CN220615506U - 充电控制系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及充放电技术领域，具体涉及一种充电控制系统及车辆。所述系统，包括交流充电电路、低压副边转换电路和电压调整电路；所述交流充电电路包括高压副边转换电路；所述高压副边转换电路经过所述电压调整电路与所述系统的电池端口连接。根据本实用新型的系统，可以解决交流充电电路和低压放电电路兼容性较差的问题，提高兼容性和适用性。

Description

充电控制系统及车辆

技术领域

本实用新型涉及充放电技术领域，更具体地，本实用新型涉及一种充电控制系统及车辆。

背景技术

电动车辆现有的交流充电电路用于对车辆的电池进行交流充放电，，但是，不同的电池对应的电池电压不同，这就导致了针对于每种不同的电池，都需要针对性选择交流充电电路的各类器件，才能对该电池进行充放电。导致交流充电电路对于不同电池的兼容性较差。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是解决交流充电电路和低压放电电路兼容性较差的问题。

根据本实用新型的一个方面，提供一种充电控制系统，其特征在于，包括：交流充电电路和电压调整电路；所述交流充电电路包括高压副边转换电路；所述高压副边转换电路经过所述电压调整电路与所述系统的电池端口连接。

可选地，所述系统还包括低压副边转换电路，所述交流充电电路还包括隔离转换电路所述低压副边转换电路与所述隔离转换电路耦合，所述低压副边转换电路与所述系统的低压负载端口连接。

可选地，所述交流充电电路还包括功率因数校正电路和高压原边转换电路所述功率因数校正电路、所述高压原边转换电路、所述隔离转换电路和所述高压副边转换电路依次连接；所述高压原边转换电路与所述隔离转换电路的原边绕组连接，所述高压副边转换电路与所述隔离转换电路的第一副边绕组连接；所述功率因数校正电路与所述系统的交流充电端口连接。

可选地，所述低压副边转换电路与所述隔离转换电路耦合，包括：所述低压副边转换电路与所述隔离转换电路的第二副边绕组连接。

可选地，所述电压调整电路的输出端与电池端口连接，所述电压调整电路的输入端与所述高压副边转换电路连接。

可选地，所述电压调整电路包括第一电感和第一桥臂，所述第一电感连接至所述第一桥臂的桥臂中点，所述第一桥臂的两端分别与电池端口的正负极连接。

可选地，所述电压调整电路用于：将电池端口的输出电压降低后，输入至所述高压副边转换电路，或者，将所述交流充电电路的输出电压升高后，并输入至所述电池端口。

可选地，所述低压副边转换电路用于接收所述高压原边转换电路或者所述高压副边转换电路的输出，以对低压负载设备进行供电。

可选地，所述系统用于在控制电路的控制下实现以下工作模式至少之一：交流充电模式；对应于所述交流充电模式，所述交流充电电路被配置为将外部交流电转换为直流电后输出到所述电压调整电路，以向电池充电；逆变放电模式；对应于所述逆变放电模式，所述交流充电电路被配置为将所述电池输入到电压调整电路的直流电转换为交流电后向外部设备供电；低压放电模式；对应于所述低压放电模式，所述低压副边转换电路被配置为通过交流充电电路，将电池输出的直流电，输出到低压负载端口，以向低压负载设备供电；或者，所述低压副边转换电路被配置为通过交流充电电路，将外部交流电，输出到低压负载端口，以向低压负载设备供电。

可选地，所述交流充电电路还用于：通过隔离转换电路，将外部交流电或电池的直流电输出到所述低压副边转换电路。

可选地，系统还包括电动机驱动电路和发电机控制电路，所述电动机驱动电路和发电机控制电路通过所述电压调整电路与电池端口连接。

根据本实用新型的第二方面，提供一种车辆，包括动力电池和如第一方面任一项所述的充电控制系统；

所述动力电池与所述充电控制系统的电池端口连接。

本实用新型的一个技术效果在于，提供了一种新的充电控制系统，将交流充电电路的高压副边转换电路通过一个电压调整电路与电池端口连接，将不同规格的电池的输出的电压可以调整到一个特定的范围，使得交流充电电路可以适配多种不同规格的电池，提高了产品的兼容性和适用性。本实用新型充电控制系统可以应用在车辆中。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例，并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据一个实施例的充电控制系统的结构框图；

图2是根据一个实施例的充电控制系统的电路图；

图3是根据一个实施例的充电控制系统的电路图；

附图说明标记：

充电控制系统1000；

交流充电电路100；功率因数校正电路130；高压原边转换电路140；隔离转换电路120；高压副边转换电路110；电动机驱动电路330；发电机控制电路320；

电压调整电路400；第一电感L1；第一桥臂1；低压副边转换电路230。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参见图1所示，对本公开实施例的充电控制系统1000进行说明。

本实用新型公开了一种充电控制系统1000，包括：交流充电电路100和电压调整电路400；交流充电电路100包括高压副边转换电路110；高压副边转换电路110经过电压调整电路400与系统的电池端口连接。

在一个例子中，系统1000还包括低压副边转换电路230，交流充电电路100还包括隔离转换电路120低压副边转换电路230与隔离转换电路120耦合，低压副边转换电路230与系统的低压负载端口连接。

该系统1000的电池端口用于与电池连接，交流充电端口用于与外部设备连接。在该系统1000应用于车辆中时，电池端口与车辆的动力电池连接，在该系统1000应用于车辆中时，与交流充电端口连接的外部设备可能是系统1000外部设备的电源或者用电设备，例如可以是充电桩、车载外部设备或者其他车辆。

在外部设备作为电源的情况下，交流充电电路100用于将外部设备输出的交流电转变为直流电后向动力电池充电。在动力电池作为电源情况下，交流充电电路100用于将动力电池输出的直流电转变为交流电后向外部设备放电。

在一个例子中，交流充电电路100还包括功率因数校正电路130和高压原边转换电路140；功率因数校正电路130、高压原边转换电路140、隔离转换电路120和高压副边转换电路110依次连接；高压原边转换电路140与隔离转换电路120的原边绕组连接，高压副边转换电路110与隔离转换电路120的第一副边绕组连接；功率因数校正电路130与系统的交流充电端口连接。

在一个例子中，交流充电电路100可以包括依次连接的功率因数校正电路130、高压原边转换电路140、隔离转换电路120和高压副边转换电路110，同时，高压副边转换电路110还可以连接电压调整电路400。功率因数校正电路130与交流充电端口连接，将外部设备输入的交流电依次传输到高压副边转换电路110中，以通过电压调整电路400向电池进行充电，相反的，在电池进行放电时，高压副边转换电路110可以接收电压调整电路400输出的电池的直流电，并通过功率因数校正电路130对系统1000外部设备的负载进行放电。高压原边转换电路140、隔离转换电路120和高压副边转换电路110整体升形成DC-DC转换电路，用于调整直流电源的电压。功率因数校正电路130具有功率因数校正和交直流转换功能。此外，隔离转换电路120用于进行电气隔离，使得高压原边转换电路140或高压副边转换电路110的出现故障时，不会影响到另一边的器件。

在一个例子中，电压调整电路400的输出端与电池端口连接，电压调整电路400的输入端与高压副边转换电路110连接。

在一个例子中，交流充电电路100还用于：通过隔离转换电路120，将外部交流电或电池的直流电输出到低压副边转换电路230。

在一个例子中，隔离转换电路120中可以包括变压器。该变压器可以是一个三绕组的磁集成变压器。高压原边转换电路140可以和变压器原边绕组连接，高压副边转换电路110可以和变压器的第一次级绕组连接。在另一个例子中，隔离转换电路120还可以设置有原边谐振电路和副边谐振电路，高压原边转换电路140通过原边谐振电路与原边绕组连接，同理，高压副边转换电路110通过副边谐振电路与第一副边绕组连接。

在一个例子中，低压副边转换电路230与隔离转换电路120耦合，包括：低压副边转换电路230与隔离转换电路120的第二副边绕组连接。

在现有技术中，一般的低压放电电路包括低压原边转换电路、低压隔离转换电路和低压副边转换电路230，低压原边转换电路、低压隔离转换电路和低压副边转换电路230依次连接。低压副边转换电路230与低压负载端口连接。其中，低压放电电路用于调整直流电的电压并输出到低压负载端口。当低压放电电路在车辆中时，低压负载端口可以连接低压蓄电池，或者其他负载设备，对整车的低压进行供电。同时，低压隔离转换电路用于将低压端与高压端进行电气隔离，使得高压端出现故障时，不会影响到低压端的负载设备或者器件。

在本实施例的系统1000中，可以只将低压放电电路中的低压副边电路与交流充电电路100中的隔离转换电路120耦合，不需要低压发电电路中的其他电路。具体的，可以将低压副边转换电路230与隔离转换电路120中的变压器的第二副边绕组连接。

在一个例子中，低压副边转换电路230用于接收高压原边转换电路140或者高压副边转换电路110的输出，以对低压负载设备进行供电。

在本实施例中，低压负载设备可以是低压蓄电池。

本申请实施例中，“高压”和“低压”是相对概念，并不表示高压和低压的具体电压范围。

例如，系统1000通过交流充放电接口向电池进行充电时，与交流充放电接口连接的功率因素校正电路、高压原边转换电路140、隔离转换电路120、高压副边转换电路110、电压调整电路400依次工作。将外部交流电转为直流电并调整电压后输出到电池端口，给电池充电。此时，如果低压负载也需要进行供电时，高压原边转换电路140可以通过隔离转换电路120向低压副边电路进行输出，以对低压负载供电。

在另一个例子中，系统1000通过交流充放电接口向外部设备高压负载供电、或者系统1000只需要对低压负载设备进行供电时。电压调整电路400可以将电池端口输入的电压调整后，输出到高压副边转换电路110，高压副边转换电路110通过隔离转换电路120向低压副边电路进行输出以对低压负载供电。

在本例中，交流充电电路100中的高压原边转换电路140或者高压副边转换电路110，相当于现有技术中低压放电电路中的低压原边转换电路。通过这种方式，将低压放电电路与交流充电电路100进行集成，减少了系统1000中的器件，降低了成本，减少了系统1000的实际体积。

需要说明的是，针对于不同类型的低压副边转换电路230，其与第二副边绕组的连接方式可能不同。例如，低压副边转换电路230是全波整流电路，可以将变压器第二副边绕组的两端和中心引出3个抽头与该全波整流电路连接。如果低压副边转换电路230是倍流整流电路或者全桥整流电路，则可以只将第二副边绕组的两端引出2个抽头与低压副边转换电路230连接。

在一个例子中，电压调整电路包括第一电感L1和第一桥臂1，第一电感L1连接至第一桥臂1的桥臂中点。第一桥臂1的两端分别与电池端口的正负极连接。

如图2所示，电压调整电路400包括第一电感L1和第一桥臂1，第一桥臂1，第一桥臂1可以包括两个开关管，第一电感L1可以连接在第一桥臂1的中点，也就是桥臂的两个开关管之间。电压调整电路400与电池端口连接包括，第一桥臂的两个端点，分别与电池端口的正负极连接。

在本例中，电压调整电路的输入端与高压副边转换电路110连接，电压调整电路的输出端与电池端口连接。电压调整电路用于：将电池的直流电的电压降低，并输出给高压副边转换电路110，或者，将交流充电电路100输入的直流电的电压升高，并输出给电池。

在本例中，电压调整电路400可以使得交流充电电路中的器件在选型时，可以选择相对便宜的额定电压较低的器件，从而减少成本。

在本例中，将交流充电电路和低压副边转换电路通过交流充电电路中的隔离转换电路耦合到一起，提高系统的集成性，节省了系统的器件。电压调整电路400可以将不同规格的电池输出的电压可以调整到一个特定的范围，使得交流充电电路100和低压副边转换电路230可以适配多种不同规格的电池，提高了产品的兼容性和适用性。另外，这种方式还能解决交流充电电路100与低压副边转换电路230通过磁集成变压器耦合集成后，交流充电电路100和低压副边转换电路230其中一路的电压出现误差的问题。只需要在交流充电电路100和低压副边转换电路30工作时，隔离转换电路120优先保证低压副边转换电路230输出的工作电压，而交流充电电路100的工作电压则可以通过与其连接的电压调整电路400进行调整。

在一个例子中，系统还包括电动机驱动电路330和发电机控制电路320，电动机驱动电路330和发电机控制电路320通过电压调整电路400与电池端口连接。

如图3所示，系统中还包括电动机驱动电路330和发电机控制电路320，电动机驱动电路330和发电机控制电路320通过电压调整电路400与电池端口连接。并且，发电机控制电路320还与发电机端口连接，电动机驱动电路330与电动机端口连接，其中，电动机端口用于与电动机连接，发电机端口用于与发电机连接。电机驱动电路330可以接收电压调整电路400输入的电池的直流电，转换为交流电后输入至电动机中，以驱动电动机，发电机控制电路320可以将发电机输入的交流电转换为直流电后，通过电压调整电路输入至电池中，为电池充电。

通常来说，电动机驱动电路330、发电机控制电路320和电压调整电路400会集成为动力控制电路，该动力控制电路可以应用在混动或电动车辆中。在本实用新型的其他实施例中的电压调整电路400，也可以是动力控制电路中的电压调整电路，通过将交流充电电路100与动力控制电路中的电压调整电路400进行连接，可以在提高了产品的兼容性和适用性的同时提高系统的集成性，并节省器件。

在一些实施例中，控制电路可以发出控制信号控制上述系统1000中的各个电路工作，例如：控制电路向交流充电电路100输出的控制信号使得交流充电电路100的开关器件工作。其中，控制电路可以包括控制芯片，此处不做特殊限定。相应地，系统1000用于在控制电路的控制下实现的工作模式可以包括交流充电模式、逆变放电模式和低压放电模式的至少之一。

在交流充电模式下，交流充电电路100被配置为将外部交流电转换为直流电后输出到电压调整电路400，以向电池充电。在逆变放电模式下，交流充电电路100被配置为将电压调整电路400输入的电池的直流电转换为交流电后向外部设备供电。在低压放电模式下，低压副边转换电路230被配置通过交流充电电路100，将电池输出的直流电，输出到低压负载端口，以向低压负载设备供电；或者，低压副边转换电路200被配置为通过交流充电电路100，将外部交流电，输出到低压负载端口，以向低压负载设备供电。

在另一个例子中，低压放电模式可以和交流充电模式或者逆变放电模式同时进行。例如，低压放电模式和交流充电模式或光伏充电模式同时进行时，交流充电电路100将外部交流电通过隔离转换电路120分成两路分别输出到高压副边转换电路110和低压副边转换电路230中，高压副边转换电路110将其输出到电压调整电路400中，以向电池充电。低压副边转换电路230将外部交流电输出到低压负载端口，以向低压负载设备供电。或者，低压放电模式和逆变放电模式同时进行时，高压副边转换电路110将电压调整电路400输入的电池的直流电通过隔离转换电路120分别输出到高压原边转换电路140和低压副边转换电路230中，高压原边转换电路140通过功率因数校正电路130电池的直流电，输出到交流充电端口向外部设备负载供电。低压副边转换电路230将电池的直流电输出到低压负载端口，以向低压负载设备供电。

在一个例子中，交流充电电路100和电机驱动电路200可以设置在同一个电路板上。

在一个例子中，控制电路也可以设置在该电路板上。

根据本公开实施例提供的车辆，该车辆包括动力电池以及如上述任一实施例的充电控制系统1000，动力电池与充电控制系统1000的电池端口连接。车辆在配置上述系统1000的情况下，能够提高车辆内部电路的集成度，从而降低成本。

在一些实施例中，车辆还包括低压蓄电池，低压蓄电池与充电控制系统1000的低压负载端口连接。通过设置该系统1000，实现了对车辆配置的低压负载设备进行供电。

在一些实施例中，例如：该系统1000可以在与充电桩连接后，处于交流充电模式，使得充电桩可以为电池充电。该系统1000可以在与外部设备连接后，处于逆变放电模式，使得电池可以为外部设备充电。其中，外部设备可以是车载空调、其他的车辆等等。该系统1000也可以在任何情况下，处于低压放电模式，使得电池或充电桩向低压负载设备供电。其中，低压负载设备可以是车辆的屏幕、音响和摄像头等等。换句话说，车辆在配置该系统1000后，能够提高车辆内部电路的集成度，从而降低成本。

虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种充电控制系统，其特征在于，包括：交流充电电路(100)和电压调整电路(400)；

所述交流充电电路(100)包括高压副边转换电路(110)；

所述高压副边转换电路(110)经过所述电压调整电路(400)与所述系统的电池端口连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括低压副边转换电路(230)，所述交流充电电路(100)还包括隔离转换电路(120)；

所述低压副边转换电路(230)与所述隔离转换电路(120)耦合，所述低压副边转换电路(230)与所述系统的低压负载端口连接。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述交流充电电路(100)还包括功率因数校正电路(130)和高压原边转换电路(140)；

所述功率因数校正电路(130)、所述高压原边转换电路(140)、所述隔离转换电路(120)和所述高压副边转换电路(110)依次连接；

所述高压原边转换电路(140)与所述隔离转换电路(120)的原边绕组连接，所述高压副边转换电路(110)与所述隔离转换电路(120)的第一副边绕组连接；

所述功率因数校正电路(130)与所述系统的交流充电端口连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述低压副边转换电路(230)与所述隔离转换电路(120)耦合，包括：

所述低压副边转换电路(230)与所述隔离转换电路(120)的第二副边绕组连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电压调整电路(400)的输出端与电池端口连接，所述电压调整电路(400)的输入端与所述高压副边转换电路(110)连接。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述电压调整电路(400)包括第一电感(L1)和第一桥臂(1)，所述第一电感(L1)连接至所述第一桥臂(1)的桥臂中点，所述第一桥臂(1)的两端分别与电池端口的正负极连接。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电压调整电路(400)用于将电池端口的输出电压降低后，输入至所述高压副边转换电路(110)，或者，将所述交流充电电路(100)的输出电压升高后，并输入至所述电池端口。

8.根据权利要求7中所述的系统，其特征在于，所述低压副边转换电路(230)用于接收所述高压原边转换电路(140)或者所述高压副边转换电路(110)的输出，以对低压负载设备进行供电。

9.根据权利要求2-8任一项所述的系统，其特征在于，所述系统用于在控制电路的控制下实现以下工作模式至少之一：

交流充电模式；对应于所述交流充电模式，所述交流充电电路(100)被配置为将外部交流电转换为直流电后输出到所述电压调整电路(400)，以向电池充电；

逆变放电模式；对应于所述逆变放电模式，所述交流充电电路(100)被配置为将所述电池输出到电压调整电路(400)的直流电转换为交流电后向外部设备供电；

低压放电模式；对应于所述低压放电模式，所述低压副边转换电路(230)被配置为通过交流充电电路(100)，将电池输出的直流电，输出到低压负载端口，以向低压负载设备供电；

或者，所述低压副边转换电路(230)被配置为通过交流充电电路(100)，将外部交流电，输出到低压负载端口，以向低压负载设备供电。

10.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述交流充电电路(100)还用于：通过隔离转换电路(120)，将外部交流电或电池的直流电输出到所述低压副边转换电路(230)。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电动机驱动电路(330)和发电机控制电路(320)，所述电动机驱动电路(330)和发电机控制电路(320)通过所述电压调整电路(400)与电池端口连接。

12.一种车辆，其特征在于，包括动力电池以及如权利要求1-11任一项所述的充电控制系统；

所述动力电池与所述充电控制系统的电池端口连接。