CN219659463U - 大功率车载充电机输出整流电路及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型实施例提供一种大功率车载充电机输出整流电路及电动汽车，该大功率车载充电机输出整流电路包括：第一功率开关模块电路、AC变压模块、模式切换模块和电机驱动电路，第一功率开关模块电路、AC变压模块、模式切换模块和电机驱动电路依次电连接；电机驱动电路还与电机电连接；第一功率开关模块电路用于将输入的第一直流电转换为高频交流电并发送至AC变压模块；AC变压模块用于将输入的第一高频交流电进行电气隔离和LLC变换处理并经过模式切换模块发送至电机驱动电路；电机驱动电路用于将输入的高频交流电转换为第二直流电以供动力电池充电，或者用于将动力电池输入的第三直流电转换为第二高频交流电以供电机运转。

Description

大功率车载充电机输出整流电路及电动汽车

技术领域

本实用新型涉及电动汽车技术领域，具体地涉及一种大功率车载充电机输出整流电路以及一种电动汽车。

背景技术

电动汽车作为一种清洁能源交通工具，具有能源利用效率高、节能环保和噪声低等优点，成为未来交通工具的主要发展方向。其中，车载充电机是电动汽车的重要组成部分，车载充电机用于将市电转换为直流电为动力电池包充电。随着电动汽车的整车成本压力增大，使得车载零部件逐渐地往小型化、集成化和高功率密度化方向发展。

目前车载充电机功率一般多为7KW和11kW，电动车动力电池容量70-100kWh,导致充电时间太长，无法满足客户要求，需要开发22Kw大功率车载充电机，但现有22KW大功率车载充电机，体积大，重量大，整车布置难度大。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种大功率车载充电机输出整流电路及电动汽车，该大功率车载充电机输出整流电路采用电动汽车的电机驱动电路来进行充电机输出的同步整流，节省电路元器件数量，降低电路重量和成本，同时电机驱动电路的功率大，能够满足更广范围的车载充电机的整流需求。

为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种大功率车载充电机输出整流电路，包括：第一功率开关模块电路、AC变压模块、模式切换模块和电机驱动电路，所述第一功率开关模块电路、AC变压模块、模式切换模块和电机驱动电路依次电连接；所述电机驱动电路还与电机电连接；

所述第一功率开关模块电路用于将输入的第一直流电转换为高频交流电并发送至AC变压模块；所述AC变压模块用于将输入的第一高频交流电进行电气隔离和LLC变换处理并经过模式切换模块发送至电机驱动电路；所述电机驱动电路用于将输入的高频交流电转换为第二直流电以供动力电池充电，或者用于将动力电池输入的第三直流电转换为第二高频交流电以供电机运转。

进一步地，所述第一功率开关模块电路包括第一功率开关管单元、第二功率开关管单元、第三功率开关管单元和第四功率开关管单元，第一功率开关管单元的漏极以及第二功率开关管单元的漏极分别与第一直流电的正输入端连接；第一功率开关管单元的源极分别与第三功率开关管单元的漏极以及AC变压模块的正输入端连接；第二功率开关管单元的源极分别与第四功率开关管单元的漏极以及AC变压模块的负输入端连接；第三功率开关管的源极以及第四功率开关管的源极分别与第一直流电的负输入端连接。

进一步地，所述AC变压模块包括第二电容、第一电感和变压器，所述第二电容的一端作为AC变压模块的正输入端与所述第一功率开关管单元的源极连接；所述第二电容的另一端与所述第一电感的一端连接，第一电感的另一端与所述变压器的第一线圈的一端连接，所述变压器的第一线圈的另一端作为所述AC变压模块的负输入端与所述第二功率开关管单元的源极连接；所述变压器的第二线圈的第一端与所述模式切换模块电连接，所述变压器的第二线圈的第二端与所述电机驱动电路电连接。

进一步地，所述电机驱动电路包括第五功率开关管单元、第六功率开关管单元、第七功率开关管单元、第八功率开关管单元、第九功率开关管单元、第十功率开关管单元和第三电容；第五功率开关管单元的源极分别与所述第八功率开关管单元的漏极、模式切换模块以及电机的第一相电连接；所述第六功率开关管单元的源极分别与所述第九功率开关管单元的漏极、变压器的第二线圈的第二端以及电机的第二相电连接；所述第七功率开关管单元的源极与所述第十功率开关管单元的漏极以及电机的第三相连接；所述第五功率开关管单元的漏极、第六功率开关管单元漏极以及第七功率开关管单元的漏极与所述第三电容的第一端连接；所述第八功率开关管单元的源极、第九功率开关管单元的源极、第十功率开关管单元的源极与所述第三电容的第二端连接。

进一步地，所述电机驱动电路还与动力电池电连接；所述动力电池的正极与所述第三电容的第一端连接，所述动力电池的负极与所述第三电容的第二端连接。

可选的，所述模式切换模块为切换开关。

进一步地，所述第一功率开关管单元至所述第十功率开关管单元均包括一个功率开关管，或多个串联和/或并联的功率开关管。

可选的，所述功率开关管包括三极管、MOS管或IGBT晶体管。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车，所述电动汽车至少包括：PFC模块、电机、动力电池以及所述的大功率车载充电机输出整流电路，所述PFC模块、大功率车载充电机输出整流电路以及电机依次电连接，所述PFC模块用于在充电过程中接入市电并转换为第一直流电，所述大功率车载充电机输出整流电路用于在充电过程中将所述第一直流电转换为第二直流电并为动力电池充电，所述动力电池在放电过程中提供第三直流电，第三直流电经大功率车载充电机输出整流电路中的电机驱动电路转换为第二高频交流电以供电机运转。

通过上述技术方案，该大功率车载充电机输出整流电路采用电动汽车的电机驱动电路来进行充电机输出的同步整流，节省电路元器件数量，降低电路重量和成本，同时电机驱动电路的功率大，能够满足更广范围的车载充电机的整流需求。

本实用新型实施例的其它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实用新型实施例的进一步理解，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实用新型实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：

图1是本实用新型提供的大功率车载充电机输出整流电路框图；

图2是本实用新型提供的大功率车载充电机输出整流电路图。

附图标记说明

Q1-第一功率开关管单元，Q2-第二功率开关管单元，Q3-第三功率开关管单元，Q4-第四功率开关管单元，Q5-第五功率开关管单元，Q6-第六功率开关管单元，Q7-第七功率开关管单元，Q8-第八功率开关管单元，Q9-第九功率开关管单元，Q10-第十功率开关管单元，C2-第二电容，C3-第三电容，L1-第一电感，T1-变压器，S-切换开关，M-电机。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型实施例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实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。

在本实用新型实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系。

术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平、竖直或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实用新型实施例提供一种大功率车载充电机输出整流电路，包括：第一功率开关模块电路、AC变压模块、模式切换模块和电机驱动电路，所述第一功率开关模块电路、AC变压模块、模式切换模块和电机驱动电路依次电连接；所述电机驱动电路还与电机M电连接；

所述第一功率开关模块电路用于将输入的第一直流电转换为高频交流电并发送至AC变压模块；所述AC变压模块用于将输入的第一高频交流电进行电气隔离和LLC变换处理并经过模式切换模块发送至电机驱动电路；所述电机驱动电路用于将输入的高频交流电转换为第二直流电以供动力电池充电，或者用于将动力电池输入的第三直流电转换为第二高频交流电以供电机M运转。

如图2所示，在本实施例中，所述第一功率开关模块电路包括第一功率开关管单元Q1、第二功率开关管单元Q2、第三功率开关管单元Q3和第四功率开关管单元Q4，第一功率开关管单元Q1的漏极以及第二功率开关管单元Q2的漏极分别与第一直流电的正输入端连接；第一功率开关管单元Q1的源极分别与第三功率开关管单元Q3的漏极以及AC变压模块的正输入端连接；第二功率开关管单元Q2的源极分别与第四功率开关管单元Q4的漏极以及AC变压模块的负输入端连接；第三功率开关管的源极以及第四功率开关管的源极分别与第一直流电的负输入端连接。

如图2所示，在本实施例中，所述AC变压模块包括第二电容C2、第一电感L1和变压器T1，所述第二电容C2的一端作为AC变压模块的正输入端与所述第一功率开关管单元Q1的源极连接；所述第二电容C2的另一端与所述第一电感L1的一端连接，第一电感L1的另一端与所述变压器T1的第一线圈的一端连接，所述变压器T1的第一线圈的另一端作为所述AC变压模块的负输入端与所述第二功率开关管单元Q2的源极连接；所述变压器T1的第二线圈的第一端与所述模式切换模块电连接，所述变压器T1的第二线圈的第二端与所述电机驱动电路电连接。

如图2所示，在本实施例中，所述电机驱动电路包括第五功率开关管单元Q5、第六功率开关管单元Q6、第七功率开关管单元Q7、第八功率开关管单元Q8、第九功率开关管单元Q9、第十功率开关管单元Q10和第三电容C3；第五功率开关管单元Q5的源极分别与所述第八功率开关管单元Q8的漏极、模式切换模块以及电机M的第一相电连接；所述第六功率开关管单元Q6的源极分别与所述第九功率开关管单元Q9的漏极、变压器T1的第二线圈的第二端以及电机M的第二相电连接；所述第七功率开关管单元Q7的源极与所述第十功率开关管单元Q10的漏极以及电机M的第三相连接；所述第五功率开关管单元Q5的漏极、第六功率开关管单元Q6漏极以及第七功率开关管单元Q7的漏极与所述第三电容C3的第一端连接；所述第八功率开关管单元Q8的源极、第九功率开关管单元Q9的源极、第十功率开关管单元Q10的源极与所述第三电容C3的第二端连接。

如图2所示，在本实施例中，所述电机驱动电路还与动力电池电连接；所述动力电池的正极与所述第三电容C3的第一端连接，所述动力电池的负极与所述第三电容C3的第二端连接。

在一些实施例中，所述模式切换模块为切换开关S。在本实施例中，所述切换开关S为继电器。

在一些实施例中，所述第一功率开关管单元Q1至所述第十功率开关管单元Q10均包括一个功率开关管，或多个串联和/或并联的功率开关管。

在一些实施例中，所述功率开关管包括但不限于三极管、MOS管或IGBT晶体管。

本实施例提供的大功率车载充电机输出整流电路将车载充电机中LLC电路主变压器右侧部分省去，通过模式切换模块与电机驱动器的三相桥臂中的两相相连；行车过程断开模式切换模块，电机驱动器给电机供电，驱动电动汽车行驶；停车进行充电时，闭合模式切换模块，车载充电机通过电机驱动器的两个桥臂，对动力电池进行充电。可以节省现有车载充电机整流滤波电路，控制电路，采用电机驱动器和控制器进行替代；可以减轻整车重量，减少整车成本，提高输出功率。

本实用新型提供的大功率车载充电机输出整流电路适用于7KW、11kW以及22kW等级别的车载充电机。

本实用新型实施例还提供一种电动汽车，所述电动汽车至少包括：PFC模块、电机M、动力电池以及所述的大功率车载充电机M输出整流电路，所述PFC模块、大功率车载充电机M输出整流电路以及电机M依次电连接，所述PFC模块用于在充电过程中接入市电并转换为第一直流电，所述大功率车载充电机M输出整流电路用于在充电过程中将所述第一直流电转换为第二直流电并为动力电池充电，所述动力电池在放电过程中提供第三直流电，第三直流电经大功率车载充电机M输出整流电路中的电机驱动电路转换为第二高频交流电以供电机M运转。

以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。

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，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

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

Claims (9)

1.一种大功率车载充电机输出整流电路，其特征在于，包括：第一功率开关模块电路、AC变压模块、模式切换模块和电机驱动电路，所述第一功率开关模块电路、AC变压模块、模式切换模块和电机驱动电路依次电连接；所述电机驱动电路还与电机电连接；

所述第一功率开关模块电路用于将输入的第一直流电转换为高频交流电并发送至AC变压模块；所述AC变压模块用于将输入的第一高频交流电进行电气隔离和LLC变换处理并经过模式切换模块发送至电机驱动电路；所述电机驱动电路用于将输入的高频交流电转换为第二直流电以供动力电池充电，或者用于将动力电池输入的第三直流电转换为第二高频交流电以供电机运转。

2.根据权利要求1所述的大功率车载充电机输出整流电路，其特征在于，所述第一功率开关模块电路包括第一功率开关管单元、第二功率开关管单元、第三功率开关管单元和第四功率开关管单元，第一功率开关管单元的漏极以及第二功率开关管单元的漏极分别与第一直流电的正输入端连接；第一功率开关管单元的源极分别与第三功率开关管单元的漏极以及AC变压模块的正输入端连接；第二功率开关管单元的源极分别与第四功率开关管单元的漏极以及AC变压模块的负输入端连接；第三功率开关管的源极以及第四功率开关管的源极分别与第一直流电的负输入端连接。

3.根据权利要求2所述的大功率车载充电机输出整流电路，其特征在于，所述AC变压模块包括第二电容、第一电感和变压器，所述第二电容的一端作为AC变压模块的正输入端与所述第一功率开关管单元的源极连接；所述第二电容的另一端与所述第一电感的一端连接，第一电感的另一端与所述变压器的第一线圈的一端连接，所述变压器的第一线圈的另一端作为所述AC变压模块的负输入端与所述第二功率开关管单元的源极连接，所述变压器的第二线圈的第一端与所述模式切换模块电连接，所述变压器的第二线圈的第二端与所述电机驱动电路电连接。

4.根据权利要求3所述的大功率车载充电机输出整流电路，其特征在于，所述电机驱动电路包括第五功率开关管单元、第六功率开关管单元、第七功率开关管单元、第八功率开关管单元、第九功率开关管单元、第十功率开关管单元和第三电容；第五功率开关管单元的源极分别与所述第八功率开关管单元的漏极、模式切换模块以及电机的第一相电连接；所述第六功率开关管单元的源极分别与所述第九功率开关管单元的漏极、变压器的第二线圈的第二端以及电机的第二相电连接；所述第七功率开关管单元的源极与所述第十功率开关管单元的漏极以及电机的第三相连接；所述第五功率开关管单元的漏极、第六功率开关管单元漏极以及第七功率开关管单元的漏极与所述第三电容的第一端连接；所述第八功率开关管单元的源极、第九功率开关管单元的源极、第十功率开关管单元的源极与所述第三电容的第二端连接。

5.根据权利要求4所述的大功率车载充电机输出整流电路，其特征在于，所述电机驱动电路还与动力电池电连接；所述动力电池的正极与所述第三电容的第一端连接，所述动力电池的负极与所述第三电容的第二端连接。

6.根据权利要求1所述的大功率车载充电机输出整流电路，其特征在于，所述模式切换模块为切换开关。

7.根据权利要求4所述的大功率车载充电机输出整流电路，其特征在于，所述第一功率开关管单元至所述第十功率开关管单元均包括一个功率开关管，或多个串联和/或并联的功率开关管。

8.根据权利要求7所述的大功率车载充电机输出整流电路，其特征在于，所述功率开关管包括三极管、MOS管或IGBT晶体管。

9.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车至少包括：PFC模块、电机、动力电池以及权利要求1-8中任一项所述的大功率车载充电机输出整流电路，所述PFC模块、大功率车载充电机输出整流电路以及电机依次电连接，所述PFC模块用于在充电过程中接入市电并转换为第一直流电，所述大功率车载充电机输出整流电路用于在充电过程中将所述第一直流电转换为第二直流电并为动力电池充电，所述动力电池在放电过程中提供第三直流电，第三直流电经大功率车载充电机输出整流电路中的电机驱动电路转换为第二高频交流电以供电机运转。