本发明专利技术涉及一种基于车辆电机驱动系统的充电装置、方法和电动汽车，装置包括高压充电输入回路、升压充电执行回路、高压充电输出回路和主控制单元；高压充电输入回路包括输入电容滤波单元、主动放电单元、一级电压采样单元和一级EMC滤波组件，升压充电执行回路包括第一继电器、第二继电器和电机变压单元，第二继电器接入电机逆变单元；一级EMC滤波组件的输出端分为：一条支路连接第二继电器，一条支路连接第一继电器后并联在电机变压单元的两端；高压充电输出回路包括输出电容滤波单元、被动放电单元和二级EMC滤波组件。与现有技术相比，本发明专利技术可以匹配不同电压等级的充电设备，灵活高效，并具有安全可靠、抗扰性强、损耗低、充电效率高等优点。效率高等优点。效率高等优点。
【技术实现步骤摘要】
一种基于车辆电机驱动系统的充电装置、方法和电动汽车
[0001]本专利技术涉及电池充电
，尤其是涉及一种基于车辆电机驱动系统的充电装置、方法和电动汽车。
技术介绍
[0002]电池充电问题是推广新能源汽车的重要一环，目前的充电方案有两种：第一种是利用车载交流充电机，实现家用220V的交流电对电动汽车电池包充电；第二种是采用外部直流充电桩对电动汽车电池包充电。目前直流充电桩的输出电压范围一般在450V～800V之间，对于采用SIC功率器件的高压电控平台，低压充电桩不能满足高压750V电池包的充电需求。
[0003]现有方案：第一是在在整车端另外增加一套升压DC/DC装置；第二是在电机控制器外部增加功率电感，与电机控制器的功率器件形成升压装置。两种方案的目的都是将低压充电桩的输出电压升高到满足为整车高压电池充电的电压值。这两种方方案的缺点是都需要外加大功率装置，需要占据较大空间布局和产品成本，同时缺乏对整车的安全性、电磁兼容和系统充电效率的考虑。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于车辆电机驱动系统的充电装置、方法和电动汽车，可以匹配不同电压等级的直流充电桩，实现电池充电的灵活性和高效性，且安全可靠。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0006]一种基于车辆电机驱动系统的充电装置，包括高压充电输入回路和高压充电输出回路，所述高压充电输入回路接入充电接口，所述高压充电输出回路接入电池接口；所述充电装置还包括升压充电执行回路和主控制单元，所述升压充电执行回路连接在高压充电输入回路和高压充电输出回路之间，所述主控制单元与升压充电执行回路连接，实现直接充电模式和升压充电模式；
[0007]所述升压充电执行回路包括充电模式切换单元和电机变压单元，充电模式切换单元把电机变压单元连接在所述高压充电输入回路和高压充电输出回路之间。
[0008]进一步地，所述高压充电输入回路包括相互并联连接的输入电容滤波单元、主动放电单元、一级电压采样单元和一级EMC滤波组件；
[0009]所述高压充电输出回路包括相互并联连接的输出电容滤波单元、被动放电单元和二级EMC滤波组件，所述高压充电输出回路与电机变压单元并联连接；
[0010]所述一级电压采样单元、充电模式切换单元和电机变压单元均连接主控制单元。
[0011]进一步地，所述充电模式切换单元包括第一继电器和第二继电器，所述一级EMC滤波组件的输出端分为至少两条支路，一条支路连接所述第一继电器直接连接到高压充电输出回路，一条支路通过连接第二继电器接入所述电机变压单元后再连接到高压充电输出回
路。
[0012]进一步地，所述主控制单元根据所述一级电压采样单元采集供电电压，并与预设的电池需求电压对比，若供电电压高于电池需求电压，则闭合第一继电器，断开第二继电器，实现直接充电模式；若供电电压低于电池需求电压，则闭合第二继电器，断开第一继电器，实现升压充电模式。
[0013]进一步地，所述升压充电执行回路还包括二级电压采样单元，该二级电压采样单元和第二继电器串联后连接在所述高压充电输入回路的一级EMC滤波组件的输出端，所述二级电压采样单元还连接所述主控制单元。
[0014]进一步地，所述高压充电输出回路包括三级电压采样单元，该三级电压采样单元并联在所述电机变压单元的两端，所述三级电压采样单元连接所述主控制单元。
[0015]进一步地，所述一级电压采样单元、二级电压采样单元和三级电压采样单元均包括相互串联的两个电阻。
[0016]进一步地，所述电机变压单元包括电机三相绕组、三相电流采样单元和逆变单元，所述第二继电器、电机三相绕组和三相电流采样单元依次连接后接入所述逆变单元，所述一级EMC滤波组件串联第一继电器后并联在所述逆变单元的两端，所述高压充电输出回路并联在所述逆变单元的两端。
[0017]进一步地，所述逆变单元为SIC MOSFET。
[0018]进一步地，所述输入电容滤波单元包括第一电容，所述主动放电单元包括相互串联连接的第一电阻和三极管，所述输出电容滤波单元包括第二电容，所述被动放电单元包括第二电阻。
[0019]进一步地，所述高压充电输出回路还包括输出电流采样单元，所述输出电流采样单元连接在被动放电单元和二级EMC滤波组件之间，所述输出电流采样单元还连接所述主控制单元。
[0020]本专利技术还提供一种电动汽车，包括如上所述的一种基于车辆电机驱动系统的充电装置。
[0021]本专利技术还提供一种电动汽车的充电系统，包括直流充电桩和整车电池，所述充电系统还包括如上所述的一种基于车辆电机驱动系统的充电装置。
[0022]本专利技术还提供一种基于车辆电机驱动系统充电装置的控制方法，包括直接充电模式和升压充电模式两种充电方法；
[0023]所述车辆电机驱动系统充电装置，包括高压充电输入回路、升压充电执行回路、高压充电输出回路和主控制单元，所述高压充电输入回路接入充电接口且包括一级电压采样单元，所述高压充电输出回路接入电池接口，所述升压充电执行回路连接在高压充电输入回路和高压充电输出回路之间；
[0024]所述升压充电执行回路包括充电模式切换单元和电机变压单元，所述充电模式切换单元包括第一继电器和第二继电器；
[0025]所述一级电压采样单元、充电模式切换单元和电机变压单元均连接主控制单元，并通过以下控制方法实现直接充电模式和升压充电模式；
[0026]第一步，所述主控制单元根据所述一级电压采样单元采集供电电压；
[0027]第二步，将实时采集供电电压与预设的电池需求电压对比；
[0028]第三步，若供电电压高于电池需求电压，则闭合第一继电器，断开第二继电器，实现直接充电模式；若供电电压低于电池需求电压，则闭合第二继电器，断开第一继电器，实现升压充电模式。
[0029]本专利技术还提供一种电动汽车的充电系统，包括直流充电桩和整车电池，所述充电系统还包括车辆电机驱动系统充电装置，所述充电系统的充电方法包括上所述的一种基于车辆电机驱动系统充电装置的控制方法。
[0030]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0031](1)本专利技术基于电机绕组所等效的电感器、电机控制器的三个桥臂所包含的SIC功率开关器件、主控制单元构成升压拓扑，同时通过整车VCU控制两个继电器开关状态切换充电路径，实现1)当直流充电桩供电电压高于整车电池需求电压时，则切换继电器状态至直接充电模式；2)直流充电桩供电电压低于整车电池需求电压时，则切换继电器状态至升压拓扑进行充电；能匹配不同电压等级的直流充电桩，实现电动汽车充电的灵活性和高效性。
[0032](2)从高压安全角度，增加了高压主动与被动放电单元，提升了高压网络的安全等级；
[0033](3)从电磁兼容性角度，增加了EMC滤波组件，既有效抑制充电过程对外界的产生骚扰，又增强产品的抗扰性；
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于车辆电机驱动系统的充电装置，包括高压充电输入回路和高压充电输出回路，所述高压充电输入回路接入充电接口，所述高压充电输出回路接入电池接口；其特征在于，所述充电装置还包括升压充电执行回路和主控制单元，所述升压充电执行回路连接在高压充电输入回路和高压充电输出回路之间，所述主控制单元与升压充电执行回路连接，实现直接充电模式和升压充电模式；所述升压充电执行回路包括充电模式切换单元和电机变压单元，充电模式切换单元把电机变压单元连接在所述高压充电输入回路和高压充电输出回路之间。2.根据权利要求1所述的一种基于车辆电机驱动系统的充电装置，其特征在于，所述高压充电输入回路包括相互并联连接的输入电容滤波单元、主动放电单元、一级电压采样单元和一级EMC滤波组件；所述高压充电输出回路包括相互并联连接的输出电容滤波单元、被动放电单元和二级EMC滤波组件，所述高压充电输出回路与电机变压单元并联连接；所述一级电压采样单元、充电模式切换单元和电机变压单元均连接主控制单元。3.根据权利要求2所述的一种基于车辆电机驱动系统的充电装置，其特征在于，所述充电模式切换单元包括第一继电器和第二继电器，所述一级EMC滤波组件的输出端分为至少两条支路，一条支路连接所述第一继电器直接连接到高压充电输出回路，一条支路通过连接第二继电器接入所述电机变压单元后再连接到高压充电输出回路。4.根据权利要求3所述的一种基于车辆电机驱动系统的充电装置，其特征在于，所述主控制单元根据所述一级电压采样单元采集供电电压，并与预设的电池需求电压对比，若供电电压高于电池需求电压，则闭合第一继电器，断开第二继电器，实现直接充电模式；若供电电压低于电池需求电压，则闭合第二继电器，断开第一继电器，实现升压充电模式。5.根据权利要求4所述的一种基于车辆电机驱动系统的充电装置，其特征在于，所述升压充电执行回路还包括二级电压采样单元，该二级电压采样单元和第二继电器串联后连接在所述高压充电输入回路的一级EMC滤波组件的输出端，所述二级电压采样单元还连接所述主控制单元。6.根据权利要求5所述的一种基于车辆电机驱动系统的充电装置，其特征在于，所述高压充电输出回路包括三级电压采样单元，该三级电压采样单元并联在所述电机变压单元的两端，所述三级电压采样单元连接所述主控制单元。7.根据权利要求6所述的一种基于车辆电机驱动系统的充电装置，其特征在于，所述一级电压采样单元、二级电压采样单元和三级电压采样单元均包括相互串联的两个电阻。8.根据权利要求3所述的一种基于车辆电机驱动系统的充电装置，其特征在于，所述电机变压单元包括电机...
【专利技术属性】
技术研发人员：张朝君，温小伟，陈雷，张舟云，许晨昊，宋君峰，陈登峰，
申请(专利权)人：上海电驱动股份有限公司上海汽车电驱动工程技术研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：
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