CN112319251A - 一种电动汽车快充电路以及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电动汽车快充电路以及控制方法,所述电动汽车快充电路包括切换开关、直充支路、车载充电机支路、电池包,所述切换开关连接在外部充电桩,选择用直充支路或车载充电机支路向电池包充电;所述控制方法具体包括:先将充电桩与直充支路连接,通过直充支路向电池包充电;后断开直充支路,将充电桩与车载充电机支路连接,通过车载充电机支路向电池包充电;本发明在常规充电机的设计的基础上,增加少量器件,利用车载充电机将剩余电量充满的方法,不需要用户手动切换慢充桩,不需要整车增加升压零部件;具有操作简便实用,电路结构简单,成本低廉的优点。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车领域,尤其涉及一种利用现有的模块进行配电、以较小的代价升级常规设计,使电动汽车快速充满的电路以及控制方法。
背景技术
当前市面上的快充桩最大输出电压为750V,而大巴、公交等大型电动汽车的动力电池满电约为785V。国内外充电机的对策有二,一是充到750V后,不再充电。二是在快充回路加入一升压模块,将电压升到800V或以上,将缺少部分电量充满。如图1所示为目前国内外的充电桩对新能源车辆充电的示意图,慢充时,充电桩发出交流电(AC)经充电模块处理成直流电(HV)对动力电池充电。快充时,充电桩发出直流电(HV)直接对动力电池充电,部分产品会在此处增加一升压模块保证快充时能满充动力电池。
这两套方案各有缺点,方案一影响客户体验,方案二成本高,增加重量与空间占用,而作用只是为了充满36V电,因此大部分厂家都是选择不做处理的方案一。
因此,如何设计一种具有快速充电、操作简便、结构简单、成本低廉的充电电路是业界亟待解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术中存在的上述缺陷,本发明提出一种电动汽车快充电路以及控制方法。
本发明采用的技术方案是设计一种电动汽车快充电路,其包括切换开关、直充支路、车载充电机支路、电池包,所述切换开关连接在外部充电桩,选择用直充支路或车载充电机支路向电池包充电。
所述直充支路为直流母线。
所述车载充电机支路采用Vienna、图腾柱、有桥PFC、无桥PFC中的一种。
所述充电桩可以为直流充电桩,切换开关可选通所述直充支路或车载充电机支路。当所述车载充电机支路采用具有两个桥臂的PFC模块时,直流充电桩输出正极连接PFC模块中一个桥臂的中点,直流充电桩输出负极连接PFC模块中剩下一个桥臂的中点;当所述车载充电机支路采用具有三个桥臂的PFC模块时,直流充电桩输出正极连接PFC模块中两个桥臂的中点,直流充电桩输出负极连接PFC模块中剩下一个桥臂的中点。
所述充电桩也可以为交流充电桩,切换开关只选通所述车载充电机支路。
本发明还设计一种电动汽车快充电路的控制方法,所述快充电路采用上述的电动汽车快充电路,所述控制方法具体包括:先将充电桩与直充支路连接,通过直充支路向电池包充电;后断开直充支路,将充电桩与车载充电机支路连接,通过车载充电机支路向电池包充电。
所述通过直充支路向电池包充电,当电池包电压达到750V时,再断开直充支路改用车载充电机支路向电池包充电,当电池包电压达到800 V时结束充电。
所述通过直充支路向电池包充电,当电池包电压达到充电桩最大充电电压后,断开直充支路改用车载充电机支路向电池包充电,当电池包电压达到电池包额定电压的100%时结束充电。
本发明提供的技术方案的有益效果是:
本发明在常规充电机的设计的基础上,增加少量器件,利用车载充电机将剩余电量充满的方法,不需要用户手动切换慢充桩,不需要整车增加升压零部件;具有操作简便实用,电路结构简单,成本低廉的优点。
附图说明
下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明,其中:
图1是现有技术电路图;
图2是本发明较佳实施例原理框图;
图3是三相交流电压波形图;
图4是车载充电机支路采用三个桥臂的PFC模块AC输入时的电流走向示意;
图5是车载充电机支路采用三个桥臂的PFC模块直流输入时的电流走向示意。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明作进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
针对背景技术所述瓶颈,本发明在尽可能少增加成本的前提下,增加切换开关,利用原有的车载充电机升压,实现将动力电池满充的目的。
发明公开了一种电动汽车快充电路,参看图2显示出的原理框图,其包括切换开关、直充支路、车载充电机支路、电池包,所述切换开关连接在外部充电桩,选择用直充支路或车载充电机支路向电池包充电。在较佳实施例中,所述直充支路为直流母线。
图2中的技术方案是将附图1中的升压设备去除,改为一条直充支路。
充电时先将充电桩与直充支路连接,通过直充支路向电池包充电快速充电,待临近充满时再断开直充支路,将充电桩与车载充电机支路连接,通过车载充电机支路向电池包慢速充电,车载充电机支路可将电压升高对剩余容量进行充电,直至将电池包充满。
所述车载充电机支路可以采用包含但不限于Vienna、图腾柱、有桥PFC、无桥PFC拓扑中的一种。只要可以用HV输入的开关电源拓扑,都可以应用于该发明,不限于该申请书举例的三相电路。
在较佳实施例中,所述充电桩为直流充电桩,切换开关可选通所述直充支路或车载充电机支路。
当电池包电压低时,切换开关选通所述直充支路,充电桩以HV200V~750直接对电池包充电。
当电池包电压为750V时,距离电池满充电压785V还有35V,控制切换开关将充电桩的线路切换到车载充电机,车载充电机将750V的快充电压升高到800V给电池充电。
依据常规电池的容量,35V电压充满大约为3.5度(KWh)电。
在原有的充电时间上增加5~10min即可充满电池包,成本仅是一对高压继电器与相应的配电铜排,远比安装一套升压设备划算。且减少一套设备,就是减少一个失效风险点,有利于提高整车的可靠性。
在充电桩采用直流充电桩的一个实施例中,所述车载充电机支路采用具有两个桥臂的PFC模块;直流充电桩输出正极连接PFC模块中一个桥臂的中点,直流充电桩输出负极连接PFC模块中剩下一个桥臂的中点。
在充电桩采用直流充电桩的另一个实施例中(参看图4和图5),所述车载充电机支路采用具有三个桥臂的PFC模块;直流充电桩输出正极连接PFC模块中两个桥臂的中点,直流充电桩输出负极连接PFC模块中剩下一个桥臂的中点。
AC口输入HV电压的可行性分析:
充电模块AC输入后需要经过整流才能工作,理论上是可以用HV输入的。
以三相AC输入举例,如附图3所示,为三相电压波形。图4是车载充电机支路采用三个桥臂的PFC模块时L2、L3电流流入、L1电流流出的电路示意图。图5是车载充电机支路采用三个桥臂的PFC模块时L1、L2电流流入,L3电流流出的电路示意图。
三相输入时,三路管子交替工作,如附图4所示,充电机支路采用三个桥臂的PFC模块,输入为AC的电流走向示意,此时三相输入在图3 A点时,处于L1、L2电流流入,L3电流流出的状态(虚线箭头),下一状态为B点,L2流入,L1、L3流出(实线降头)。图5是车载充电机支路采用三个桥臂的PFC模块直流输入时的电流走向示意图。
如此循环交替,在电容两端形成一个直流电压,该电压作为后级DCDC输入。DCDC升压后给动力电池充电。
为提高本发明的兼容性,当所述充电桩为交流充电桩时,切换开关只选通所述车载充电机支路。
在较佳实施例中,所述切换开关采用高压继电器。
一种电动汽车快充电路的控制方法,所述快充电路采用上述的电动汽车快充电路,所述控制方法具体包括:先将充电桩与直充支路连接,通过直充支路向电池包充电;后断开直充支路,将充电桩与车载充电机支路连接,通过车载充电机支路向电池包充电。
所述通过直充支路向电池包充电,当电池包电压达到750V时,再断开直充支路改用车载充电机支路向电池包充电,当电池包电压达到800 V时结束充电。
所述通过直充支路向电池包充电,当电池包电压达到充电桩最大充电电压后,断开直充支路改用车载充电机支路向电池包充电,当电池包电压达到电池包额定电压的100%时结束充电。
以上实施例仅为举例说明,非起限制作用。任何未脱离本申请精神与范畴,而对其进行的等效修改或变更,均应包含于本申请的权利要求范围之中。
Claims (10)
1.一种电动汽车快充电路,其特征在于,包括切换开关、直充支路、车载充电机支路、电池包,所述切换开关连接在外部充电桩,选择用直充支路或车载充电机支路向电池包充电。
2.如权利要求1所述的电动汽车快充电路,其特征在于,所述直充支路为直流母线。
3.如权利要求1所述的电动汽车快充电路,其特征在于,所述车载充电机支路采用Vienna、图腾柱、有桥PFC、无桥PFC中的一种。
4.如权利要求1至3任一项所述的电动汽车快充电路,其特征在于,所述充电桩为直流充电桩,切换开关可选通所述直充支路或车载充电机支路。
5.如权利要求4所述的电动汽车快充电路,其特征在于,所述车载充电机支路采用具有两个桥臂的PFC模块;直流充电桩输出正极连接PFC模块中一个桥臂的中点,直流充电桩输出负极连接PFC模块中剩下一个桥臂的中点。
6.如权利要求4所述的电动汽车快充电路,其特征在于,所述车载充电机支路采用具有三个桥臂的PFC模块;直流充电桩输出正极连接PFC模块中两个桥臂的中点,直流充电桩输出负极连接PFC模块中剩下一个桥臂的中点。
7.如权利要求1至3任一项所述的电动汽车快充电路,其特征在于,所述充电桩为交流充电桩,切换开关只选通所述车载充电机支路。
8.一种电动汽车快充电路的控制方法,其特征在于,所述快充电路采用权利要求1至7任一项所述的电动汽车快充电路,所述控制方法具体包括:
先将充电桩与直充支路连接,通过直充支路向电池包充电;
后断开直充支路,将充电桩与车载充电机支路连接,通过车载充电机支路向电池包充电。
9.如权利要求8所述的电动汽车快充电路的控制方法,其特征在于,所述通过直充支路向电池包充电,当电池包电压达到750V时,再断开直充支路改用车载充电机支路向电池包充电,当电池包电压达到800 V时结束充电。
10.如权利要求8所述的电动汽车快充电路的控制方法,其特征在于,所述通过直充支路向电池包充电,当电池包电压达到充电桩最大充电电压后,断开直充支路改用车载充电机支路向电池包充电,当电池包电压达到电池包额定电压的100%时结束充电。
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CN202011423407.7A CN112319251A (zh) | 2020-12-08 | 2020-12-08 | 一种电动汽车快充电路以及控制方法 |
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Cited By (1)
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CN113595179A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-11-02 | 河南利威新能源科技有限公司 | 一种电池***及充电方法 |
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2020
- 2020-12-08 CN CN202011423407.7A patent/CN112319251A/zh active Pending
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