集成式车载充电器及使用该集成式车载充电器的汽车的制作方法
集成式车载充电器及使用该集成式车载充电器的汽车的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及电学领域，尤其设及适用于新能源汽车的集成式车载充电器，特别是 一种集成式车载充电器。
【背景技术】
[0002] 石油是目前世界上最重要的一次能源之一，随着经济的发展，人们对石油的需求 量与日俱增。由于石油资源的日益枯竭W及环境污染的不断加重，人们开始研发清洁可再 生能源。在汽车领域，由电能代替石油作为驱动能源将是未来新能源汽车发展趋势。目前， 市场上出现的新能源车主要W混合动力、纯电动车为主，运些汽车需要经常对整车电源和 动力电池充电。但是目前的充电装置速度慢，效率低下，不能满足大众的要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种节约成本与空间体积，同时可W实现大功率充电，加 快充电速度的集成式车载充电器及使用该集成式车载充电器的汽车。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明集成式车载充电器，包括相互连接的电源、控制器及 电机;所述电机的Ξ组绕组连接一整流桥D7,电容C2的正极连接在所述电机的Ξ组绕组的 中屯、点，所述电容C2的负极通过第一整流开关管Q7与所述控制器的母线的负极相连，所述 控制器的母线的负极通过二极管D8与所述电容C2的正极相连。
[0005] 在所述第一整流开关管Q7与所述控制器的母线的负极之间连接有第一继电器S1。
[0006] 在所述电容C2的正极与所述电机的Ξ组绕组的中屯、点之间连接有第二继电器S2。
[0007] 在所述二极管D8上并联一第二整流开关管Q8。
[000引所述控制器由Ξ对半桥组成，Ξ对所述半桥分别与所述电机的Ξ组绕组连接;所 述半桥由两组开关单元组成;所述开关单元由相互并联的开关管和二极管组成。
[0009] 所述控制器及所述电源通过所述母线相互连接。
[0010] 所述电源为高压蓄电池。
[0011] 所述电容C2为滤波电容。
[0012] 汽车，所述汽车包括集成式车载充电器。
[0013] 本发明集成式车载充电器节约成本与空间体积，提升充电效率，提高充电功率，可 W更加快速的充电。传统的车载集成式车载充电器一般包含前级PFCW及后级的DC/DC变 换，采用隔离式。单个集成式车载充电器的价格一般在几千元左右，效率满载95%左右。与 传统的集成式车载充电器相比，节省PFC部分的功率电感，W及开关管，节省掉整个DC/DC部 分，因此可W节省成本，并且节省空间体积。由于此集成式的充电机采用单级电路，因此效 率比较高，对于单级脚CK-B00ST电路效率可W达到97% W上，节省电能。采用电机控制器的 开关管作为功率管，电机绕组作为功率电感，因此能够承受的电流较大，可W实现大功率充 电，从而减少充电时间。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明集成式车载充电器电机控制器及电机电路图；
[0015] 图2为本发明集成式车载充电器原理图；
[0016] 图3为本发明集成式车载充电器实施例一电路图；
[0017] 图4为本发明集成式车载充电器开关管时序及电感电压电流波形图；
[0018] 图5为本发明集成式车载充电器实施例二电路图；
[0019] 图6为本发明集成式车载充电器带有同步整流的控制时序图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本发明集成式车载充电器作进一步详细说明。
[0021] 如图1所示，高压蓄电池1母线与电机控制器2母线相连。电机控制器由6个开关管 组成3对半桥，每个开关管并联一颗二极管。通过对Ξ组半桥时序控制实现逆变。
[0022] 如图2、图3所示，整流桥D7对市电进行整流后与滤波电容C2相连。滤波电容C2的正 极连接在电机Ξ组绕组的中屯、点，滤波电容C2的负极通过第一整流开关管Q7与母线负极 (BUS-)相连。母线负极通过第八二极管D8与滤波电容C2正极相连。此种接法形成Ξ路电路， 分别是:第一电感L1与第一开关管Q1、第二开关管Q2;第二电感L2与第Ξ开关管Q3、第四开 关管Q4;第Ξ电感L3与第五开关管Q5、第六开关管Q6。运Ξ组电路可W交替工作，与第一整 流开关管Q7，第八二极管D8形成脚CK-B00ST电路。
[0023] 交流电输入进来接EMI滤波电路，通过整流桥整流之后，把工频交流电变为慢头波 形式的直流电。当需要充电时，闭合继电器第一继电器S1与第二继电器S2则可W实现充电。 如果不需要充电，断开继电器第一继电器S1与第二继电器S2,则充电电路与控制器处于断 开状态，不影响控制器单独工作。当充电功率比较大时，可ΚΞ组电路同时工作。
[0024] 开关管的时序图如图4所示，W第一电感L1与第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一 整流开关管Q7、第八二极管D8形成的电路进行说明，其他两路电路类似。
[0025] 当第二开关管Q2与第一整流开关管Q7同时导通时，第一电感L1上面所加电压为滤 波电容C2电压，当第二开关管Q2与第一整流开关管Q7关断时，第一电感L1通过第一二极管 D1、第一电容C1W及第八二极管D8实现续流。此时第一电感L1所加电压为高压蓄电池电压 Vo。假定滤波电容C2两端电压为Vin，一个开关周期内第二开关管Q2与第一整流开关管Q7导 通时间所占总周期的比例为D(占空比），根据伏秒平衡，则有如下表达式成立：
[0026]
[0027]其中：T为周期，L为第一电感L1电感量。
[002引整理后可W得到：
[0029]
[0030] 由此可W得出电路结构为脚CK-B00ST电路，能够实现升降压，输出电压范围宽，很 好的实现对高压蓄电池充电。
[0031] 图5、图6给出带有同步整流的实现形式，通过并联第二整流开关管Q8对第八二极 管D8进行同步整流，从而进一步提高效率。W第一电感LI与第一开关管Ql、第二开关管Q2、 第一整流开关管Q7、第八二极管D8形成的电路进行说明，当充电功率比较大时，Ξ路一起工 作，则第八二极管D8损耗较大，因此通过开关管第二整流开关管Q8对第八二极管D8进行同 步整流，提升效率，降低第八二极管D8损耗。
[0032] 本发明还提供一种包括集成式车载充电器的汽车。
[0033] W上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述 实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的 变
[0034] 型或替换，运些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1. 一种集成式车载充电器，包括相互连接的电源、控制器及电机;其特征在于，所述电 机的三组绕组连接一整流桥D7，电容C2的正极连接在所述电机的三组绕组的中心点，所述 电容C2的负极通过第一整流开关管Q7与所述控制器的母线的负极相连，所述控制器的母线 的负极通过二极管D8与所述电容C2的正极相连。2. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，在所述第一整流开关管Q7与 所述控制器的母线的负极之间连接有第一继电器S1。3. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，在所述电容C2的正极与所述 电机的三组绕组的中心点之间连接有第二继电器S2。4. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，在所述二极管D8上并联一第 二整流开关管Q8。5. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，所述控制器由三对半桥组 成，三对所述半桥分别与所述电机的三组绕组连接;所述半桥由两组开关单元组成;所述开 关单元由相互并联的开关管和二极管组成。6. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，所述控制器及所述电源通过 所述母线相互连接。7. 根据权利要求1或6所述的集成式车载充电器，其特征在于，所述电源为高压蓄电池。8. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，所述电容C2为滤波电容。9. 一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1~9任意一项所述的集成式车载充 电器。
【专利摘要】本发明集成式车载充电器，包括相互连接的电源、控制器及电机；所述电机的三组绕组连接一整流桥D7，电容C2的正极连接在所述电机的三组绕组的中心点，所述电容C2的负极通过第一整流开关管Q7与所述控制器的母线的负极相连，所述控制器的母线的负极通过二极管D8与所述电容C2的正极相连。本发明集成式车载充电器节约成本与空间体积，提升充电效率，提高充电功率，可以更加快速的充电。
【IPC分类】H02J7/10
【公开号】CN105490364
【申请号】CN201511026892
【发明人】马岭, 陈俊文, 周纯泽, 周波
【申请人】华域汽车电动系统有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月31日
【技术领域】
[0001] 本发明设及电学领域，尤其设及适用于新能源汽车的集成式车载充电器，特别是 一种集成式车载充电器。
【背景技术】
[0002] 石油是目前世界上最重要的一次能源之一，随着经济的发展，人们对石油的需求 量与日俱增。由于石油资源的日益枯竭W及环境污染的不断加重，人们开始研发清洁可再 生能源。在汽车领域，由电能代替石油作为驱动能源将是未来新能源汽车发展趋势。目前， 市场上出现的新能源车主要W混合动力、纯电动车为主，运些汽车需要经常对整车电源和 动力电池充电。但是目前的充电装置速度慢，效率低下，不能满足大众的要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种节约成本与空间体积，同时可W实现大功率充电，加 快充电速度的集成式车载充电器及使用该集成式车载充电器的汽车。
[0004] 为解决上述技术问题，本发明集成式车载充电器，包括相互连接的电源、控制器及 电机;所述电机的Ξ组绕组连接一整流桥D7,电容C2的正极连接在所述电机的Ξ组绕组的 中屯、点，所述电容C2的负极通过第一整流开关管Q7与所述控制器的母线的负极相连，所述 控制器的母线的负极通过二极管D8与所述电容C2的正极相连。
[0005] 在所述第一整流开关管Q7与所述控制器的母线的负极之间连接有第一继电器S1。
[0006] 在所述电容C2的正极与所述电机的Ξ组绕组的中屯、点之间连接有第二继电器S2。
[0007] 在所述二极管D8上并联一第二整流开关管Q8。
[000引所述控制器由Ξ对半桥组成，Ξ对所述半桥分别与所述电机的Ξ组绕组连接;所 述半桥由两组开关单元组成;所述开关单元由相互并联的开关管和二极管组成。
[0009] 所述控制器及所述电源通过所述母线相互连接。
[0010] 所述电源为高压蓄电池。
[0011] 所述电容C2为滤波电容。
[0012] 汽车，所述汽车包括集成式车载充电器。
[0013] 本发明集成式车载充电器节约成本与空间体积，提升充电效率，提高充电功率，可 W更加快速的充电。传统的车载集成式车载充电器一般包含前级PFCW及后级的DC/DC变 换，采用隔离式。单个集成式车载充电器的价格一般在几千元左右，效率满载95%左右。与 传统的集成式车载充电器相比，节省PFC部分的功率电感，W及开关管，节省掉整个DC/DC部 分，因此可W节省成本，并且节省空间体积。由于此集成式的充电机采用单级电路，因此效 率比较高，对于单级脚CK-B00ST电路效率可W达到97% W上，节省电能。采用电机控制器的 开关管作为功率管，电机绕组作为功率电感，因此能够承受的电流较大，可W实现大功率充 电，从而减少充电时间。
【附图说明】
[0014] 图1为本发明集成式车载充电器电机控制器及电机电路图；
[0015] 图2为本发明集成式车载充电器原理图；
[0016] 图3为本发明集成式车载充电器实施例一电路图；
[0017] 图4为本发明集成式车载充电器开关管时序及电感电压电流波形图；
[0018] 图5为本发明集成式车载充电器实施例二电路图；
[0019] 图6为本发明集成式车载充电器带有同步整流的控制时序图。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图对本发明集成式车载充电器作进一步详细说明。
[0021] 如图1所示，高压蓄电池1母线与电机控制器2母线相连。电机控制器由6个开关管 组成3对半桥，每个开关管并联一颗二极管。通过对Ξ组半桥时序控制实现逆变。
[0022] 如图2、图3所示，整流桥D7对市电进行整流后与滤波电容C2相连。滤波电容C2的正 极连接在电机Ξ组绕组的中屯、点，滤波电容C2的负极通过第一整流开关管Q7与母线负极 (BUS-)相连。母线负极通过第八二极管D8与滤波电容C2正极相连。此种接法形成Ξ路电路， 分别是:第一电感L1与第一开关管Q1、第二开关管Q2;第二电感L2与第Ξ开关管Q3、第四开 关管Q4;第Ξ电感L3与第五开关管Q5、第六开关管Q6。运Ξ组电路可W交替工作，与第一整 流开关管Q7，第八二极管D8形成脚CK-B00ST电路。
[0023] 交流电输入进来接EMI滤波电路，通过整流桥整流之后，把工频交流电变为慢头波 形式的直流电。当需要充电时，闭合继电器第一继电器S1与第二继电器S2则可W实现充电。 如果不需要充电，断开继电器第一继电器S1与第二继电器S2,则充电电路与控制器处于断 开状态，不影响控制器单独工作。当充电功率比较大时，可ΚΞ组电路同时工作。
[0024] 开关管的时序图如图4所示，W第一电感L1与第一开关管Q1、第二开关管Q2、第一 整流开关管Q7、第八二极管D8形成的电路进行说明，其他两路电路类似。
[0025] 当第二开关管Q2与第一整流开关管Q7同时导通时，第一电感L1上面所加电压为滤 波电容C2电压，当第二开关管Q2与第一整流开关管Q7关断时，第一电感L1通过第一二极管 D1、第一电容C1W及第八二极管D8实现续流。此时第一电感L1所加电压为高压蓄电池电压 Vo。假定滤波电容C2两端电压为Vin，一个开关周期内第二开关管Q2与第一整流开关管Q7导 通时间所占总周期的比例为D(占空比），根据伏秒平衡，则有如下表达式成立：
[0026]
[0027]其中：T为周期，L为第一电感L1电感量。
[002引整理后可W得到：
[0029]
[0030] 由此可W得出电路结构为脚CK-B00ST电路，能够实现升降压，输出电压范围宽，很 好的实现对高压蓄电池充电。
[0031] 图5、图6给出带有同步整流的实现形式，通过并联第二整流开关管Q8对第八二极 管D8进行同步整流，从而进一步提高效率。W第一电感LI与第一开关管Ql、第二开关管Q2、 第一整流开关管Q7、第八二极管D8形成的电路进行说明，当充电功率比较大时，Ξ路一起工 作，则第八二极管D8损耗较大，因此通过开关管第二整流开关管Q8对第八二极管D8进行同 步整流，提升效率，降低第八二极管D8损耗。
[0032] 本发明还提供一种包括集成式车载充电器的汽车。
[0033] W上已对本发明创造的较佳实施例进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述 实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明创造精神的前提下还可作出种种的等同的 变
[0034] 型或替换，运些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
【主权项】
1. 一种集成式车载充电器，包括相互连接的电源、控制器及电机;其特征在于，所述电 机的三组绕组连接一整流桥D7，电容C2的正极连接在所述电机的三组绕组的中心点，所述 电容C2的负极通过第一整流开关管Q7与所述控制器的母线的负极相连，所述控制器的母线 的负极通过二极管D8与所述电容C2的正极相连。2. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，在所述第一整流开关管Q7与 所述控制器的母线的负极之间连接有第一继电器S1。3. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，在所述电容C2的正极与所述 电机的三组绕组的中心点之间连接有第二继电器S2。4. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，在所述二极管D8上并联一第 二整流开关管Q8。5. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，所述控制器由三对半桥组 成，三对所述半桥分别与所述电机的三组绕组连接;所述半桥由两组开关单元组成;所述开 关单元由相互并联的开关管和二极管组成。6. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，所述控制器及所述电源通过 所述母线相互连接。7. 根据权利要求1或6所述的集成式车载充电器，其特征在于，所述电源为高压蓄电池。8. 根据权利要求1所述的集成式车载充电器，其特征在于，所述电容C2为滤波电容。9. 一种汽车，其特征在于，所述汽车包括权利要求1~9任意一项所述的集成式车载充 电器。
【专利摘要】本发明集成式车载充电器，包括相互连接的电源、控制器及电机；所述电机的三组绕组连接一整流桥D7，电容C2的正极连接在所述电机的三组绕组的中心点，所述电容C2的负极通过第一整流开关管Q7与所述控制器的母线的负极相连，所述控制器的母线的负极通过二极管D8与所述电容C2的正极相连。本发明集成式车载充电器节约成本与空间体积，提升充电效率，提高充电功率，可以更加快速的充电。
【IPC分类】H02J7/10
【公开号】CN105490364
【申请号】CN201511026892
【发明人】马岭, 陈俊文, 周纯泽, 周波
【申请人】华域汽车电动系统有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年12月31日
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