电动汽车的车载充电器及其控制方法、电动汽车技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车的车载充电器及其控制方法、电动汽车，该车载充电器包括：输入模块，用于接收电网的交流电；输出模块，用于向电池输出直流电以为电池充电；电源变换模块，电源变换模块包括第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂，用于将交流电变换为直流电；控制模块，用于在电源变换模块进行整流时根据电网的交流电控制第二下桥臂和第一下桥臂以预设频率导通或关断，其中，第二上桥臂和第一上桥臂分别通过外加在第二上桥臂和第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。由此，能够在实现车载充电器功能的同时，降低了桥臂的驱动损耗和发热，提高了用户体验。

On board charger of electric vehicle and its control method, electric vehicle

【技术实现步骤摘要】
电动汽车的车载充电器及其控制方法、电动汽车
本专利技术涉及电动汽车
，特别涉及一种电动汽车的车载充电器、一种电动汽车和一种电动汽车的车载充电器的控制方法。
技术介绍
伴随着电动汽车商业化进度，电动汽车车载充电器已成为电动汽车重要零部件之一。目前双向车载充电器已经广泛应用，其使用的单相H桥拓扑如图1所示，主要包括电网AC源、交流侧X电容C1、储能电感L1和L2、4个IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)晶体管T1/T2/T3/T4、整车电池包DC源。相关技术中，对IGBT的控制基本都是使用单极性调制方法，即，控制4个IGBT的PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)驱动波形(如图2所示)。其中，在电网正半周的时间段内，可控制T3常开，T1和T2高频交替开关，当开T1和T3时电网可给储能电感充电；当开T2、T3时储能电感放电，此时储能电感和电网可一起给电池充电。在电网负半周的时间段内，可控制T1常开，T3和T4高频交替开关，当开T1和T3时电网可给储能电感充电；当开T1和T4时储能电感放电，此时，储能电感和电网一起给电池充电。由此可知，根据上述相关技术中的对IGBT的控制方法，当电网处于正半周的时间段内时，T1和T2高频开关，当电网处于负半周的时间段内时，T3和T4高频开关。其中，T1、T2、T3和T4在电网正负半周轮流高频开关，这在一定程度上虽然可使IGBT晶体管发热均衡。但IGBT晶体管发热仍然比较严重。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本专利技术的第一个目的在于提出一种电动汽车的车载充电器，能够在实现车载充电器功能的同时，降低了桥臂的驱动损耗和发热，提高了用户体验。本专利技术的第二个目的在于提出一种电动汽车。本专利技术的第三个目的在于提出一种电动汽车的车载充电器的控制方法。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出了一种电动汽车的车载充电器，包括：输入模块，所述输入模块包括第一交流输入端、第二交流输入端和电感单元，所述第一交流输入端和第二交流输入端与电网相连，所述输入模块通过所述第一交流输入端和第二交流输入端接收所述电网的交流电；输出模块，所述输出模块包括第一直流输出端和第二直流输出端，所述第一直流输出端与所述电动汽车的电池的正极相连，所述第二直流输出端与所述电动汽车的电池的负极相连，所述输出模块通过所述第一直流输出端和第二直流输出端向所述电池输出直流电以为所述电池充电；电源变换模块，所述电源变换模块包括第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂，所述第一上桥臂的第一端与所述第一下桥臂的第一端相连并通过所述电感单元与所述第二交流输入端相连，所述第二上桥臂的第一端与所述第二下桥臂的第一端相连并通过所述电感单元与所述第一交流输入端相连，所述第一上桥臂的第二端与所述第二上桥臂的第二端相连并与所述第一直流输出端相连，所述第一下桥臂的第二端与所述第二下桥臂的第二端相连并与所述第二直流输出端相连，所述电源变换模块用于将所述交流电变换为所述直流电；控制模块，所述控制模块在所述电源变换模块进行整流时根据所述电网的交流电控制所述第二下桥臂和所述第一下桥臂以预设频率导通或关断，其中，所述第二上桥臂和所述第一上桥臂分别通过外加在所述第二上桥臂和所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。根据本专利技术实施例的电动汽车的车载充电器，输入模块通过第一交流输入端和第二交流输入端接收电网的交流电，输出模块通过第一直流输出端和第二直流输出端向电池输出直流电以为电池充电，电源变换模块将交流电变换为直流电，控制模块在电源变换模块进行整流时根据电网的交流电控制电源变换模块的第二下桥臂和第一下桥臂以预设频率导通或关断，其中，电源变换模块的第二上桥臂和第一上桥臂分别通过外加在第二上桥臂和第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。由此，能够通过控制第二下桥臂和第一下桥臂，和外加在第二上桥臂和第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压，来实现车载充电器的功能，既可降低桥臂的驱动损耗和发热，又可提高用户体验。另外，根据本专利技术上述实施例提出的电动汽车的车载充电器还可以具有如下附加的技术特征：在本专利技术的一个实施例中，在所述电网的交流电处于正半周期时，所述控制模块控制所述第二下桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，当所述第二下桥臂导通时，所述第一下桥臂通过所述电网外加在所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一下桥臂和所述第二下桥臂形成回路，以使所述电网给所述电感单元充电；当所述第二下桥臂关断时，所述第二上桥臂和所述第一下桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二上桥臂和所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一下桥臂、所述第二上桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。在本专利技术的一个实施例中，当所述电网的交流电处于负半周期时，所述控制模块控制所述第一下桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，当所述第一下桥臂导通时，所述第二下桥臂通过所述电网外加在所述第二下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一下桥臂和所述第二下桥臂形成回路，以使所述电网给所述电感单元充电；当所述第一下桥臂关断时，所述第二下桥臂和所述第一上桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二下桥臂和所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一上桥臂、所述第二下桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。在本专利技术的一个实施例中，所述第一上桥臂包括第一IGBT，所述第一IGBT的发射极作为所述第一上桥臂的第一端，所述第一IGBT的集电极作为所述第一上桥臂的第二端，所述第一IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第一IGBT还具有反并联的第一二极管，其中，所述第一IGBT在所述控制模块输出的第一控制信号的作用下保持关断，所述第一二极管在通过外加在所述第一二极管上的正向电压导通；所述第一下桥臂包括第二IGBT，所述第二IGBT的集电极作为所述第一下桥臂的第一端，所述第二IGBT的发射极作为所述第一下桥臂的第二端，所述第二IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第二IGBT还具有反并联的第二二极管，其中，所述第二IGBT在所述控制模块输出的第二控制信号的作用下导通或关断，所述第二二极管在通过外加在所述第二二极管上的正向电压导通；所述第二上桥臂包括第三IGBT，所述第三IGBT的发射极作为所述第二上桥臂的第一端，所述第三IGBT的集电极作为所述第二上桥臂的第二端，所述第三IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第三IGBT还具有反并联的第三二极管，其中，所述第三IGBT在所述控制模块输出的第三控制信号的作用下保持关断，所述第三二极管在通过外加在所述第三二极管上的正向电压导通；所述第二下桥臂包括第四IGBT，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动汽车的车载充电器，其特征在于，包括：/n输入模块，所述输入模块包括第一交流输入端、第二交流输入端和电感单元，所述第一交流输入端和第二交流输入端与电网相连，所述输入模块通过所述第一交流输入端和第二交流输入端接收所述电网的交流电；/n输出模块，所述输出模块包括第一直流输出端和第二直流输出端，所述第一直流输出端与所述电动汽车的电池的正极相连，所述第二直流输出端与所述电动汽车的电池的负极相连，所述输出模块通过所述第一直流输出端和第二直流输出端向所述电池输出直流电以为所述电池充电；/n电源变换模块，所述电源变换模块包括第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂，所述第一上桥臂的第一端与所述第一下桥臂的第一端相连并通过所述电感单元与所述第二交流输入端相连，所述第二上桥臂的第一端与所述第二下桥臂的第一端相连并通过所述电感单元与所述第一交流输入端相连，所述第一上桥臂的第二端与所述第二上桥臂的第二端相连并与所述第一直流输出端相连，所述第一下桥臂的第二端与所述第二下桥臂的第二端相连并与所述第二直流输出端相连，所述电源变换模块用于将所述交流电变换为所述直流电；/n控制模块，所述控制模块在所述电源变换模块进行整流时根据所述电网的交流电控制所述第二下桥臂和所述第一下桥臂以预设频率导通或关断，其中，所述第二上桥臂和所述第一上桥臂分别通过外加在所述第二上桥臂和所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。/n...

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车的车载充电器，其特征在于，包括：
输入模块，所述输入模块包括第一交流输入端、第二交流输入端和电感单元，所述第一交流输入端和第二交流输入端与电网相连，所述输入模块通过所述第一交流输入端和第二交流输入端接收所述电网的交流电；
输出模块，所述输出模块包括第一直流输出端和第二直流输出端，所述第一直流输出端与所述电动汽车的电池的正极相连，所述第二直流输出端与所述电动汽车的电池的负极相连，所述输出模块通过所述第一直流输出端和第二直流输出端向所述电池输出直流电以为所述电池充电；
电源变换模块，所述电源变换模块包括第一上桥臂、第一下桥臂、第二上桥臂和第二下桥臂，所述第一上桥臂的第一端与所述第一下桥臂的第一端相连并通过所述电感单元与所述第二交流输入端相连，所述第二上桥臂的第一端与所述第二下桥臂的第一端相连并通过所述电感单元与所述第一交流输入端相连，所述第一上桥臂的第二端与所述第二上桥臂的第二端相连并与所述第一直流输出端相连，所述第一下桥臂的第二端与所述第二下桥臂的第二端相连并与所述第二直流输出端相连，所述电源变换模块用于将所述交流电变换为所述直流电；
控制模块，所述控制模块在所述电源变换模块进行整流时根据所述电网的交流电控制所述第二下桥臂和所述第一下桥臂以预设频率导通或关断，其中，所述第二上桥臂和所述第一上桥臂分别通过外加在所述第二上桥臂和所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通。


2.根据权利要求1所述的电动汽车的车载充电器，其特征在于，在所述电网的交流电处于正半周期时，所述控制模块控制所述第二下桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，
当所述第二下桥臂导通时，所述第一下桥臂通过所述电网外加在所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一下桥臂和所述第二下桥臂形成回路，以使所述电网给所述电感单元充电；
当所述第二下桥臂关断时，所述第二上桥臂和所述第一下桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二上桥臂和所述第一下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一下桥臂、所述第二上桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。


3.根据权利要求1所述的电动汽车的车载充电器，其特征在于，当所述电网的交流电处于负半周期时，所述控制模块控制所述第一下桥臂以所述预设频率导通或关断，其中，
当所述第一下桥臂导通时，所述第二下桥臂通过所述电网外加在所述第二下桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块与所述第一下桥臂和所述第二下桥臂形成回路，以使所述电网给所述电感单元充电；
当所述第一下桥臂关断时，所述第二下桥臂和所述第一上桥臂分别通过所述电网和所述电感单元外加在所述第二下桥臂和所述第一上桥臂的反并联二极管上的正向电压导通，所述电网通过所述输入模块、所述第一上桥臂、所述第二下桥臂和所述输出模块与所述电池形成回路，以使所述电网和所述电感单元一同给所述电池充电。


4.根据权利要求1-3中任一项所述的电动汽车的车载充电器，其特征在于，
所述第一上桥臂包括第一IGBT，所述第一IGBT的发射极作为所述第一上桥臂的第一端，所述第一IGBT的集电极作为所述第一上桥臂的第二端，所述第一IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第一IGBT还具有反并联的第一二极管，其中，所述第一IGBT在所述控制模块输出的第一控制信号的作用下保持关断，所述第一二极管在通过外加在所述第一二极管上的正向电压导通；
所述第一下桥臂包括第二IGBT，所述第二IGBT的集电极作为所述第一下桥臂的第一端，所述第二IGBT的发射极作为所述第一下桥臂的第二端，所述第二IGBT的栅极与所述控制模块相连，所述第二IGBT还具有反并联的第二二极管，其中，所述第二IGBT在所述控制模块输出的第二控制信号的作用下导通或关断，所述第二二极管在通过外加在所述第二二极管上的正向电压导通；
所述第二上桥臂包括第三IGBT，所述第三IGBT的发射极作为所述第二上桥臂的第一端，所述第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯梓允，王超，王兴辉，张妮，刘坤，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44