CN211239430U - 一种大功率车载充电集成*** - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种大功率车载充电集成***，包括三相交流输入预充电路、输入滤波电路、PWM可控整流电路，稳压电路、DCDC集成电路、输出滤波电路、输出预充电路。交流充电时，首先接通动力蓄电池，通过输出预充电路对输出滤波电路进行预充。再接通输入三相电流，并通过输入预充电路对输入滤波电路进行预充。两端电路接通完成后，启动三相输入电路，三相交流电通过PWM可控整流电路转换为直流电，再通过稳压电路对整流过的电压进行平滑处理，输送至双DCDC模块进行升压和隔离处理，升压后的电源通过输出滤波电路进行滤波，最后通过正极二极管和负极传输到动力电池，从而完成对动力电池的充电过程。

Description

一种大功率车载充电集成***

技术领域

本实用新型涉及新能源汽车技术领域，尤其涉及一种大功率车载充电集成***。

背景技术

新能源汽车采用高压电池供电，对动力电池充电方式有多种，传导式和非传导式，交流和直流等。对于商用车来说，整车搭载动力电池的电量一般为数百度电，这样对充电速度就提出了更高的要求，一般采用直流充电方式。但是，也有些商用车需要交流充电方式。所以整车搭载交流车载充电机是必要的，考虑到充电时间和功率，一般商用车的车载充电机功率为数十千瓦，这样，对大功率车载充电机的集成设计有一定的考验。

多数小功率车载充电机集成较为成熟，仅由输入模块、滤波模块、不可控整流模块、带隔离的DCDC转换模块、输出滤波模块组成。但是，大功率的车载充电需要多个DCDC模块集成，并且需要更复杂的***集成电路。由于电路复杂，容易导致可靠性能差，使用效率低下。

实用新型内容

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供一种大功率车载充电集成***，包括：三相交流输入预充电路，输入滤波电路，PWM整流电路，稳压电路，DCDC集成电路,输出滤波电路以及输出预充电路；

三相交流输入预充电路的输入端连接三相交流电；

三相交流输入预充电路的输出端依次连接输入滤波电路,PWM整流电路，稳压电路，DCDC集成电路，输出滤波电路以及输出预充电路；

输出预充电路的输出端为***直流输出侧，形成的回路为动力电池正极和动力电池负极。

从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的***运行更为稳定和安全，交流充电时，首先接通动力蓄电池，通过输出预充电路对输出滤波电路进行预充。再接通输入三相电流，并通过输入预充电路对输入滤波电路进行预充。两端电路接通完成后，启动三相输入电路，三相交流电通过PWM可控整流电路转换为直流电，再通过稳压电路对整流过的电压进行平滑处理，输送至双DCDC模块进行升压和隔离处理，升压后的电源通过输出滤波电路进行滤波，最后通过正极二极管和负极传输到动力电池，从而完成对动力电池的充电过程。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为大功率车载充电集成***示意图；

图2为大功率车载充电集成***实施例示意图。

具体实施方式

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口、装置或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本实用新型的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本实用新型的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本实用新型的各方面。

本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等如果存在是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

本实用新型提供一种大功率车载充电集成***，如图1和图2所示，包括：三相交流输入预充电路1，输入滤波电路2，PWM整流电路3，稳压电路4，DCDC集成电路5,输出滤波电路6以及输出预充电路7；

三相交流输入预充电路1的输入端连接三相交流电；三相交流输入预充电路1的输出端依次连接输入滤波电路2,PWM整流电路3，稳压电路4，DCDC集成电路5，输出滤波电路6以及输出预充电路7；输出预充电路7的输出端为***直流输出侧，形成的回路为动力电池正极和动力电池负极。

本实用新型中的三相交流输入预充电路1包括：a相主继电器K1,a相预充继电器K2，b相主继电器K3,b相预充继电器K4,a相预充电阻R1,b相预充电阻R2；

输入滤波电路2包括：a相电感La，b相电感Lb以及c相电感Lc；a相主继电器K1第一端和a相预充继电器K2第一端分别连接a相电源；a相预充继电器K2第二端与a相预充电阻R1第一端连接；a相预充电阻R1第二端和a相主继电器K1第二端分别与a相电感La第一端连接；b相主继电器K3第一端和b相预充继电器K4第一端分别连接b相电源；b相预充继电器K4第二端与b相预充电阻R2第一端连接；b相预充电阻R2第二端和b相主继电器K3第一端第二端分别与a相电感La第一端连接；c相电源与c相电感Lc第一端连接；a相电感La的第二端，b相电感Lb的第二端以及c相电感Lc的第二端分别与PWM整流电路3输入端连接。

PWM整流电路3包括：场效应管T1，场效应管T2，场效应管T3，场效应管T4，场效应管T5，场效应管T6；a相电感La的第二端分别与场效应管T1第二端和场效应管T4第一端连接；b相电感Lb的第二端分别与场效应管T3第二端和场效应管T6第一端连接；c相电感Lc的第二端分别与场效应管T5第二端和场效应管T2第一端连接；场效应管T1第一端，场效应管T3第一端，场效应管T5第一端分别连接PWM整流电路3正极输出端；场效应管T4第二端，场效应管T6第二端，场效应管T2第二端分别连接PWM整流电路3负极输出端。

稳压电路4包括：支撑电容C1、电容C2、电容C3、分压电阻R3、分压电阻R4；支撑电容C1第一端连接稳压电路4的第一正极线路；支撑电容C1第二端连接稳压电路4的第二负极线路；电容C2第一端和分压电阻R3第一端分别连接稳压电路4的第一正极线路；电容C2第二端和分压电阻R3第二端分别连接稳压电路4的第一负极线路；电容C3第一端和分压电阻R4第一端分别连接稳压电路4的第二正极线路；电容C3第二端和分压电阻R4第二端分别连接稳压电路4的第二负极线路；稳压电路4的第一正极线路连接PWM整流电路3正极输出端；稳压电路4的第二负极线路连接PWM整流电路3负极输出端。

DCDC集成电路5包括：第一DCDC电路11和第二DCDC电路12；第一DCDC电路11的第一输入端与第一正极线路连接；第一DCDC电路11的第二输入端与第一负极线路；第二DCDC电路12的第一输入端与第二正极线路；第二DCDC电路12的第二输入端与第二负极线路；第一DCDC电路11的第一输出端和第二DCDC电路12的第一输出端分别连接输出滤波电路6的第一输入端；第一DCDC电路11的第二输出端和第二DCDC电路12的第二输出端分别连接输出滤波电路6的第二输入端。

输出滤波电路6包括：输出滤波电感CT1，输出滤波电容C4；输出滤波电感CT1的第一输入端连接输出滤波电路6的第一输入端；输出滤波电感CT1的第二输入端连接输出滤波电路6的第二输入端；输出滤波电感CT1的第一输出端和输出滤波电容C4的第一端分别连接输出滤波电路6的第一输出端；输出滤波电感CT1的第二输出端和输出滤波电容C4的第二端分别连接输出滤波电路6的第二输出端；输出滤波电路6的第二输出端连接动力电池负极。

输出滤波电路6的第一输出端与输出预充电路7连接；输出预充电路7包括：输出预充电阻R5和输出二极管D7；输出预充电阻R5的第一端和输出二极管D7的阳极分别连接输出滤波电路6的第一输出端；输出预充电阻R5的第二端和输出二极管D7的阴极分别连接动力电池正极。

基于上述大功率车载充电集成***本实用新型的方法包括：直流输出预充过程和交流输入预充过程；

直流输出预充过程为***动力电池正极Ubat+和动力电池负极Ubat-分别对应连接动力电池的正极和负极；

当需要对动力电池进行充电时，动力电池电能通过动力电池的正极和负极连接到***的直流输出侧Ubat+和Ubat-，形成的回路；

三相电源依次通过三相交流输入预充电路1，输入滤波电路2，PWM整流电路3，稳压电路4，DCDC集成电路5,输出滤波电路6以及输出预充电路7给输出滤波电容C4进行预充；

交流输入预充过程为***的交流输入侧的a、b、c三相通过交流充电座连接到交流充电桩的L1、L2、L3端口；

当需要对动力电池进行充电时，使交流充电桩通过L1、L2、L3端口连接到***的交流输入侧的a、b、c三相，形成预充回路；

***的交流输入侧的a相，通过a相预充继电器K2，a相预充电阻R1，a相电感La，场效应管T1，支撑电容C1、电容C2、电容C3，场效应管T2；

c相电感Lc通过***的交流输入侧的c相连接交流充电桩通过L3端口，形成预充回路；

交流充电桩的L2端口连接***的交流输入侧的b相，并依次通过b相预充继电器K4，b相预充电阻R2，b相电感Lb，场效应管T3，支撑电容C1、电容C2、电容C3，场效应管T2，c相电感Lc形成预充回路；

***的交流输入侧的c相连接交流充电桩通过L3端口，通过交流充电桩的L3端口，依次通过***的交流输入侧的c相，场效应管T5，支撑电容C1、电容C2、电容C3，场效应管T4，a相电感La，a相预充电阻R1，a相预充继电器K2形成预充回路；

交流输入侧的a相连接交流充电桩通过L1端口，通过支撑电容C1、电容C2、电容C3进行预充；预充完成后，闭合a相主继电器K1和b相主继电器K3进行充电。

PWM整流过程：启动交流充电时，PWM可控整流电路按电压型控制，在0～30°相位内，交流充电机输入至大功率车载充电的交流输入侧的a、b、c三相的电压为Ua＞0，Ub＞0，Uc＜0；

当场效应管T4和场效应管T5导通时，第一回路为a相电感La、场效应管T4、场效应管T2、c相电感Lc；第二回路为a相电感La、场效应管T1、场效应管T5、c相电感Lc组成升压斩波电路，向a相电感La和c相电感Lc储能；当场效应管T4和场效应管T5关断时，通过a相电感La、场效应管T1、场效应管T2、c相电感Lc分别向支撑电容C1、电容C2、电容C3充电；当场效应管T6和场效应管T5导通时，第一回路为b相电感Lb、场效应管T6、场效应管T2、c相电感Lc；第二回路为b相电感Lb、场效应管T3、场效应管T5、c相电感Lc组成两个升压斩波电路，向b相电感Lb和c相电感Lc储能；当场效应管T6和场效应管T5关断时，通过b相电感Lb、场效应管T3、场效应管T2、c相电感Lc分别向支撑电容C1，电容C2、电容C3充电；在30°～360°范围内，形成升压斩波电路和充电电路。

本实用新型还涉及PFC过程，也就是Power Factor Correction意思是功率因数校正，功率因数指的是有效功率与总耗电量视在功率之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量视在功率的比值。基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。

方法还包括：PFC过程：PWM整流电路和稳压电路组成二级逐流电路；DCDC集成电路的转换过程为：启动交流充电时，若单充电枪充电，则仅启动第一DCDC电路或第二DCDC电路；若双充电枪充电，则同时启动第一DCDC电路和第二DCDC电路；启动第一DCDC电路时，分压电阻R3和分压电阻R4形成供电分压电路，第一DCDC电路输入回路为U1+和U1-；启动第二DCDC电路时，第二DCDC电路输入回路为U2+和U2-。PWM整流电路3和稳压电路4组成2级逐流电路，提高功率因数。

本实用新型的***运行更为稳定和安全，交流充电时，首先接通动力蓄电池，通过输出预充电路对输出滤波电路进行预充。再接通输入三相电流，并通过输入预充电路对输入滤波电路进行预充。两端电路接通完成后，启动三相输入电路，三相交流电通过PWM可控整流电路转换为直流电，再通过稳压电路对整流过的电压进行平滑处理，输送至双DCDC模块进行升压和隔离处理，升压后的电源通过输出滤波电路进行滤波，最后通过正极二极管和负极传输到动力电池，从而完成对动力电池的充电过程。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种大功率车载充电集成***，其特征在于，包括：三相交流输入预充电路(1)，输入滤波电路(2)，PWM整流电路(3)，稳压电路(4)，DCDC集成电路(5),输出滤波电路(6)以及输出预充电路(7)；

三相交流输入预充电路(1)的输入端连接三相交流电；

三相交流输入预充电路(1)的输出端依次连接输入滤波电路(2),PWM整流电路(3)，稳压电路(4)，DCDC集成电路(5)，输出滤波电路(6)以及输出预充电路(7)；

输出预充电路(7)的输出端为***直流输出侧，形成的回路为动力电池正极和动力电池负极。

2.根据权利要求1所述的大功率车载充电集成***，其特征在于，

三相交流输入预充电路(1)包括：a相主继电器K1,a相预充继电器K2，b相主继电器K3,b相预充继电器K4,a相预充电阻R1,b相预充电阻R2；

输入滤波电路(2)包括：a相电感La，b相电感Lb以及c相电感Lc；

a相主继电器K1第一端和a相预充继电器K2第一端分别连接a相电源；

a相预充继电器K2第二端与a相预充电阻R1第一端连接；

a相预充电阻R1第二端和a相主继电器K1第二端分别与a相电感La第一端连接；

b相主继电器K3第一端和b相预充继电器K4第一端分别连接b相电源；

b相预充继电器K4第二端与b相预充电阻R2第一端连接；

b相预充电阻R2第二端和b相主继电器K3第一端第二端分别与a相电感La第一端连接；

c相电源与c相电感Lc第一端连接；

a相电感La的第二端，b相电感Lb的第二端以及c相电感Lc的第二端分别与PWM整流电路(3)输入端连接。

3.根据权利要求2所述的大功率车载充电集成***，其特征在于，

PWM整流电路(3)包括：场效应管T1，场效应管T2，场效应管T3，场效应管T4，场效应管T5，场效应管T6；

a相电感La的第二端分别与场效应管T1第二端和场效应管T4第一端连接；

b相电感Lb的第二端分别与场效应管T3第二端和场效应管T6第一端连接；

c相电感Lc的第二端分别与场效应管T5第二端和场效应管T2第一端连接；

场效应管T1第一端，场效应管T3第一端，场效应管T5第一端分别连接PWM整流电路(3)正极输出端；

场效应管T4第二端，场效应管T6第二端，场效应管T2第二端分别连接PWM整流电路(3)负极输出端。

4.根据权利要求1所述的大功率车载充电集成***，其特征在于，

稳压电路(4)包括：支撑电容C1、电容C2、电容C3、分压电阻R3、分压电阻R4；

支撑电容C1第一端连接稳压电路(4)的第一正极线路；

支撑电容C1第二端连接稳压电路(4)的第二负极线路；

电容C2第一端和分压电阻R3第一端分别连接稳压电路(4)的第一正极线路；

电容C2第二端和分压电阻R3第二端分别连接稳压电路(4)的第一负极线路；

电容C3第一端和分压电阻R4第一端分别连接稳压电路(4)的第二正极线路；

电容C3第二端和分压电阻R4第二端分别连接稳压电路(4)的第二负极线路；

稳压电路(4)的第一正极线路连接PWM整流电路(3)正极输出端；

稳压电路(4)的第二负极线路连接PWM整流电路(3)负极输出端。

5.根据权利要求4所述的大功率车载充电集成***，其特征在于，

DCDC集成电路(5)包括：第一DCDC电路(11)和第二DCDC电路(12)；

第一DCDC电路(11)的第一输入端与第一正极线路连接；

第一DCDC电路(11)的第二输入端与第一负极线路；

第二DCDC电路(12)的第一输入端与第二正极线路；

第二DCDC电路(12)的第二输入端与第二负极线路；

第一DCDC电路(11)的第一输出端和第二DCDC电路(12)的第一输出端分别连接输出滤波电路(6)的第一输入端；

第一DCDC电路(11)的第二输出端和第二DCDC电路(12)的第二输出端分别连接输出滤波电路(6)的第二输入端。

6.根据权利要求5所述的大功率车载充电集成***，其特征在于，

输出滤波电路(6)包括：输出滤波电感CT1，输出滤波电容C4；

输出滤波电感CT1的第一输入端连接输出滤波电路(6)的第一输入端；

输出滤波电感CT1的第二输入端连接输出滤波电路(6)的第二输入端；

输出滤波电感CT1的第一输出端和输出滤波电容C4的第一端分别连接输出滤波电路(6)的第一输出端；

输出滤波电感CT1的第二输出端和输出滤波电容C4的第二端分别连接输出滤波电路(6)的第二输出端；

输出滤波电路(6)的第二输出端连接动力电池负极。

7.根据权利要求6所述的大功率车载充电集成***，其特征在于，

输出滤波电路(6)的第一输出端与输出预充电路(7)连接；

输出预充电路(7)包括：输出预充电阻R5和输出二极管D7；

输出预充电阻R5的第一端和输出二极管D7的阳极分别连接输出滤波电路(6)的第一输出端；

输出预充电阻R5的第二端和输出二极管D7的阴极分别连接动力电池正极。

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