车载充放电系统技术方案

本公开为一种车载充放电系统，包含：双向充电器，电连接于外部设备及高压电池之间，且包含：功率因子校正电路，与外部设备电连接，用以转换所接收的电能；总线电容，与功率因子校正电路电连接，用以稳压；以及双向直流/直流转换电路，电连接于总线电容及高压电池之间，且具双向的电能转换功能，用以对高压电池充电或放电；以及低压输出直流/直流转换器，电连接于总线电容及低压电池负载之间，且包含谐振电路及开关管，低压输出直流/直流转换器利用谐振电路的谐振腔实现开关管的零电压开关，并转换总线电容的总线电压，以供电给低压电池负载。

【技术实现步骤摘要】
车载充放电系统
本公开为电动车领域，特别涉及一种车载充放电系统。
技术介绍
近年来用车人口日益增多，科技的高速进步使得汽车科技蓬勃发展，除了追求汽车性能的提升外，对于汽车所使用的能源也越来越受到人们的重视，对于干净能源的要求下，电动车随即问市，随后，随着社会的发展，电动车开始发展起来。一般而言，电动车是包含车载充电系统，以利用车载充电系统转换所接收的输入交流电能成直流电能，进而供电给电动车内的高压电池以及低压电池负载来使用。而对应高压电池以及低压电池负载两种不同供电需求，车载充电系统通常包含仅能进行单向电能转换的车载充电器及低压输出直流/直流转换器，其中车载充电器是将车载充电系统所接收到的输入交流电能转换成直流电能而供电给高压电池，低压输出直流/直流转换器则电连接于高压电池，用以直接转换高压电池所提供的电能，进而供电给低压电池负载。然而受到高压电池的宽范围电压影响，传统车载充电系统的低压输出直流/直流转换器并无法使用谐振电路拓扑，使得低压输出直流/直流转换器内的开关管并无法零电压开关，导致传统车载充电系统的体积及效率无法优化。虽然亦有部分传统车载充电系统在低压输出直流/直流转换器的输入端增加了调压电路，以通过调压电路先改善高压电池过宽的电压范围，进而使得低压输出直流/直流转换器可使用谐振电路拓扑，然而这种传统车载充电系统却又因增加了调压电路而导致生产成本较高，且控制上亦较为复杂。有鉴于此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的车载充放电系统，实为相关
者目前所迫切需要解决的问题。
技术实现思路
本公开的目的在于提供一种车载充放电系统，从而解决一部分传统车载充电系统因低压输出直流/直流转换器并无法使用谐振电路拓扑，导致体积及效率无法优化的缺失，同时解决另外一部分传统车载充电系统需在低压输出直流/直流转换器的输入端增加调压电路，才能使低压输出直流/直流转换器使用谐振电路拓扑，导致生产成本较高，且控制上亦较为复杂的缺失。为达上述目的，本公开的一优选实施方式为一种车载充放电系统，包含：双向充电器，电连接于外部设备以及高压电池之间，且包含：功率因子校正电路，功率因子校正电路的第一端是与外部设备电连接，功率因子校正电路用以转换所接收的电能；总线电容，是与功率因子校正电路的第二端电连接，用以稳压；以及双向直流/直流转换电路，电连接于总线电容以及高压电池之间，且具双向的电能转换功能，用以对高压电池进行充电或放电；以及低压输出直流/直流转换器，电连接于总线电容以及低压电池负载之间，且包含谐振电路及至少一主开关管，低压输出直流/直流转换器是利用谐振电路的谐振腔实现至少一主开关管的零电压开关，同时将总线电容的总线电压进行转换，进而供电给低压电池负载。附图说明图1为本公开优选实施例的车载充放电系统的电路结构示意图；图2为图1所示的车载充放电系统在执行第一种模式时的电能传输方向示意图；图3为图1所示的车载充放电系统在执行第二种模式时的电能传输方向示意图；图4为图1所示的车载充放电系统在执行第三种模式时的电能传输方向示意图；图5为图1所示的车载充放电系统在执行第四种模式时的电能传输方向示意图；图6为图1所示的车载充放电系统在执行第五种模式时的电能传输方向示意图。附图标记列表1：车载充放电系统2：双向充电器20：功率因子校正电路21：双向直流/直流转换电路3：低压输出直流/直流转换器30：谐振电路31：桥式开关电路32：同步整流电路7：外部设备8：高压电池9：低压电池负载Cbus：总线电容S1：主开关管T：变压器Np：初级绕组Ns：次级绕组Lr：谐振电感Cr：谐振电容Lm：激磁电感Sr：同步整流开关管具体实施方式体现本公开特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是当作说明之用，而非用于限制本公开。请参阅图1，其为本公开优选实施例的车载充放电系统的电路结构示意图。如图1所示，本公开的车载充放电系统1可为但不限于应用于电动车中，其中车载充放电系统1可分离地与外部设备7电连接，且外部设备7的种类并不局限于为单一设备，其是可依电动车的实际需求而更换。车载充放电系统1包含高压电池8以及低压电池负载9，高压电池8是主要提供电动车行驶中所需的电力，低压电池负载9则由电动车内的一些由低电压驱动的元器件所构成，又车载充放电系统1可由外部设备7供电，并进行电能的转换，以将转换后的电能提供给高压电池8及/或低压电池负载9，当然，车载充放电系统1亦可由高压电池8供电，并进行电能的转换，进而将转换后的电能给外部设备7及/或低压电池负载9。车载充放电系统1包含双向充电器2以及低压输出直流/直流转换器3，其中双向充电器2的最大输出功率可为但不限于6.6KW。双向充电器2电连接于外部设备7及电动车的高压电池8之间，且可进行双向的电能转换，此外，双向充电器2还包含功率因子校正电路20、总线电容Cbus以及双向直流/直流转换电路21。功率因子校正电路20的第一端是与外部设备7电连接，功率因子校正电路20的第二端是与总线电容Cbus电连接，功率因子校正电路20具有功率因子校正功能，且用以转换所接收的电能。总线电容Cbus用以稳压。双向直流/直流转换电路21是与总线电容Cbus电连接，且电连接于功率因子校正20的第二端以及高压电池8之间，并具双向的电能转换功能，其是用以对高压电池8进行充电或放电。低压输出直流/直流转换器3电连接于总线电容Cbus以及低压电池负载9之间，且包含谐振电路30及至少一开关管，低压输出直流/直流转换器3是利用谐振电路30的谐振腔实现至少一开关管的零电压开关，同时将总线电容Cbus上的总线电压Vbus进行转换，进而供电给低压电池负载9。于一些实施例中，低压输出直流/直流转换器3还包含桥式开关电路31、变压器T以及同步整流电路32。桥式开关电路31的输入端电连接于总线电容Cbus而接收总线电压Vbus，且包含四个主开关管S1。谐振电路30电连接于桥式开关电路31的输出端以及变压器T的初级绕组Np之间，且可包含谐振电感Lr、谐振电容Cr及激磁电感Lm，其中谐振电感Lr、谐振电容Cr及激磁电感Lm可构成谐振腔。同步整流电路32电连接于变压器T的次级绕组Ns以及低压电池负载9之间，且包含两个同步整流开关管Sr，同步整流电路32是利用两个同步整流开关管Sr而进行同步整流运行。另外，低压输出直流/直流转换器3可利用谐振电路30的谐振腔而实现四个主开关管S1的零电压开关。本公开的车载充放电系统1实际上可从五种模式中择一执行，以下将辅以图2至图6来说明本公开的车载充放电系统1在各种模式下的运行方式，其中图2至图6所示的箭头方向是代表车载充放电系统1的电能传输方向。请参阅图2至图6，其中图2为图1所示的车载充放电系统在执行第一种模式时的电能传输方向示意图，图3为图1所示的车载充放电系统在执行第二种模式时的电能传输方向示意图，图4为图1所示的车载充放电系统在执行第三种模式时的电能传输方向示意图，图5为图1所示的车载充放电系统在执行第四种模式时的电能传输方向示意图，图6为图1所示的车载充放电系统在执行第五种模式时的电能传输方向示意图。如图所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载充放电系统，包含：一双向充电器，电连接于一外部设备以及一高压电池之间，且包含：一功率因子校正电路，该功率因子校正电路的一第一端是与该外部设备电连接，该功率因子校正电路用以转换所接收的电能；一总线电容，是与该功率因子校正电路的一第二端电连接，用以稳压；以及一双向直流/直流转换电路，电连接于该总线电容以及该高压电池之间，且具双向的电能转换功能，用以对该高压电池进行充电或放电；以及一低压输出直流/直流转换器，电连接于该总线电容以及一低压电池负载之间，且包含至少一主开关管，同时将该总线电容的一总线电压进行转换，进而供电给该低压电池负载。

【技术特征摘要】
1.一种车载充放电系统，包含：一双向充电器，电连接于一外部设备以及一高压电池之间，且包含：一功率因子校正电路，该功率因子校正电路的一第一端是与该外部设备电连接，该功率因子校正电路用以转换所接收的电能；一总线电容，是与该功率因子校正电路的一第二端电连接，用以稳压；以及一双向直流/直流转换电路，电连接于该总线电容以及该高压电池之间，且具双向的电能转换功能，用以对该高压电池进行充电或放电；以及一低压输出直流/直流转换器，电连接于该总线电容以及一低压电池负载之间，且包含至少一主开关管，同时将该总线电容的一总线电压进行转换，进而供电给该低压电池负载。2.如权利要求1所述的车载充放电系统，其中该低压输出直流/直流转换器还包含一桥式开关电路、一变压器以及一同步整流电路，该桥式开关电路的一输入端电连接于该总线电容而接收该总线电压，该变压器的一初级绕组与该桥式开关电路电气连接，该同步整流电路电连接于该变压器的一次级绕组以及该低压电池负载之间。3.如权利要求1所述的车载充放电系统，其中该功率因子校正电路为单向电路或双向电路。4.如权利要求1所述的车载充放电系统，其中该低压输出直流/直流转换器还包含一谐振电路，该低压输出直流/直流转换器是利用谐振电路的一谐振腔实现该至少一主开关管的零电压开关。5.如权利要求1所述的车载充放电系统，其中该充电系统是执行一第一模式，在该第一模式下，该功率因子校正电路转换该外部设备所提供的电能，并供电至该总线电容，该双向直流/直流转换电路转换该总线电压，并供电给该高压电池，以对该高压电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙浩，贾民立，章进法，
申请(专利权)人：台达电子企业管理上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31