一种电动汽车充电一体化系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种电动汽车充电一体化系统，涉及电动汽车技术领域，解决了现有车载充电器受成本控制其充电效果有限的技术问题。其技术要点包括连接于市电的整流模块、耦接于整流模块的永磁同步电机以及耦接于永磁同步电机的电机控制器，永磁同步电机的三相输出端耦接有第一继电器K1，与第二继电器K2，永磁同步电机与整流模块之间耦接有第三继电器K3；当第一继电器K1、第二继电器K2与第三继电器K3闭合时，永磁同步电机的三相输出端可等效为一端呈星形连接的三个电感L1、电感L2与电感L3，使得永磁同步电机作为升压电感接入电机控制器中形成BOOST升压电路对车辆电瓶进行充电，本实用新型专利技术具有保证充电效果的同时降低使用成本的优点。

An integrated charging system for electric vehicles

The utility model discloses an electric vehicle charging integrated system, which relates to the technical field of electric vehicles, and solves the technical problem that the charging effect of the existing on-board charger is limited due to the cost control. The main technical points include the rectifier module connected to the municipal power supply, the permanent magnet synchronous motor coupled to the rectifier module and the motor controller coupled to the permanent magnet synchronous motor. The three-phase output terminal of the permanent magnet synchronous motor is coupled with the first relay K1 and the second relay K2, and the third relay K3 is coupled between the permanent magnet synchronous motor and the rectifier module; when the first relay K1, the second relay K2 and the When the third relay K3 is closed, the three-phase output end of the permanent magnet synchronous motor can be equivalent to three inductors L1, L2 and L3 with one end in a star connection, so that the permanent magnet synchronous motor is connected to the motor controller as a boost inductor to form a boost boost circuit to charge the vehicle battery. The utility model has the advantages of ensuring the charging effect and reducing the use cost.

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车充电一体化系统
本技术涉及电动汽车
，更具体地说，它涉及一种电动汽车充电一体化系统。
技术介绍
电动汽车技术正在高速发展，电动汽车充电技术成为其中需要解决的关键环节。目前电动汽车基本需要依靠充电桩进行充电，然而电动汽车充电桩存在申报安装流程复杂，安装不便，充电地点固定且分布不均匀等问题，这些问题无疑阻碍了电动汽车的发展进程。为了解决这一问题，电动汽车实现便利化的充电方式显得日益重要。然而，整车独立配备大功率充电机虽可减少充电时间，但受限于车辆配重、空间以及成本制约。
技术实现思路
针对现有的技术问题，本技术的目的在于提供一种电动汽车充电一体化系统，其具有保证充电效果的同时降低使用成本的优点。为实现上述目的，一种电动汽车充电一体化系统，其特征在于：包括连接于市电的整流模块、耦接于所述整流模块的三相电机以及耦接于所述三相电机的电机控制器，其中所述三相电机为永磁同步电机；所述永磁同步电机的三相输出端中，两相输出端之间耦接有第一继电器K1，其中一相与另一相之间耦接有第二继电器K2，所述永磁同步电机与整流模块之间耦接有第三继电器K3，当所述第一继电器K1、第二继电器K2与第三继电器K3闭合时，所述永磁同步电机的三相输出端可等效为一端呈星形连接的三个电感L1、电感L2与电感L3，另一端分别耦接有霍尔元件并耦接于电机控制器，使得永磁同步电机作为升压电感接入电机控制器中形成BOOST升压电路对车辆电瓶进行充电。通过采用上述技术方案，利用永磁同步电机作为电感元件，配合电机控制器使得永磁同步电机与电机控制器组合为BOOST升压电路，永磁同步电机产生通过PWM控制电机控制器中的IGBT。当第一继电器K1、第二继电器K2与第三继电器K3断开时，系统作为传统微控制单元MCU；当第一继电器K1、第二继电器K2与第三继电器K3闭合时，永磁同步电机的三相输入绕组连接为一体，绕组中性点引出，永磁同步电机等效为电感并进行充电蓄能，此时系统作为车载充电器OBC，且第一继电器K1、第二继电器K2与第三继电器K3再次断开时电能续流至电机控制器中的电容，从而实现对汽车电瓶的充电动作。控制IGBT的PWM占空比越大输出电压越高，且电机控制器内的IGBT与电机电感均为大功率器件，易于实现高功率车载充电。通过一体化系统的设置以一套硬件实现了MCU与OBC两个功能，保证充电效果的同时保证了使用成本。本技术进一步设置为：所述电机控制器包括第一IGBT组、第二IGBT组、第三IGBT组以及直流支撑电容DC_LINK，每个IGBT组均包含有两个IGBT，其中一个IGBT的发射极耦接于另一IGBT的集电极，其另一端集电极与发射极同相邻IGBT组以及直流支撑电容DC_LINK相并联，所述永磁同步电机的三个电感分别耦接于三组IGBT组中两个IGBT的连接端。通过采用上述技术方案，当第一继电器K1、第二继电器K2与第三继电器K3闭合时，第一IGBT组、第二IGBT组与第三IGBT组中，集电极相并联的三个IGBT作为二极管，发射极相并联的三个IGBT作为开关管。当发射极相并联的三个IGBT断开的时候，集电极相并联的三个IGBT作为二极管导通，电流与作为二极管的三个IGBT方向相同，实现同步整流，提高整体充电效率。本技术进一步设置为：所述永磁同步电机还连接有旋转变压器。通过采用上述技术方案，由于一体化系统以车载充电器OBC状态工作时，使用电机电感作为升压电感，若永磁同步电机异常，有可能会使电机抖动。通过永磁同步电机所连接的旋转变压器监控充电过程中电机转速，提升一体化系统工作的安全性，实现安全充电。本技术进一步设置为：所述整流模块与市电的连接线路上还耦接有接地的安规板。通过采用上述技术方案，整流模块所耦接的安规板用以提升一体化系统在市电驱动下的正常运作，提升一体化系统工作的安全性。本技术进一步设置为：所述整流模块包括桥堆与耦接于桥堆的电解电容C1。通过采用上述技术方案，通过桥堆对市电的交流电进行整流，比通过电解电容C1稳定输出电压，市电经过桥堆后成为馒头波电压源，并利用PFC控制算法提高功率因素，减少对电网的电流谐波干扰。本技术进一步设置为：所述第一继电器K1、第二继电器K2与第三继电器K3在与市电输入充电枪硬件互锁。通过采用上述技术方案，继电器与市电输入充电枪硬件互锁，防止一体化系统作为MCU使用时，闭合继电器使电控短路，保证一体化系统的正常运行。与现有技术相比，本技术的有益效果是：（1）通过整流模块、电磁同步电机以及电机控制器配合继电器的设置，以一套硬件实现了MCU与OBC两个功能，保证充电效果的同时降低使用成本；（2）通过旋转变压器以及安规板在一体化系统中的连接保证一体化系统工作的安全性能；（3）通过继电器与市电输入充电枪的硬件互锁，保证一体化系统作为MCU时的正常运作。附图说明图1为本实施例的电路示意图；图2为本实施例中三相电机与IGBT组等效的BOOST升压电路图。附图标记：1、整流模块；2、三相电机；3、电机控制器；31、第一IGBT组；32、第二IGBT组；33、第三IGBT组。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本技术进行详细描述。实施例，一种电动汽车充电一体化系统，如图1、2所示，包括连接于市电的整流模块1、耦接于整流模块1的三相电机2以及耦接于三相电机2的电机控制器3，其中三相电机2为永磁同步电机；永磁同步电机的三相输出端中之间耦接有第一继电器K1与第二继电器K2，永磁同步电机与整流模块1之间耦接有第三继电器K3。当第一继电器K1、第二继电器K2与第三继电器K3闭合时，永磁同步电机的三相输出端可等效为一端呈星形连接的三个电感L1、电感L2与电感L3，另一端分别耦接有霍尔元件并耦接于电机控制器3，使得永磁同步电机作为升压电感接入电机控制器3中形成BOOST升压电路对车辆电瓶进行充电。如图1所示，整流模块1包括桥堆与耦接于桥堆的电解电容C1，市电的火线与零线连接于接地的安规板后连接于桥堆的两个交流输入端，两个直流输出端耦接于电解电容C1的正极端与负极端。永磁同步电机还连接有旋转变压器。如图1、2所示，电解电容C1的正极端耦接于第三继电器K3的第一端，第三继电器K3的第二端耦接于永磁同步电机的三相输入绕组为一体的绕组中性点。而永磁同步电机等效的电感L1、电感L2与电感L3分别对应于永磁同步电机的UVW三相绕组，电感L1、电感L2与电感L3的第一端耦接于三相绕组的中性点，电感L3的第二端耦接于第二继电器K2的第一端后耦接于霍尔传感器HALL-C的第一端；电感L2的第二端耦接于第二继电器K2的第二端后耦接于霍尔传感器HALL-B的第一端；第一继电器K1的第二端耦接于第二继电器K2的第一端；电感L1的第二端耦接于第一继电器K1的第一端后耦接于霍尔传感器HALL-A的第一端。如图1所示，电机控制器3包括第一I本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车充电一体化系统，其特征在于：包括连接于市电的整流模块（1）、耦接于所述整流模块（1）的三相电机（2）以及耦接于所述三相电机（2）的电机控制器（3），其中所述三相电机（2）为永磁同步电机；所述永磁同步电机的三相输出端中，两相输出端之间耦接有第一继电器K1，其中一相与另一相之间耦接有第二继电器K2，所述永磁同步电机与整流模块（1）之间耦接有第三继电器K3，当所述第一继电器K1、第二继电器K2与第三继电器K3闭合时，所述永磁同步电机的三相输出端可等效为一端呈星形连接的三个电感L1、电感L2与电感L3，另一端分别耦接有霍尔元件并耦接于电机控制器（3），使得永磁同步电机作为升压电感接入电机控制器（3）中形成BOOST升压电路对车辆电瓶进行充电。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车充电一体化系统，其特征在于：包括连接于市电的整流模块（1）、耦接于所述整流模块（1）的三相电机（2）以及耦接于所述三相电机（2）的电机控制器（3），其中所述三相电机（2）为永磁同步电机；所述永磁同步电机的三相输出端中，两相输出端之间耦接有第一继电器K1，其中一相与另一相之间耦接有第二继电器K2，所述永磁同步电机与整流模块（1）之间耦接有第三继电器K3，当所述第一继电器K1、第二继电器K2与第三继电器K3闭合时，所述永磁同步电机的三相输出端可等效为一端呈星形连接的三个电感L1、电感L2与电感L3，另一端分别耦接有霍尔元件并耦接于电机控制器（3），使得永磁同步电机作为升压电感接入电机控制器（3）中形成BOOST升压电路对车辆电瓶进行充电。


2.根据权利要求1所述的一种电动汽车充电一体化系统，其特征在于：所述电机控制器（3）包括第一IGBT组（31）、第二IGBT组（32）、第三IGBT组（33）以及...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭新华，颜冰钧，曾培煌，李昭代，
申请(专利权)人：厦门唯质电气科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35