JP2011160649A - 電気自動車用高電圧充電システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】高電圧充電システムは、整流回路、力率補正回路及び非絶縁DC-DC変換回路を含む。整流回路は、共通端子に接続され、AC入力電圧を整流して整流電圧にする。力率補正回路は、整流回路及びバスに接続され、力率を増大させ且つバス電圧を生成する。非絶縁DC-DC変換回路は、力率補正回路及び高電圧バッテリーユニットに接続されており、高電圧バッテリーユニットを充電する。非絶縁DC-DC変換回路には、変圧器が含まれていない。
【選択図】図1
Description
Claims (15)
- 電気自動車用高電圧充電システムであって、
前記高電圧充電システムは、前記電気自動車の車体に設置されて、前記車体内の高電圧バッテリーユニットを充電し、
前記高電圧充電システムは、
共通端子に接続され、AC入力電圧を整流して整流電圧にする整流回路と、
前記整流回路及びバスに接続され、力率を増大させ且つバス電圧を生成する力率補正回路と、
前記力率補正回路及び前記高電圧バッテリーユニットに接続され、前記高電圧バッテリーユニットを充電する非絶縁DC-DC変換回路を備え、
前記非絶縁DC-DC変換回路には、変圧器が含まれていない、電気自動車用高電圧充電システム。 - 請求項1に記載の高電圧充電システムであって、
エネルギー貯蔵及び電圧安定化のために前記バス及び前記共通端子に接続されたバスキャパシタと、
前記バス、前記力率補正回路及び前記非絶縁DC-DC変換回路に接続され、前記バス電圧を補助電圧に変換して、前記力率補正回路及び前記非絶縁DC-DC変換回路を動作させるための電気エネルギーを供給する補助電力回路とをさらに備える、高電圧充電システム。 - 請求項2に記載の高電圧充電システムであって、
前記整流回路に接続され、前記AC入力電圧及びAC入力電流に含まれるサージ及び高周波ノイズを除去して、前記AC入力電圧への電磁干渉の悪影響を低減させる電磁干渉フィルタリング回路をさらに備える、高電圧充電システム。 - 請求項3に記載の高電圧充電システムであって、
前記整流回路、前記力率補正回路、前記非絶縁DC-DC変換回路、前記バスキャパシタ及び前記高電圧バッテリーユニットは、安全超低電圧よりも高い動作電圧で動作する、高電圧充電システム。 - 請求項4に記載の高電圧充電システムであって、
前記高電圧充電システム及び前記高電圧バッテリーユニットは、耐高電圧絶縁材料を通じて前記車体から分離又は絶縁され、又は前記高電圧充電システム及び前記高電圧バッテリーユニットは、少なくとも規定安全距離によって前記車体から分離又は絶縁され、前記規定安全距離は、3〜8mm、5mm、6mm、6.5mm、7mm、9mm又は12mmである、高電圧充電システム。 - 請求項5に記載の高電圧充電システムであって、
前記高電圧充電システム及び前記高電圧バッテリーユニットは、それぞれ、絶縁容器内に収容され、前記高電圧充電システムは、絶縁被覆を有する耐高電圧ケーブルを通じて、前記高電圧バッテリーユニット及び前記商用電源と接続されている、高電圧充電システム。 - 請求項6に記載の高電圧充電システムであって、
前記充電電圧及び前記AC入力電圧は、それぞれ、前記耐高電圧ケーブルを通じて、前記高電圧バッテリーユニット及び前記高電圧充電システムへ伝達される、高電圧充電システム。 - 請求項5に記載の高電圧充電システムであって、
耐高電圧絶縁材料で前記電気自動車車体が被覆されるか、又は前記電気自動車車体、前記高電圧充電システム及び前記高電圧バッテリーユニットの間の接触領域に絶縁スペーサーが配置される、高電圧充電システム。 - 請求項1に記載の高電圧充電システムであって、
前記力率補正回路は、連続伝導モード(CCM)昇圧型力率補正回路、直結変調バイアス(DCMB)昇圧型力率補正回路、降圧型力率補正回路又は昇降圧型力率補正回路であり、
前記非絶縁DC-DC変換回路は、降圧型非絶縁DC-DC変換回路、昇降圧型非絶縁DC-DC変換回路又は昇圧型非絶縁DC-DC変換回路である、高電圧充電システム。 - 請求項1に記載の高電圧充電システムであって、
前記力率補正回路は、前記整流回路の正出力端子に接続された第1端子と、第1接続ノードに接続された第2端子を有する第1インダクタと、
前記第1接続ノードに接続された第1端子と、前記バスに接続された第2端子を有する第1整流素子と、
前記第1インダクタから流れる第1電流を検出し、電流検出信号を生成する第1電流検出回路と、
第1スイッチング回路を備え、
前記第1スイッチング回路及び前記第1電流検出回路は、前記第1接続ノードと前記共通端子の間でシリアル接続されており、
前記共通端子、前記整流回路、前記バス、前記第1スイッチング回路の制御端子及び前記第1電流検出回路に接続され、前記力率補正回路の動作を制御する力率補正制御ユニットを備える、高電圧充電システム。 - 請求項10に記載の高電圧充電システムであって、
前記力率補正制御ユニットは、
前記整流回路及び前記共通端子に接続され、前記整流電圧の電圧振幅を低減させ、前記整流電圧に含まれる高周波ノイズを除去し、入力検出信号を生成する入力波形検出回路を備え、前記入力検出信号の波形は、整流後の前記AC入力電圧の波形と同一であり、
前記バス及び前記共通端子に接続され、前記バス電圧を電圧分割して第1フィードバック信号を生成する第1フィードバック回路と、
前記入力波形検出回路及び前記第1フィードバック回路に接続された力率補正コントローラーを備え、
前記力率補正コントローラーは、前記バス電圧が定格電圧値に維持され且つ前記AC入力電流の分配が前記AC入力電圧の波形に類似するように、前記入力検出信号及び前記第1フィードバック信号に従って前記第1スイッチング回路のデューティサイクルを制御する、高電圧充電システム。 - 請求項1に記載の高電圧充電システムであって、
前記非絶縁DC-DC変換回路は、単相又は多相非絶縁DC-DC変換回路である、高電圧充電システム。 - 請求項1に記載の高電圧充電システムであって、
前記非絶縁DC-DC変換回路は、
第2接続ノードと前記高電圧バッテリーユニットの間に接続される第2インダクタと、
前記第2接続ノードと前記共通端子の間に接続される第2整流素子と、
前記高電圧バッテリーユニットと前記共通端子の間に接続される第1出力キャパシタと、
前記バスと前記第2接続ノードの間に接続される第2スイッチング回路と、
前記第2スイッチング回路の制御端子、前記共通端子及び前記高電圧バッテリーユニットに接続され、前記充電電圧に従って前記第2スイッチング回路のon/off状態を制御するDC-DC制御ユニットを備える、高電圧充電システム。 - 請求項13に記載の高電圧充電システムであって、
前記DC-DC制御ユニットは、
前記高電圧バッテリーユニット及び前記共通端子に接続された第2フィードバック回路を備え、前記第2フィードバック回路によって前記充電電圧が電圧分割されて、第2フィードバック信号が生成され、
前記第2スイッチング回路の前記制御端子、前記第2フィードバック回路及び前記共通端子に接続されたDC-DCコントローラーを備え、前記DC-DCコントローラーは、前記第2スイッチング回路のデューティサイクルが制御され且つ前記充電電圧が前記定格電圧値に維持されるように、前記充電電圧が定格電圧値に維持されているかどうかを前記第2フィードバック信号に従って判別する、高電圧充電システム。 - 請求項14に記載の高電圧充電システムであって、
前記非絶縁DC-DC変換回路の前記DC-DC制御ユニットは、前記非絶縁DC-DC変換回路から出力された電流信号をサンプリングする第2電流検出回路をさらに備える、高電圧充電システム。
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