[发明专利]双向车载充电器及其控制方法

说明书

本发明涉及一种双向车载充电器及其控制方法，该双向车载充电器，包括：输入电源，其作为充电系统的电源；功率因数校正器，其连接到输入电源；直流/直流电路，其连接到功率因数校正器并具有开关单元和输出端子；第一开关，其连接第一线和第二线中的任何一个，其中第一线用于连接输入电源和功率因数校正器，第二线用于连接功率因数校正器和直流/直流电路的输出端子；以及第二开关，其设置在直流/直流电路的开关单元和输出端子之间，并且选择性地连接开关单元和输出端子。

技术领域

本发明涉及一种双向车载充电器及其控制方法，更具体涉及一种通过将两个开关应用到单向车载充电器结构并实现双向电力传输，而在不增加尺寸和材料成本的情况下提高电力转换效率的方法。

背景技术

近来，车辆市场对环保车辆的需求迅速增长。对于作为环保车辆的电动汽车(EV)和插电式混合动力电动汽车(PHEV)而言，需要用于对高压电池充电的充电装置。

充电装置分为车载充电器(OBC)和快速充电器。标准化且无论哪种类型车辆均可互换的车载充电器，通过向车辆提供普通的、市售的交流电(例如220V)来为电池充电。车载充电器是指通过从电动车辆供电设备(EVSE)获得电能(例如，交流电(AC))，利用便携式充电电缆(例如，电缆控制箱，ICCB)为高压电池充电的设备。根据电池容量，充电时间约为4至6小时。使用外部电源为电池充电的快速充电器，通过向电动车辆可变地供应约100至450V的直流电压来对电池充电，并且与车载充电器相比，其缩短了高电压和大容量充电的充电时间(例如，约30分钟到40分钟)。

如上所述，随着环保车辆使用量的扩增，存在使用智能电网中的能源来应对应急电力的积极趋势。为了将电力传输到智能电网，需要将用于从电池反向向电网传输电力的双向充电系统应用到现有技术中的具有单向电源电路结构的OBC。

然而，这就需要添加将现有技术中的单向OBC改变成双向OBC的电路和组件，但是如果以这种方式添加了电路和组件，就会增大尺寸和材料成本。

发明内容

本发明提供一种通过将两个开关应用到单向车载充电器结构并实现双向电力传输，而在不增加尺寸和材料成本的情况下提高电力转换效率的方法和装置。

本发明构思要解决的技术问题不限于上述问题，本发明所属领域的技术人员从以下描述中将清楚地理解本文未提及的任何其他技术问题。

本发明的示例性实施方式提供一种双向车载充电器，包括：输入电源，其作为充电系统的电源；功率因数校正器(PFC)，其连接到输入电源；直流/直流(DC/DC)电路，其连接到功率因数校正器并具有开关单元和输出端子；第一开关，其连接第一线和第二线中的任何一个，其中第一线用于连接输入电源和功率因数校正器，第二线用于连接功率因数校正器和直流/直流电路的输出端子；以及第二开关，其设置在直流/直流电路的开关单元和输出端子之间，并且选择性地连接开关单元和输出端子。

在一个示例性实施方式中，在充电操作期间，第一开关接通且第二开关断开以连接第一线。此外，在放电操作期间，第一开关接通且第二开关接通以连接第二线。

在本发明的另一个示例性实施方式中提供一种双向车载充电器，包括：输入电源，其作为充电系统的电源；功率因数校正器(PFC)，其连接到输入电源；直流/直流电路，其连接到功率因数校正器并具有开关单元和输出端子；第三开关，其设置在输入电源和功率因数校正器的输入端子之间，并选择性地连接输入电源和功率因数校正器的输入端子；第四开关，其设置在输入电源和直流/直流电路的输出端子之间，并选择性地连接输入电源和直流/直流电路的输出端子；以及第五开关，其设置在开关单元和直流/直流电路的输出端子之间，并选择性地连接开关单元和输出端子。

在一个示例性实施方式中，在充电操作期间，第三开关接通，第四开关断开，并且第五开关断开。此外，在放电操作期间，第三开关断开，第四开关接通，并且第五开关接通。功率因数校正器是用于三相充电的3脚功率因数校正器。