一种电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑及其控制方法，包括控制复用电路、AC/DC高频整流控制电路、有线控制电路和无线控制电路；控制复用电路中，AC/DC低频整流控制和DC/AC高频逆变控制都由采样、PWM、驱动和DSP最小系统组成，同时能够实现硬件复用控制电路。其中，AC/DC低频整流控制满足输入指标要求及实现母线稳定或可调功能，DC/AC高频逆变控制能够实现有线恒压

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑及其控制方法


[0001]本专利技术涉及一种电动汽车充电技术，尤其涉及一种电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑及其控制方法。

技术介绍

[0002]电动汽车充电方式主要包括有线传导方式和非接触无线方式。在自动驾驶已经成为当前全球汽车与交通出行领域智能化和网联化发展主要方向的趋势和背景下，传导充电由于还需要人工或机器配合插拔，操作不便，自动化程度低，同自动驾驶的匹配性相对较差。而无线充电可以全程自主、自动匹配自动驾驶车辆，智能化开启充电流程，无需人为或机器配合，因此天然匹配自动驾驶。
[0003]由于目前主流电动汽车多数仍然采用传导充电方式，而无线充电的推广和普及应用也需要一个过程，因此，未来几年充电设施方面将呈现有线的传导式充电和无线充电共存发展的局面。对于电动汽车驾驶者来说，如果车辆配置的是有线充电，那么在无线充电位就无法充电；如果车辆配置的是无线充电，那么在传导式有线充电桩也无法充电。
[0004]而如果充电桩及所在的充电位具有有线、无线充电一体化功能，那么无论车辆侧配置的是有线传导式充电还是无线充电，都能够很好的满足充电需求。
[0005]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供了一种电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑及其控制方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。
[0007]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0008]本专利技术的电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑，包括控制复用电路、AC/DC高频整流控制电路、有线控制电路和无线控制电路；
[0009]所述控制复用电路包括AC/DC低频整流控制电路和DC/AC高频逆变控制电路，所述AC/DC低频整流控制电路和DC/AC高频逆变控制电路都包括采样电路、锁相电路、PWM驱动电路和DSP最小系统；
[0010]所述采样电路包括交流输入电压和电流采样以及三相PFC电路的输出电流和电压采样，经PI反馈闭环控制措施输出PWM信号，然后通过隔离驱动电路实现三相PFC电路中功率开关的开通与关断，一方面实现输入电流跟踪输入电压，满足输入谐波和功率因数的要求，另一方面实现三相PFC电路输出电压的调节，满足内部母线电压的稳定要求或者调节要求。
[0011]上述的电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑的控制方法，所述的AC/DC低频整流控制满足输入指标要求及实现母线稳定或可调功能；
[0012]有线充电控制实现母线电压与输出电压的比例协调可调控制，使逆变桥电路在一
定范围内工作在最优状态，并提升整机效率；
[0013]无线充电实现母线电压稳定减小逆变桥电路频率跟踪控制带来的影响。
[0014]与现有技术相比，本专利技术所提供的电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑及其控制方法，结合有线技术与无线充电技术的各自优势，采用有线无线充电设备功率复用技术，能够满足不同充电方式车辆的多样化、个性化、便捷化补能和用能需求，实现了自动化转型过程中车辆和充电实施间的兼容性问题，解决了电动汽车无线充电系统单独建设成本高的问题。
附图说明
[0015]图1为本专利技术实施例提供的电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本专利技术的限制。基于本专利技术的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0017]首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
[0018]术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，X和/或Y表示既包括“X”或“Y”的情况也包括“X和Y”的三种情况。
[0019]术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
[0020]术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
[0021]本专利技术实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本专利技术实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本专利技术实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0022]本专利技术的电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑，包括控制复用电路、AC/DC高频整流控制电路、有线控制电路和无线控制电路；
[0023]所述控制复用电路包括AC/DC低频整流控制电路和DC/AC高频逆变控制电路，所述AC/DC低频整流控制电路和DC/AC高频逆变控制电路都包括采样电路、锁相电路、PWM驱动电路和DSP最小系统；
[0024]所述采样电路包括交流输入电压和电流采样以及三相PFC电路的输出电流和电压
采样，经PI反馈闭环控制措施输出PWM信号，然后通过隔离驱动电路实现三相PFC电路中功率开关的开通与关断，一方面实现输入电流跟踪输入电压，满足输入谐波和功率因数的要求，另一方面实现三相PFC电路输出电压的调节，满足内部母线电压的稳定要求或者调节要求。
[0025]上述的电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑的控制方法，所述的AC/DC低频整流控制满足输入指标要求及实现母线稳定或可调功能；
[0026]有线充电控制实现母线电压与输出电压的比例协调可调控制，使逆变桥电路在一定范围内工作在最优状态，并提升整机效率；
[0027]无线充电实现母线电压稳定减小逆变桥电路频率跟踪控制带来的影响。
[0028]所述DC/AC高频逆变控制能够实现有线恒压
‑
恒流的控制和无线频率跟踪的控制；
[0029]通过控制无线开关K1和有线开关K2的工作状态完成供电方式的选择；
[0030]有线充电控制采用逆变桥功率开关管的工作状态来实现对输出电压或电流的控制；
[0031]无线充电控制通过桥臂电压和电流来控制逆变桥功率开关管的工作状态来达到频率跟踪和阻抗匹配，进而通过发送线圈实现功率的传递达到电动汽车的充电。
[0032]只有进行双向控制或者同步整流控制的情况下才使用AC/DC高频整流控制，DC/AC高频本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑，其特征在于，包括控制复用电路、AC/DC高频整流控制电路、有线控制电路和无线控制电路；所述控制复用电路包括AC/DC低频整流控制电路和DC/AC高频逆变控制电路，所述AC/DC低频整流控制电路和DC/AC高频逆变控制电路都包括采样电路、锁相电路、PWM驱动电路和DSP最小系统；所述采样电路包括交流输入电压和电流采样以及三相PFC电路的输出电流和电压采样，经PI反馈闭环控制措施输出PWM信号，然后通过隔离驱动电路实现三相PFC电路中功率开关的开通与关断，一方面实现输入电流跟踪输入电压，满足输入谐波和功率因数的要求，另一方面实现三相PFC电路输出电压的调节，满足内部母线电压的稳定要求或者调节要求。2.一种权利要求1所述的电动汽车有线无线一体化充电机的电路拓扑的控制方法，其特征在于，所述的AC/DC低频整流控制满足输入指标要求及实现母线稳定或可调功能；有线充电控制实现母线电压与输出电压的比例协调可调控制，使逆变桥电路在一定范围内工作在最优状态，并提升整机效率；无线充电实现母线电压稳定减小逆变桥电路频率跟踪控制带来的影响。3.根据权利要求2所述的电动汽车有线无线一体化充电机的控制方法，其特征在于，所述DC/AC高频逆变控制能够实现有线恒压
‑
恒流的控制和无线频率跟踪的控制；通过控制无线开关K1和有线开关K2的工作状态完成供电方式的选择；有线充电控制采用逆变桥功率开关管的工作状态来实现对输出电压或电流的控制；无线充电控制通过桥臂电压和电流来控制逆变桥功率开关管的工作状态来达到频率跟踪和阻抗匹配，进而通过发送线圈实现功率的传递达到电动汽车的充电。4.根据权利要求3所述的电动汽车有线无线一体化充电机的控制方法，其特征在于，只有进行双向控制或者同步整流控制的情况下才使用AC/DC高频整流控制，DC/AC高频逆变控制分为有线充电控制和无线充电控制两者方式；在电动汽车充电开始时，首先要对充电方式进行选择：若符合有线充电的条件，则有线无线一体机拓扑中的K1处于关断状态，K2处于闭合状态，从而使电网的交流电通过功率变换实现电动汽车电压和电流的充电要求；若符合无线充电的条件，则有线无线一体机拓扑中的K2处于关断状态，K1处于闭合状态，从而使电网的交流电通过功率变...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓长吉，朱道松，王伟，高洪峰，李晓婉，姜欣宇，李晓东，马建成，尹强，
申请(专利权)人：北京大华无线电仪器有限责任公司，
类型：发明
国别省市：