[发明专利]再充电系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年12月9日在韩国知识产权局提交的第10-2011-0132254号韩国专利申请的优先权和利益，其全部内容并入本文以供参考。

技术领域

本发明涉及充电装置和方法。更具体地，本发明涉及用于使用外部商用电源的环境友好型车辆的充电装置和方法，该外部商用电源经由环境友好型车辆内形成的电网插入以对电池充电。

背景技术

包括电动车的环境友好型车辆是对燃料消耗和排气稳定提供改善的插入式电动车，其包括高电压/高电流电网。

环境友好型车辆使用插入式方法，其使用外部商用电力对电池充电。

在环境友好型车辆中设置车载充电器，其整流外部商用电力以通过插入式充电提供缓慢充电。

布置在环境友好型车辆内的车载充电器包括高电压开关、感应器、电容器、绝缘型变压器、和冷却系统，且需要对它们进行封装。

此外，用于车载充电器的各个部件昂贵且较重，导致整体成本的增加和燃料效率的下降。

特别地，充电器

的价格与具有大约十倍电容的操作逆变器的价格相似，增加了环境

友好型车辆的成本，且减弱了其成本竞争力。

上述在该背景技术部分公开的信息仅用于增强对本发明背景的理解，因此其可能含有不构成在该国本领域普通技术人员已经知晓的现有技术的信息。

发明内容

本发明致力于提供一种环境友好型车辆的充电装置，其具有使用经由插头供应的商用电力且使用车辆内电网而无需环境友好型车辆中独立充电器的优势。

此外，本发明具有根据输入电压和电池电压的状态通过操作变压器或逆变器来使变压器和逆变器的切换损耗最小化的优势。

此外，本发明具有通过在逆变器和变压器的升压控制中增加功率因数校正(PFC)来提供充电效率的优势。

根据本发明的示例性实施方式的充电装置可以包括：适于并配置成储存DC电压的电池、作为电动机或发电机操作的第一和第二电动机、适于并配置成操作第一和第二电动机的第一和第二逆变器、适于并配置成升高电池的DC电压以将其供应至第一和第二逆变器并且升高逆变器的DC电压以将其供应至电池的变压器、和适于并配置成根据经由第一和第二电动机的中性点输入的电压和电池电压将第一和第二逆变器作为升压器操作或将变压器作为降压器(buck booster)操作的充电控制器。

如果经由第一和第二电动机的中性点输入的电压超过电池电压，充电控制器控制第一和第二逆变器使其被关闭并且控制变压器使其成为降压器。

当第一和第二逆变器关闭时，充电控制器将经由第一和第二电动机的中性点输入的电压旁路到变压器。

如果电池电压超过经由第一和第二电动机的中性点输入的电压，充电控制器根据中性点的输入电压切换第一和第二逆变器，以使第一和第二逆变器为升压器并且持续地接通变压器的上部开关元件。

如果第一和第二电动机的中性点的输入电压超过电池电压，充电控制器进行控制，使得变压器升高电压并执行DC电压变换以对电池充电。

如果经由第一和第二电动机的中性点输入的输入电压小于电池电压，充电控制器仅使用第一和第二逆变器来执行电压升高和DC电压变换，以使经升高和DC变换的电压供应至电池作为充电电压。

如果确定电池充电完全，充电控制器切断输入到第一和第二电动机的中性点的电压。

如果电池电压超过第一和第二电动机的中性点的输入电压且输入电压的相位具有正值(V_in＞0)，则充电控制器将第一逆变器作为升压器操作。

如果电池电压超过第一和第二电动机的中性点的输入电压且输入电压的相位具有负值(V_in＜0)，则充电控制器将第二逆变器作为升压器操作。

根据本发明的示例性实施方式的充电方法可包括：检测充电插头的连接，如果检测到充电插头的连接则检测经由第一和第二电动机的中性点输入的电压和电池电压，以及通过取决于经由第一和第二电动机的中性点输入的电压与电池电压之间的关系而将第一和第二逆变器作为升压器操作或将变压器作为降压器操作来对电池充电。

如果经由第一和第二电动机的中性点输入的电压超过电池电压，可仅通过变压器升高输入电压以对电池充电。

如果经由第一和第二电动机的中性点输入的电压小于电池电压，可仅通过第一和第二逆变器升高输入电压以对电池充电。