车载充放电系统技术方案

本实用新型专利技术实施例提供一种车载充放电系统，包括：第一功率转换模块、第二功率转换模块和第三功率转换模块，其中，第一功率转换模块、第二功率转换模块和第三功率转换模块的输入端分别与各自对应的三相电源中的一相电气连接；每个功率转换模块包括交流直流变换器、母线电容和第一直流直流变换器，交流直流变换器的输入端与三相电源中对应的一相电气连接，母线电容分别与交流直流变换器的输出端和第一直流直流变换器的输入端并联；其中，至少第三功率转换模块为双向功率转换模块。

Vehicle charging and discharging system

【技术实现步骤摘要】
车载充放电系统
本技术实施例涉及车载充电机领域，尤其涉及一种车载充放电系统。
技术介绍
电动汽车中通常设置有第一高压蓄电池和第二低压蓄电池，并且通过车载充放电系统对第一高压蓄电池和第二低压蓄电池进行充放电。车载充放电系统可以从外部获取单相或者三相交流电，再将交流电转换为直流电，分别给第一高压蓄电池和第二低压蓄电池充电，并且在车辆行驶中，第一高压电池的第一电压通可以过直流直流变换器转换成第二电压给第二低压蓄电池充电。目前，单三相兼容车载充电机以其灵活的充电方式及多功能的特点正受到越来越多客户的青睐。单相充电技术当前已经比较成熟，三相交流充电通常采用三相半桥电路，该电路工作过程中，Bus母线电压值通常在800V左右，需要使用耐压值为1200伏的碳化硅器件才能正常工作。当前技术条件下，该碳化硅器件作为一种宽禁带半导体成本相对较高，且芯片本身稳定有待进一步提升。基于以上分析，本专利提出了模块化设计的思路，同时可以实现单三相兼容的功能，不仅能优化成本，亦可简化设计流程，便于生产自动化。
技术实现思路
本技术实施例提供一种车载充放电系统，用于降低车载充放电系统的设计成本。第一方面，本技术实施例提供一种车载充放电系统，包括：第一功率转换模块、第二功率转换模块和第三功率转换模块，其中，所述第一功率转换模块、所述第二功率转换模块和所述第三功率转换模块的输入端分别与各自对应的三相电源中的一相电气连接；每个所述功率转换模块包括交流直流变换器、母线电容和第一直流直流变换器，所述交流直流变换器的输入端与三相电源中对应的一相电气连接，所述母线电容分别与所述交流直流变换器的输出端和所述第一直流直流变换器的输入端并联；其中，至少所述第三功率转换模块为双向功率转换模块。在一种可能的设计中，所述系统还包括：第二直流直流变换器，其中，所述第二直流直流变换器的输入端并联至所述双向功率转换模块的所述母线电容的两端。在一种可能的设计中，所述系统还包括：第二直流直流变换器，其中，所述第一功率转换模块、所述第二功率转换模块和所述双向功率转换模块的输出端并联至所述第二直流直流变换器的输入端。在另一种可能的设计中，所述第二直流直流变换器包括：第一变压器、第一桥臂和第二桥臂，其中，所述第一桥臂包括串联的第一开关器件和第二开关器件；所述第二桥臂包括串联的第三开关器件和第四开关器件；所述第一桥臂和第二桥臂并联至所述双向功率转换模块的所述母线电容的两端；所述第一变压器的原边的一端与所述第一开关器件和所述第二开关器件的结点电气连接、所述第一变压器的原边的另一端与所述第三开关器件和所述第四开关器件的结点电气连接，所述第一变压器的副边为全波整流电路、全桥整流电路、或者半桥整流电路。在另一种可能的设计中，所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第三开关器件、所述第四开关器件为绝缘栅双极型晶体管、金属-氧化物半导体场效应晶体管或碳化硅器件。在另一种可能的设计中，所述系统还包括：第二直流直流变换器，其中，所述双向功率转换模块的第一直流直流变换器包括原边电路和第二变压器，所述第二直流变换器包括第一线圈，所述第一线圈与所述第一直流直流变换器的所述第二变压器共用磁芯。在另一种可能的设计中，每个所述功率转换模块的所述第一直流直流变换器包括：第二变压器、第三桥臂、第四桥臂、第五桥臂和第六桥臂，其中，所述第三桥臂包括串联的第五开关器件和第六开关器件；所述第四桥臂包括串联的第七开关器件和第八开关器件；所述第五桥臂包括串联的第九开关器件和第十开关器件；所述第六桥臂包括串联的第十一开关器件和第十二开关器件；所述第三桥臂和所述第四桥臂并联至所述母线电容，所述第五桥臂和所述第六桥臂并联输出；所述第二变压器的原边的一端与所述第五开关器件和所述第六开关器件的结点电气连接、所述第二变压器的原边的另一端与所述第七开关器件和所述第八开关器件的结点电气连接，所述第二变压器的副边的一端与所述第九开关器件和所述第十开关器件的结点电气连接、所述第二变压器的副边的另一端与所述第十一开关器件和所述第十二开关器件的结点电气连接。在另一种可能的设计中，所述第五开关器件、所述第六开关器件、所述第七开关器件和所述第八开关器件为绝缘栅双极型晶体管、金属-氧化物半导体场效应晶体管或碳化硅器件；所述第九开关器件、所述第十开关器件、所述第十一开关器件和所述第十二开关器件为所述绝缘栅双极型晶体管、金属-氧化物半导体场效应晶体管、碳化硅器件或者二极管。在另一种可能的设计中，所述双向功率转换模块的所述交流直流变换器包括：第七桥臂、第八桥臂和第九桥臂，其中，所述第七桥臂包括串联的第十三开关器件和第十四开关器件；所述第八桥臂包括串联的第十五开关器件和第十六开关器件；所述第九桥臂包括串联的第十七开关器件和第十八开关器件；所述第七桥臂、所述第八桥臂和所述第九桥臂并联至所述双向功率转换模块的所述母线电容的两端。在另一种可能的设计中，所述第十三开关器件、所述第十四开关器件、所述第十五开关器件和所述第十六开关器件、所述第十七开关器件和所述第十八开关器件为绝缘栅双极型晶体管、金属-氧化物半导体场效应晶体管或碳化硅。在另一种可能的设计中，所述系统还包括：至少一低通滤波单元，一个低通滤波单元对应一个功率转换模块，其中，每个功率转换模块通过对应的低通滤波单元与所述三相电源中的一相电气连接；所述每个低通滤波单元用于，滤除所述每个处理单元三相电源中对应的一相中的高频谐波电流。在另一种可能的设计中，所述系统还包括：第一切换开关和第二切换开关，其中，所述第一切换开关电气连接在所述第三功率转换模块的输入端与所述第一功率转换模块的输入端之间，所述第二切换开关电气连接在所述第三功率转换模块的输入端与所述第二功率转换模块的输入端之间。在一种可能的设计中，当所述车载充放电系统处于充电模式，若所述车载充放电系统的充电功率小于等于第一功率阈值，则所述第一切换开关和所述第二切换开关同时断开；若所述充电功率大于第一功率阈值且小于等于第二功率阈值，则所述第一切换开关和所述第二切换开关中任意一个开关闭合，另一个开关断开；若所述充电功率大于第二功率阈值，则所述第一切换开关和所述第二切换开关同时闭合。本技术实施例提供的车载充放电系统，包括：第一功率转换模块、第二功率转换模块和第三功率转换模块，其中，第一功率转换模块、第二功率转换模块和第三功率转换模块的输入端分别与各自对应的三相电源中的一相电气连接。每个功率转换模块包括交流直流变换器、母线电容和第一直流直流变换器，交流直流变换器的输入端与对应的一相电气连接，母线电容分别与交流直流变换器的输出端和第一直流直流变换器的输入端并联。其中，至少第三功率转换模块为双向功率转换模块。上述车载充放电系统包括第一功率转换模块、第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载充放电系统，其特征在于，包括：第一功率转换模块、第二功率转换模块和第三功率转换模块，其中，/n所述第一功率转换模块、所述第二功率转换模块和所述第三功率转换模块的输入端分别与各自对应的三相电源中的一相电气连接；/n每个所述功率转换模块包括交流直流变换器、母线电容和第一直流直流变换器，所述交流直流变换器的输入端与三相电源中对应的一相电气连接，所述母线电容分别与所述交流直流变换器的输出端和所述第一直流直流变换器的输入端并联；/n其中，至少所述第三功率转换模块为双向功率转换模块。/n

【技术特征摘要】
1.一种车载充放电系统，其特征在于，包括：第一功率转换模块、第二功率转换模块和第三功率转换模块，其中，
所述第一功率转换模块、所述第二功率转换模块和所述第三功率转换模块的输入端分别与各自对应的三相电源中的一相电气连接；
每个所述功率转换模块包括交流直流变换器、母线电容和第一直流直流变换器，所述交流直流变换器的输入端与三相电源中对应的一相电气连接，所述母线电容分别与所述交流直流变换器的输出端和所述第一直流直流变换器的输入端并联；
其中，至少所述第三功率转换模块为双向功率转换模块。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第二直流直流变换器，其中，
所述第二直流直流变换器的输入端并联至所述双向功率转换模块的所述母线电容的两端。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第二直流直流变换器，其中，
所述第一功率转换模块、所述第二功率转换模块和所述双向功率转换模块的输出端并联至所述第二直流直流变换器的输入端。


4.根据权利要求2或3所述的系统，其特征在于，所述第二直流直流变换器包括：第一变压器、第一桥臂和第二桥臂，其中，
所述第一桥臂包括串联的第一开关器件和第二开关器件；
所述第二桥臂包括串联的第三开关器件和第四开关器件；
所述第一桥臂和第二桥臂并联至所述双向功率转换模块的所述母线电容的两端；
所述第一变压器的原边的一端与所述第一开关器件和所述第二开关器件的结点电气连接、所述第一变压器的原边的另一端与所述第三开关器件和所述第四开关器件的结点电气连接，所述第一变压器的副边为全波整流电路、全桥整流电路、或者半桥整流电路。


5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，
所述第一开关器件、所述第二开关器件、所述第三开关器件、所述第四开关器件为绝缘栅双极型晶体管、金属-氧化物半导体场效应晶体管或碳化硅器件。


6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：第二直流直流变换器，其中，
所述双向功率转换模块的第一直流直流变换器包括原边电路和第二变压器，所述第二直流变换器包括第一线圈，所述第一线圈与所述第一直流直流变换器的所述第二变压器共用磁芯。


7.根据权利要求1至3或6任一所述的系统，其特征在于，每个所述功率转换模块的所述第一直流直流变换器包括：第二变压器、第三桥臂、第四桥臂、第五桥臂和第六桥臂，其中，
所述第三桥臂包括串联的第五开关器件和第六开关器件；
所述第四桥臂包括串联的第七开关器件和第八开关器件；
所述第五桥臂包括串联的第九开关器件和第十开关器件；
所述第六桥臂包括串联的第十一开关器件和第十二开关器件；
所述第三桥臂和所述第四桥臂并联至所述母线电容，所述第五桥臂和所述第六桥臂并联输出；
所述第二变压器的原边的一端与所述第五开关器件和所述第六开关器件的结点电气连接、所述第二变压器的原边的另一端与所述第七开关器件和所述第八开关器件的结点电气连接，所...

【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：新型
国别省市：上海;31