用于车辆的双向充电系统技术方案

本公开提供一种用于车辆的双向充电系统，该系统包括：第一桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；变压器，包括连接到电网或负载侧的多个初级侧绕组和与多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组；马达，包括被配置为分别接收多个相电压的多个输入端子；多个切换开关，被配置为将包括在多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到多个次级侧绕组或多个输入端子；以及控制器，被配置为根据预设的操作模式控制多个切换开关的连接状态。状态。状态。

【技术实现步骤摘要】
用于车辆的双向充电系统


[0001]本公开涉及一种用于车辆的双向充电系统。

技术介绍

[0002]近来全球减少二氧化碳排放的趋势是对通过化石燃料的燃烧产生行驶动力的典型的具有内燃发动机的车辆的需求减少并且对通过利用储存在储能装置(例如，电池)中的电能驱动马达产生行驶动力的电动车辆的需求增加。
[0003]电动车辆包括：电池，被配置为储存供应给马达以产生车辆的行驶动力的电能；以及搭载型充电器，被配置为将外部电力转换为用于对电池进行充电的电力以对电池进行充电。
[0004]另一方面，近来，随着电动车辆的电池容量的增加，需要开发用于将储存在车辆的电池中的能量供应到电网或负载的车辆到电网(Vehicle to Grid，V2G)或车辆到负载(Vehicle to Load，V2L)技术。另外，还研究并开发了在连接到驱动轴的两侧的车轮上设置有辅助马达并单独控制每个驱动轮的速度以确保行驶安全的转矩矢量化技术。
[0005]如上所述，电动车辆不仅需要用于单纯地对电池进行充电的充电器，而且还需要用于电力转换的各种电路，例如用于实现V2G或V2L的电路以及用于驱动用于转矩矢量化的辅助马达的电路。
[0006]如果车辆单独包括这样的各种电力转换电路，则可能需要大量的用于实现单独电力转换电路的电子组件。这不仅会导致电路结构复杂的问题，而且还会导致实现电路的成本增加的问题。
[0007]关于
技术介绍
的以上描述仅是为了帮助理解本公开的实施例的背景，本领域技术人员不应认为以上描述与已知的现有技术对应。r/>
技术实现思路

[0008]本公开涉及一种用于车辆的双向充电系统。具体实施例涉及一种用于车辆的双向充电系统，该系统可以执行用于对车辆内部的电池进行充电的电力转换以及用于将储存在车辆内部的电池中的电力提供给电网、负载或设置在车辆中的马达的电力转换。
[0009]因此，本公开的实施例提供一种用于车辆的双向充电系统，该系统可以通过使用最少数量的电气组件实现用于对车辆内部的电池进行充电的电力转换以及用于将储存在车辆内部的电池中的电力提供给电网、负载或设置在车辆中的马达的电力转换。
[0010]本公开的实施例提供一种用于车辆的双向充电系统，该系统包括：第一桥电路，具有多个桥臂(leg)，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；变压器，包括连接到电网或负载侧的多个初级侧绕组(primary
‑
side winding)和与多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组(secondary
‑
side winding)；马达，包括被配置为分别接收多个相电压的多个输入端子；多个切换开关，被配置为将包括在多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到多个次级侧绕组或多个输入端子；以及控制器，被
配置为根据预设的操作模式控制多个切换开关的连接状态。
[0011]在本公开的实施例中，在车辆正在行驶时驱动马达的第一操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到马达的输入端子。
[0012]在本公开的实施例中，在第一操作模式下，控制器控制第一开关元件，使得第一桥电路作为被配置为转换电池的DC电压以产生提供给马达的输入端子的AC相电压的逆变器操作。
[0013]在本公开的实施例中，马达可以是安装在车辆的每个驱动轮上的用于转矩矢量化的辅助驱动马达。
[0014]在本公开的实施例中，在车辆正在行驶时未驱动马达的第二操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到变压器的次级侧绕组。
[0015]在本公开的实施例中，在第二操作模式下，控制器可以控制第一开关元件，使得电池的DC电压被转换为AC电压并且转换的AC电压被提供给变压器的次级侧绕组。
[0016]在本公开的实施例中，在车辆停止时对电池进行充电的第三操作模式和在车辆停止时从电池向外部电网或负载供电的第四操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到变压器的次级侧绕组。
[0017]在本公开的实施例中，在第四操作模式下，控制器可以控制第一开关元件，使得电池的DC电压被转换为AC电压并且转换的AC电压被提供给变压器的次级侧绕组。
[0018]本公开的另一实施例提供一种用于车辆的双向充电系统，该系统包括：DC
‑
DC转换器，包括：第一桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；变压器，包括多个初级侧绕组和与多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组；以及第二桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括彼此串联连接的两个第二开关元件；马达，包括被配置为分别接收多个相电压的多个输入端子；多个切换开关，被配置为将包括在第一桥电路中的多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到多个次级侧绕组或多个输入端子；功率因数校正电路，包括多个电感器和第三桥电路，每个电感器的第一端连接到电网/负载连接端子，第三桥电路具有多个桥臂，每个桥臂包括彼此串联连接的两个第三开关元件，多个电感器的第二端分别连接到包括在第三桥电路中的多个桥臂中的两个第三开关元件的连接节点；DC电容器，共同连接在第二桥电路中的桥臂的两端和第三桥电路中的桥臂的两端之间；以及控制器，被配置为根据预设的操作模式控制多个切换开关的连接状态。
[0019]在本公开的实施例中，在车辆正在行驶时驱动马达的第一操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到马达的输入端子。
[0020]在本公开的实施例中，在第一操作模式下，控制器可以控制第一开关元件，使得第一桥电路作为被配置为转换电池的DC电压以产生提供给马达的输入端子的AC相电压的逆变器操作。
[0021]在本公开的实施例中，马达可以是安装在车辆的每个驱动轮上的用于转矩矢量化
的辅助驱动马达。
[0022]在本公开的实施例中，在车辆正在行驶时未驱动马达的第二操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路的各个桥臂中的第一开关元件的连接节点电连接到变压器的次级侧绕组。
[0023]在本公开的实施例中，在第二操作模式下，控制器可以控制第一开关元件，使得电池的DC电压被转换为AC电压并且转换的AC电压被提供给变压器的次级侧绕组；控制第二开关元件，使得由施加到变压器的次级侧绕组的AC电力感应的变压器的初级侧绕组的AC电力被转换为DC电力；并且控制第三开关元件，使得通过第二开关元件的控制在DC电容器中形成的DC电压被转换为与连接到电网/负载连接端子的负载的电源对应的AC电力。
[0024]在本公开的实施例中，在车辆停止时对电池进行充电的第三操作模式和在车辆停止时从电池向外部电网或负载供电的第四操作模式下，控制器可以控制多个切换开关，使得包括在第一桥电路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于车辆的双向充电系统，所述系统包括：第一桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；变压器，包括连接到电网或负载侧的多个初级侧绕组和与所述多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组；马达，包括分别接收多个相电压的多个输入端子；多个切换开关，将包括在所述多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到所述多个次级侧绕组或所述多个输入端子；以及控制器，根据预设的操作模式控制所述多个切换开关的连接状态。2.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述车辆正在行驶时驱动所述马达的第一操作模式下，所述控制器控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述马达的输入端子。3.根据权利要求2所述的系统，其中，在所述第一操作模式下，所述控制器控制所述第一开关元件，使得所述第一桥电路作为转换所述电池的DC电压以产生提供给所述马达的输入端子的AC相电压的逆变器操作。4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述马达是安装在所述车辆的每个驱动轮上的用于转矩矢量化的辅助驱动马达。5.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述车辆正在行驶时未驱动所述马达的第二操作模式下，所述控制器控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述变压器的次级侧绕组。6.根据权利要求5所述的系统，其中，在所述第二操作模式下，所述控制器控制所述第一开关元件，使得所述电池的DC电压被转换为AC电压并且所述AC电压被提供给所述变压器的次级侧绕组。7.根据权利要求1所述的系统，其中，在所述车辆停止时对所述电池进行充电的第三操作模式和在所述车辆停止时从所述电池向外部电网或负载供电的第四操作模式下，所述控制器控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述变压器的次级侧绕组。8.根据权利要求7所述的系统，其中，在所述第四操作模式下，所述控制器控制所述第一开关元件，使得所述电池的DC电压被转换为AC电压并且所述AC电压被提供给所述变压器的次级侧绕组。9.一种用于车辆的双向充电系统，所述系统包括：DC
‑
DC转换器，包括：第一桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括在电池的两端之间彼此串联连接的两个第一开关元件；变压器，包括多个初级侧绕组和与所述多个初级侧绕组绝缘的多个次级侧绕组；以及第二桥电路，具有多个桥臂，每个桥臂包括彼此串联连接的两个第二开关元件；
马达，包括分别接收多个相电压的多个输入端子；多个切换开关，将包括在所述第一桥电路中的多个桥臂中的两个第一开关元件的连接节点分别选择性地连接到所述多个次级侧绕组或所述多个输入端子；功率因数校正电路，包括多个电感器和第三桥电路，每个电感器的第一端连接到电网/负载连接端子，所述第三桥电路具有多个桥臂，每个桥臂包括彼此串联连接的两个第三开关元件，所述多个电感器的第二端分别连接到包括在所述第三桥电路中的多个桥臂中的两个第三开关元件的连接节点；DC电容器，共同连接在所述第二桥电路中的桥臂的两端和所述第三桥电路中的桥臂的两端之间；以及控制器，根据预设的操作模式控制所述多个切换开关的连接状态。10.根据权利要求9所述的系统，其中，在所述车辆正在行驶时驱动所述马达的第一操作模式下，所述控制器控制所述多个切换开关，使得包括在所述第一桥电路的各个桥臂中的所述第一开关元件的连接节点电连接到所述马达的输入端子。11.根据权利要求10所述的系统，其中，在所述第一操作模式下，所述控制器控制所述第一开关元件，使得所述第一桥电路作为转换所述电池的DC电压以产生提供给所述马达的输入端子的AC相电压的逆变器操作。12.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：金宰铉，成玄旭，禹东均，
申请(专利权)人：起亚株式会社，
类型：发明
国别省市：