一种充电系统及电动汽车技术方案

本申请提供一种充电系统及电动汽车，该充电系统包括电机控制器MCU和第一电感，MCU中的第一桥臂和第一电感构成电压转换电路，MCU可以在电源电压小于动力电池的最小充电电压时，通过电压转换电路对电源电压进行升压转换，并将升压转换后的电源电压作为第一输出电压输出给动力电池，该第一输出电压不小于最小充电电压。本申请可以在利用充电系统对电源电压进行降压转换的同时，降低充电系统所占用的空间和成本。和成本。和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种充电系统及电动汽车


[0001]本申请涉及新能源汽车
，尤其涉及一种充电系统及电动汽车。

技术介绍

[0002]随着新能源技术的发展，电动汽车得到了日益广泛的关注。电动汽车中设置有动力电池，动力电池可以接收并存储充电桩提供的电能，并在电动汽车行驶过程中，动力电池释放存储的电能，从而驱动电动汽车行驶。
[0003]为了提高电动汽车的充电速度，越来越多的电动汽车使用了800V的高压动力电池。动力电池的电池电压最大为800V，其所需的充电电压则有可能超过800V。但目前市面中大多数直流快速充电桩的输出电压为500V，这些充电桩无法直接为800V的高压动力电池充电，致使配备了高压动力电池的电动汽车面临充电难的问题，不利于提高用户体验。
[0004]因此，目前对电动汽车的充电方案还有待进一步研究。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本申请提供一种充电系统及电动汽车，在电源电压小于动力电池的最小充电电压时，有利于使电动汽车仍可以支持该电源电压为动力电池充电。
[0006]第一方面，本申请提供一种充电系统，包括电机控制器MCU和第一电感，该MCU包括N个桥臂，N为大于或等于1的整数。其中，上述N个桥臂的高电势端与充电系统的第一电源端和第一电池端连接，该第一电源端可以连接直流电源的正极，该第一电池端可以连接动力电池的正极，直流电源可以输出电源电压，动力电池可以接收充电系统的第一输出电压。上述N个桥臂的低电势端与充电系统的第二电池端连接，第二电池端可以连接动力电池的负极。第一电感的一端与第二电源端连接，第一电感的另一端与第一桥臂的中间点连接，第二电源端可以连接直流电源的负极，第一桥臂为N个桥臂中的任一桥臂。上述MCU的N个桥臂和第一电感构成电压转换电路，MCU可以在电源电压小于动力电池的最小充电电压时，通过电压转换电路对电源电压进行升压转换，并将升压转换后的电源电压作为第一输出电压输出给动力电池，第一输出电压不小于最小充电电压。
[0007]综上所述，本申请通过复用MCU，实现了一种充电系统。在电源电压小于动力电池的最小充电电压时，该充电系统可以对电源电压进行升压转换，从而得到不小于上述最小充电电压的第一输出电压，该第一输出电压可以适配动力电池，从而可以为动力电池充电。同时，本申请复用了电动汽车中常见的MCU，还有利于降低充电系统所占用的空间和成本。
[0008]示例性的，本申请第一方面提供以下示例进行说明：
[0009]示例一
[0010]上述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，其中，第一开关管的第一电极分别与第一电池端和第一电源端连接，第一开关管的第二电极与第二开关管的第一电极连接，第一桥臂的中间点位于第一开关管和第二开关管之间。在电源电压小于最小充电电压时，MCU可以导通第一开关管，以使第一电感充电。MCU关断第一开关管，以使第一电感放电。
[0011]具体来说，MCU导通第一开关管时，电流从直流电源的正极输出，经第一开关管后到达第一电感，使第一电感充电。MCU关断第一开关管时，第一电感开始放电。电流从第一电感靠近第二电源端的一端输出，经直流电源、动力电池和第二开关管中的二极管传输后，回流至第一电感靠近第二开关管的一端。在此过程中，直流电源和第一电感串联放电，第一输出电压为电源电压和第一电感的电压之和。显然，第一输出电压大于电源电压，因此可以实现升压转换。
[0012]可以理解，直流电源所提供的电源电压也可能位于动力电池的充电电压范围之内，即电源电压适配动力电池。为了兼容该场景，本申请中充电系统还可以包括第一开关，该第一开关的第一端与第二电池端连接，第一开关的第二端与第二电源端连接。MCU还可以在电源电压位于动力电池的充电电压范围之内时，导通第一开关；以及，在电源电压位于动力电池的充电电压范围之外时，关断第一开关。
[0013]具体来说，当第一开关导通时，动力电池可以直接与直流电源连接，因此动力电池可以直接接收直流电源提供的电源电压，以完成充电。因此，在电源电压位于动力电池的充电电压范围之内时，可以导通第一开关。当第一开关关断时，MCU可以对电源电压进行转换，并将转换后的电源电压作为第一输出电压提供给动力电池。因此，在电源电压位于动力电池的充电电压范围之外时，可以关断第一开关。
[0014]为了适应大功率场景，充电系统可以包括N个第一电感和N个第三开关，其中，N个第三开关的一端与第二电源端连接，N个第三开关的另一端与N个第一电感的一端一一对应连接，N个第一电感的另一端与N个桥臂分别一一对应连接。该N个第三开关可以在接收电源电压时导通，在停止接收电源电压时关断。
[0015]具体来说，在N个第三开关导通时，可以通过N个桥臂分别控制N个第一电感的充电和放电。也就是说，N个第一电感可以并联传输功率，因此能够适应大功率场景。在停止接收电源电压时关断N个第三开关，使得N个第一电感之间互为断路，有利于降低N个第一电感对MCU的逆变功能带来的影响。
[0016]示例二
[0017]可以预见，在一些场景下，电源电压也有可能大于动力电池的最大充电电压。有鉴于此，本申请中MCU还可以在电源电压大于动力电池的最大充电电压时，通过电压转换电路对电源电压进行降压转换，并将降压转换后的电源电压作为第一输出电压输出给动力电池，第一输出电压不大于最大充电电压。在此情况下，便可以使电动汽车接收较大的电源电压，对该电源电压转换后，为动力电池充电，因此有利于提高充电便利性。
[0018]示例性的，上述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，其中，第一开关管的第一电极分别与第一电池端和第一电源端连接，第一开关管的第二电极与第二开关管的第一电极连接，第一桥臂的中间点位于第一开关管和第二开关管之间。充电系统还可以包括第一开关和第二开关，第一开关的第一端与第二电池端连接，第一开关的第二端与第二电源端连接，第二开关的第一端与第一电池端连接，第二开关的第二端与第一电感的一端连接，第二开关的第三端与第一电源端连接。
[0019]基于该充电系统，在电源电压大于最大充电电压时，MCU可以导通第一开关，导通第二开关的第一端和第二端。MCU导通第一开关管，以使第一电感充电。MCU关断第一开关管，以使第一电感放电。
[0020]具体来说，MCU导通第一开关管后可以使第一电感充电，此时第一输出电压为电源电压减去第一电感的电压后的电压差。MCU关断第一开关管后可以使第一电感放电，此时第一输出电压为第一电感的电压。由此可见，第一输出电压始终小于电源电压，因此充电系统可以对电源电压进行降压转换。
[0021]需要指出的是，本示例二所提供的充电系统同样可以对电源电压进行升压转换。示例性的，充电系统还可以包括第三开关，该第三开关的第一端与第一电感的一端连接，第三开关的第二端与第二电源端连接。在电源电压小于最小充电电压时，MCU可以导通第二开关的第一端和第三端，导通第三开关，并关断第一开关。MCU导通第一开关管，以使第一电感充电。MCU关断第一开关管，以使第一电感放本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种充电系统，其特征在于，包括电机控制器MCU和第一电感，所述MCU包括N个桥臂，N为大于或等于1的整数，其中：所述N个桥臂的高电势端与所述充电系统的第一电源端和第一电池端连接，所述第一电源端用于连接直流电源的正极，所述第一电池端用于连接动力电池的正极，所述直流电源用于输出电源电压，所述动力电池用于接收所述充电系统的第一输出电压；所述N个桥臂的低电势端与所述充电系统的第二电池端连接，所述第二电池端用于连接所述动力电池的负极；所述第一电感的一端与第二电源端连接，所述第一电感的另一端与第一桥臂的中间点连接，所述第二电源端用于连接所述直流电源的负极，所述第一桥臂为所述N个桥臂中的任一桥臂；所述第一桥臂和所述第一电感构成电压转换电路，所述MCU用于：在所述电源电压小于所述动力电池的最小充电电压时，通过所述电压转换电路对所述电源电压进行升压转换，并将升压转换后的所述电源电压作为所述第一输出电压输出给所述动力电池，所述第一输出电压不小于所述最小充电电压。2.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，其中，所述第一开关管的第一电极分别与所述第一电池端和所述第一电源端连接，所述第一开关管的第二电极与所述第二开关管的第一电极连接，所述中间点位于所述第一开关管和所述第二开关管之间；在所述电源电压小于所述最小充电电压时，所述MCU具体用于：导通所述第一开关管，以使所述第一电感充电；关断所述第一开关管，以使所述第一电感放电。3.根据权利要求2所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括第一开关，所述第一开关的第一端与所述第二电池端连接，所述第一开关的第二端与所述第二电源端连接；所述MCU还用于：在所述电源电压位于所述动力电池的充电电压范围之内时，导通所述第一开关；在所述电源电压位于所述动力电池的充电电压范围之外时，关断所述第一开关。4.根据权利要求1至3中任一项所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统包括N个第一电感和N个第三开关，所述N个第三开关的一端与所述第二电源端连接，所述N个第三开关的另一端与所述N个第一电感的一端一一对应连接，所述N个第一电感的另一端与所述N个桥臂分别一一对应连接；所述N个第三开关，用于：在接收所述电源电压时导通，在停止接收所述电源电压时关断。5.根据权利要求1所述的充电系统，其特征在于，所述MCU还用于：在所述电源电压大于所述动力电池的最大充电电压时，通过所述电压转换电路对所述电源电压进行降压转换，并将降压转换后的所述电源电压作为所述第一输出电压输出给所述动力电池，所述第一输出电压不大于所述最大充电电压。6.根据权利要求5所述的充电系统，其特征在于，所述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，其中，所述第一开关管的第一电极分别与所述第一电池端和所述第一电源端连接，
所述第一开关管的第二电极与所述第二开关管的第一电极连接，所述中间点位于所述第一开关管和所述第二开关管之间；所述充电系统还包括第一开关和第二开关，所述第一开关的第一端与所述第二电池端连接，所述第一开关的第二端与所述第二电源端连接，所述第二开关的第一端与所述第一电池端连接，所述第二开关的第二端与所述第一电感的一端连接，所述第二开关的第三端与所述第一电源端连接。7.根据权利要求6所述的充电系统，其特征在于，在所述电源电压大于所述最大充电电压时，所述MCU具体用于：导通所述第一开关，导通所述第二开关的第一端和第二端；导通所述第一开关管，以使所述第一电感充电；关断所述第一开关管，以使所述第一电感放电。8.根据权利要求6或7所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括第三开关，所述第三开关的第一端与所述第一电感的一端连接，所述第三开关的第二端与所述第二电源端连接；在所述电源电压小于所述最小充电电压时，所述MCU具体用于：导通所述第二开关的第一端和第三端，导通所述第三开关，并关断所述第一开关；导通所述第一开关管，以使所述第一电感充电；关断所述第一开关管，以使所述第一电感放电。9.根据权利要求6所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括第三开关，所述第三开关的第一端与所述第一电感的一端连接，所述第三开关的第二端与所述第二电源端连接；所述MCU具体用于：导通所述第二开关的第一端和第二端，以及导通所述第三开关；导通所述第一开关管，以使所述第一电感充电；关断所述第一开关管，以使所述第一电感放电。10.根据权利要求6或7所述的充电系统，其特征在于，所述MCU还用于：在所述电源电压位于所述动力电池的充电电压范围时，导通所述第二开关的第一端和第三端，以及导通所述第一开关。11.一种充电系统，其特征在于，包括电机控制器MCU和第一电感，所述MCU包括N个桥臂，N为大于或等于1的整数，其中：所述N个桥臂的高电势端与所述充电系统的第一电源端和第一电池端连接，所述第一电源端用于连接直流负载的正极，所述第一电池端用于连接动力电池的正极，所述直流负载用于接收所述充电系统的第二输出电压，所述动力电池用于向所述充电系统输出电池电压；所述N个桥臂的低电势端与所述充电系统的第二电池端连接，所述第二电池端用于连接所述动力电池的负极；所述第一电感的一端与第二电源端连接，所述第一电感的另一端与第一桥臂的中间点连接，所述第二电源端用于连接所述直流负载的负极，所述第一桥臂为所述N个桥臂中的任一桥臂；
所述第一桥臂和所述第一电感构成电压转换电路，所述MCU用于：在所述电池电压大于所述直流负载的最大工作电压时，通过所述电压转换电路对所述电池电压进行降压转换，并将降压转换后的所述电池电压作为所述第二输出电压输出给所述直流负载，所述第二输出电压不大于所述最大工作电压。12.根据权利要求11所述的充电系统，其特征在于，所述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，其中，所述第一开关管的第一电极分别与所述第一电池端和所述第一电源端连接，所述第一开关管的第二电极与所述第二开关管的第一电极连接，所述中间点位于所述第一开关管和所述第二开关管之间；在所述电池电压大于所述最大工作电压时，所述MCU具体用于：导通所述第二开关管，以使所述第一电感充电；关断所述第二开关管，以使所述第一电感放电。13.根据权利要求12所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统还包括第一开关，所述第一开关的第一端与所述第二电池端连接，所述第一开关的第二端与所述第二电源端连接；所述MCU还用于：在所述电池电压位于所述直流负载的工作电压范围之内时，导通所述第一开关；在所述电池电压位于所述直流负载的工作电压范围之外时，关断所述第一开关。14.根据权利要求11至13中任一项所述的充电系统，其特征在于，所述充电系统包括N个第一电感和N个第三开关，所述N个第三开关的一端与所述第二电源端连接，所述N个第三开关的另一端与所述N个第一电感的一端一一对应连接，所述N个第一电感的另一端与所述N个桥臂分别一一对应连接；所述N个第三开关，用于：在输出所述第二输出电压时导通，在停止输出所述第二输出电压时关断。15.根据权利要求11所述的充电系统，其特征在于，所述MCU还用于：在所述电池电压小于所述直流负载的最小工作电压时，通过所述电压转换电路对所述电池电压进行升压转换，并将升压转换后的所述电池电压作为所述第二输出电压输出给所述直流负载，所述第二输出电压不小于所述最小工作电压。16.根据权利要求15所述的充电系统，其特征在于，所述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，其中，所述第一开关管的第一电极分别与所述第一电池端和所述第一电源端连接，所述第一开关管的第二电极与所述第二开关管的第一电极连接，所述中间点位于所述第一开关管和所述第二开关管之间；所述充电系统还包括第一开关和第二开关，所述第一开关的第一端与所述第二电池端连接，所述第一开关的第二端与所述第二电源端连接，所述第二开关的第一端与所述第一电池端连接，所述第二开关的第二端与所述第一电感的一端连接，所述第二开关的第三端与所述第一电源端连接。17.根据权利要求16所述的充电系统，其特征在于，在所述电池电压小于所述最小工作电压时，所述M...

【专利技术属性】
技术研发人员：章雪亮，程洋，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：新型
国别省市：