[发明专利]车载充放电系统及其所适用的控制方法

说明书

本公开提供一种车载充放电系统及其所适用的控制方法，其中车载充放电系统的双向充电器在对高压电池充放电时，是以变频方式运行，且低压变换器亦跟随双向充电器而以变频方式运行，此外，双向充电器可依据输出增益的不同而有不同的开关时序配置，因此本公开的车载充放电系统不但可优化体积，降低成本，还可在输出增益小于1、等于1或大于1时皆进入软开关运行，进而提升效率。更甚者，当低压变换器独立工作时，双向充电器的第一桥臂的中点和第二桥臂的中点之间短路，而第三至第四桥臂的开关频率大于谐振电路的谐振频率，故防止总线电容的电压超过其耐压而损坏。

技术领域

本公开为电动车领域，特别涉及一种车载充放电系统及其所适用的控制方法。

背景技术

目前，车载充电机和高压转低压直流-直流变换器是电动汽车必备的两个配件，其中车载充电机用来给车载动力高压电池充电，高压转低压直流-直流变换器是将车载动力电池的高电压通过直流-直流隔离变换器装换成低电压(通常12V)来为车内助力转向控制，照明，影音系统及传感装置等设备供电。未来随着用户体验的不断提升，具有放电功能的双向充电机将逐渐替代现有的单向充电机，双向充电机的特点是：除了具有给动力高压电池的充电功能外，还具有放电功能，通过将高压电池进行逆变输出交流电，给家用电器供电或者进行并网供电以实现能源的优化配置。双向充电机和低压直流-直流变换器如果只是体积上的叠加不仅占用空间，而且会增加成本，因此有必要将将两者在电路拓扑及控制上进行深度集成，通过共享开关器件和磁组件来达到减小体积，降低成本，提高功率密度的效果。三端口电路拓扑正是基于以上背景来提出的，由于其双向工作的特性，在器件配置和磁路设计上有很大的对称性，部分电路和磁路可以共享，最终可以通过有效的控制策略实现与两个独立部件叠加相同的功能，体积和成本得到优化。电动车是包含双向车载充放电系统，以利用双向车载充放电系统转换所接收的输入电能，进而供电给电动车内的高压电池以及低压负载来使用，而双向车载充放电系统亦可对高压电池放电，进而可以实现应急供电及并网发电的需求。对应高压电池以及低压负载两种不同供电需求，传统双向车载充放电系统通常是利用磁集成技术而构成三端口电路拓扑，亦即包含共享一个磁路的三个端口，其中的一端口可与相对于电动车的外部设备电连接，另一端口则与高压电池电连接，而最后一端口则与低压负载电连接。