[发明专利]车载充电系统

说明书

本公开提供一种车载充电系统，包括车载充电机、高压动力电池单元及控制器。车载充电机包括功率变换单元，包括AC/DC变换器和双向DC/DC变换器，双向DC/DC变换器包括一原边电路、一变压器及一副边电路，AC/DC变换器的输入端连接AC终端，AC/DC变换器的输出端连接双向DC/DC变换器的输入端；开关单元，通过下列方式中的一种连接功率变换单元：连接AC/DC变换器的输出端；连接双向DC/DC变换器的变压器的原边绕组；连接双向DC/DC变换器的变压器的副边绕组；同时连接AC/DC变换器的输出端和双向DC/DC变换器的输出端；以及电热元件，连接开关单元。本公开提供的车载充电系统不需要额外的PWM型DC/DC变换器及对应的控制系统，能量损失小，电热转换效率高，且极大地降低了成本及车载充电系统的体积。

技术领域

本公开涉及电源技术领域，具体而言，涉及一种成本低、效率高、体积小的车载充电系统。

背景技术

随着电源技术发展，电动汽车得以被广泛使用。在电动汽车相关技术中，加热供暖一直是研究的重点之一。

一方面，电动汽车的高压动力电池在低温下无法进行充电，需要在充电前对高压动力电池进行预加热，另一方面，电动汽车没有发动机余热供暖，需要依靠高压动力电池对车内进行辅助加热，此外，在冬天极冷的环境下，电动汽车在启动前需要除霜、除雾也需要电辅助加热。目前电动汽车供暖方案有多种，其中PTC(正温度系数)电热元件水暖加热方案因为其在电热转换效率、安全性、耐久性等方面的优势得到越来越多的应用。在低温下，可以在充电前先用电热元件将液流循环系统加热，并在温度达到要求后关闭电热元件，然后开始充电。此外，还可以在车辆运行过程中控制电热元件对车内温度进行调节。

图1A和图1B为一种现有车载充电系统的工作示意图。如图1A所示，在充电前的预加热模式期间，电能从AC终端经过充电机的AC/DC变换器111及DC/DC变换器112，再经过PWM型DC/DC变换器33到电热元件13对车体进行预加热。如图1B所示，在调温模式期间，高压动力电池32的电能经PWM型DC/DC变换器33到电热元件13对车体进行调温。因此，车载充电系统需要一个专门的DC/DC变换器33变换以输出电能给电热元件13发热，能量损失较大，电热转换效率低，且额外的DC/DC变换器33及其对应增加的控制系统会增加车载充电系统的体积及成本。

有鉴于此，如何提高车载充电系统的电热转换效率、降低成本及缩小体积是急需解决的问题。

在背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的问题，本公开的目的在于提供一种车载充电系统，包括车载充电机、高压动力电池单元及控制器。车载充电机包括功率变换单元、开关单元及电热元件，功率变换单元包括AC/DC变换器和双向DC/DC变换器，AC/DC变换器的输入端连接AC终端，AC/DC变换器的输出端连接双向DC/DC变换器的输入端；开关单元连接功率变换单元；电热元件连接开关单元。高压动力电池单元包括第一开关元件和高压动力电池，高压动力电池通过第一开关元件连接在双向DC/DC变换器的输出端。控制器连接功率变换单元及开关单元，控制器控制功率变换单元及开关单元工作。

于一个或多个实施例中，控制器控制车载充电机工作在预加热模式或调温模式，在车载充电机工作在预加热模式或调温模式期间，控制器闭合开关单元，电热元件通过开关单元连接到功率变换单元，并将功率变换单元输出的电能转化为热能。

于一个或多个实施例中，在预加热模式期间，控制器控制断开第一开关元件、闭合开关单元，并控制功率变换单元工作，以使电热元件将AC终端经功率变换单元变换输出的电能转化为热能对电动车车体进行预加热。

于一个或多个实施例中，在调温模式期间，控制器闭合第一开关元件、闭合开关单元，并控制功率变换单元工作，以使电热元件将高压动力电池经功率变换单元变换输出的电能转化为热能对电动车车体进行调温。