[发明专利]高压电池充电系统及其适用的充电器

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压电池充电系统，且特别涉及一种应用于电动汽车的高压电池充电系统及其适用的充电器。

背景技术

燃油式汽车的发明确实改善了人类行动上的方便与货物运送的问题，且随着制造技术的进步，燃油式汽车被大量生产，现今燃油式汽车已经成为人类生活中不可或缺的工具之一。目前世界燃油式汽车总数约8.5亿辆，而全球57％的石油消费在交通领域(其中美国达到67％)，预计到2020年燃油式汽车将达到12亿辆，全球石油需求与常规石油供给之间将出现净缺口，石油能源供需矛盾日益凸显。预计2050年的供需缺口几乎相当于2000年世界石油总产量的两倍，石油价格会飞速上涨，造成汽车使用成本越来越高。因此，各国都在积极鼓励发展新能源汽车，以改变能源结构，降低对石油的依赖。

此外，燃油式汽车运作时，会燃烧汽油造成空气污染，使整个生态环境遭致破坏，近年来为了改善车辆对环境的破坏，各个车商都致力研发低污染的汽车，以保护我们的环境。在各种新能源汽车中，电动汽车的技术背景相对比较成熟，且电网已经铺设到全球各地，可以很方便的获得稳定的电能，所以电动汽车(electric vehicle，EV)或者混合动力汽车(Plug-in Hybrid electric vehicle，PHEV)是新能源汽车发展的一个重要方向。

电动汽车或者混合动力汽车使用电池作为一个稳定的能量来源，以提供电能至汽车的相关控制电路以及产生动力的电机装置，当电池的电量耗尽时，需要使用充电器对电池充电，以恢复电池的电量。现有电动汽车或者混合动力汽车内的充电器主要包含一功率因子校正电路、一总线电容以及一直流-直流变换电路。其中功率因子校正电路用于将所接收的一输入电能的功率因子提高，并产生一总线电压。总线电容则与功率因子校正电路的输出端连接，用于储能稳压。直流-直流变换电路则接收总线电压，并将总线电压转换而产生高压充电电压对高压电池单元充电。

由于功率因子校正电路所产生的总线电压的电压大小实际上取决于总线电容的额定电压值，而直流-直流变换电路所输出的高压充电电压的电压范围则取决于总线电压的电压大小，因此当欲使高压充电电压的电压范围较广，使其可对例如400V的高压电池单元充电时，总线电压则需达到例如450V以上，故充电器需对应选用额定电压值较高的总线电容，例如额定值可达到500V的总线电容，然由于额定电压值较高的总线电容取得不易且成本较高，因此高压充电电压的宽电压范围便有所限制而难以达成。

此外，部份现有电动汽车或者混合动力汽车内的充电器还具有一辅助电源电路，与功率因子校正电路的输出端连接，辅助电源电路的输入电压来自总线电压，用于提供电能至汽车内部的各控制单元，然而由于辅助电源电路的输入电压来自于总线电压供应，因此一旦功率因子校正电路所接收的输入电能失常或中断而停止供应至功率因子校正电路，使得功率因子校正电路无法产生总线电压时，辅助电源电路便停止运作而中断供应电能至各控制单元，导致汽车的各控制单元所能操控的各功能将丧失而降低可靠性。

再者，现有电动汽车的充电器的总线电容并无法更换，因此一旦总线电容因长期充放电导致至寿命减短甚至损坏时，现有电动汽车仅能以新的充电器来更换旧的充电器，以此达成总线电容的更换，如此一来，甚为不便，也造成成本提高及资源浪费。

因此，如何发展一种可改善上述现有技术缺失的电动汽车的高压电池充电系统及其适用的充电器，实为相关技术领域者目前所迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高压电池充电系统及其适用的充电器，以解决现有电动汽车的充电器因额定电压值较高的总线电容取得不易且成本较高，因此难以提供宽电压范围的高压充电电压对电池单元充电，以及解决现有电动汽车的充电器的辅助电源电路并无法于输入电能失常或中断而停止供应至功率因子校正电路时，持续供电电能至各控制单元，导致电动汽车的可靠性降低，并解决现有电动汽车的充电器的总线电容无法更换的问题。