一种电动车辆的动力电池的升压充电系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种车辆的升压充电系统，具有：电感器；三个半桥电路；三个半桥电路的中间极点分别与车辆的电动机的三相感应线圈连接；电感器分别与三个半桥电路的中间极点连接并在电感器和三个半桥电路之间分别设置变压开关；具有连接到并联设置的三个半桥电路的两端并分别连接外部直流电源和动力电池的正电轨和负电轨的输入电路，正电轨上设置了直充开关；以及根据车辆的运行条件控制升压充电系统的运行模式的电路控制模块

【技术实现步骤摘要】
一种电动车辆的动力电池的升压充电系统和方法


[0001]本专利技术总体上涉及电动车辆
，更具体地，涉及一种电动车辆的动力电池的升压充电系统和方法
。

技术介绍

[0002]在现代车辆的设计和制造中，电动车辆发展迅速，诸如纯电动车辆
(BEV)、
插电式电动车辆
(PHEV)
以及混合动力电动车辆
(HEV)
中都包含用于驱动车轮的动力电池
。
目前的电动车辆为了提高续航里程，动力电池的容量越来越大，其标定的电压等级也越来越高，诸如
800V
电压等级电动车辆
。
但目前多数的充电桩的输出电压等级为
400V
或者
750V
标准，不能完全满足电动汽车动力电池的快速充电至
100
％需求
。
[0003]虽然目前已经有基于电机控制器和电机，以升压方式为电池组进行充电的技术方案，例如：充电桩为
400V
的标定电压，通过电机控制器和电机的电感线圈的使用，最终实现为更高标定电压的电池组进行充电
。
[0004]但在使用电机控制器和电极的电感线圈进行升压充电的过程中，电机控制器
、
电机及其回路全程均参与
。
当电机线圈长时间通过大电流，由于其铜线发热，这样的设计带给了永磁同步电机退磁风险
。
同时也在一定程度上造成了电机设备的老化损伤，影响其使用寿命
。
专利
技术实现思路

[0005]在以上背景下，专利技术人意识到，需要一种改进的升压充电的方法，在充电过程中不会对电机产生影响
。
[0006]本专利技术的提供了一种车辆的升压充电系统以及使用该升压充电系统在不同的模式下进行升压充电
、
降压供电以及推进车辆的方法，有效提升了充电兼容性以满足在不同使用场景下对动力电池的使用的需求
。
[0007]根据本专利技术，提供了一种车辆的升压充电系统：其中，升压充电系统具有：
[0008]至少一个电感器；
[0009]第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路；
[0010]第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路的中间极点分别与车辆的电动机的三相感应线圈连接；
[0011]电感器分别与第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路的中间极点连接并在电感器和第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路之间分别设置第一变压开关
、
第二变压开关以及第三变压开关；
[0012]输入电路，输入电路包含连接到并联设置的第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路的两端并分别连接外部直流电源和车辆的动力电池的正电轨和负电轨，以及在输入电路的正电轨上设置直充开关；
[0013]电路控制模块，电路控制模块根据车辆的运行条件控制升压充电系统的运行模
式
。
[0014]根据本专利技术的一个实施例，其中，还包括第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关；
[0015]第一保护开关设置在第一半桥电路和第二半桥电路之间，第二保护开关设置在第二半桥电路和第三半桥电路之间，以及，第三保护开关设置在三相感应线圈与电感器之间
。
[0016]根据本专利技术的一个实施例，其中，还包括车载充电器，车载充电器的正极端子和负极端子分别连接到电感器与外部直流电源之间以及负电轨
。
[0017]根据本专利技术的一个实施例，其中，第一半桥电路
、
第二半桥电路和第三半桥电路均为功率半导体开关器件电路
。
[0018]根据本专利技术的一个实施例，其中，还包含电容器，电容器设置在电感器和负电轨之间以使外部电源接入时与外部电源并联地连接
。
[0019]根据本专利技术的一个实施例，其中，运行模式包括直充模式
、
升压充电模式
、
放电模式以及推进模式
。
[0020]根据本专利技术的一个实施例，其中，在直充模式
、
升压充电模式
、
放电模式中，第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关均闭合；以及，在推进模式下，第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关均断开
。
[0021]根据本专利技术的另一方面，提供了一种控制车辆的动力电池的升压充电的方法，包含：
[0022]闭合第一变压开关
、
第二变压开关以及第三变压开关；
[0023]其中，第一变压开关
、
第二变压开关以及第三变压开关分别设置在电感器与第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路之间；
[0024]通过控制第一半桥电路
、
第二半桥电路和第三半桥电路的状态使电感器充能以提升充电电压
。
[0025]根据本专利技术的一个实施例，其中，还包含接合第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关
。
[0026]根据本专利技术的一个实施例，其中，第一保护开关设置在第一半桥电路和第二半桥电路之间，第二保护开关设置在第二半桥电路和第三半桥电路之间，以及，第三保护开关设置在三相感应线圈与电感器之间
。
[0027]根据本专利技术的一个实施例，其中，正电轨和负电轨分别连接到并联设置的第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路的两端并分别连接外部直流电源和车辆的动力电池
。
[0028]根据本专利技术的一个实施例，其中，进一步包含：基于车辆的运行条件使升压充电系统在升压充电模式
、
放电模式以及推进模式间转换
。
[0029]根据本专利技术的一个实施例，其中，闭合第一变压开关
、
第二变压开关以及第三变压开关；闭合第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关；以使升压充电系统在升压充电模式下运行
。
[0030]根据本专利技术的一个实施例，其中，闭合第一变压开关
、
第二变压开关以及第三变压开关；闭合第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关，断开电路与外部直流电源；以使升压充电系统在放电模式下运行
。
[0031]根据本专利技术的一个实施例，其中，断开第一变压开关
、
第二变压开关以及第三变压开关；断开第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关；以使升压充电系统在推进模式下运行
。
[0032]根据本专利技术的又一方面，还提供了一种控制车辆的动力电池升压充电的方法，包含：
[0033]比较车辆的动力电池的电压与外部电源的最大输出电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种车辆的升压充电系统，其中，所述升压充电系统具有：至少一个电感器；第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路；所述第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路的中间极点分别与所述车辆的电动机的三相感应线圈连接；所述电感器分别与所述第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路的中间极点连接并在所述电感器和所述第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路之间分别设置第一变压开关
、
第二变压开关以及第三变压开关；输入电路，所述输入电路包含连接到并联设置的第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路的两端并分别连接所述外部直流电源和所述车辆的动力电池的正电轨和负电轨，以及在所述输入电路的正电轨上设置直充开关；电路控制模块，所述电路控制模块根据所述车辆的运行条件控制所述升压充电系统的运行模式
。2.
根据权利要求1所述的升压充电系统，其中，还包括第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关；所述第一保护开关设置在第一半桥电路和第二半桥电路之间，所述第二保护开关设置在第二半桥电路和第三半桥电路之间，以及，第三保护开关设置在所述三相感应线圈与所述电感器之间
。3.
根据权利要求1所述的升压充电系统，其中，还包括车载充电器，所述车载充电器的正极端子和负极端子分别连接到所述电感器与所述外部直流电源之间以及所述负电轨
。4.
根据权利要求1所述的升压充电系统，其中，所述第一半桥电路
、
第二半桥电路和第三半桥电路均为功率半导体开关器件电路
。5.
根据权利要求1所述的升压充电系统，其中，还包含电容器，所述电容器设置在所述电感器和所述负电轨之间以使外部电源接入时与所述外部电源并联地连接
。6.
根据权利要求2所述的升压充电系统，其中，所述运行模式包括直充模式
、
升压充电模式
、
放电模式以及推进模式
。7.
根据权利要求6所述的升压充电系统，其中，在所述直充模式
、
升压充电模式
、
放电模式中，所述第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关均闭合；以及，在所述推进模式下，所述第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关均断开
。8.
一种控制车辆的动力电池的升压充电的方法，包含：闭合第一变压开关
、
第二变压开关以及第三变压开关；其中，所述第一变压开关
、
第二变压开关以及第三变压开关分别设置在电感器与所述第一半桥电路
、
第二半桥电路以及第三半桥电路之间；控制所述第一半桥电路
、
第二半桥电路和第三半桥电路的状态使电感器充能以提升充电电压
。9.
根据权利要求8所述的方法，其中，还包含接合第一保护开关
、
第二保护开关以及第三保护开关
。10.
根据权利要求9所述的方法，其中，所述第一保护开关设置在第一半桥电路和第二半桥电路之间，所述第二保护开关设置在第二半桥电路和第三半桥电路之间，以及，第三保
护开关设置在所述三相感应线圈的末端与所述电感器之间
。11.
根据权利要求8所述的方法，其中，所述正电轨和...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸葛昆，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：