用于为电动车辆充电的系统和方法技术方案

本教导涉及为部署在电气装置中的可再充电电池充电的方法和系统。系统驻留在电气装置中。系统包括电机、逆变器、输出整流器、配置器和控制器。电机包括定子，定子具有多个定子齿和缠绕在多个定子齿上的多个定子绕组。逆变器包括多个功率开关设备。配置器包括与多个定子绕组以及多个功率开关设备耦合的多个接触器。控制器控制多个功率开关设备和多个接触器，以将系统配置为在牵引模式和充电模式中的一者中操作。中操作。中操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于为电动车辆充电的系统和方法
相关申请的交叉引用
[0001]本申请要求于2020年3月6日提交的美国专利临时申请第62/986,232号的优先权，该临时申请通过引用整体并入本文。

技术介绍

1.

[0002]本教导大体上涉及电气装置。更具体地，本教导涉及为部署在电气装置中的电池充电的方法和系统。2.技术背景
[0003]电动车辆越来越流行，在道路车辆中占据越来越大的市场份额。然而，电动车辆的普遍使用仍然面临一些挑战。尤其是，电动车辆依赖电池作为其唯一的电源，使得必须对电池进行再充电。传统上，为电动车辆的电池充电需要特殊的外部设备，该特殊的外部设备称为电动车辆供电设备(EVSE，有时称为导电充电系统或电动车辆充电站)。
[0004]有两种主要类型的EVSE。一种类型为车辆提供交流(AC)电，其中车辆的车载充电器将AC功率转换为电池充电所需的直流(DC)功率。基于AC的EVSE作为电动车辆和AC插座之间的中介，通常使用家用AC功率作为输入。实际充电器安装在车辆内并且通常具有有限的功率容量。因此，电动车辆通常仅配备有容量不超过10kW(例如，6kW或7kW)的车载充电器。如果用户期望利用更高的功率水平，则用户需要通过其他类型的EVSE(即直流输出EVSE或基于DC的EVSE)为车辆充电。
[0005]基于DC的EVSE也被称为“快速充电器”DC EVSE可以将交流功率转换为直流功率，并且因此可以绕过电动车辆上的车载充电器直接向电池充电。由于这种充电操作不受车载充电器的容量限制的约束，因此可以显著更快的速度对电池充电。由于与AC EVSE相比，DC EVSE在技术上更加复杂和昂贵，并且需要高功率供电点，因此DC EVSE应用比AC EVSE少得多。到目前为止，与充电速度相关的此类问题以及有限的车辆可用充电站一直是电动车辆被更广泛采用的障碍。
[0006]因此，有必要开发更有效的方式和方法为电动车辆的电池充电，以解决此类缺陷。

技术实现思路

[0007]本文公开的教导涉及为部署在电气装置中的电池充电的方法和系统。更具体地，本教导涉及在牵引和充电操作模式中的一者中可重新配置地操作的方法和系统。
[0008]在示例中，公开了一种驻留在具有可再充电电池的电气装置中的能重新配置的牵引
‑
充电系统。系统包括电机、逆变器、输出整流器、配置器和控制器。电机包括定子，所述定子具有多个定子齿和缠绕在所述多个定子齿上的多个定子绕组。逆变器包括多个功率开关设备。配置器包括与所述多个定子绕组以及所述多个功率开关设备耦合的多个接触器。控制器控制所述多个功率开关设备和所述多个接触器，以将所述系统配置为在牵引模式和充电模式中的一者中操作。
[0009]在另一示例中，公开了一种实现可重新配置的牵引
‑
充电系统的方法，所述可重新配置的牵引
‑
充电系统驻留在具有可再充电电池的电气装置中。在控制器的控制下经由配置器将所述系统配置为在牵引模式下操作。在接收到对所述可再充电电池充电的请求后，经由所述配置器将所述系统配置为在充电模式下操作。当确定满足与所述可再充电电池相关联的标准时，经由所述配置器将所述系统配置为在所述牵引模式下操作。除了配置器和控制器外，系统包括电机、逆变器和输出整流器。电机包括定子，所述定子具有多个定子齿和缠绕在所述多个定子齿上的多个定子绕组。逆变器包括多个功率开关设备。配置器包括与所述多个定子绕组以及所述多个功率开关设备耦合的多个接触器。
[0010]附加的新颖特征将在下文的描述中部分阐述，并且在审查下文和附图后，部分将对本领域技术人员变得显而易见，或者可通过示例的产生或操作来学习。本教导的新颖特征可通过实践或使用下文讨论的详细示例中所述的方法、工具和组合的各方面来实现和获得。
附图说明
[0011]根据示例性实施例进一步描述本文所公开的系统和方法。这些示例性实施例将参考附图详述。实施例是非限制性的示例性实施例，其中贯穿附图的若干个视图，相同的附图标记表示相似的结构，并且其中：
[0012]图1示出了根据本教导的示例性实施例的与概念性充电功率路径相关的示例性简化电路图；
[0013]图2A示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性示意图；
[0014]图2B示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性示意图；
[0015]图3示出了根据本教导的示例性实施例的缠绕在电机定子的齿上的绕组的示例性结构；
[0016]图4A示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性示意图；
[0017]图4B示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统的充电功率路径有关的示例性简化电路图；
[0018]图4C示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统的牵引功率路径有关的示例性简化电路图；
[0019]图4D示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性示意图；
[0020]图4E示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统的充电功率路径有关的示例性简化电路图；
[0021]图4F示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统的牵引功率路径有关的示例性简化电路图；
[0022]图5A示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性示意图；
[0023]图5B示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性示意图；
[0024]图6A示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性简化电路图；
[0025]图6B示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性简化电路图；
[0026]图6C示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性简化电路图；
[0027]图7A示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性示意图；
[0028]图7B示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性示意图；
[0029]图8A示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性简化电路图；
[0030]图8B示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性简化电路图；
[0031]图8C示出了根据本教导的示例性实施例的与车载充电
‑
牵引系统相关的示例性简化电路图；
[0032]图9A示出了根据本教导的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种驻留在具有能再充电电池的电气装置中的能重新配置的牵引
‑
充电系统，包括：电机，所述电机包括定子，所述定子具有多个定子齿和缠绕在所述多个定子齿上的多个定子绕组；逆变器，所述逆变器包括多个功率开关设备；输出整流器；配置器，所述配置器包括与所述多个定子绕组以及所述多个功率开关设备耦合的多个接触器；以及控制器，所述控制器用于控制所述多个功率开关设备和所述多个接触器，以将所述系统配置为在牵引模式和充电模式中的一者中操作。2.如权利要求1所述的能重新配置的牵引
‑
充电系统，其特征在于在所述牵引模式下，所述能再充电电池经由所述逆变器向所述电机提供电能；并且在所述充电模式下，由所述配置器对与所述多个功率开关设备和所述定子绕组相关联的连接进行配置，以形成从外部电源汲取电能的充电器以对所述能再充电电池充电。3.如权利要求2所述的能重新配置的牵引
‑
充电系统，其特征在于所述电机的至少一个定子齿上的定子绕组被分为两个或更多个线圈；在所述充电模式下，所述两个或更多个线圈和相对应的定子齿形成所述充电器中的变压器；并且在所述牵引模式下，所述两个或更多个线圈并联或串联连接以形成相绕组。4.如权利要求2所述的能重新配置的牵引
‑
充电系统，其特征在于所述外部电源是多相电源；所述系统进一步包括输入桥式整流器；并且所述输入桥式整流器、所述充电器和所述输出整流器形成具有两个级的充电功率路径，所述两个级包括第一级和第二级，所述第一级是具有升压转换器的桥式整流器前端，所述第二级是隔离的DC/DC后端。5.如权利要求4所述的能重新配置的牵引
‑
充电系统，其特征在于，所述电机的一个或多个定子齿上的至少一个定子绕组构成所述升压转换器的至少一个升压电感器。6.如权利要求2所述的能重新配置的牵引
‑
充电系统，其特征在于所述外部电源是单相或分体式单相电源；所述系统进一步包括输入桥式整流器；并且所述输入桥式整流器、所述充电器和所述输出整流器形成具有两个级的充电路径，所述两个级包括第一级和第二级，所述第一级是具有升压转换器的桥式PFC整流器前端，所述第二级是隔离的DC/DC后端。7.如权利要求6所述的能重新配置的牵引
‑
充电系统，其特征在于，所述电机的一个或多个定子齿上的至少一个定子绕组构成所述升压转换器的至少一个升压电感器。8.如权利要求2所述的能重新配置的牵引
‑
充电系统，其特征在于所述外部电源是多相电源；并且所述充电器和所述输出整流器形成具有两个级的充电路径，所述两个级包括第一级和第二级，所述第一级是多相升压PFC前端，所述第二级是隔离的DC/DC后端。9.如权利要求2所述的能重新配置的牵引
‑
充电系统，其特征在于
所述外部电源是单相或单分相电源；并且所述充电器和所述输出整流器形成具有两个级的充电路径，所述两个级包括第一级和第二级，所述第一级是单相升压PFC前端，所述第二级是隔离的DC/DC后端。10.如权利要求2所述的能重新配置的牵引
‑
充电系统，其特征在于所述外部电源是单相或单分相电源；并且所述系统进一步包括两个二极管，其中所述两个二极管、所述充电器和所述输出整流器形成具有两个级的充电路径，所述两个级包括第一级和第二级，所述第一级是单相Totem
‑
Pole升压PFC前端级，所述第二级是隔离的DC/DC后端级。11.一种用于实现能重新配置的牵引
‑
充电系统的方法，所述能重新配置的牵引
‑
充电系统驻留在具有能再充电电池的电气装置中，所述方法包括：在控制器的控制下经...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱正茅，
申请(专利权)人：浙江汉铭博新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：