[发明专利]用于电动车辆的充电装置

说明书

本发明提供一种用于电动车辆的充电装置。该装置在从不同的电源接收电力时对车辆电池充电。该装置包括产生电力以驱动电动车辆的电动机和向该电动机供电的逆变器。AC电力输入端子接收单相AC电力和多相AC电力中的至少一个。具有单个三支路半桥电路的功率因数校正器通过AC电力输入端子接收AC输入电力。连接电容器通过功率因数校正器、电动机和逆变器的组合来充电。开关网络具有至少一个开关，以用于将AC电力输入端子选择性地连接到功率因数校正器、连接电容器、电动机或逆变器。控制器基于接收的AC输入电力的状况，操作功率因数校正器、开关网络和逆变器。

技术领域

本公开涉及车辆，并且更具体地涉及用于使用电动机的电力驱动的电动车辆的充电装置。

背景技术

与设计成通过燃烧化石燃料获取初级能源的内燃机车辆不同，电动车辆被设计成使用电能作为初级能源。因此，电动车辆包括在其中存储电能的高压电池、用作电源的电动机和驱动电动机的逆变器。用于对电动车辆的电池充电的充电器可以分为慢速充电器和高速充电器。慢速充电器可以向车辆传输商用交流(AC)电力而无需任何转换。高速充电器可以将商用AC电力转换成直流(DC)电力，并且可以将DC电力传输到车辆。慢速充电器具有简化的结构和低廉的价格，使得可以容易地开发慢速充电器。

然而，为了使用慢速充电器，需要将车载充电器(OBC)安装在电动车辆内。通过慢速充电器提供的AC电力的类型根据安装慢速充电器的国家而有所不同。为了使用各种类型的AC电力对电动车辆的电池充电，需要车载充电器(OBC)响应于各种类型的AC电力。

随着电动车辆的电池具有更高的容量，设置有充电一次的电池的电动车辆的行驶距离也在增加。因此，许多开发商和汽车制造商正在研究用于增加电动车辆的电池容量的技术。安装在电动车辆内的大容量电池不可避免地导致电动车辆的总充电时间的增加。为了减少大容量电池的充电时间，需要增加OBC容量。增加的OBC容量可能不可避免地增加电动车辆的组成元件的尺寸和电动车辆的生产成本。

发明内容

因此，本公开的一方面提供用于电动车辆的充电装置，该充电装置具有尺寸减小且简化的结构，并且在从各种类型的电源接收电力时对电动车辆的电池充电。本公开的其他方面将部分地在以下描述中阐述，并且部分地将从描述中显而易见，或者可以通过本公开的实践来了解。

根据本公开的方面，用于电动车辆的充电装置可以包括：电动机，配置为产生驱动电动车辆所需的动力；逆变器，配置为向电动机供电；交流(AC)电力输入端子，配置为接收单相AC电力和多相AC电力中的至少一个；功率因数校正器，具有单个三支路半桥电路，配置为通过AC电力输入端子接收AC输入电力；连接电容器(link capacitor)，配置为通过功率因数校正器、电动机、逆变器或其组合中的至少一个而被充电；开关网络，具有至少一个开关，以用于将AC电力输入端子选择性地连接到功率因数校正器、连接电容器、电动机或逆变器；以及控制器，配置为根据通过AC电力输入端子接收的AC输入电力的状况，操作功率因数校正器、开关网络和逆变器。

开关网络还可以包括设置在连接电容器与逆变器之间的第一开关。开关网络还可以包括设置在逆变器与电池之间的第二开关。开关网络还可以包括设置在功率因数校正器的三个支路中的任一个与逆变器之间的第三开关。开关网络还可以包括设置在电动机的中性点与高速充电端子之间的第四开关。开关网络还可以包括分别设置在高速充电端子与电池的两端之间的第五开关和第六开关。

控制器可以配置为执行电流模式占空比控制(current mode duty control)，以减少功率因数校正器的切换控制中的泄漏电流。通过控制功率因数校正器、开关网络和逆变器，控制器可以配置为将功率因数校正器转换成多个不同类型的转换器，以响应AC输入电力的状况。AC输入电力的状况可以包括AC输入电力的多相状况和单相状况。AC输入电力的状况可以包括AC输入电力的对称电力状况和不对称电力状况。