一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路制造技术

本发明专利技术提供了一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，针对车载集成式充电不能实现快充与慢充切换，利用电动汽车内部现有的电路及辅助器件，包括两电机定子绕组，两电机逆变电路，冷却、机械装置等，添加附加电感线圈，与现有器件构成可变电感组合，以实现充电电路对不同充电功率自适应；其中，由整流侧电机的定子绕组、附加电感1与对应接触器组成的可变电感组合1，由直直变换侧电机的定子绕组、附加电感2与对应接触器组成的可变电感组合2，以及相应的控制电路；此外，还需要添加用于控制的接触器，包括：第五、六组接触器，用于充电时改变整流侧电感值；第七、八组接触器，用于充电时改变直直变换侧电感值。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路
本专利技术涉及一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，该电路用于为电动汽车的储能设备充电，同时兼顾储能设备为电机供电。
技术介绍
电动汽车内的充电器作为电动汽车电池快速灵活充电以及推动电动汽车技术进步及其市场推广的关键部件之一，它的成本、体积、重量以及性能成为其开发的关键及制约因素。根据充电电路与电机驱动电路的关系，当前车内充电机分为独立式和集成式。独立式充电装置是完全独立的充电装置，由外部交流3相或单相供电输入，充电器将其转化为符合电池充电标准的直流，完成充电功能；集成式充电装置是在已有驱动电机逆变器基础上增加额外的接触器和电力电子模块(如开关器件，驱动电路，处理器及其外围电路等)实现充电功能，部分地降低了成本、体积及重量，交流输入条件与直流输出规格与独立式充电装置类似。当前车载集成式充电电路的充电电流、充电功率等参数是固定值，当使用者充电功率超过额定值时，车内元件不能提供安全充电的环境，会导致充电电流、电压不满足国标的要求。因此需要对现有的车载集成式电路进行改进，以提高充电电路对不同充电工况的适应性，提高使用者的满意度，减小充电故障率，提高安全性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，以解决目前车载充电电路对充电功率适应性差的问题。为了达到上述目的，本专利技术实施例提供一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，包括：①与整流侧电机三相定子绕组分别并联的电感线圈(以下简称：电感线圈1)；②与直直变换侧电机三相定子绕组分别并联的电感线圈(以下简称：电感线圈2)；③整流侧电机及其内部定子绕组和逆变器；④直直变换侧电机及其内部定子绕组和逆变器；⑤整流侧电机逆变器与直直变换侧电机逆变器之间的解耦电容；⑥充电接口，如三相交流充电接口，单相交流充电接口；⑦车内储能设备，如：超级电容、蓄电池、飞轮储能、空气压缩储能，等等。其中，所述整流侧电机，是指充电时用于整流的三相桥连接的电机；所述直直变换侧电机，是指充电时用于直直变换(DC/DC)的三相桥连接的电机；这两个电机不局限于驱动电机，也可为空调压缩机，或者满足该电路条件的电动汽车上的其他电机。其中，所述车载式充电功率自适应的充放电电路还包括：第一组接触器，连接于所述整流侧电机定子绕组，用于切断或导通所述交流电源接口；第二组接触器，连接于所述整流侧电机定子绕组，用于切断或导通所述驱动电机定子绕组的星形连接；第三组接触器，连接于储能设备正极，用于切断或导通储能设备与所述电机逆变器的连接，切换充电与放电状态下的电路连接；第四组接触器，连接于所述直直变换侧电机绕组中性点，用于实现充电时的三路并联Buck变换或者三路交错Buck变换；第五组接触器，连接于所述电感线圈1，用于切断或导通电感线圈1；第六组接触器，连接于所述整流侧电机三相定子绕组，用于充电时切断或导通所述整流侧电机三相定子绕组；第七组接触器，连接于所述电感线圈2，用于切断或导通电感线圈2；第八组接触器，连接于所述直直变换侧电机三相定子绕组，用于充电时切断或导通所述直直变换侧电机三相定子绕组；所述解耦电容连接于所述整流侧电机逆变器与所述直直变换侧电机逆变器之间，用于稳压。其中，所述整流侧电机定子绕组与所述电感线圈1构成可变电感组合1，通过接触器的开关控制，可以构成三种电感值组合，用于适应不同的充电功率。同理，所述直直变换侧电机定子绕组与所述电感线圈2构成可变电感组合2。其中，所述可变电感组合1中的接触器开关状态，取决于使用者或者设计者的充电功率设定值；当需要大功率时，通过设置接触器的开关状态，使得所述可变电感组合1的总电感值减小；反之，则增大。所述可变电感组合2的工作原理与此相同。进一步地，在实施例中，所述可变电感组合1和所述整流侧电机逆变器电路构成升压整流电路，实现电感线圈与功率自动匹配、PWM整流功能、电压升压功能以及输入电流的主动功率校正功能。进一步地，在实施例中，所述可变电感组合2与所述直直变换侧电机逆变器电路构成三路Buck电路，实现基于三路并联Buck电路的功率自适应直直变换。进一步地，在实施例中，所述可变电感组合1连接于外部交流电源接口，其包括三个分别串联在每相中的整流侧电机定子绕组以及并联于三相的电感线圈1，当所述交流电源接口接入三相交流时，三相交流电通过所述可变电感组合1以及所述整流侧电机逆变器的开关器件进行PWM整流。进一步地，在实施例中，所述可变电感组合1连接于外部交流电源接口，其包括三个分别串联在每相中的整流侧电机定子绕组以及并联于三相的电感线圈1，当所述交流电源接口接入单相交流时，单相交流电通过所述可变电感组合1中对应的线圈以及所述整流侧电机逆变器中对应的开关器件进行PWM整流。进一步地，在实施例中，电动汽车处于行驶模式时(电动汽车行驶或驱动电机处于运转或待运转状态)，所述第一、四、五、七组接触器断开，所述第二、三、六、八组接触器闭合，此时所述电机均处于可被驱动状态(满足电动汽车行驶的同时空调正常运行)；电动汽车处于充电时，所述第二、三组接触器断开，所述第一、四组接触器闭合；根据用户设置的充电功率需求，设定所述第五、六组接触器与所述第七、八组接触器的状态。本专利技术实施例的电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，提出了一种集成式充电功率自适应的充放电电路，即在当前车载集成式充电电路的基础上，加入附加电感，通过接触器的开关控制，附加电感与电机定子绕组构成三种电感数值，可以适应范围更大的充电功率，同时满足快充与慢充的工况，增加了使用者的方便性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一种实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路示意图。图2为本专利技术实施例的电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路的三相交流充电等效电路。图3为本专利技术实施例的电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路的单相交流充电等效电路。图4为本专利技术实施例的电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路的放电等效电路。附图中所列部件列表如下所示：TPB1：整流侧电机逆变电路；TPB2：整流侧电机逆变电路；C1：耦合电容；BAT：储能设备；AC1：单相电源接口；AC2：三相电源接口；AL1：电感线圈1；AL2：电感线圈2；M1：整流侧电机；M2：直直变换侧电机；K1：第一组接触器；K2：第二组接触器；K3：第三组接触器；K4：第四组接触器；K5：第五组接触器；K6：第六组接触器；K7：第七组接触器；K8：第八组接触器；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术主要由共享电路，辅助器件，附加器件，以及接触器等组成：共享电路：(1)整流侧电机逆变器，包括开关器件(IGBT或MOSFE本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，其特征在于，所述电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路包括：由整流侧电机的定子绕组、附加电感1与对应接触器组成的可变电感组合1，由直直变换侧电机的定子绕组、附加电感2与对应接触器组成的可变电感组合2，两个电机逆变电路以及相应的控制电路，介于两电机逆变电路中间的耦合电容，储能设备，交流充电接口；其中，所述整流侧电机，是指充电时用于整流的三相桥连接的电机；所述直直变换侧电机，是指充电时用于直直变换(DC/DC)的三相桥连接的电机；这两个电机不局限于驱动电机，也可为空调压缩机，或者满足该电路条件的电动汽车上的其他电机。其中，所述电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路还包括：第一组接触器，连接于所述整流侧电机定子绕组，用于切断或导通所述交流电源接口；第二组接触器，连接于所述整流侧电机定子绕组，用于切断或导通所述驱动电机定子绕组的星形连接；第三组接触器，连接于所述储能设备正极，用于切断或导通所述储能设备与所述电机逆变器的连接，切换充电与放电状态下的电路连接；第四组接触器，连接于所述直直变换侧电机绕组中性点，用于实现充电时的三路并联Buck变换或者三路交错Buck变换；第五组接触器，连接于所述电感线圈1，用于切断或导通电感线圈1；第六组接触器，连接于所述整流侧电机三相定子绕组，用于充电时切断或导通所述整流侧电机三相定子绕组；第七组接触器，连接于所述电感线圈2，用于切断或导通电感线圈2；第八组接触器，连接于所述直直变换侧电机三相定子绕组，用于充电时切断或导通所述直直变换侧电机三相定子绕组。...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，其特征在于，所述电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路包括：由整流侧电机的定子绕组、附加电感1与对应接触器组成的可变电感组合1，由直直变换侧电机的定子绕组、附加电感2与对应接触器组成的可变电感组合2，两个电机逆变电路以及相应的控制电路，介于两电机逆变电路中间的耦合电容，储能设备，交流充电接口；其中，所述整流侧电机，是指充电时用于整流的三相桥连接的电机；所述直直变换侧电机，是指充电时用于直直变换(DC/DC)的三相桥连接的电机；这两个电机不局限于驱动电机，也可为空调压缩机，或者满足该电路条件的电动汽车上的其他电机。其中，所述电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路还包括：第一组接触器，连接于所述整流侧电机定子绕组，用于切断或导通所述交流电源接口；第二组接触器，连接于所述整流侧电机定子绕组，用于切断或导通所述驱动电机定子绕组的星形连接；第三组接触器，连接于所述储能设备正极，用于切断或导通所述储能设备与所述电机逆变器的连接，切换充电与放电状态下的电路连接；第四组接触器，连接于所述直直变换侧电机绕组中性点，用于实现充电时的三路并联Buck变换或者三路交错Buck变换；第五组接触器，连接于所述电感线圈1，用于切断或导通电感线圈1；第六组接触器，连接于所述整流侧电机三相定子绕组，用于充电时切断或导通所述整流侧电机三相定子绕组；第七组接触器，连接于所述电感线圈2，用于切断或导通电感线圈2；第八组接触器，连接于所述直直变换侧电机三相定子绕组，用于充电时切断或导通所述直直变换侧电机三相定子绕组。2.根据权利要求1所述的电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，其特征在于，所述可变电感组合1中的接触器开关状态，取决于使用者或者设计者的充电功率设定值；当需要大功率时，通过设置接触器的开关状态，使得所述可变电感组合1的总电感值减小；反之，则增大。3.根据权利要求1所述的电动汽车车载式充电功率自适应的充...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹忠东，杨啸天，黄永章，廖斌，肖仕武，刘虹，
申请(专利权)人：华北电力大学，北京科力源能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11