电动汽车能量传输系统及传输方法技术方案

本发明专利技术提供了一种电动汽车能量传输系统及传输方法，所述电动汽车能量传输系统包括依次连接的交流电源、电感模块、第一全桥整流逆变模块、第二全桥整流逆变模块、变压器及谐振补偿模块、第三全桥整流逆变模块和动力电池模块，其中：所述变压器及谐振补偿模块包括变压器、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和第一开关；所述变压器的原边的输入端连接所述第一电感，所述变压器的原边的输出端连接所述第一电容；所述变压器的副边的输入端连接所述第二电感，所述变压器的副边的输出端连接所述第二电容和与所述第二电容并联的第一开关。

Electric Vehicle Energy Transfer System and Transfer Method

The invention provides an electric vehicle energy transmission system and a transmission method. The electric vehicle energy transmission system includes successively connected AC power supply, inductance module, first full bridge rectifier inverter module, second full bridge rectifier inverter module, transformer and resonant compensation module, third full bridge rectifier inverter module and power. The battery module comprises a transformer, a first inductance, a second inductance, a first capacitor, a second capacitor and a first switch; the input end of the original side of the transformer is connected with the first inductance, and the output end of the original side of the transformer is connected with the first capacitor; and the output end of the original side of the transformer is connected with the first capacitor. The input end of the secondary side is connected with the second inductance, and the output end of the secondary side of the transformer is connected with the second capacitor and the first switch in parallel with the second capacitor.

【技术实现步骤摘要】
电动汽车能量传输系统及传输方法
本专利技术涉及电动汽车
，特别涉及一种电动汽车能量传输系统及传输方法。
技术介绍
车载充电机主要用于为电动汽车(EV/PHEV)提供电能，车载充电机一般为两级电路，第一级为PFC(功率因数校正)环节，第二级为DC/DC环节，其DC/DC部分结构又以LLC拓扑使用最为广泛，但随着新能源汽车技术的不断深入发展，对动力电池包向非车载负载供电(V2L)、动力电池包对电网供电(V2G)或动力电池包之间互相供电(V2V)等技术的需求越来越迫切，因此车载充电机除了满足电动汽车正常的充电需求外，还应兼顾反向充电功能。目前本领域现有技术主要存在以下不足：(1)双向车载充电机在大部分工况中都处于正向充电状态，只有极少时间处于反向充电状态，故应充分考虑实际工况对双向车载充电机系统设计的影响。由于LLC拓扑结构传输效率优于其它拓扑，故应保证在正向充电时，充电机DC/DC部分总是以LLC拓扑结构形式出现，但目前的双向车载充电机并未考虑这一点。(2)车载动力电池电压呈逐年上升趋势，这意味着串联单体电池节数的增加，因此动力电池包电压波动范围也相应变大，但在现有技术条件下的车载充电机输出电压范围有限，难以实现输出全电压范围覆盖。另外，双向车载充电机中功率调节自由度利用率较低，一般仅限于调频率和调脉宽，难以实现系统充电功率的灵活调节。(3)动力电池是一个具有强电压源特性的容性负载，需进行恒流/恒压(CC/CV)充电。车载充电机DC/DC部分具有电压源属性，在进行恒流充电过程中，需要把两个电压源(车载充电机DC/DC部分和动力电池)并联起来，因动力电池的恒压源属性，且其内阻是不断变化的，若要实现充电电流恒定，则必然要求闭环控制带宽较高，在加上车载充电机PFC部分的闭环控制需求，会引起控制芯片负载率过高的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种电动汽车能量传输系统及传输方法，以实现部分正向充电工况下，车载充电机工作于传统典型的LLC单向充电模式，保证车载充电机工作效率。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种电动汽车能量传输系统，所述电动汽车能量传输系统包括依次连接的交流电源、电感模块、第一全桥整流逆变模块、第二全桥整流逆变模块、变压器及谐振补偿模块、第三全桥整流逆变模块和动力电池模块，其中：所述变压器及谐振补偿模块包括变压器、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和第一开关；所述变压器的原边的输入端连接所述第一电感，所述变压器的原边的输出端连接所述第一电容；所述变压器的副边的输入端连接所述第二电感，所述变压器的副边的输出端连接所述第二电容和与所述第二电容并联的第一开关。可选的，在所述的电动汽车能量传输系统中，所述电动汽车能量传输系统还包括第四电容，所述第四电容与所述第三全桥整流逆变模块的直流侧并联；所述第三全桥整流逆变模块的直流侧连接所述动力电池模块；所述第三全桥整流逆变模块的交流侧的两端分别连接所述第二电容和第二电感。可选的，在所述的电动汽车能量传输系统中，所述电动汽车能量传输系统还包括第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块、第四驱动采样模块、第一采样模块、第二采样模块和主控制器，其中：所述第一驱动采样模块对所述第一全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第一采样信号；所述第二驱动采样模块对所述第二全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第二采样信号；所述第三驱动采样模块对所述第三全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第三采样信号；所述第四驱动采样模块对所述变压器及谐振补偿模块的输入输出信号进行采样，得到第四采样信号；所述第一采样模块对所述交流电源的输入输出信号进行采样，得到第五采样信号；所述第二采样模块对所述动力电池模块的输入输出信号进行采样，得到第六采样信号；所述主控制器采集所述第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号、第四采样信号、第五采样信号和第六采样信号，并根据多个采样信号的幅值，向第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块和第四驱动采样模块发送第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号，以使第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块和第四驱动采样模块分别输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号；所述第一驱动采样模块为所述第一全桥整流逆变模块提供第一驱动信号；所述第二驱动采样模块为所述第二全桥整流逆变模块提供第二驱动信号；所述第三驱动采样模块为所述第三全桥整流逆变模块提供第三驱动信号；所述第四驱动采样模块为所述变压器及谐振补偿模块提供第四驱动信号。可选的，在所述的电动汽车能量传输系统中，所述第一全桥整流逆变模块、所述第二全桥整流逆变模块和所述第三全桥整流逆变模块均包括四个功率开关管，所述功率开关管包括场效应晶体管、双极型晶体管或绝缘栅双极型晶体管。可选的，在所述的电动汽车能量传输系统中，所述第一开关为继电器，或者，所述第一开关包括第一场效应晶体管和第二场效应晶体管，所述第一场效应晶体管的漏极和所述第二场效应晶体管的漏极相连，所述第一场效应晶体管的源极和所述第二场效应晶体管的源极分别连接所述第二电容的两端。可选的，在所述的电动汽车能量传输系统中，所述第一电感和所述第二电感分别为所述变压器的原边和副边的漏感。可选的，在所述的电动汽车能量传输系统中，所述电动汽车能量传输系统还包括第二开关，所述第二开关与所述第一电容并联。可选的，在所述的电动汽车能量传输系统中，所述电感模块包括第三电感，所述交流电源连接所述第一全桥整流逆变模块的交流侧，所述第三电感串接在交流电源和所述第一全桥整流逆变模块的交流侧之间。可选的，在所述的电动汽车能量传输系统中，所述电动汽车能量传输系统还包括第三电容，所述第三电容与所述第一全桥整流逆变模块的直流侧并联；所述第一全桥整流逆变模块的直流侧连接所述第二全桥整流逆变模块的直流侧，所述第二全桥整流逆变模块的交流侧的两端分别连接所述第一电容和第一电感。本专利技术还提供一种基于上述的电动汽车能量传输系统的电动汽车能量传输方法，包括：第一正向充电工作模式下，所述第一开关闭合，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于脉冲频率调制/LLC控制模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于主动整流模式或被动整流模式；第二正向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：所述第三全桥整流逆变模块工作于PWM控制模式或被动整流模式；第三正向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：所述第三全桥整流逆变模块工作于被动整流模式；第一反向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于SPWM逆变控制模式，第二全桥整流逆变模块工作于被动整流模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：第二反向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于SPWM逆变控制模式，第二全桥整流逆变模块工作于被动整流模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：其中：Lm为变压器的原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车能量传输系统，其特征在于，所述电动汽车能量传输系统包括依次连接的交流电源、电感模块、第一全桥整流逆变模块、第二全桥整流逆变模块、变压器及谐振补偿模块、第三全桥整流逆变模块和动力电池模块，其中：所述变压器及谐振补偿模块包括变压器、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和第一开关；所述变压器的原边的输入端连接所述第一电感，所述变压器的原边的输出端连接所述第一电容；所述变压器的副边的输入端连接所述第二电感，所述变压器的副边的输出端连接所述第二电容和与所述第二电容并联的第一开关。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车能量传输系统，其特征在于，所述电动汽车能量传输系统包括依次连接的交流电源、电感模块、第一全桥整流逆变模块、第二全桥整流逆变模块、变压器及谐振补偿模块、第三全桥整流逆变模块和动力电池模块，其中：所述变压器及谐振补偿模块包括变压器、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和第一开关；所述变压器的原边的输入端连接所述第一电感，所述变压器的原边的输出端连接所述第一电容；所述变压器的副边的输入端连接所述第二电感，所述变压器的副边的输出端连接所述第二电容和与所述第二电容并联的第一开关。2.如权利要求1所述的电动汽车能量传输系统，其特征在于，所述电动汽车能量传输系统还包括第四电容，所述第四电容与所述第三全桥整流逆变模块的直流侧并联；所述第三全桥整流逆变模块的直流侧连接所述动力电池模块；所述第三全桥整流逆变模块的交流侧的两端分别连接所述第二电容和第二电感。3.如权利要求1所述的电动汽车能量传输系统，其特征在于，所述电动汽车能量传输系统还包括第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块、第四驱动采样模块、第一采样模块、第二采样模块和主控制器，其中：所述第一驱动采样模块对所述第一全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第一采样信号；所述第二驱动采样模块对所述第二全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第二采样信号；所述第三驱动采样模块对所述第三全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第三采样信号；所述第四驱动采样模块对所述变压器及谐振补偿模块的输入输出信号进行采样，得到第四采样信号；所述第一采样模块对所述交流电源的输入输出信号进行采样，得到第五采样信号；所述第二采样模块对所述动力电池模块的输入输出信号进行采样，得到第六采样信号；所述主控制器采集所述第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号、第四采样信号、第五采样信号和第六采样信号，并根据多个采样信号的幅值，向第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块和第四驱动采样模块发送第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号，以使第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块和第四驱动采样模块分别输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号；所述第一驱动采样模块为所述第一全桥整流逆变模块提供第一驱动信号；所述第二驱动采样模块为所述第二全桥整流逆变模块提供第二驱动信号；所述第三驱动采样模块为所述第三全桥整流逆变模块提供第三驱动信号；所述第四驱动采样模块为所述变压器及谐振补偿模块提供第四驱动信号。4.如权利要求1所述的电动汽车能量传输系统，其特征在于，所述第一全桥整流逆变模块、所述第二全桥整流逆变模块和所述第三全桥整流逆变模块均包括四个功率开关管，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王振世，徐玮，邱松子，金鼎成，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31