电动汽车的充电系统及电动汽车的充电控制方法技术方案

本发明专利技术提出一种电动汽车的充电系统以及电动汽车的充电控制方法，充电系统包括：动力电池；充放电插座；充电连接装置，充电连接装置的汽车插头用于连接充放电插座；外部供电装置，外部供电装置与充电连接装置的供电插头相连；能量转换控制装置，能量转换控制装置包括：三电平双向DC/AC模块；充放电控制模块；控制器模块；其中，能量转换控制装置与外部供电装置之间通过充电连接装置相互发送调制之后的PWM波信号以实现相互通信，并通过控制器模块控制三电平双向DC/AC模块和充放电控制模块以使外部供电装置给动力电池充电。该充电系统采用三电平控制，无需DC-DC模块，实现大功率充电，降低母线电压，并且效率高，充电时间短。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车的充电系统及电动汽车的充电控制方法
本专利技术涉及电动汽车
，特别涉及一种电动汽车的充电系统以及一种电动汽车的充电控制方法。
技术介绍
随着科技的发展，环保节能的电动汽车正在扮演着取代燃油车的角色，然而电动汽车的普及还面临着一些问题，其中快速便捷高效的充电技术，已成为电动汽车推广的一大难题。目前，在现有的电动汽车的充电方式中，交流充电的方式一般都是小功率充电如3.3KW、7KW、30KW等，而大功率充电都是直流充电方式。但是直流充电站又带来了充电时间过长，且高额的成本和较大占地面积等问题使得这种基础设施的普及还面临着一定的难度，同时又由于车辆的空间有限，车载充电器受到体积的制约而无法满足充电功率。现在市场上通常采用具有DC/DC模块的充电装置对电动汽车进行充电，然而由于有DC/DC模块的存在，会导致充电效率低，且充电时间长，因而无法满足电动汽车快速充电的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种电动汽车的充电系统，采用三电平控制，减少了DC-DC模块，可以实现大功率充电，降低了母线电压，并且效率高，充电时间短。本专利技术的另一个目的在于提出一种电动汽车的充电控制方法。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出的一种电动汽车的充电系统，包括：动力电池；充放电插座；充电连接装置，所述充电连接装置具有供电插头和汽车插头，所述汽车插头用于连接所述充放电插座；外部供电装置，所述外部供电装置与所述充电连接装置的供电插头相连；能量转换控制装置，所述能量转换控制装置包括：三电平双向DC/AC模块，所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端与所述动力电池的一端相连，所述三电平双向DC/AC模块的第二直流端与所述动力电池的另一端相连；充放电控制模块，所述充放电控制模块的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端相连，所述充放电控制模块的另一端与所述充放电插座相连；控制器模块，所述控制器模块与所述充放电控制模块相连，所述控制器模块用于根据所述电动汽车所处的工作模式对所述充放电控制模块进行控制；其中，所述能量转换控制装置与所述外部供电装置之间通过所述充电连接装置相互发送调制之后的PWM波信号以实现所述能量转换控制装置与所述外部供电装置的相互通信，并在所述能量转换控制装置与所述外部供电装置建立通信之后，通过所述控制器模块控制所述三电平双向DC/AC模块和所述充放电控制模块以使所述外部供电装置给所述动力电池充电。根据本专利技术实施例的电动汽车的充电系统，电动汽车中的能量转换控制装置采用三电平双向DC-AC模块，通过三电平控制，减小了共模电压，降低了漏电流，减小了谐波。并且无需DC-DC直流升降压模块，可以实现大功率充电，降低了母线电压，提高了效率，缩短了充电时间。此外，无需专业充电桩，降低了成本，有利于电动汽车的普及和推广。本专利技术的第二方面的实施例还提出了一种电动汽车的充电控制方法，其中，所述电动汽车的充电系统包括动力电池、能量转换控制装置、外部供电装置和充电连接装置，并且所述能量转换控制装置包括三电平双向DC/AC模块和充放电控制模块，所述充电控制方法包括以下步骤：S10，检测所述能量转换控制装置与所述外部供电装置之间通过所述充电连接装置相互发送的调制之后的PWM波信号；S20，根据所述PWM波信号建立所述能量转换控制装置与所述外部供电装置之间的相互通信；S30，通过控制所述三电平双向DC/AC模块和所述充放电控制模块以使所述外部供电装置给所述动力电池充电。根据本专利技术实施例的电动汽车的充电控制方法，通过控制三电平双向DC/AC模块以使外部供电装置给动力电池充电，使得电动汽车能够通过三相或单相电进行大功率充电，提高电动汽车的充电效率，方便用户随时随地对电动汽车进行快速充电，节约了时间成本，满足人们的需求，并且充电效率高，有助于电动汽车的推广。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的用于电动汽车的动力系统的结构示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统的拓扑图；图3A为根据本专利技术一个实施例的电动汽车的充电系统的拓扑图；图3B为根据本专利技术实施例的电动汽车的充电控制方法的流程图；图3C为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统的进一步的结构示意图；图4为根据本专利技术一个实施例的控制器模块的结构示意图；图5为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统的功能判断流程图；图6为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统进行电机驱动控制功能的原理示意图；图7为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统充放电功能启动判断流程图；图8为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统在充电工作模式下的控制流程图；图9为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统在电动汽车充电结束时的控制流程图；图10为根据本专利技术一个实施例的电动汽车与供电设备之间连接电路图；图11为根据本专利技术一个示例的充放电插座的示意图；图12为根据本专利技术另一个示例的离网带载放电插头的示意图；图13为根据本专利技术再一个实施例的用于电动汽车的电力载波通讯系统的结构图；图14为电力载波通讯装置的结构示意图；图15为八个电力载波通讯装置与对应的控制装置进行通讯的示意图；图16为电力载波通讯系统进行数据接收的方法流程图；以及图17为根据本专利技术还一个实施例的用于电动汽车的电机控制器与电动汽车其他部分之间的连接示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本专利技术提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。另外，以下描述的第一特征在第二特征之“上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。参照下面的描述和附图，将清楚本专利技术的实施例的这些和其他方面。在这些描述和附图中，具体公开了本专利技术的实施例中的一些特定实施方式，来表示实施本专利技术的实施例的原理的一些方式，但是应当理解，本专利技术的实施例的范围不受此限制。相反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车的充电系统，其特征在于，包括：动力电池；充放电插座；充电连接装置，所述充电连接装置具有供电插头和汽车插头，所述汽车插头用于连接所述充放电插座；外部供电装置，所述外部供电装置与所述充电连接装置的供电插头相连；能量转换控制装置，所述能量转换控制装置包括：三电平双向DC/AC模块，所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端与所述动力电池的一端相连，所述三电平双向DC/AC模块的第二直流端与所述动力电池的另一端相连；充放电控制模块，所述充放电控制模块的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端相连，所述充放电控制模块的另一端与所述充放电插座相连；控制器模块，所述控制器模块与所述充放电控制模块相连，所述控制器模块用于根据所述电动汽车所处的工作模式对所述充放电控制模块进行控制；其中，所述能量转换控制装置与所述外部供电装置之间通过所述充电连接装置相互发送调制之后的PWM波信号以实现所述能量转换控制装置与所述外部供电装置的相互通信，并在所述能量转换控制装置与所述外部供电装置建立通信之后，通过所述控制器模块控制所述三电平双向DC/AC模块和所述充放电控制模块以使所述外部供电装置给所述动力电池充电。...

【技术特征摘要】
2013.06.28 CN 201310269952.91.一种电动汽车的充电系统，其特征在于，包括：动力电池；充放电插座；充电连接装置，所述充电连接装置具有供电插头和汽车插头，所述汽车插头用于连接所述充放电插座；外部供电装置，所述外部供电装置与所述充电连接装置的供电插头相连；能量转换控制装置，所述能量转换控制装置包括：三电平双向DC/AC模块，所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端与所述动力电池的一端相连，所述三电平双向DC/AC模块的第二直流端与所述动力电池的另一端相连；充放电控制模块，所述充放电控制模块的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端相连，所述充放电控制模块的另一端与所述充放电插座相连；控制器模块，所述控制器模块与所述充放电控制模块相连，所述控制器模块用于根据所述电动汽车所处的工作模式对所述充放电控制模块进行控制；其中，所述能量转换控制装置与所述外部供电装置之间通过所述充电连接装置相互发送调制之后的PWM波信号以实现所述能量转换控制装置与所述外部供电装置的相互通信，并在所述能量转换控制装置与所述外部供电装置建立通信之后，通过所述控制器模块控制所述三电平双向DC/AC模块和所述充放电控制模块以使所述外部供电装置给所述动力电池充电。2.如权利要求1所述的电动汽车的充电系统，其特征在于，还包括：电池管理器，所述电池管理器与所述控制器模块进行CAN通信，在所述控制器模块自检无故障时，所述电池管理器控制所述动力电池进入充电状态并提供充电通路。3.如权利要求1所述的电动汽车的充电系统，其特征在于，所述控制器模块还用于检测所述充电连接装置的载流能力和/或所述外部供电装置的供电负荷能力。4.如权利要求1所述的电动汽车的充电系统，其特征在于，所述充电连接装置包括多个高压端、第一检测端和第二检测端以及通信端，所述外部供电装置和能量转换控制装置根据所述第一检测端和第二检测端判断所述供电插头和汽车插头的连接状态，所述外部供电装置和能量转换控制装置通过所述通信端相互通信。5.如权利要求4所述的电动汽车的充电系统，其特征在于，所述能量转换控制装置通过所述第二检测端检测所述充电连接装置的载流能力，并通过所述通信端获得所述外部供电装置的供电负荷能力。6.如权利要求1所述的电动汽车的充电系统，其特征在于，所述能量转换控制装置还包括电机控制开关，所述电机控制开关的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端相连，所述电机控制开关的另一端与电机相连，其中，所述控制器模块与所述电机控制开关相连，当所述电动汽车当前所处的工作模式为充放电模式时，所述控制器模块控制所述电机控制开关断开，并控制所述充放电控制模块闭合以启动所述三电平双向DC/AC模块。7.如权利要求1-6任一项所述的电动汽车的充电系统，其特征在于，所述三电平双向DC/AC模块包括：串联的第一电容和第二电容，所述第一电容的一端与所述动力电池的一端相连，所述第一电容的另一端与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述动力电池的另一端相连，所述第一电容与所述第二电容之间具有第一节点；相互串联的第一IGBT和第二IGBT，所述相互串联的第一IGBT和第二IGBT连接在所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端和第二直流端之间，所述相互串联的第一IGBT和第二IGBT之间具有第二节点；相互串联的第三IGBT和第四IGBT，所述相互串联的第三IGBT和第四IGBT连接在所述第一节点和第二节点之间；相互串联的第五IGBT...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨广明，胡敏，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44