与高压电池的第二端、第二开关管Q2的第二端连接，第四开关管Q4的控制端与控制模块连接，第四开关管Q4的第一端与第三开关管Q3的第二端之间具有第二节点n2。

第一变压器单元12包括第一变压器TI，第一变压器TI包括第一绕组和第二绕组，第一绕组的第一端通过第一电容C1和第一电感L1与第二节点n2连接，第一绕组的第二端与第一节点n1连接，第二绕组的第一端与第二绕组的第二端之间连接有第二电感L2。其中第二电感L2为激磁电感。

具体地，第一绕组为第一变压器T1的次级线圈，则第一电容C1为次级谐振电容，第一电感L1为次级谐振电感，第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4为第一转换单元11的次级开关管，控制模块7控制第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3和第四开关管Q4的导通状态，进而控制第一绕组的工作状态。例如，在冗余供电模式下，控制模块7可以根据高压电池20端的电压值控制第一开关管Q1、第二开关管Q2导通、第三开关管Q3和、第四开关管Q4按照一定的开关频率互补导通，以将高压电池20输出的直流电信号转换成第一交流电信号，并在第一节点n1和第二节点n2之间形成交流方波电压。

在实施例中，第二转换单元13包括第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8。其中，第五开关管Q5的控制端与控制模块7连接。第六开关管Q6的第一端与第五开关管Q5的第二端连接，第六开关管Q6的第二端与PFC电路模块的第一端、第二开关模块的第一端连接，第六开关管Q6的控制端与控制模块连接，第六开关管Q6的第一端与第五开关管Q5的第二端之间具有第三节点n3，第三节点n3通过第三电感L3和第二电容C2与第二绕组的第一端连接。第七开关管Q7的第一端与第五开关管Q5的第一端连接，第七开关管Q7的控制端与控制模块连接。第八开关管Q8的第一端与第七开关管Q7的第二端连接，第八开关管Q8的第二端与第六开关管Q6的第二端、PFC电路模块的第一端、第二开关模块的第一端连接，第八开关管Q8的控制端与控制模块连接，第八开关管Q8的第一端与第七开关管Q7的第二端之间具有第四节点n4，第四节点n4与第二绕组的第二端连接。

具体地，第二绕组为第一变压器T1的原边初级线圈，则第三电感L3为原边谐振电感，第二电容C2为原边谐振电容，第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8为第一变压器单元12的原边开关管，构成整流电路，例如，在冗余供电模式下，控制模块7通过控制第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8的导通状态，进而控制第二绕组的工作状态，从而实现将第三节点n3和第四节点n4间的第一交流电信号转换成第一直流电信号并输出。第一电感L1、第一电容C1、第三电感L3、第二电容C2、第二电感L2以及第一变压器T1组成谐振隔离电路，实现功率传输和电气隔离。

在本实用新型的一些实施例中，参考图3、图4和图5描述根据本实用新型实施例的PFC电路模块2。如图4所示，为根据本实用新型一个实施例的PFC电路模块的框图。

PFC电路模块2包括电感单元21、高频桥臂单元22、工频桥臂23和电容单元24。其中，电感单元21包括至少一个第四电感，至少一个第四电感共接后的第一端与第一开关模块5的第一端、交流端连接。高频桥臂单元22包括至少一个高频桥臂，高频桥臂的中点对应连接一个第四电感的第二端。工频桥臂23与至少一个高频桥臂并联连接，工频桥臂的中点与交流端连接。电容单元24与工频桥臂23并联连接，电容单元24可由滤波电容组成用于对输出电信号进行滤波。控制模块7还用于交错控制所述至少一个高频桥臂，以降低所述PFC电路模块2输出的电流纹波。

其中，以高频桥臂单元22包括两个高频桥臂为例，两个高频桥臂并联设置，且高频桥臂单元22包括若干开关管，每个开关管均为快速管。控制模块7与每个开关管的控制端分别连接，以控制两个高频桥臂高频交错导通，从而降低传输过程中的电信号波纹。

工频桥臂23与至少一个高频桥臂并联连接，工频桥臂23的中点与交流端连接。电容单元24与工频桥臂23并联连接，电容单元24可由滤波电容组成用于对PFC电路模块2的输出的电信号进行滤波，以获得滤波后的电信号。

如图3所示，至少一个第四电感包括第一个第四电感L41和第二个第四电感L42。

其中，高频桥臂单元22包括第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11和第十二开关管Q12，工频桥臂23包括第十三开关管Q13和第十四开关管Q14。其中，第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11和第十二开关管Q12为快速管，第十三开关管Q13和第十四开关管Q14为工频管。第九开关管Q9和第十开关管Q10、第十一开关管Q11和第十二开关管Q12组成的两个高频桥臂并联连接，且四个开关管均为快速管。

第九开关管Q9的控制端与控制模块7连接。第十开关管Q10的第一端与第九开关管Q9的第二端连接，第十开关管Q10的控制端与控制模块7连接，第十开关管Q10的第一端与第九开关管Q9的第二端之间具有第五节点n5，第五节点n5通过第一个第四电感L41与第一开关模块5的第一端和交流端的第一端连接。第九开关管Q9和第十开关管Q10即构成一个高频桥臂，且第五节点n5即该高频桥臂中点。第十一开关管Q11的第一端与第九开关管Q9的第一端连接，第十一开关管Q11的控制端与控制模块7连接。第十二开关管Q12的第一端与第十一开关管Q11的第二端连接，第十二开关管Q12的控制端与控制模块7连接，第十二开关管Q12的第二端与第十开关管Q10的第二端连接，第十二开关管Q12的第一端与第十一开关管Q11的第二端之间具有第六节点n6，第六节点n6通过第二个第四电感L42与第一开关模块的第一端和交流端的第一端连接。第十一开关管Q11和第十二开关管Q12即构成一个高频桥臂，且第六节点n6即该高频桥臂中点。

工频桥臂23包括第十三开关管Q13和第十四开关管Q14。第十三开关管Q13的第一端与第十一开关管Q11的第一端、第九开关管Q9的第一端、单向隔离转换电路模块3的第二端连接，第十三开关管Q13的控制端与控制模块7连接。第十四开关管Q14的第一端与第十三开关管Q13的第二端连接，第十四开关管Q14的第二端与第十二开关管Q12的第二端、第八开关管Q8的第二端、第二开关模块6的第一端连接，第十四开关管Q14的控制端与控制模块7连接，第十四开关管Q14的第一端与第十三开关管Q13的第二端之间具有第七节点n7，第七节点n7与交流端的第二端连接。

具体地，如图3所示，交流端的第一端为A端，交流端的第二端为B端，其中，两个并联的高频桥臂也作为两路并联Buck(降压式变换电路)电路，第九开关管Q9与第十开关管Q10和第一个第四电感L41组合成一路Buck电路，第十一开关管Q11与第十二开关管Q12和第二个第四电感L42组合成一路Buck电路。以第九开关管Q9和第十开关管Q10所在的一路Buck电路为例，控制模块7通过控制第九开关管Q9和第十开关管Q10按照一定的频率互补导通，调整电路的占空比，进而输出低压信号，以为低压负载和蓄电池供电。控制模块7还控制第十一开关管Q11与第十二开关管Q12和第二个第四电感L42组合成的一路Buck电路的工作状态，例如控制第十一开关管Q11与第十二开关管Q12也按照一定的频率互补导通，并与另一路Buck电路错开一定相位，通过对两路进行控制，从而减小输出电流波纹。

在冗余供电模式下，当DCDC电路模块4出现故障时，开关S1和开关S2导通，PFC电路模块2与双向隔离转换电路1共同作用，控制模块7控制第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11、第十二开关管Q12、第十三开关管Q13和第十四开关管Q14的工作状态，以将第一直流电信号转换为第二直流电信号并输出。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，电容单元24包括第三电容C3和第四电容C4，第三电容C3的第一端与第十三开关管Q13的第一端连接，第三电容C3的第二端与第四电容C4的第一端连接，第四电容C4的第二端与第十四开关管Q14的第二端、第八开关管Q8的第二端和第二开关模块6的第一端连接，第三电容C3的第二端与第四电容C4的第一端之间具有第八节点n8，第八节点n8与第五开关管Q5的第一端、第七开关管Q7的第一端连接。

其中，第三电容C3和第四电容C4为PFC电路模块2的滤波电容，用于在交流端对高压电池20充电时对PFC电路模块2输出的电信号进行滤波，以及，在高压电池20对低压电单元30进行供电时，第三电容C3和第四电容C4为双向隔离转换电路模块1输出的电信号进行滤波，以减低电信号干扰。

在另一些实施例中，如图5所示，为根据本实用新型另一个实施例的车载充电系统的示意图，其中，电容单元24包括第五电容C5，第五电容C5的第一端与第十三开关管Q13的第一端、第五开关管Q5的第一端和第七开关管Q7的第一端连接，第五电容C5的第二端与第六开关管Q6的第二端、第八开关管Q8的第二端和第二开关模块6的第一端连接。第五电容C5用于在交流端对高压电池20充电时对PFC电路模块2的输出的电信号进行滤波，以及，在高压电池20对低压电单元30进行供电时，第五电容Q5为双向隔离转换电路模块1输出的电信号进行滤波，以减低电信号干扰。

具体地，如图5所示，在高压电池20对低压电单元30供电时，开关S1和开关S2闭合，双向隔离转换电路模块1中的Q1-Q4根据高压电池20输出的电压值按照一定的开关频率互补导通，把高压电池20输出的直流电压转换为交流电压，即在第一节点n1和第二节点n2之间形成交流方波电压。第一电感L1、第一电容C1、第二电感L2、第二电容C2和第三电感L3和第一变压器T1的绕组组成谐振隔离电路，实现功率传输和电气隔离。双向隔离转换电路模块1中的Q5-Q8构成整流电路，将第三节点n3和第四节点n4之间的交流电转换为直流电，即在E、G之间输出直流电压。进一步地，PFC电路模块2中两路并联的Buck电路的开关管按照一定的频率互补导通，通过调占空比，输出低压，给低压负载和蓄电池供电。

在本实用新型的一些实施例中，如图6所示，为根据本实用新型一个实施例的单向隔离转换电路模块的框图，其中，单向隔离转换电路模块3包括第三转换单元31、第二变压器单元32和第四转换单元33。

第三转换单元31的第一端与PFC电路模块2的第一端连接，用于在充电模式下将第三直流电信号转换第三交流电信号。其中，第三转换单元31为整流电路。第二变压器单元32的第一端与第三转换单元31的第二端连接，用于隔离并传输第三交流电信号。第二变压器单元32为谐振隔离电路，实现功率传输和电气隔离。第四转换单元33的第一端与第二变换器单元32的第二端连接，第四转换单元33的第二端与高压电池20连接，用于将第三交流电信号转换为高压电池20所需的第四直流电信号。

在充电模式下，单向隔离转换电路模块3正向导通，即电流在单向隔离转换电路模块3中依次流过第三转换单元31、第二变压器单元32和第四转换单元33，从而将PFC电路模块2输出的电信号转换为高压电池20所需的电信号。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，第三转换单元31包括第十五开关管Q15、第十六开关管Q16、第十七开关管Q17和第十八开关管Q18。其中，单向隔离转换电路模块3中各个单元与元器件等与控制模块7的连接方式可结合图1和图3进行描述。

在实施例中，第十五开关管Q15的第一端与第十三开关管Q13的第一端、第三电容C3的第一端连接，第十五开关管Q15的控制端与控制模块连接。第十六开关管Q16的第一端与第十五开关管Q15的第二端连接，第十六开关管Q16的第二端与第七开关管Q7的第一端、第八节点n8连接，第十六开关管Q16的控制端与控制模块连接，第十六开关管Q16的第一端与第十五开关管Q15的第二端之间具有第九节点n9。第十七开关管Q17的第一端与第十五开关管Q15的第一端连接，第十七开关管Q17的控制端与控制模块连接。第十八开关管Q18的第一端与第十七开关管Q17的第二端连接，第十八开关管Q18的第二端与第五开关管Q5的第一端、第八节点n8连接，第十八开关管Q18的控制端与控制模块连接，第十八开关管Q18的第一端与第十七开关管Q17的第二端之间具有第十节点n10。其中，第十五开关管Q15、第十六开关管Q16、第十七开关管Q17和第十八开关管Q18构成整流电路，以将第九节点n9和第十节点n10之间的交流电转换为直流电。

第二变压器单元32包括第二变压器T2，第二变压器T2包括第三绕组和第四绕组，第三绕组的第一端通过第六电容C6和第五电感L5与第十节点n10连接，第三绕组的第二端与第九节点n9连接，第三绕组的第一端与第三绕组的第二端之间连接有第六电感L6。其中第六电感L6为激磁电感。

具体地，第三绕组为第二变压器T2的原边初级线圈，第四绕组为第二变压器T2的次级线圈，第十五开关管Q15、第十六开关管Q16、第十七开关管Q17和第十八开关管Q18与第二变压器单元32为原边开关管，则第五电感L5为原边谐振电感，第六电容C6为原边谐振电容。在高充电模式下，六电容C6、第五电感L5、第六电感L6和第二变压器T2组成谐振隔离电路，实现功率传输和电气隔离。

在本实用新型的一些实施例中，如图3所示，第四转换单元33包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4。第一二极管D1的第一端与高压电池的第一端连接。第二二极管D2的第一端与第一二极管D1的第二端连接，第二二极管D2的第二端与高压电池的第二端连接，第二二极管D2的第一端与第一二极管D1的第二端之间具有第十一节点n11，第十一节点n11与第四绕组的第一端连接。第三二极管D3的第一端与高压电池的第一端、第一二极管D1的第一端连接。第四二极管D4的第一端与第三二极管D3的第二端连接，第四二极管D4的第二端与高压电池的第二端、第二二极管D2的第二端连接，第四二极管D4的第一端与第三二极管D3的第二端之间具有第十二节点n12，第十二节点n12与第四绕组的第二端连接，其中，在冗余供电模式下，单向隔离转换电路模块3停止工作，第十五开关管Q15和第十六开关管Q16导通。

在实施例中，第四转换单元33位于第二变压器T2的次级线圈侧，则第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4为次级整流二极管。且四个二极管的正极均与高压电池20的负极连接，二极管的负极与高压电池20正极连接，由于二极管具有单向导电的特性，当由交流端为高压电池20充电时，第四转换单元33导通以将PFC电路模块2输出的第三直流电信号转换为高压电池所需的第四直流电信号，以为高压电池20供电。但是当高压电池20放电时，第四转换单元33不能逆向导通，即高压电池20输出的直流电信号被四个二极管隔离，从而导致整个单向隔离转换电路模块3不工作，进而在冗余供电模式下且DCDC电路模块4发生故障时，达到DCDC冗余的目的。

具体地，如图3所示，在高压电池20对低压电单元30供电时，开关S1和开关S2闭合，单向隔离转换电路模块3停止工作，第十五开关管Q15、第十六开关管Q16、第十七开关管Q17和第十八开关管Q18都导通。双向隔离转换电路模块1中的Q1-Q4根据高压电池20输出的电压值按照一定的开关频率互补导通，把高压电池20输出的直流电压转换为交流电压，即在第一节点n1与第二节点n2之间形成交流方波电压。第一电感L1、第一电容C2、第二电感L2、第二电容C2和第三电感L3和变压器的绕组组成谐振隔离电路，实现功率传输和电气隔离。双向隔离转换电路模块1中的Q5-Q8构成整流电路，将第三节点n3和第四节点n4之间的交流电转换为直流电，即在F、G之间输出直流电压，第十五开关管Q15和第十六开关管Q16处于常通状态，从而在E、G之间输出直流电压。进一步地，PFC电路模块2中两路并联的Buck电路的开关管按照一定的频率互补导通，通过调占空比，输出低压电信号，实现为低压负载和蓄电池供电。

或者，在另一些实施例中，如图5所示，第三转换单元31包括第十五开关管Q15、第十六开关管Q16、第十七开关管Q17和第十八开关管Q18，其中，第十五开关管Q15的第一端与第十三开关管Q13的第一端、第五电容C5的第一端连接，第十五开关管Q15的控制端与控制模块7连接。第十六开关管Q16的第一端与第十五开关管Q15的第二端连接，第十六开关管Q16的第二端与第五电容C5的第二端连接，第十六开关管Q16的控制端与控制模块7连接，第十六开关管Q16的第一端与第十五开关管Q15的第二端之间具有第九节点n9。第十七开关管Q17的第一端与第十五开关管Q15的第一端连接，第十七开关管Q17的控制端与控制模块7连接。第十八开关管Q18的第一端与第十七开关管Q17的第二端连接，第十八开关管Q18的第二端与第十六开关管Q16的第二端、第五电容C5的第二端连接，第十八开关管Q18的控制端与控制模块7连接，第十八开关管Q18的第一端与第十七开关管Q17的第二端之间具有第十节点n10。

第二变压器单元32包括第二变压器T2，第二变压器T2包括第三绕组和第四绕组，第三绕组的第一端通过第六电容C6和第五电感L5与第十节点n10连接，第三绕组的第二端与第九节点n9连接，第三绕组的第一端与第三绕组的第二端之间连接有第六电感L6。

第四转换单元33包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3和第四二极管D4。其中，第一二极管D1的第一端与高压电池20的第一端连接。第二二极管D2的第一端与第一二极管D1的第二端连接，第二二极管D2的第二端与高压电池20的第二端连接，第二二极管D2的第一端与第一二极管D1的第二端之间具有第十一节点n11，第十一节点11与第四绕组的第一端连接。第三二极D3管的第一端与高压电池20的第一端、第一二极管D1的第一端连接。第四二极管D4的第一端与第三二极管D3的第二端连接，第四二极管D4的第二端与高压电池20的第二端、第二二极管D2的第二端连接，第四二极管D4的第一端与第三二极管D3的第二端之间具有第十二节点n12，第十二节点n12与第四绕组的第二端连接。

在充电模式下，即通过交流端为高压电池20充电时，第一开关模块5和第二开关模块6断开，PFC电路模块2对交流端输入的第一交流电信号进行功率因数校正并输出第三直流电信号，单向隔离转换电路模块3和双向隔离转换电路模块1同时工作，其中，单向隔离转换电路模块3中的第十五开关管Q15、第十六开关Q16管、第十七开关管Q17和第十八开关管Q18组成逆变电路以将直流电信号转换为交流电信号，第二变压器T2单元将该交流电信号进行隔离传输，进而由第一二极管、第二二极管、第三二极管和第四二极管D4组成的整流电路将交流电信号转换为高压电池20所需的第四直流电信号，从而实现交流端对高压电池20的充电。

在本实用新型的一些实施例中，如图3或图5所示，车载充电系统10还包括第七电容C7和第八电容C8，第七电容C7的第一端与高压电池20的第一端、第一开关管Q1的第一端和第三二极管D3的第一端连接，第七电容C7的第二端与高压电池20的第二端、第二开关管Q2的第二端和第四二极管D4的第二端连接。

其中，第七电容C7为单向隔离转换电路模块3的输出滤波电容。在充电模式下，第四转换单元33将第三交流电信号转换为第四直流电信号后，第七电容C7用于对第四直流电信号进行滤波，以获取滤波后的第四直流电信号。

第八电容C8的第一端与低压电单元30的第一端连接，第八电容C8的第二端与低压电单元30的第二端连接。其中，第八电容C8为低压滤波电容。当高压电池20为低压电单元30进行充电时，在充电模式下，将高压电池20输出的电信号经DCDC电路模块4转换为低压电单元30所需的电信号，该电信号为经过第八电容C8滤波处理后的电信号。以及，在冗余供电模式下，第八电容C8用于对经开关S1和开关S2输送至低压电单元30的低压电信号进行滤波处理。

在本实用新型的一些实施例中，如图7所示，为根据本实用新型一个实施例的车辆的框图，其中，车辆100包括高压电池20和低压电单元30以及上面任一项实施例的车载充电系统10，车载充电系统10与高压电池20和低压电单元30连接。

在实施例中，低压电单元30可以包括低压负载或低压蓄电池等。车辆100正常充电工作时，高压电池20经车载充电系统10为低压电单元30充电，车载充电系统10中的双向隔离转换电路模块1、单向隔离转换电路模块2和PFC电路模块3能实现OBC功能，即把交流端的交流电压转换为高压电池20所需要的电压，以为高压电池20充电，DCDC电路模块4能实现DCDC功能，将高压电池20输出的高压电转换为低压，为低压负载和蓄电池共地呢。在冗余供电模式下，当DCDC电路模块3出现故障时，通过设置两个开关模块，控制模块6控制第一开关模块5和第二开关模块6闭合，单向隔离转换电路模块3停止工作，复用双向隔离转换电路模块1和PFC电路模块2实现DCDC电路模块4功能，以为低压电单元30进行供电，从而达到DCDC电路模块3冗余的目的。

根据本实用新型实施例的车辆100，通过采用上面实施例的车载充电系统10，车载充电系统10中联连接的双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3，在进行充电时，双向隔离转换电路模块1和单向隔离转换电路模块3可以分担需要的大功率，从而可以减小充电时隔离转换电路中开关管的电流，无需配置能够承受大电流的开关管，降低了成本，此外，由两路并联连接的隔离转换电路来同时进行对高压电池20充电，可以缩短充电耗费时间，降低了电路中开关管的开关频次，从而减少开关管损耗，延长开关管的使用寿命。

此外，车载充电系统10还设置第一开关模块5和第二开关模块6，在冗余供电模式下，当车载充电系统10中的DCDC电路模块4故障时，第一开关模块5和第二开关模块6闭合，复用双向隔离转换电路模块1和PFC电路模块2逆向导通实现DCDC电路模块4功能，而单向隔离转换电路模块3不工作，以为低压电单元30进行供电，从而达到冗余DCDC低压充电的效果。此结构在原充电系统中进行改进即可，有利于简化系统，降低整体的成本，并且各个模块相互独立设置，提升系统的可靠性。

根据本实用新型实施例的车辆100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种车载充电系统，其特征在于，包括：

双向隔离转换电路模块，所述双向隔离转换电路模块的第一端与高压电池连接；

单向隔离转换电路模块，所述单向隔离转换电路模块的第一端与所述高压电池连接；

PFC电路模块，所述PFC电路模块的第一端与所述双向隔离转换电路的第二端、所述单向隔离转换电路模块的第二端连接，所述PFC电路模块的第二端与交流端连接；

DCDC电路模块，所述DCDC电路模块的第一端与所述高压电池连接，所述DCDC电路模块的第二端与低压电单元连接，用于将所述高压电池输出的电信号转换为所述低压电单元所需的电信号；

控制模块，所述控制模块与所述双向隔离转换电路模块、所述单向隔离转换电路模块、所述PFC电路模块和所述DCDC电路模块连接，用于在充电模式下，控制所述PFC电路模块、所述单向隔离转换电路模块和所述双向隔离转换电路模块形成充电电路，以为所述高压电池充电，或者，控制所述PFC电路模块、所述单向隔离转换电路模块、所述双向隔离转换电路模块和所述DCDC电路模块形成充电电路，以为所述高压电池和低压电单元充电。

2.根据权利要求1所述的车载充电系统，其特征在于，还包括：

第一开关模块，所述第一开关模块的第一端与所述PFC电路模块的第二端连接，所述第一开关模块的第二端与所述DCDC电路模块的第二端和所述低压电单元的第一端连接；

第二开关模块，所述第二开关模块的第一端与所述双向隔离转换电路模块的第二端、所述PFC电路模块的第一端连接，所述第二开关模块的第二端与所述低压电单元的第二端连接；

控制模块，所述控制模块还与所述第一开关模块和所述第二开关模块均连接，所述控制模块还用于在与外部充电设备电性连接时，控制所述第一开关模块和所述第二开关模块断开以进入所述充电模式，在所述DCDC电路模块故障时，控制所述第一开关模块和所述第二开关模块闭合以进入所述冗余供电模式，并控制所述高压电池、所述双向隔离转换模块和所述PFC电路模块形成冗余供电电路，以为所述低压电单元供电。

3.根据权利要求2所述的车载充电系统，其特征在于，所述双向隔离转换电路模块包括：

第一转换单元，所述第一转换单元的第一端与所述高压电池连接，用于在所述冗余供电模式下将所述高压电池输出的直流电信号转换为第一交流电信号；

第一变压器单元，所述第一变压器单元的第一端与所述第一转换单元的第二端连接，用于隔离并传输所述第一交流电信号；

第二转换单元，所述第二转换单元的第一端与所述第一变压器单元的第二端连接，所述第二转换单元的第二端与所述单向隔离转换电路模块的第二端、所述PFC电路模块的第一端、所述第二开关模块的第一端连接，用于将所述第一交流电信号转换为所述第一直流电信号。

4.根据权利要求3所述的车载充电系统，其特征在于，

所述第一转换单元包括：

第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述高压电池的第一端连接，所述第一开关管的控制端与所述控制模块连接；

第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第二开关管的第二端与所述高压电池的第二端连接，所述第二开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端之间具有第一节点；

第三开关管，所述第三开关管的第一端与所述第一开关管的第一端、所述高压电池的第一端连接，所述第三开关管的控制端与所述控制模块连接；

第四开关管，所述第四开关管的第一端与所述第三开关管的第二端连接，所述第四开关管的第二端与所述高压电池的第二端、所述第二开关管的第二端连接，所述第四开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第四开关管的第一端与所述第三开关管的第二端之间具有第二节点；

所述第一变压器单元包括第一变压器，所述第一变压器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组的第一端通过第一电容和第一电感与所述第二节点连接，所述第一绕组的第二端与所述第一节点连接，所述第二绕组的第一端与所述第二绕组的第二端之间连接有第二电感；

所述第二转换单元包括：

第五开关管，所述第五开关管的控制端与所述控制模块连接；

第六开关管，所述第六开关管的第一端与所述第五开关管的第二端连接，所述第六开关管的第二端与所述PFC电路模块的第一端、所述第二开关模块的第一端连接，所述第六开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第六开关管的第一端与所述第五开关管的第二端之间具有第三节点，所述第三节点通过第三电感和第二电容与所述第二绕组的第一端连接；

第七开关管，所述第七开关管的第一端与所述第五开关管的第一端连接，所述第七开关管的控制端与所述控制模块连接；

第八开关管，所述第八开关管的第一端与所述第七开关管的第二端连接，所述第八开关管的第二端与所述第六开关管的第二端、所述PFC电路模块的第一端、所述第二开关模块的第一端连接，所述第八开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第八开关管的第一端与所述第七开关管的第二端之间具有第四节点，所述第四节点与所述第二绕组的第二端连接。

5.根据权利要求4所述的车载充电系统，其特征在于，所述PFC电路模块包括：

电感单元，所述电感单元包括至少一个第四电感，所述至少一个第四电感共接后的第一端与所述第一开关模块的第一端、所述交流端连接；

高频桥臂单元，所述高频桥臂单元包括至少一个高频桥臂，所述高频桥臂的中点对应连接一个所述第四电感的第二端；

工频桥臂，所述工频桥臂与所述至少一个高频桥臂并联连接，所述工频桥臂的中点与所述交流端连接；

电容单元，所述电容单元与所述工频桥臂并联连接；

所述控制模块，还用于交错控制所述至少一个高频桥臂，以降低所述PFC电路模块输出的电流纹波。

6.根据权利要求5所述的车载充电系统，其特征在于，

至少一个第四电感包括第一个第四电感和第二个第四电感；

所述高频桥臂单元包括：

第九开关管，所述第九开关管的控制端与所述控制模块连接；

第十开关管，所述第十开关管的第一端与所述第九开关管的第二端连接，所述第十开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十开关管的第一端与所述第九开关管的第二端之间具有第五节点，所述第五节点通过第一个第四电感与所述第一开关模块的第一端和所述交流端的第一端连接；

第十一开关管，所述第十一开关管的第一端与所述第九开关管的第一端连接，所述第十一开关管的控制端与所述控制模块连接；

第十二开关管，所述第十二开关管的第一端与所述第十一开关管的第二端连接，所述第十二开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十二开关管的第二端与所述第十开关管的第二端连接，所述第十二开关管的第一端与所述第十一开关管的第二端之间具有第六节点，所述第六节点通过第二个第四电感与所述第一开关模块的第一端和所述交流端的第一端连接；

所述工频桥臂包括：

第十三开关管，所述第十三开关管的第一端与所述第十一开关管的第一端、所述第九开关管的第一端、所述单向隔离转换电路模块的第二端连接，所述第十三开关管的控制端与所述控制模块连接；

所述第十四开关管，所述第十四开关管的第一端与所述第十三开关管的第二端连接，所述第十四开关管的第二端与所述第十二开关管的第二端、所述第八开关管的第二端、所述第二开关模块的第一端连接，所述第十四开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十四开关管的第一端与所述第十三开关管的第二端之间具有第七节点，所述第七节点与所述交流端的第二端连接；

所述电容单元包括第三电容和第四电容，所述第三电容的第一端与所述第十三开关管的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端连接，所述第四电容的第二端与所述第十四开关管的第二端、所述第八开关管的第二端和所述第二开关模块的第一端连接，所述第三电容的第二端与所述第四电容的第一端之间具有第八节点，所述第八节点与所述第五开关管的第一端、所述第七开关管的第一端连接；

或者，所述电容单元包括第五电容，所述第五电容的第一端与所述第十三开关管的第一端、所述第五开关管的第一端和所述第七开关管的第一端连接，所述第五电容的第二端与所述第六开关管的第二端、所述第八开关管的第二端和所述第二开关模块的第一端连接。

7.根据权利要求6所述的车载充电系统，其特征在于，所述单向隔离转换电路模块包括：

第三转换单元，所述第三转换单元的第一端与所述PFC电路模块的第一端连接，用于在充电模式下将第三直流电信号转换第三交流电信号；

第二变压器单元，所述第二变压器单元的第一端与所述第三转换单元的第二端连接，用于隔离并传输所述第三交流电信号；

第四转换单元，所述第四转换单元的第一端与所述第二变换器单元的第二端连接，所述第四转换单元的第二端与所述高压电池连接，用于将所述第三交流电信号转换为所述高压电池所需的第四直流电信号。

8.根据权利要求7所述的车载充电系统，其特征在于，

所述第三转换单元包括：

第十五开关管，所述第十五开关管的第一端与所述第十三开关管的第一端、所述第三电容的第一端连接，所述第十五开关管的控制端与所述控制模块连接；

第十六开关管，所述第十六开关管的第一端与所述第十五开关管的第二端连接，所述第十六开关管的第二端与所述第七开关管的第一端、所述第八节点连接，所述第十六开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十六开关管的第一端与所述第十五开关管的第二端之间具有第九节点；

第十七开关管，所述第十七开关管的第一端与所述第十五开关管的第一端连接，所述第十七开关管的控制端与所述控制模块连接；

第十八开关管，所述第十八开关管的第一端与所述第十七开关管的第二端连接，所述第十八开关管的第二端与所述第五开关管的第一端、所述第八节点连接，所述第十八开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十八开关管的第一端与所述第十七开关管的第二端之间具有第十节点；

所述第二变压器单元包括第二变压器，所述第二变压器包括第三绕组和第四绕组，所述第三绕组的第一端通过第六电容和第五电感与所述第十节点连接，所述第三绕组的第二端与所述第九节点连接，所述第三绕组的第一端与所述第三绕组的第二端之间连接有第六电感；

第四转换单元包括：

第一二极管，所述第一二极管的第一端与所述高压电池的第一端连接；

第二二极管，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述第二二极管的第二端与所述高压电池的第二端连接，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端之间具有第十一节点，所述第十一节点与所述第四绕组的第一端连接；

第三二极管，所述第三二极管的第一端与所述高压电池的第一端、所述第一二极管的第一端连接；

第四二极管，所述第四二极管的第一端与所述第三二极管的第二端连接，所述第四二极管的第二端与所述高压电池的第二端、所述第二二极管的第二端连接，所述第四二极管的第一端与所述第三二极管的第二端之间具有第十二节点，所述第十二节点与所述第四绕组的第二端连接；其中，在所述冗余供电模式下，所述单向隔离转换电路模块停止工作，所述第十五开关管和所述第十六开关管导通；

或者，

所述第三转换单元包括：

第十五开关管，所述第十五开关管的第一端与所述第十三开关管的第一端、所述第五电容的第一端连接，所述第十五开关管的控制端与所述控制模块连接；

第十六开关管，所述第十六开关管的第一端与所述第十五开关管的第二端连接，所述第十六开关管的第二端与所述第五电容的第二端连接，所述第十六开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十六开关管的第一端与所述第十五开关管的第二端之间具有第九节点；

第十七开关管，所述第十七开关管的第一端与所述第十五开关管的第一端连接，所述第十七开关管的控制端与所述控制模块连接；

第十八开关管，所述第十八开关管的第一端与所述第十七开关管的第二端连接，所述第十八开关管的第二端与所述第十六开关管的第二端、所述第五电容的第二端连接，所述第十八开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十八开关管的第一端与所述第十七开关管的第二端之间具有第十节点；

所述第二变压器单元包括第二变压器，所述第二变压器包括第三绕组和第四绕组，所述第三绕组的第一端通过第六电容和第五电感与所述第十节点连接，所述第三绕组的第二端与所述第九节点连接，所述第三绕组的第一端与所述第三绕组的第二端之间连接有第六电感；

第四转换单元包括：

第一二极管，所述第一二极管的第一端与所述高压电池的第一端连接；

第二二极管，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端连接，所述第二二极管的第二端与所述高压电池的第二端连接，所述第二二极管的第一端与所述第一二极管的第二端之间具有第十一节点，所述第十一节点与所述第四绕组的第一端连接；

第三二极管，所述第三二极管的第一端与所述高压电池的第一端、所述第一二极管的第一端连接；

第四二极管，所述第四二极管的第一端与所述第三二极管的第二端连接，所述第四二极管的第二端与所述高压电池的第二端、所述第二二极管的第二端连接，所述第四二极管的第一端与所述第三二极管的第二端之间具有第十二节点，所述第十二节点与所述第四绕组的第二端连接。

9.根据权利要求7所述的车载充电系统，其特征在于，所述车载充电系统还包括：

第七电容，所述第七电容的第一端与所述高压电池的第一端、所述第一开关管的第一端和所述第三二极管的第一端连接，所述第七电容的第二端与所述高压电池的第二端、所述第二开关管的第二端和所述第四二极管的第二端连接，

第八电容，所述第八电容的第一端与所述低压电单元的第一端连接，所述第八电容的第二端与所述低压电单元的第二端连接。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括：

高压电池和低压电单元；

权利要求1-9任一项所述的车载充电系统，所述车载充电系统与所述高压电池和所述低压电单元连接。

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