环保型车辆的充电装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及环保型车辆的充电装置及其控制方法。一种用于环保型车辆的充电装置包括具有电子开关元件的充电器以及被配置为控制电子开关元件的操作的控制器，其中电子开关元件降低当车辆外部的外部AC电源连接到充电器时瞬时流过的过量电流。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及环保型车辆的充电装置及其控制方法。更具体地，本公开涉及如下环保型车辆的充电装置及其控制方法，其能够降低当车辆外部的AC电源连接到车辆中的充电器时所生成的冲击电流(inrushcurrent)，并且提高车辆中的充电器的效率。
技术介绍
通常，环保型车辆，例如使用电动机作为驱动车辆的驱动源的电动车辆(EV)或插电式混合动力电动车辆(PHEV)，具有用于向电动机供给电能的高压电池。高压电池通过快速充电器来快速充电，或者通过安装在车辆内的车载充电器(OBC)连接至一般的外部AC电源来充电。如果外部AC电源施加到车辆，则OBC将AC电源转换为可充电的直流电源，由此对高压电池进行充电。图1是示出环保型车辆的OBC的配置的示意图。图2是示出用于说明OBC的初始操作的AC电压和AC电流的曲线图。如图1所示，OBC3包括输入滤波器4、电源连接器5、整流器6、功率因素校正电路(PFC)7和DC/DC转换器8。这些部件通过安装在车辆内的控制器(未示出)来控制。电源连接器5设置在连接至外部AC电源1以过滤和消除AC电源1的噪声的输入滤波器4与用于对AC电源进行整流的整流器6之间，由此降低当从输入滤波器4施加噪声被消除了的AC电源1时瞬时流过的冲击电流，并且降低连接AC电源后的电压损耗。具体地，电源连接器5包括电阻元件和继电器，电阻元件用于降低当施加AC电源1时流过的冲击电流(当最初施加了AC电源时瞬时流过大量电流的现象)以保护OBC3的内部元件，继电器用于降低在AC电源1连接至OBC后的电压损耗。将参考图2描述OBC3(包括电源连接器5)的初始操作。如果AC电源1被施加到OBC3的输入端子，则在AC电源被施加的时间点处引入用于对OBC3内的电容器进行充电的电流，同时生成以较大值瞬时引入的冲击电流。引入OBC3的电流流过电源连接器5的电阻元件，并且在电容器被充分充电后(在几毫秒内充电)，继电器被连接。在继电器如上所述连接之后，高压电池2的充电开始。如本领域中已知的，PFC7执行功率因数校正，并且DC/DC转换器8将PFC7的输出电压升压至用于对高压电池2进行充电的DC电压。然而，由于OBC3的电源连接器5包括在高压电池2的充电开始之前初始充电电流(包括冲击电流)流过的电阻元件、以及在高压电池2的充电开始时被连接从而使电流(不包括冲击电流)流过的继电器，因此OBC的体积增加，并且因此不适于增加OBC的输出密度，这在封装时是不利的。由于OBC的效率和环保型车辆的燃料效率具有一一对应的关系(当OBC的效率增加1％时，燃料效率增加1％)，因此需要最大化OBC的效率。然而，由于操作机械继电器时消耗的电力过度，并且由于继电器被连接时的接触电阻而导致效率降低，因此OBC的效率降低。由于电源连接器5的继电器的热耗散较差，需要另外的部件(例如，热垫、热管等)来防止温度上升，因此导致成本增加。
技术实现思路
本公开提供用于环保型车辆的充电装置及其控制方法，其能够降低当AC电源被施加时瞬时流过的过量冲击电流，并防止现有电源连接器的继电器所引起的过量功耗和效率劣化。根据本公开的实施例，用于环保型车辆的充电装置包括具有电子开关元件的充电器以及被配置为控制电子开关元件的操作的控制器，其中电子开关元件降低当车辆外部的外部AC电源连接到充电器时瞬时流过的过量电流。控制器可以事先将从AC电源施加到充电器的AC电压划分为两个或更多个电压区间，并通过考虑实时监测的AC电压所属的电压区间来控制电子开关元件的操作。控制器可以通过将AC电压划分为事先设定的低电压区间、中等电压区间和高电压区间，监测当外部AC电源连接到充电器时从AC电源施加到充电器的AC电压。当所监测的AC电压属于具有比中等电压区间和高电压区间的电压小的电压的低电压区间时，控制器可以通过在AC电压变为“0”时施加允许电流流入电子开关元件的栅极电压，开启电子开关元件。当所监测的AC电压属于低电压区间时，控制器施加允许电流流入电子开关元件的方波形式的栅极电压持续预定时间，由此在预定时间内重复开启/关断电子开关元件，或者施加允许电流流入电子开关元件的栅极电压，并且以预定速率/变化率增加栅极电压。控制器可以通过将AC电压划分为事先设定的低电压区间、中等电压区间和高电压区间，监测当外部AC电源连接到充电器时从AC电源施加到充电器的AC电压。当所监测的AC电压属于具有比低电压区间的电压大且比高电压区间的电压小的电压的中等电压区间时，控制器可以在预定时间内重复开启/关断电子开关元件，或者在预定时间内重复开启/关断电子开关元件并随后控制电子开关元件处于常开状态。当所监测的AC电压属于中等电压区间时，控制器可以施加允许电流流入电子开关元件的栅极电压，同时以预定速率/变化率增加栅极电压。控制器可以通过将AC电压划分为事先设定的低电压区间、中等电压区间和高电压区间，监测当外部AC电源连接到充电器时从AC电源施加到充电器的AC电压。当所监测的AC电压属于具有比低电压区间和中等电压区间的电压大的电压的高电压区间时，控制器可以施加允许电流流入电子开关元件的栅极电压，同时以预定速率/变化率增加栅极电压。当所监测的AC电压属于高电压区间时，控制器可以在预定时间内重复开启/关断电子开关元件。根据本公开的另一实施例，一种控制对环保型车辆的电池充电的充电装置的方法包括以下步骤：确定外部AC电源是否连接到车辆的充电器，所述充电器包括用于降低当AC电源连接到充电器时瞬时流过的过量电流的电子开关元件；监测从AC电源施加到充电器的AC电压；以及通过将AC电压划分为两个或更多个电压区间，监测从AC电源施加的AC电压，并通过考虑所监测的AC电压所属的电压区间来控制电子开关元件的操作。下面讨论本专利技术的其他方面和示例性实施例。在根据本公开的用于环保型车辆的充电装置及其控制方法中，能够移除现有电源连接器中的用于降低冲击电流的电阻元件，使得与现有电源连接器相比，可以降低电源连接器的体积。由于使用了电子开关元件而不是机械继电器，因此可以降低功耗等。下面讨论本专利技术的上述特征和其他特征。附图说明现在将参考附图所示的某些示例性实施例详细描述本专利技术的上述特征和其他特征，附图仅以说明的方式提供，并因此不限制本专利技术，并且其中：图1是示出根据现有技术的环保型车辆用车载充电器(OBC)的配置的示意图；图2是示出根据现有技术的用于说明OBC的初始操作的AC电压和AC电流的曲线图；图3是示出根据本公开的实施例的环保型车辆用充电装置的配置图；图4-6是示出根据本公开的实施例的用于控制OBC中的电子开关元件的操作以便将电源连接至充电装置的方法的图示；以及图7是示出根据本公开的实施例的用于将电源连接至充电装置的控制方法的流程图。应当理解，附图未必按比例绘制，它们呈现本文所公开的本专利技术的各种示例性特征的某些简化表示。如本文公开的本专利技术的具体设计特征，包括例如具体尺寸、方向、位置和形状，将部分由特定用途和使用环境所确定。在附图中，相同的参考标号指代本专利技术的相同或者等同部件。具体实施方式在下文中，将详细参考本专利技术的各种示例性实施例，本专利技术的示例在附图中示出且在下文中描述。尽管将结合示例性实施例描述本专利技术，但是应该理解，本说明本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对环保型车辆的电池充电的充电装置，所述充电装置包括：具有电子开关元件的充电器，所述电子开关元件降低当车辆外部的外部AC电源连接到充电器时瞬时流过的过量电流；以及被配置为控制所述电子开关元件的操作的控制器。

【技术特征摘要】
2015.08.12 KR 10-2015-01136641.一种用于对环保型车辆的电池充电的充电装置，所述充电装置包括：具有电子开关元件的充电器，所述电子开关元件降低当车辆外部的外部AC电源连接到充电器时瞬时流过的过量电流；以及被配置为控制所述电子开关元件的操作的控制器。2.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述控制器事先将从外部AC电源施加到充电器的AC电压划分为两个或更多个电压区间，并通过考虑实时监测的AC电压所属的电压区间来控制所述电子开关元件的操作。3.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述控制器通过将AC电压划分为事先设定的低电压区间、中等电压区间和高电压区间，监测当外部AC电源连接到充电器时从外部AC电源施加到充电器的AC电压，并且当所监测的AC电压属于低电压区间时，所述控制器在AC电压变为“0”时开启所述电子开关元件。4.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述控制器通过将AC电压划分为事先设定的低电压区间、中等电压区间和高电压区间，监测当外部AC电源连接到充电器时从外部AC电源施加到充电器的AC电压，并且当所监测的AC电压属于低电压区间时，所述控制器在预定时间内重复开启/关断所述电子开关元件。5.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述控制器通过将AC电压划分为事先设定的低电压区间、中等电压区间和高电压区间，监测当外部AC电源连接到充电器时从外部AC电源施加到充电器的AC电压，并且当所监测的AC电压属于低电压区间时，所述控制器施加允许电流流入所述电子开关元件的栅极电压，同时以预定速率增加所述栅极电压。6.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述控制器通过将AC电压划分为事先设定的低电压区间、中等电压区间和高电压区间，监测当外部AC电源连接到充电器时从外部AC电源施加到充电器的AC电压，并且当所监测的AC电压属于中等电压区间时，所述控制器在预定时间内重复开启/关断所述电子开关元件。7.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祥圭，田宰和，任廷彬，韩大雄，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR