用于电动车辆的充电装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种用于电动车辆的充电装置。该装置在从不同的电源接收电力时对车辆电池充电。该装置包括产生电力以驱动电动车辆的电动机和向该电动机供电的逆变器。AC电力输入端子接收单相AC电力和多相AC电力中的至少一个。具有单个三支路半桥电路的功率因数校正器通过AC电力输入端子接收AC输入电力。连接电容器通过功率因数校正器、电动机和逆变器的组合来充电。开关网络具有至少一个开关，以用于将AC电力输入端子选择性地连接到功率因数校正器、连接电容器、电动机或逆变器。控制器基于接收的AC输入电力的状况，操作功率因数校正器、开关网络和逆变器。

Charging Device for Electric Vehicles

【技术实现步骤摘要】
用于电动车辆的充电装置
本公开涉及车辆，并且更具体地涉及用于使用电动机的电力驱动的电动车辆的充电装置。
技术介绍
与设计成通过燃烧化石燃料获取初级能源的内燃机车辆不同，电动车辆被设计成使用电能作为初级能源。因此，电动车辆包括在其中存储电能的高压电池、用作电源的电动机和驱动电动机的逆变器。用于对电动车辆的电池充电的充电器可以分为慢速充电器和高速充电器。慢速充电器可以向车辆传输商用交流(AC)电力而无需任何转换。高速充电器可以将商用AC电力转换成直流(DC)电力，并且可以将DC电力传输到车辆。慢速充电器具有简化的结构和低廉的价格，使得可以容易地开发慢速充电器。然而，为了使用慢速充电器，需要将车载充电器(OBC)安装在电动车辆内。通过慢速充电器提供的AC电力的类型根据安装慢速充电器的国家而有所不同。为了使用各种类型的AC电力对电动车辆的电池充电，需要车载充电器(OBC)响应于各种类型的AC电力。随着电动车辆的电池具有更高的容量，设置有充电一次的电池的电动车辆的行驶距离也在增加。因此，许多开发商和汽车制造商正在研究用于增加电动车辆的电池容量的技术。安装在电动车辆内的大容量电池不可避免地导致电动车辆的总充电时间的增加。为了减少大容量电池的充电时间，需要增加OBC容量。增加的OBC容量可能不可避免地增加电动车辆的组成元件的尺寸和电动车辆的生产成本。
技术实现思路
因此，本公开的一方面提供用于电动车辆的充电装置，该充电装置具有尺寸减小且简化的结构，并且在从各种类型的电源接收电力时对电动车辆的电池充电。本公开的其他方面将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践来了解。根据本公开的方面，用于电动车辆的充电装置可以包括：电动机，配置为产生驱动电动车辆所需的动力；逆变器，配置为向电动机供电；交流(AC)电力输入端子，配置为接收单相AC电力和多相AC电力中的至少一个；功率因数校正器，具有单个三支路半桥电路，配置为通过AC电力输入端子接收AC输入电力；连接电容器(linkcapacitor)，配置为通过功率因数校正器、电动机、逆变器或其组合中的至少一个而被充电；开关网络，具有至少一个开关，以用于将AC电力输入端子选择性地连接到功率因数校正器、连接电容器、电动机或逆变器；以及控制器，配置为根据通过AC电力输入端子接收的AC输入电力的状况，操作功率因数校正器、开关网络和逆变器。开关网络还可以包括设置在连接电容器与逆变器之间的第一开关。开关网络还可以包括设置在逆变器与电池之间的第二开关。开关网络还可以包括设置在功率因数校正器的三个支路中的任一个与逆变器之间的第三开关。开关网络还可以包括设置在电动机的中性点与高速充电端子之间的第四开关。开关网络还可以包括分别设置在高速充电端子与电池的两端之间的第五开关和第六开关。控制器可以配置为执行电流模式占空比控制(currentmodedutycontrol)，以减少功率因数校正器的切换控制中的泄漏电流。通过控制功率因数校正器、开关网络和逆变器，控制器可以配置为将功率因数校正器转换成多个不同类型的转换器，以响应AC输入电力的状况。AC输入电力的状况可以包括AC输入电力的多相状况和单相状况。AC输入电力的状况可以包括AC输入电力的对称电力状况和不对称电力状况。根据本公开的另一方面，用于电动车辆的充电装置可以包括：电动机，配置为产生驱动电动车辆所需的动力；逆变器，配置为向电动机供电；交流(AC)电力输入端子，配置为接收单相AC电力和多相AC电力中的至少一个；功率因数校正器，具有单个三支路半桥电路，配置为通过AC电力输入端子接收AC输入电力；连接电容器，配置为通过功率因数校正器、电动机和逆变器的组合中的至少一个而被充电；开关网络，具有至少一个开关，以用于将AC电力输入端子选择性地连接到功率因数校正器、连接电容器、电动机或逆变器；以及控制器，配置为根据通过AC电力输入端子接收的AC输入电力的状况，操作功率因数校正器、开关网络和逆变器。开关网络还可以包括：第一开关，设置在连接电容器与逆变器之间；第二开关，设置在逆变器与电池之间；以及第三开关，设置在功率因数校正器的三个支路中的任一个与逆变器之间。开关网络还可以包括设置在电动机的中性点与高速充电端子之间的第四开关。开关网络还可以包括分别设置在高速充电端子与电池的两端之间的第五开关和第六开关。控制器可以配置为执行电流模式占空比控制，以减少功率因数校正器的切换控制中的泄漏电流。通过控制功率因数校正器、开关网络和逆变器，控制器可以配置为将功率因数校正器转换成多个不同类型的转换器，以响应AC输入电力的状况。AC输入电力的状况可以包括AC输入电力的多相状况和单相状况。AC输入电力的状况可以包括AC输入电力的对称电力状况和不对称电力状况。根据本公开的另一方面，用于电动车辆的充电装置可以包括：电动机，配置为产生驱动电动车辆所需的动力；逆变器，配置为向电动机供电；交流(AC)电力输入端子，配置为接收单相AC电力和多相AC电力中的至少一个；功率因数校正器，具有单个三支路半桥电路，配置为通过AC电力输入端子接收AC输入电力；连接电容器，配置为通过功率因数校正器、电动机和逆变器的组合中的至少一个而被充电；开关网络，具有至少一个开关，以用于将AC电力输入端子选择性地连接到功率因数校正器、连接电容器、电动机或逆变器；以及控制器，配置为根据通过AC电力输入端子接收的AC输入电力的状况，操作功率因数校正器、开关网络和逆变器，并且执行电流模式占空比控制。执行电流模式占空比控制，以减少功率因数校正器的切换控制中的泄漏电流。通过控制功率因数校正器、开关网络和逆变器，控制器可以配置为将功率因数校正器转换成多个不同类型的转换器，以响应AC输入电力的状况。附图说明从以下结合附图对示例性实施例的描述中，本公开的这些和/或其他方面将变得显而易见和更容易理解，其中：图1是示出根据示例性实施例的电动车辆的外观的视图；图2是示出根据示例性实施例的用于电动车辆的充电装置的框图；图3是示出根据示例性实施例的充电装置的电路配置的视图；图4A-图4C是示出根据示例性实施例的嵌入充电装置中的各种类型的电源的视图；图5是示出在根据示例性实施例的充电装置中开关断开和开关接通的状态的视图；图6是示出根据示例性实施例的充电装置通过开关的断开和开关的接通而改变结构的视图；图7是示出当系统电力是三相交流(AC)电力时根据示例性实施例的充电装置的操作的视图；图8是示出当系统电力是单相交流(AC)电力时根据示例性实施例的充电装置的操作的视图；以及图9是示出根据示例性实施例的充电装置的仿真结果的视图。具体实施方式应该理解，术语“交通工具”或“交通工具的”或如在本文中使用的其他类似术语一般包括机动交通工具，诸如包括运动型多用途交通工具(SUV)的乘用车、公共汽车、卡车、各种商用交通工具、包括各种船只和船舶的水运工具船、飞行器等等，并且包括混合动力交通工具、电动交通工具、插入式混合动力电动交通工具、氢动力交通工具、以及其他代用燃料交通工具(例如，得自除石油之外的资源的燃料)。如本文所提到的，混合动力交通工具是具有两个或更多个动力源的交通工具，例如汽油动力和电动力的交通工具。尽管示例性实施例被描述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于电动车辆的充电装置，包括：电动机，配置为产生驱动所述电动车辆所需的动力；逆变器，配置为向所述电动机供电；交流电力输入端子，配置为接收单相交流电力和多相交流电力中的至少一个；功率因数校正器，具有单个三支路半桥电路，配置为通过所述交流电力输入端子接收交流输入电力；连接电容器，配置为通过所述功率因数校正器、所述电动机和所述逆变器的组合中的至少一个而被充电；开关网络，具有至少一个开关，配置为将所述交流电力输入端子选择性地连接到所述功率因数校正器、所述连接电容器、所述电动机或所述逆变器；以及控制器，配置为基于通过所述交流电力输入端子接收的交流输入电力的状况，操作所述功率因数校正器、所述开关网络和所述逆变器。

【技术特征摘要】
2018.03.21 KR 10-2018-00326781.一种用于电动车辆的充电装置，包括：电动机，配置为产生驱动所述电动车辆所需的动力；逆变器，配置为向所述电动机供电；交流电力输入端子，配置为接收单相交流电力和多相交流电力中的至少一个；功率因数校正器，具有单个三支路半桥电路，配置为通过所述交流电力输入端子接收交流输入电力；连接电容器，配置为通过所述功率因数校正器、所述电动机和所述逆变器的组合中的至少一个而被充电；开关网络，具有至少一个开关，配置为将所述交流电力输入端子选择性地连接到所述功率因数校正器、所述连接电容器、所述电动机或所述逆变器；以及控制器，配置为基于通过所述交流电力输入端子接收的交流输入电力的状况，操作所述功率因数校正器、所述开关网络和所述逆变器。2.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述开关网络还包括：第一开关，设置在所述连接电容器与所述逆变器之间。3.根据权利要求2所述的充电装置，其中所述开关网络还包括：第二开关，设置在所述逆变器与电池之间。4.根据权利要求3所述的充电装置，其中所述开关网络还包括：第三开关，设置在所述功率因数校正器的三个支路中的任一个与所述逆变器之间。5.根据权利要求4所述的充电装置，其中所述开关网络还包括：第四开关，设置在所述电动机的中性点与高速充电端子之间。6.根据权利要求5所述的充电装置，其中所述开关网络还包括：第五开关和第六开关，分别设置在所述高速充电端子与所述电池的两端之间。7.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述控制器配置为执行电流模式占空比控制，以减少所述功率因数校正器的切换控制中的泄漏电流。8.根据权利要求1所述的充电装置，其中通过控制所述功率因数校正器、所述开关网络和所述逆变器，所述控制器配置为将所述功率因数校正器转换成多个不同类型的转换器，以响应所述交流输入电力的状况。9.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述交流输入电力的状况包括所述交流输入电力的多相状况和单相状况。10.根据权利要求1所述的充电装置，其中所述交流输入电力的状况包括所述交流输入电力的对称电力状况和不对称电力状况。11.一种用于电动车辆的充电装置，包括：电动机，配置为产生驱动所述电动车辆所需的动力；逆变器，配置为向所述电动机供电；交流电力输入端子，配置为接收单相交流电力和多相交流电力中的至少一个；功率因数校正器，具有单个三支路半桥电路，配置为通过所述交流电力输入端子接收交流输入电力；连接电容器，配置为通过所述功率因数校正器、所述电动机和所述逆变器的组合中的至少一个而...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁时薰，金钟弼，金荣珍，梁珍荣，杨真明，李宇宁，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR