向后兼容的电池DC充电器和使用车载充电器的方法技术

本文讨论的实施例涉及向后兼容的充电电路和方法，用于将电池充电到相对高的电压电平，而不管充电站是否能够以该相对高的电压电平供电。根据本文讨论的实施例的电路和方法可以使用车载充电系统来提供电压提升路径，以将充电电压从传统电压电平(例如相对低的电压电平)增加到本地电压电平(例如相对高的电压电平)。当本地电压充电站正在给电池充电时，根据本文讨论的实施例的电路和方法可以使用本地电压路径来向电池提供从充电站以本地电压接收的电力。收的电力。收的电力。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】向后兼容的电池DC充电器和使用车载充电器的方法


[0001]本公开涉及电动车辆和插电式混合动力电动车辆，尤其涉及DC电池充电器和用于在车辆上使用车载充电器的方法。

技术介绍

[0002]电动车辆(EV)和插电式混合动力电动车辆(PHEV)使用电池为一个或多个马达提供动力来驱动车辆。电池设计为在固定的电压电平范围内充电和操作。随着EV和PHEV技术的成熟，在更高电压下使用电池的趋势正在出现。更高的电压会降低电流，从而使电缆和连接器更便宜。然而，随着电池电压标准的发展，传统(legacy)充电站可能无法以满足更高电压电平所需的电压电平供电。因此，无论充电站是高压充电站还是传统充电站，都需要廉价且高效地为较高电压电池充电的电路和方法。

技术实现思路

[0003]本文讨论的实施例涉及向后兼容的充电电路和方法，用于将电池充电到相对高的电压电平，而不管充电站是否能够以该相对高的电压电平供电。根据本文讨论的实施例的电路和方法可以使用车载充电系统来提供电压提升路径，以将充电电压从传统电压电平(例如相对低的电压电平)增加到本地(native)电压电平(例如相对高的电压电平)。当本地电压充电站正在给电池充电时，根据本文讨论的实施例的电路和方法可以使用本地电压路径来向电池提供从充电站以本地电压接收的电力。
[0004]在一实施例中，提供了一种车辆运输系统，包括：充电端口，具有AC输入和DC输入；电池；车载充电(OBC)系统；传统路径接触器；本地路径接触器；以及耦接到OBC系统和多个接触器的控制电路。该控制电路可操作成：基于对供应到充电端口的DC输入的DC功率是处于本地电压电平还是传统电压电平的确定，使用本地路径和传统路径之一对电池充电，其中本地路径包括本地路径接触器，其中本地路径接触器闭合以使本地电压电平能够对电池充电；并且其中传统路径包括传统路径接触器和OBC系统，其中控制电路使用OBC系统作为提升转换器来将传统电压电平提升到本地电压电平以对电池充电。
[0005]在另一实施例中，提供了一种用于对车辆运输系统中的电池充电的方法，该车辆运输系统包括端口、多个接触器、电池和车载充电(OBC)系统。该方法可以包括：确定端口处可用的电源电压是否是以AC电压、DC传统电压电平和DC本地电压电平之一提供的。如果电源电压作被提供为AC电压，该方法可以包括使用OBC系统将接收到的AC电力转换成DC电力，并通过AC到DC路径对电池充电。如果电源电压以DC传统电压电平提供，该方法可以包括激活对应于DC传统路径的多个触点使用OBC系统将电源电压从传统电压电平提升到本地电压电平，从而以本地电压电平对电池充电。如果电源电压以DC本地电压电平提供，该方法可以包括激活对应于DC本地路径的多个触点以旁路OBC系统并以本地电压电平直接给电池充电。
[0006]在又一实施例中，提供了一种电池充电电路，其可以包括：充电端口，具有AC输入
和DC输入；电池；以及耦接到AC输入和电池的车载充电(OBC)系统。OBC系统可以包括：耦接到AC输入的滤波器；耦接到滤波器的功率因数校正电路；以及耦接到功率因数校正电路和电池的DC
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DC转换器电路。电池充电电路可以包括：耦接到DC输入和滤波器的传统路径接触器；耦接到DC输入和电池的本地路径接触器；以及控制电路，其可操作成：当电源电压被确定为DC本地电压时，经由本地路径将电力输送到电池，其中本地路径包括本地路径接触器；以及当电源电压被确定为DC传统电压时，经由传统路径将电力输送到电池，其中传统路径包括传统路径连接器和OBC系统的一部分。
[0007]通过参考说明书的剩余部分和附图，可以实现对本文讨论的实施例的性质和优点的进一步理解。
附图说明
[0008]图1示出了根据实施例的说明性系统；
[0009]图2示出了根据实施例的功率路由电路的说明性框图；
[0010]图3示出了根据实施例的用于将电力从充电站输送到电池的说明性过程；
[0011]图4A示出了根据实施例的充电电路的说明性框图；
[0012]图4B示出了根据实施例的充电电路的说明性电路图；
[0013]图5示出了根据实施例的充电电路的另一说明性框图；以及
[0014]图6示出了根据实施例的充电电路的又一说明性框图。
具体实施方式
[0015]现在在下文中参考附图更全面地描述说明性实施例，在附图中示出了代表性示例。实际上，所公开的通信系统和方法可以许多不同的形式来体现并且不应被解释为局限于本文阐述的实施例。相同的数字始终指代相同的元件。
[0016]在以下详细描述中，出于解释的目的，阐述了许多具体细节以提供对各种实施例的透彻理解。本领域普通技术人员将认识到，这些不同的实施例仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。受益于本公开的技术人员将容易想到其他实施例。
[0017]此外，为了清楚起见，没有示出或描述本文描述的实施例的所有常规特征。本领域普通技术人员将容易理解，在任何这样的实际实施例的开发中，可能需要许多实施例特定的决定来实现特定的设计目标。这些设计目标将因实施例和开发者的不同而不同。此外，应当理解，这种开发努力可能是复杂和耗时的，但对于受益于本公开的本领域普通技术人员来说仍然是常规的工程任务。
[0018]图1示出了根据实施例的说明性系统100，其可以包括充电站110和车辆运输系统150。充电站110可以包括端口120，其设计成耦接到车辆系统150的端口160。端口120可以包括电力连接器122、数据连接器124和任何其他合适的连接器(未示出)。端口120可以体现用于将电荷从电动车辆供电设备(EVSE)传输到车辆的已知标准之一，例如诸如SAE J1772的单相AC连接器、诸如Mennekes型2的三相AC连接器、组合充电连接器(包括AC和DC引脚)、仅DC连接器和CHAdeMO连接器。充电站110还可以包括电源132，其可以提供车辆系统150所需的AC电力133、DC电力134或者AC和DC电力。充电站110可以包括其他部件，比如数据存储器、控制器和通信电路(所有这些都没有示出，以避免附图过度拥挤)。数据存储器可以是用于
存储大量数据的任何合适的存储机构，比如硬盘驱动器或固态驱动器，或者云存储。控制器可操作成控制从端口120到数据存储器到通信电路的数据流。通信电路可以包括用于在数据存储器和远程服务器(未示出)之间传输数据的任何双向有线或无线通信。
[0019]车辆运输系统150可以包括端口160，其可以包括电力连接器162、数据连接器164和任何其他连接(未示出)。端口160可以是端口120的互易版本(reciprocal version)，并且设计成与其对接。系统150可以包括车载充电系统168、接触器170、马达172、逆变器174、电池176、控制电路178、传感器180和系统部件182。根据本文讨论的实施例，接触器170可以是电子控制的机械开关，其可以选择性地接通和断开，以经由电力路由路径将电力输送到电池176本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种车辆运输系统，包括：充电端口，包括AC输入和DC输入；电池；车载充电(OBC)系统；传统路径接触器；本地路径接触器；以及耦接到OBC系统和多个接触器的控制电路，该控制电路可操作成：基于对供应到充电端口的DC输入的DC电力是处于本地电压电平还是传统电压电平的确定，使用本地路径和传统路径之一对电池充电，其中本地路径包括本地路径接触器，其中本地路径接触器闭合以使本地电压电平能够对电池充电；并且其中传统路径包括传统路径接触器和OBC系统，其中控制电路使用OBC系统作为升压转换器来将传统电压电平提升到本地电压电平以对电池充电。2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述电池在本地电压电平下操作，并且其中本地电压电平具有比传统电压电平更高的电压电平。3.根据权利要求1所述的系统，其中，当所述充电端口的AC输入上的AC电力可用时，所述控制电路可操作成经由AC路径对所述电池充电，其中AC路径使用所述OBC系统对电池充电，并且其中将传统路径接触器和本地路径接触器打开，以将DC输入从AC路径和电池断开。4.根据权利要求1所述的系统，其中，所述本地路径接触器(460/560/660)耦接到DC输入和电池，其中，所述控制电路可操作成闭合本地路径接触器，以将所述充电端口的DC输入直接耦接到电池。5.根据权利要求1所述的系统，其中，所述OBC系统包括：连接到所述充电端口的AC输入和传统路径接触器(450/550/650)的第一和第二总线；耦接到第一和第二总线的第一转换级电路；以及耦接到第一转换级电路和所述电池的第二转换级电路。6.根据权利要求5所述的系统，其中，所述传统接触器和本地接触器耦接到所述DC输入，并且其中当DC传统电压被提供给DC输入时，所述控制电路可操作成：打开本地接触器(460/560/660)；闭合传统路径接触器(450/550)；以及使用所述OBC系统将DC电力的传统电压电平提升至本地电压电平。7.根据权利要求6所述的系统，其中，当DC本地电压被提供给所述DC输入时，所述控制电路可操作成：闭合本地路径接触器，以将DC输入直接耦接到所述电池；以及打开传统路径接触器；并且其中，当AC电力被提供给所述AC输入时，控制电路可操作成：打开所述本地和传统路径接触器；以及使用所述OBC系统给电池充电。8.根据权利要求5所述的系统，其中，所述本地路径接触器耦接到所述DC输入和电池，并且其中，所述传统路径接触器耦接到DC输入，所述系统还包括：
耦接到电池和存在于所述第一和第二转换电路之间的节点的旁路路径接触器(552)，并且其中，当DC传统电压被提供给DC输入时，所述控制电路可操作成：打开本地路径接触器(560)；闭合传统路径接触器(550)和旁路接触器(552)，其中旁路接触器的闭合旁路绕过第二转换电路；以及使用第一转换电路系统将DC电力的传统电压电平提升到本地电压电平。9.根据权利要求8所述的系统，其中当DC本地电压被提供给所述DC输入时，所述控制电路可操作成：闭合本地路径接触器，以将DC输入直接耦接到所述电池；以及打开传统路径接触器(550)和旁路接触器(552)；并且其中，当AC电力被提供给AC输入时，控制电路可操作成：打开本地路径接触器、传统路径接触器(550)和旁路接触器(552)；以及使用所述OBC系统给电池充电。10.根据权利要求5所述的系统，其中本地路径接触器(660)耦接到所述DC输入、第二级转换电路以及所述电池的第二端子，并且其中传统路径接触器(650)耦接到DC输入，所述系统还包括：耦接到电池和存在于第一和第二转换级电路之间的节点的旁路路径接触器(652)；电池路径接触器(662)，其耦接到电池的第一端子、第二级转换电路以及本地路径接触器中的一个接触器，并且其中，当通过DC输入提供DC传统电压时，所述控制电路可操作成：闭合本地路径接触器、传统路径接触器和旁路接触器；打开电池路径接触器；和使用第一转换级电路将经由传统路径接触器输送的DC电力的传统电压电平提升到本地电压电平；以及使用第二转换级电路将经由本地路径接触器输送的DC电力的传统电压电平提升到本...

【专利技术属性】
技术研发人员：穆明凯，
申请(专利权)人：源捷公司，
类型：发明
国别省市：