一种电动汽车高压直流充电电路及充电方法技术

本发明专利技术提供了一种电动汽车高压直流充电电路及充电方法，充电电路包括电源；电机控制器，包括第一相、第二相、第三相；电机，包括第一绕组、第二绕组及第三绕组；开关元件K1，一端并接在第一绕组和第一相间，另一端外连至一直流充电座；接口电容C2，一端与开关元件K1连接，另一端连接在充电电路上；当直流充电座向充电电路输出低压直流电时，开关元件K1闭合，第一相断开，第二相、第三相闭合，使得第二相、第三相用作为充电电路的升压电路的开关桥臂，对低压直流电升压至高压直流电。采用上述技术方案后，使用驱动逆变器作为功率变换电路的DCDC电路，使400V直流快速充电桩可直接应用于具有800V高压母线系统的电动汽车直流快速充电。800V高压母线系统的电动汽车直流快速充电。800V高压母线系统的电动汽车直流快速充电。

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车高压直流充电电路及充电方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车高压直流充电电路及充电方法。

技术介绍

[0002]随着电动汽车的快速发展，其主要应解决的问题，在于用户的续航里程和充电速度。当电动汽车的电量殆尽时，需要用户快速地充电，以继续行驶。
[0003]通常充电的方式，为交流充电或直流充电，由于直流充电的充电速度快，已建有大量的直流充电基站。对于目前已普及的400V供电系统的电动汽车，目前已建成较完善的基础设施。而具有800V直流母线系统的电动汽车与400V直流母线相比，在动力性能上更具优势。因此，在电动汽车侧，配置了800V高压母线系统的情况越来越多，但兼容800V电池系统的直流快速充电桩的基础设施建设不足。
[0004]因此，需要一种新型的电动汽车高压直流充电电路，在电动汽车插接低压充电桩时，也可升压至高压对电动汽车进行充电。

技术实现思路

[0005]为了克服上述技术缺陷，本专利技术的目的在于提供一种电动汽车高压直流充电电路及充电方法，使用驱动逆变器作为功率变换电路的DCDC电路，使400V直流快速充电桩可直接应用于具有800V高压母线系统的电动汽车直流快速充电。
[0006]本专利技术公开了一种电动汽车高压直流充电电路，设于电动汽车内，充电电路包括：
[0007]电源，设于充电电路上；
[0008]电机控制器，并联于电源两端，包括形成三相电路的第一相、第二相、第三相；
[0009]电机，包括形成三相绕组的第一绕组、第二绕组及第三绕组，且第一绕组、第二绕组及第三绕组分别与第一相、第二相、第三相并接；
[0010]开关元件K1，一端并接在第一绕组和第一相间，另一端外连至一直流充电座；
[0011]接口电容C2，一端与开关元件K1连接，另一端连接在充电电路上；
[0012]当直流充电座向充电电路输出低压直流电时，开关元件K1闭合，第一相断开，第二相、第三相闭合，使得第二相、第三相用作为充电电路的升压电路的开关桥臂，对低压直流电升压至高压直流电。
[0013]优选地，第一相包括串联的开关管S1、开关管S2，且并接至充电电路上；
[0014]第二相包括串联的开关管S3、开关管S4，且并接至充电电路上；
[0015]第三相包括串联的开关管S5、开关管S6，且并接至充电电路上；
[0016]第一绕组的一端连接在开关管S1和开关管S2间；
[0017]第二绕组的一端连接在开关管S3和开关管S4间；
[0018]第三绕组的一端连接在开关管S5和开关管S6间；
[0019]当电动汽车运行时，开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管
S6导通以运行于PWM模式；
[0020]当充电电路连接至直流充电座的高压直流输出端时，开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6关断且开关元件K1断开，形成直流充电座向电源直冲的充电模式；
[0021]当充电电路连接至直流充电座的低压直流输出端时，开关管S1、开关管S2关断，开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6导通且开关元件K1闭合，由开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6形成升压电路，将低压直流输出端输出的低压直流电升压至高压直流电并向电源充电。
[0022]优选地，充电电路还包括：
[0023]接口电容C1，与第一相并联在充电电路上；
[0024]开关元件K0，一端与电源连接，另一端与接口电容C1连接。
[0025]本专利技术还公开了一种电动汽车高压直流充电方法，应用于如上所述的充电电路上，其特征在于，包括以下步骤：
[0026]检测充电电路与直流充电座连接的接入状态，接入状态包括接入关系和接入端口；
[0027]检测电机的转子位置，以确定电机的dq轴方向及dq轴与第一绕组、第二绕组和/或第三绕组的夹角；
[0028]当接入端口为高压直流输出端时，直流充电座向电源直冲；
[0029]当接入端口为低压直流输出端时，闭合开关元件K1；
[0030]控制流经第二绕组的第二电流和第三绕组的第三电流，直至流经第一绕组的第一电流、第二电流和第三电流在q轴分量电流为0，且第一电流、第二电流和第三电流的电流流向为向电源充电的充电方向。
[0031]优选地，检测充电电路与直流充电座连接的接入状态，接入状态包括接入关系和接入端口的步骤中，接入关系包括已接入和未接入，接入端口包括设于直流充电座上的高压充电端口和低压充电端口。
[0032]优选地，检测电机的转子位置，以确定电机的dq轴方向及dq轴与第一绕组、第二绕组和/或第三绕组的夹角的步骤包括：
[0033]向电机注入高频谐波，以检测转子位置，并基于谐波反馈估算电机的三相电感；
[0034]或采集设于电机内的电机位置传感器或旋转变压器形成的角度信息，形成电机的位置信息。
[0035]优选地，还包括以下步骤：
[0036]激活与电机连接的制动装置以固定电机的旋转角度；
[0037]控制第二电流和第三电流相等使得用作为充电电路的升压电路的开关桥臂的第二相的第二运行功率和第三相的第三运行功率相等。
[0038]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0039]1.对于电动汽车而言，在基本不增加BOM成本的前提下，避免了电动汽车配置为800V高压直流系统时，对于特定充电桩的依赖度，充电桩侧也无需作出变化，便可满足对电动汽车的快速高压充电；
[0040]2.避免引入额外的中心抽头，在充电过程中电机不产生额外的扭矩，从而保护了
机械系统，增加了充电的适应性；
[0041]3.电机的差模电感与从中心抽头伸出的共模电感相比电感量增加，不需要额外的外电路电感，也减小了升压电路接口电容的容值需求。
附图说明
[0042]图1为符合本专利技术一优选实施例中电动汽车高压直流充电电路的电路设计示意图；
[0043]图2为符合本专利技术一优选实施例中电动汽车高压直流充电方法的流程示意图；
[0044]图3a为符合本专利技术一优选实施例中电机的dq轴示意图；
[0045]图3b为符合本专利技术一优选实施例中电机的第一绕组、第二绕组、第三绕组的第一电流、第二电流、第三电流的流向示意图。
具体实施方式
[0046]以下结合附图与具体实施例进一步阐述本专利技术的优点。
[0047]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0048]在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车高压直流充电电路，设于电动汽车内，其特征在于，充电电路包括：电源，设于充电电路上；电机控制器，并联于所述电源两端，包括形成三相电路的第一相、第二相、第三相；电机，包括形成三相绕组的第一绕组、第二绕组及第三绕组，且第一绕组、第二绕组及第三绕组分别与所述第一相、第二相、第三相并接；开关元件K1，一端并接在所述第一绕组和第一相间，另一端外连至一直流充电座；接口电容C2，一端与所述开关元件K1连接，另一端连接在充电电路上；当直流充电座向充电电路输出低压直流电时，开关元件K1闭合，所述第一相断开，第二相、第三相闭合，使得所述第二相、第三相用作为充电电路的升压电路的开关桥臂，对低压直流电升压至高压直流电。2.如权利要求1所述的电动汽车高压直流充电电路，其特征在于，所述第一相包括串联的开关管S1、开关管S2，且并接至充电电路上；所述第二相包括串联的开关管S3、开关管S4，且并接至充电电路上；所述第三相包括串联的开关管S5、开关管S6，且并接至充电电路上；所述第一绕组的一端连接在开关管S1和开关管S2间；所述第二绕组的一端连接在开关管S3和开关管S4间；所述第三绕组的一端连接在开关管S5和开关管S6间；当电动汽车运行时，开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6导通以运行于PWM模式；当充电电路连接至直流充电座的高压直流输出端时，开关管S1、开关管S2、开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6关断且开关元件K1断开，形成直流充电座向电源直冲的充电模式；当充电电路连接至直流充电座的低压直流输出端时，开关管S1、开关管S2关断，开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6导通且开关元件K1闭合，由开关管S3、开关管S4、开关管S5、开关管S6形成升压电路，将低压直流输出端输出的低压直流电升压至高压直流电并向电源充电。3.如权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈捷，李一粟，
申请(专利权)人：臻驱科技上海有限公司，
类型：发明
国别省市：