CN112319251A - 一种电动汽车快充电路以及控制方法 - Google Patents

一种电动汽车快充电路以及控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112319251A
CN112319251A CN202011423407.7A CN202011423407A CN112319251A CN 112319251 A CN112319251 A CN 112319251A CN 202011423407 A CN202011423407 A CN 202011423407A CN 112319251 A CN112319251 A CN 112319251A
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging
branch
vehicle
battery pack
direct
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202011423407.7A
Other languages
English (en)
Inventor
冯颖盈
姚顺
徐金柱
吴沛东
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen Vmax Power Co Ltd
Shenzhen VMAX New Energy Co Ltd
Original Assignee
Shenzhen Vmax Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Vmax Power Co Ltd filed Critical Shenzhen Vmax Power Co Ltd
Priority to CN202011423407.7A priority Critical patent/CN112319251A/zh
Publication of CN112319251A publication Critical patent/CN112319251A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/10—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by the energy transfer between the charging station and the vehicle
    • B60L53/11—DC charging controlled by the charging station, e.g. mode 4
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22—Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/30—Constructional details of charging stations
    • B60L53/31—Charging columns specially adapted for electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/12—Electric charging stations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

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

一种电动汽车快充电路以及控制方法
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。
若该车搭载的是22KW的车载充电机。充3.5度电用时为：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
。
若该车搭载的是44KW的车载充电机。充3.5度电用时为：
Figure 402868DEST_PATH_IMAGE002
。
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。
CN202011423407.7A 2020-12-08 2020-12-08 一种电动汽车快充电路以及控制方法 Pending CN112319251A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
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

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112319251A true CN112319251A (zh) 2021-02-05

Family

ID=74302238

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011423407.7A Pending CN112319251A (zh) 2020-12-08 2020-12-08 一种电动汽车快充电路以及控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112319251A (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109889077B (zh) 单相和三相兼容的ac/dc电路及充放电装置
CN102195330B (zh) 电池充电电路和充电方法
US10793015B2 (en) Charging apparatus for electric vehicle
CN103119822B (zh) 蓄电***以及蓄电***的控制方法
CN112389269B (zh) 一种汽车、能量转换装置及能量转换方法
CN108377009A (zh) 供电***
CN106505726B (zh) 基于电池和超级电容的直流不间断电源
CN103915856B (zh) 一种基站并网-充电光伏微逆变器***及其控制方法
CN204761124U (zh) 具备智能功率分配功能的电动汽车直流充电电气回路
CN105162181A (zh) 一种充电方法及充电装置
CN108312878A (zh) 一种车载复用充电机
CN111347911B (zh) 车辆、动力电池充电装置及直流充电保护***
CN111355271B (zh) 车辆、充电装置、充电方法、放电方法及保护***
CN104734264A (zh) 在线互动式不间断电源及其控制方法
WO2024041331A1 (zh) 电动车辆的充电***和电动车辆
CN207518330U (zh) 一种一机双枪功率分配直流充电桩***
CN114312634A (zh) 一种多功能的电源分配***和方法
CN214355557U (zh) 一种电动汽车快充电路
CN112319251A (zh) 一种电动汽车快充电路以及控制方法
CN205304353U (zh) 智能直流充电模块
Kamble et al. On-board integreted charger for electric vehicle based on split three phase insuction motor
CN115071459B (zh) 双向车载充电机与电机控制器集成设备的控制方法及设备
CN116073496A (zh) 一种充电架构、充电方法及充电***
CN214112305U (zh) 电动汽车充电装置及电动汽车
CN102820688A (zh) 汽车电源***

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination