[发明专利]一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，该电路用于为电动汽车的储能设备充电，同时兼顾储能设备为电机供电。

背景技术

电动汽车内的充电器作为电动汽车电池快速灵活充电以及推动电动汽车技术进步及其市场推广的关键部件之一，它的成本、体积、重量以及性能成为其开发的关键及制约因素。

根据充电电路与电机驱动电路的关系，当前车内充电机分为独立式和集成式。独立式充电装置是完全独立的充电装置，由外部交流3相或单相供电输入，充电器将其转化为符合电池充电标准的直流，完成充电功能；集成式充电装置是在已有驱动电机逆变器基础上增加额外的接触器和电力电子模块(如开关器件，驱动电路，处理器及其外围电路等)实现充电功能，部分地降低了成本、体积及重量，交流输入条件与直流输出规格与独立式充电装置类似。

当前车载集成式充电电路的充电电流、充电功率等参数是固定值，当使用者充电功率超过额定值时，车内元件不能提供安全充电的环境，会导致充电电流、电压不满足国标的要求。因此需要对现有的车载集成式电路进行改进，以提高充电电路对不同充电工况的适应性，提高使用者的满意度，减小充电故障率，提高安全性。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，以解决目前车载充电电路对充电功率适应性差的问题。

为了达到上述目的，本发明实施例提供一种电动汽车车载式充电功率自适应的充放电电路，包括：①与整流侧电机三相定子绕组分别并联的电感线圈(以下简称：电感线圈1)；②与直直变换侧电机三相定子绕组分别并联的电感线圈(以下简称：电感线圈2)；③整流侧电机及其内部定子绕组和逆变器；④直直变换侧电机及其内部定子绕组和逆变器；⑤整流侧电机逆变器与直直变换侧电机逆变器之间的解耦电容；⑥充电接口，如三相交流充电接口，单相交流充电接口；⑦车内储能设备，如：超级电容、蓄电池、飞轮储能、空气压缩储能，等等。

其中，所述整流侧电机，是指充电时用于整流的三相桥连接的电机；所述直直变换侧电机，是指充电时用于直直变换(DC/DC)的三相桥连接的电机；这两个电机不局限于驱动电机，也可为空调压缩机，或者满足该电路条件的电动汽车上的其他电机。

其中，所述车载式充电功率自适应的充放电电路还包括：第一组接触器，连接于所述整流侧电机定子绕组，用于切断或导通所述交流电源接口；第二组接触器，连接于所述整流侧电机定子绕组，用于切断或导通所述驱动电机定子绕组的星形连接；第三组接触器，连接于储能设备正极，用于切断或导通储能设备与所述电机逆变器的连接，切换充电与放电状态下的电路连接；第四组接触器，连接于所述直直变换侧电机绕组中性点，用于实现充电时的三路并联Buck变换或者三路交错Buck变换；第五组接触器，连接于所述电感线圈1，用于切断或导通电感线圈1；第六组接触器，连接于所述整流侧电机三相定子绕组，用于充电时切断或导通所述整流侧电机三相定子绕组；第七组接触器，连接于所述电感线圈2，用于切断或导通电感线圈2；第八组接触器，连接于所述直直变换侧电机三相定子绕组，用于充电时切断或导通所述直直变换侧电机三相定子绕组；所述解耦电容连接于所述整流侧电机逆变器与所述直直变换侧电机逆变器之间，用于稳压。

其中，所述整流侧电机定子绕组与所述电感线圈1构成可变电感组合1，通过接触器的开关控制，可以构成三种电感值组合，用于适应不同的充电功率。同理，所述直直变换侧电机定子绕组与所述电感线圈2构成可变电感组合2。

其中，所述可变电感组合1中的接触器开关状态，取决于使用者或者设计者的充电功率设定值；当需要大功率时，通过设置接触器的开关状态，使得所述可变电感组合1的总电感值减小；反之，则增大。所述可变电感组合2的工作原理与此相同。

进一步地，在实施例中，所述可变电感组合1和所述整流侧电机逆变器电路构成升压整流电路，实现电感线圈与功率自动匹配、PWM整流功能、电压升压功能以及输入电流的主动功率校正功能。

进一步地，在实施例中，所述可变电感组合2与所述直直变换侧电机逆变器电路构成三路Buck电路，实现基于三路并联Buck电路的功率自适应直直变换。

进一步地，在实施例中，所述可变电感组合1连接于外部交流电源接口，其包括三个分别串联在每相中的整流侧电机定子绕组以及并联于三相的电感线圈1，当所述交流电源接口接入三相交流时，三相交流电通过所述可变电感组合1以及所述整流侧电机逆变器的开关器件进行PWM整流。