车载充电器和车辆制造技术

本实用新型专利技术公开了一种车载充电器和车辆，该车载充电器包括双向变流模块、双向DC/DC变换模块、采集模块和控制模块，其中，双向变流模块与交流端相连；双向DC/DC变换模块包括第一DC变换单元、变压器单元和第二DC变换单元，第一DC变换单元分别与双向变流模块和变压器单元相连；第二DC变换单元分别与变压器模块和储能装置相连；采集模块分别采集交流端的输出、双向变流模块的整流输出和第二DC变换单元的输出，以及分别采集储能装置的输出、第一DC变换单元的输出和双向变流模块的逆变输出；控制模块根据采集模块的采集数据进行控制。该车载充电器，可以实现能量的双向传输，并隔离交流测与直流侧。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于车辆
，尤其涉及一种车载充电器，以及具有该车载充电器的车辆。
技术介绍
车载充电器包括多种例如单向式、双向式。在相关技术中，如图1所示，为相关技术中的一种单向隔离式车载充电器，该车载充电器包括整流桥电路1′、功率因数校正电路2′、DC/DC隔离变换器3′、控制电路4′、控制电路5′，该车载充电器智能实现对储能装置即电池的充电。其中，整流桥电路1′将外接的AC交流电转换为直流电(半波)，功率因数校正电路2′包括功率管Q5′、电感L1′、二极管D1′和滤波电容C1′，控制电路4′采集交流输入电压VL/VN和功率管Q5′的电流iq，经过计算，得到合适的占空比的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调试)波(PWM1′)，控制功率管Q5′，使交流输入电流和输入电压同步，提升交流端功率因数。DC/DC隔离变换器3′包括功率管Q1′、Q2′、Q3′和Q4′，变压器T1′、整流桥电路6′和滤波电容C2′。控制电路5′采集直流输出电压Vdc和直流电流Idc，经过计算，得到合适占空比的PWM波(PWM2′)，控制功率管Q1′、Q2′、Q3′和Q4′开通和关断，并经过变压器T1′和整流器电路6′，使输出直流电压稳定，对储能装置例如高压电池充电。如图2所示，为相关技术中的一种双向非隔离式车载充电器的电路图，该车载充电器包括由四个功率可控开关管、升压电路、滤波电容构成的可双向的换流电路10′(PWM整流电路)。充电时，换流电路10′作为可控直流电路，AC(Alternating current，交流电)连接可控整流电路，控制模块20′对功率管Q10′-Q40′进行SPWM控制，输出直流电(半波)，连接高压电池包；放电时，换流电路10′作为逆变电路，高压电池包连接该逆变电路，输出交流，供交流端负载使用。但是，对于单向隔离式车载充电器，其拓扑结构复杂，功率器件多，需要多级控制，成本高，效率低，整流桥的二极管、功率因数校正电路的可控开关管、DC/DC变换器的可控开关管及隔离后的整流电路，都会有可控开关损耗，不能够实现储能装置对外输出交流电。对于双向非隔离式车载充电器虽然结构简单、成本相对较低，但是因为是非隔离系统，存在较多问题，例如，受交流峰值电压限值限制，输出电压低于交流峰值电压时，无法直接通过电路进行充电；再就是，随着直流电压升高，功率管可控开关损耗增加，效率下降，增加散热难度，功率管需要满足功率的同时还将承受更高的电压应力，其中，电压应力指实际电压与器件规格值的比值，电压应力越高功率管承受的压力越大。再就是，非隔离系统，交流与直流之间通过可控开关管相互切换，交流测居高不下的共模电压难以消除，存在很大的安全隐患，直流侧对地泄放电流最终都会通过交流线反馈至电网，产品工作时交流漏电流检测值偏大，容易触发漏电保护。
技术实现思路
本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本技术需要提出一种车载充电器，该车载充电器可以实现双向电能传输，采用隔离设计更加安全。本技术还提出一种具有该车载充电器的车辆。为了解决上述问题，本申请一方面提出一种车载充电器，该车载充电器包括：双向变流模块，所述双向变流模块的第一端与交流端的一端相连，所述双向变流模块的第二端与所述交流端的另一端相连；双向DC/DC变换模块，所述双向DC/DC变换模块包括：第一DC变换单元，所述第一DC变换单元的第一端与所述双向变流模块的第三端相连，所述第一DC变换单元的第二端与所述双向变流模块的第四端相连；变压器单元，所述变压器单元的第一端与所述第一DC变换单元的第三端相连，所述变压器单元的第二端与所述第一DC变换单元的第四端相连；第二DC变换单元，所述第二DC变换单元的第一端与所述变压器单元的第三端相连，所述第二DC变换单元的第二端与所述变压器单元的第四端相连，所述第二DC变换单元的第三端与储能装置的一端相连，所述第二DC变换单元的第四端与所述储能装置的另一端相连；采集模块，所述采集模块分别采集所述交流端的输出、所述双向变流模块的整流输出和所述第二DC变换单元的输出，以及分别采集所述储能装置的输出、所述第一DC变换单元的输出和所述双向变流模块的逆变输出；控制模块，所述控制模块分别与所述采集模块、所述双向变流模块的控制端、所述第一DC变换单元的控制端和所述第二DC变换单元的控制端相连，根据所述采集模块的采集数据进行控制。本技术的车载充电器，基于双向变流模块和双向DC/DC变换模块的组合，可以实现能量的双向流动，提高效率，双向DC/DC变换模块中采用变压器单元进行隔离，可以降低交流测共模电压，将交流测与直流侧隔离，提高安全性，降低传导辐射，直流电压适用范围宽。基于上述的车载充电器，本技术另一方面还提出一种车辆，该车辆包括上述的车载充电器。该车辆，通过采用上述方面的车载充电器，可以实现双向的能量传输，且交流测与直流侧隔离，降低交流测共模电压，提高安全性。附图说明图1是相关技术中的一种单向隔离式车载充电器的电路示意图；图2是相关技术中的一种非隔离式双向车载充电器；图3是根据本技术的一个实施例的车载充电器的框图；图4是根据本技术的一个具体实施例的车载充电器的电路示意图；以及图5是根据本技术的一个实施例的车辆的框图。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，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，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。下面参照附图描述根据本技术实施例提出的车载充电器。图3是根据本技术的一个实施例的车载充电器的框图，如图3所示，该车载充电器100包括双向变流模块10、双向DC/DC变换模块20、采集模块30和控制模块40。其中，双向变流模块10的第一端a11与交流端的一端相连，双向变流模块10的第二端a12与交流端的另一端相连；双向DC/DC变换模块20包括第一DC变换单元201、变压器单元202和第二DC变换单元203。第一DC变换单元201的第一端b11与双向变流模块10的第三端a13相连，第一DC变换单元201的第二端b12与双向变流模块10的第四端a14；变压器单元202的第一端c11与第一DC变换单元201的第三端b13相连，变压器单元202的第二端c12与第一DC变换单元201的第四端b14相连；第二DC变换单元203的第一端d11与变压器单元202的第三端c13相连，第二DC变换单元203的第二端d12与变压器单元202的第四端c14相连，第二DC变换单元203的第三端d13与储能装置例如高压电池的一端相连，第二DC变换单元203的第四端d14与储能装置的另一端相连。采集模块30分别采集交流端的输出例如输出电流信号和电流电压信号、双向变流模块10的整流输出和第二DC变换单元203的输出，以及分别采集储能装置的输出、第一DC变换单元201的输出和双向变流模块10的逆变输出。控制模块40分别与采集模块30、双向变流模块10的控制端、第一DC变换单元201的控制端和第二DC变换单元203的控制端相连，根据采集本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车载充电器，其特征在于，包括：双向变流模块，所述双向变流模块的第一端与交流端的一端相连，所述双向变流模块的第二端与所述交流端的另一端相连；双向DC/DC变换模块，所述双向DC/DC变换模块包括：第一DC变换单元，所述第一DC变换单元的第一端与所述双向变流模块的第三端相连，所述第一DC变换单元的第二端与所述双向变流模块的第四端相连；变压器单元，所述变压器单元的第一端与所述第一DC变换单元的第三端相连，所述变压器单元的第二端与所述第一DC变换单元的第四端相连；第二DC变换单元，所述第二DC变换单元的第一端与所述变压器单元的第三端相连，所述第二DC变换单元的第二端与所述变压器单元的第四端相连，所述第二DC变换单元的第三端与储能装置的一端相连，所述第二DC变换单元的第四端与所述储能装置的另一端相连；采集模块，所述采集模块分别采集所述交流端的输出、所述双向变流模块的整流输出和所述第二DC变换单元的输出，以及分别采集所述储能装置的输出、所述第一DC变换单元的输出和所述双向变流模块的逆变输出；控制模块，所述控制模块分别与所述采集模块、所述双向变流模块的控制端、所述第一DC变换单元的控制端和所述第二DC变换单元的控制端相连，根据所述采集模块的采集数据进行控制。...

【技术特征摘要】
1.一种车载充电器，其特征在于，包括：双向变流模块，所述双向变流模块的第一端与交流端的一端相连，所述双向变流模块的第二端与所述交流端的另一端相连；双向DC/DC变换模块，所述双向DC/DC变换模块包括：第一DC变换单元，所述第一DC变换单元的第一端与所述双向变流模块的第三端相连，所述第一DC变换单元的第二端与所述双向变流模块的第四端相连；变压器单元，所述变压器单元的第一端与所述第一DC变换单元的第三端相连，所述变压器单元的第二端与所述第一DC变换单元的第四端相连；第二DC变换单元，所述第二DC变换单元的第一端与所述变压器单元的第三端相连，所述第二DC变换单元的第二端与所述变压器单元的第四端相连，所述第二DC变换单元的第三端与储能装置的一端相连，所述第二DC变换单元的第四端与所述储能装置的另一端相连；采集模块，所述采集模块分别采集所述交流端的输出、所述双向变流模块的整流输出和所述第二DC变换单元的输出，以及分别采集所述储能装置的输出、所述第一DC变换单元的输出和所述双向变流模块的逆变输出；控制模块，所述控制模块分别与所述采集模块、所述双向变流模块的控制端、所述第一DC变换单元的控制端和所述第二DC变换单元的控制端相连，根据所述采集模块的采集数据进行控制。2.如权利要求1所述的车载充电器，其特征在于，所述双向变流模块包括：第一可控开关，所述第一可控开关的控制端与所述控制模块相连；第二可控开关，所述第二可控开关的控制端与所述控制模块相连，所述第二可控开关的第一端与所述第一可控开关的第二端相连，所述第二可控开关的第一端与所述第一可控开关的第二端之间具有第一节点，所述第一节点与所述交流端的一端相连；第三可控开关，所述第三可控开关的控制端与所述控制模块相连，所述第三可控开关的第一端分别与所述第一可控开关的第一端和所述第一DC变换单元相连；和第四可控开关，所述第四可控开关的控制端与所述控制模块相连，所述第四可控开关的第一端与所述第三可控开关的第二端相连，所述第四可控开关的第一端与所述第三可控开关的第二端之间具有第二节点，所述第二节点与所述交流端的另一端相连，所述第四可控开关的第二端分别与所述第二可控开关的第二端和所述第一DC变换单元相连。3.如权利要求2所述的车载充电器，其特征在于，所述双向变流模块还包括滤波单元， 所述滤波单元包括：第一电感，所述第一电感的第一端与所述交流端的一端相连，所述第一电感的第二端与所述第一节点相连；第二电感，所述第二电感的第一端与所述交流端的另一端相连，所述第二电感的第二端与所述第二节点相连；和第一电容，所述第一电容的第一端分别与所述第一电感的第一端和所述交流端的一端相连，所述第一电容的第二端分别与所述第二电感的第一端和所述交流端的另一端相连。4.如权利要求2所述的车载充电器，其特征在于，所述第一DC变换单元包括：第五可控开关，所述第五可控开关的控制端与所述控制模块相连，所述第五可控开关的第一端与所述第三可控开关的第一端相连；第六可控开关，所述第六可控开关的控制端与所...

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