一种新能源汽车充电电压匹配控制系统及方法、汽车技术方案

本发明专利技术公开了一种新能源汽车充电电压匹配控制系统及控制方法、汽车，所述控制系统包括电机控制器中的用于实现逆变器功能的三个桥臂以及至少一个电机绕组，三个桥臂和电机绕组形成升压电压将充电桩输出的直流电压升压后为动力电池充电。本发明专利技术的优点在于：通过复用电机控制器和电机，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电机控制器和电机，还有利于降低充电系统所占用的空间和成本。占用的空间和成本。占用的空间和成本。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车充电电压匹配控制系统及方法、汽车


[0001]本专利技术涉及新能源汽车充电领域，特别适用于新能源纯电汽车或混动汽车的充电电压匹配控制系统及方法、汽车。

技术介绍

[0002]随着电动汽车技术越来越成熟，续使里程越来越高，购买和使用的消费者也在逐年增加。而目前多数新能源汽车电池系统使用的是400V电压平台，与之匹配的充电桩多种多样，最常见的是500
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700V的充电桩，其可以为400V的电池系统的电动汽车充电，但是由于新能源汽车技术的发展，为了续航和充电时间的考虑，新能源汽车的电池系统电压平台逐步往高电压方向开发，如最新的是800V电池系统平台的汽车，其可以大大缩短充电时间，但是在汽车800V系统平台的汽车开发完成后市面上800V快充充电桩普及开发需要时间，这就造成了新的800V系统汽车平台无法兼容现有的直流快充充电桩，使得新开发的800V系统电池无法充电，造成新技术的新能源汽车由于充电问题而无法推广。一般解决这种问题可以在汽车上增加升压元件即可，但是新增一个独立的升压元件又会造成成本的增加，如何解决这一问题是新的800V系统平台推广需要考虑的。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种新能源汽车充电电压匹配控制系统及方法、汽车，用于通过复用新能源电动汽车中部分已有元件实现现有技术充电桩对新一代高压电池平台充电的目的，使得新的高压平台(800V或其他高于现有充电桩电压的电池系统平台)可以采用现有充电桩完成充电。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种新能源汽车充电电压匹配控制系统，包括电机控制器中的用于实现逆变器功能的三个桥臂以及至少一个电机绕组，三个桥臂和电机绕组形成升压电压将充电桩输出的直流电压升压后为动力电池充电。
[0005]实现逆变器功能的三个桥臂中的高电势端连接至动力电池的正极，三个桥臂中的低电势端分别连接至开关S3的一端，开关S3的另一端连接至动力电池的负极；选择其中一个桥臂的高电势端对应的开关管的集电极和发射极分别引出充电正极和充电负极，所述充电正极和充电负极用于连接充电桩的正负极；所述电机绕组为1个时，所述电机绕组的一端连接充电负极，另一端连接至三个桥臂中除充电正极、充电负极对应桥臂之外的桥臂的中间点；或者当所述电机绕组至少为两个时，每个电机绕组对应一个桥臂，每个电机绕组的一端分别对应连接至一个桥臂的中间点；每个电机绕组的另一端连接在一起。
[0006]在选择的一个桥臂的高电势端对应的开关管的发射极经电感L1后引出充电负极，所述充电负极用于在充电时连接至充电桩的负极。
[0007]所述控制系统还包括开关S1、S2、S5、S4，在充电负极开关管发射极与充电负极之间串接设置开关S5；在充电正极和充电正极对应的开关管的集电极之间串接设置开关S2；所述动力电池的正极经过开关S1连接至三个桥臂中的高电势端；三个桥臂的低电势端经过
开关S4连接至充电负极。
[0008]三个桥臂中的高电势端与三个桥臂的低电势端之间并联设置电容C1；在充电负极和充电正极之间并联设置电容C2。
[0009]所述开关S1、S2、S3、S4、S5包括半导体开关和或继电器。
[0010]所述控制系统还包括：控制单元、采集单元，所述采集单元用于采集充电时充电桩输出的电压，其输出端连接至控制单元；所述控制单元的输出端分别连接至开关S1、S2、S3、S4、S4以及三个桥臂的每个开关管，用于控制开关S1、S2、S3、S4、S4以及三个桥臂的导通断开。
[0011]一种新能源汽车充电电压匹配控制系统的控制方法，包括：
[0012]当充电桩输出的电压小于或等于动力电池的最小充电电压时，控制单元驱动控制开关S1、S2、S3、S5导通、S5断开，同时控制单元驱动控制三个桥臂的开关管依次导通断开以实现通过电机绕组进行升压后为动力电池充电。
[0013]当充电桩输出的电压大于动力电池的最小充电电压时，控制单元驱动控制三个桥臂断开同时驱动控制开关S1、S2、S3、S4导通同时断开开关S5.
[0014]一种新能源汽车，所述汽车包括所述的一种新能源汽车充电电压匹配控制系统。
[0015]本专利技术的优点在于：通过复用电机控制器和电机，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电机控制器和电机，还有利于降低充电系统所占用的空间和成本。
附图说明
[0016]下面对本专利技术说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
[0017]图1为本专利技术新能源汽车充电电压匹配控制系统的实施例1原理图；
[0018]图2为本专利技术新能源汽车充电电压匹配控制系统的实施例2原理图；
[0019]图3为本专利技术新能源汽车充电电压匹配控制系统的实施例3原理图。
具体实施方式
[0020]下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。
[0021]本申请主要的目的是对车内的充电电路进行改进，使得电池系统平台可以适用于一些低压充电桩，比如新一代高电压平台800V电池系统平台，其需要专用的充电电路才能适配现有技术中的400
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700V充电桩，从而在新一代充电桩普及开来前800V电池系统平台也能够采用现有技术的充电桩。具体电路方案如下：
[0022]如图1所示，一种新能源汽车充电电压匹配控制系统，包括电机控制器中的用于实现逆变器功能的三个桥臂以及至少一个电机绕组，三个桥臂和电机绕组形成升压电压将充电桩输出的直流电压升压后为动力电池充电。
[0023]一般纯电动汽车或混动新能源汽车三相电机包括三个电机绕组；而电机控制器一般采用三个桥臂来实现逆变器功能，将动力电池的直流电逆变成交流电为电机供电来驱动
电机的转动；本申请则直接利用电机控制器中的三个桥臂以及三个电机绕组进行复用实现了节约成本的目的且实现了现有技术充电桩对800V电池系统平台进行充电。
[0024]如图1所示，为了方便叙述，在本申请中三个桥臂在图1中从左到右分别称之为第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂，三个桥臂的高电势端连接在一起形成高电势端子；三个桥臂的低电势端连接在一起形成低电势端子；第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂的高电势端对应的开关管分别为Q1、Q2、Q3；第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂的低电势端对应的开关管分别为Q4、Q5、Q6；Q1、Q2、Q3三个开关管的集电极连接在一起形成高电势端子；Q4、Q5、Q6三个开关管的发射极连接在一起形成低电势端子，此连接关系为电机控制器的原有结构。为了达到本申请可以升压为动力电池充电的目的，本申请将三个电机绕组与电机控制器的三个桥臂连接形成一个升压电路从而实现对动力电池的升压充电，其连连接关系如下：
[0025本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车充电电压匹配控制系统，其特征在于：包括电机控制器中的用于实现逆变器功能的三个桥臂以及至少一个电机绕组，三个桥臂和电机绕组形成升压电压将充电桩输出的直流电压升压后为动力电池充电。2.如权利要求1所述的一种新能源汽车充电电压匹配控制系统，其特征在于：实现逆变器功能的三个桥臂中的高电势端连接至动力电池的正极，三个桥臂中的低电势端分别连接至开关S3的一端，开关S3的另一端连接至动力电池的负极；选择其中一个桥臂的高电势端对应的开关管的集电极和发射极分别引出充电正极和充电负极，所述充电正极和充电负极用于连接充电桩的正负极；所述电机绕组为1个时，所述电机绕组的一端连接充电负极，另一端连接至三个桥臂中除充电正极、充电负极对应桥臂之外的桥臂的中间点；或者当所述电机绕组至少为两个时，每个电机绕组对应一个桥臂，每个电机绕组的一端分别对应连接至一个桥臂的中间点；每个电机绕组的另一端连接在一起。3.如权利要求2所述的一种新能源汽车充电电压匹配控制系统，其特征在于：在选择的一个桥臂的高电势端对应的开关管的发射极经电感L1后引出充电负极，所述充电负极用于在充电时连接至充电桩的负极。4.如权利要求2所述的一种新能源汽车充电电压匹配控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括开关S1、S2、S5、S4，在充电负极开关管发射极与充电负极之间串接设置开关S5；在充电正极和充电正极对应的开关管的集电极之间串接设置开关S2；所述动力电池的正极经过开关S1连接至三个桥臂中的高电势端；三个桥臂的低电势端经过开关S4连接至充电负极。5.如权利要求1
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4任一所述的一...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌欢，吴瑞，李文中，徐久方，
申请(专利权)人：安徽鸿创新能源动力有限公司，
类型：发明
国别省市：