双向车载充电机、车载动力系统及电动车辆技术方案

本申请提供了一种双向车载充电机、车载动力系统及电动车辆，双向车载充电机包括直流母线、两个母线电容、功率因数校正电路和控制器，其中功率因数校正电路包括：第一桥臂，串联于直流母线的正负极之间，第一桥臂的中点通过第一开关连接两个母线电容的串联连接点；三个第二桥臂，分别串联于直流母线的正负极之间。控制器，用于：控制第一开关断开，并控制至少一个第二桥臂输出直流电为动力电池充电；控制第一开关导通，并控制至少一个第二桥臂的中点输出交流电为交流负载供电。在本申请中，可兼容对动力电池充电的正向充电功能以及对交流负载供电的逆向放电功能，大幅度降低了电路成本，运用灵活性强，适用性强。适用性强。适用性强。

【技术实现步骤摘要】
双向车载充电机、车载动力系统及电动车辆


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种双向车载充电机、车载动力系统及电动车辆。

技术介绍

[0002]目前，车载充电机(on board charge，OBC)是指固定安装在电动汽车上的充电机，该车载充电机的交流侧连接交流电网，车载充电机的直流侧连接动力电池，其中，车载充电机用于将交流电网的输出电压转换为直流电压以对动力电池充电。然而，在车载充电机的交流侧连接外部负载的情况下，车载充电机无法兼容对外部负载充电的需求，适用性差。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种双向车载充电机、车载动力系统及电动车辆，可兼容对动力电池充电的正向充电功能和对交流负载供电的逆向放电功能，大幅度降低了电路成本，运用灵活性强，适用性强。
[0004]第一方面，本申请提供了一种双向车载充电机，用于利用三相交流电源为动力电池充电或利用动力电池为交流负载供电。双向车载充电机包括：
[0005]直流母线，用于传输直流电；
[0006]两个母线电容，串联于直流母线的正负极之间；
[0007]功率因数校正(power factor correction，PFC)电路，用于接收三相交流电源提供的一相交流电或三相交流电，或用于接收动力电池提供的直流电，功率因数校正电路包括：
[0008]第一桥臂，串联于直流母线的正负极之间，第一桥臂的中点通过第一开关连接两个母线电容的串联连接点；
[0009]三个第二桥臂，分别串联于直流母线的正负极之间，至少一个第二桥臂的中点用于接收一相交流电；或者三个第二桥臂的中点用于接收三相交流电；或者至少一个第二桥臂用于接收直流电；
[0010]控制器，用于：
[0011]控制第一开关断开，并控制至少一个第二桥臂输出直流电为动力电池充电；
[0012]控制第一开关导通，并控制至少一个第二桥臂的中点输出交流电为交流负载供电。
[0013]在本申请中，可控制第一开关和三个第二桥臂配合动作，从而实现对动力电池充电的正向充电功能以及对交流负载供电的逆向放电功能，大幅度降低了电路成本，运用灵活性强，适用性强。
[0014]结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，上述第一桥臂包括串联的两个二极管，两个二极管的串联连接点作为第一桥臂的中点，桥臂成本更低；第二桥臂包括串联的第二开关和第三开关，第二开关和第三开关的串联连接点作为第二桥臂的中点。
[0015]控制器，用于：
[0016]控制至少一个第二桥臂中的第二开关和第三开关交替导通，以将一相交流电转换为直流电或将直流电转换为交流电；
[0017]控制三个第二桥臂中的第二开关和第三开关交替导通，以将三相交流电转换为直流电。
[0018]在本申请中，控制三个第二桥臂中的部分第二桥臂或者所有第二桥臂动作，可实现将一相交流电转换为直流电、或将直流电转换为交流电、或将三相交流电转换为直流电，从而满足了双向车载充电机的不同工作需求，运用灵活性强。
[0019]结合第一方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，双向车载充电机包括与三个第二桥臂对应的三个第四开关，一个第二桥臂的中点通过与第二桥臂对应的第四开关连接至三相交流电源的一个火线或交流负载的第一连接端。其中，三个第二桥臂的中点、三个第四开关和三相交流电源的三个火线一一对应并连接。
[0020]控制器，用于：
[0021]控制任意一个第四开关导通，并控制其他两个第四开关断开，以使至少一个第二桥臂的中点接收一相交流电或输出交流电；
[0022]控制三个第四开关导通，以使三个第二桥臂的中点接收三相交流电。
[0023]在本申请中，控制三个第四开关中的任意一个第四开关或者所有第四开关导通，可实现第二桥臂的中点接收一相交流电、或输出交流电、或接收三相交流电，从而满足双向车载充电机的不同工作需求，运用灵活性强。
[0024]结合第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，三个第二桥臂包括除任意一个第四开关对应的第二桥臂之外的其他两个第二桥臂；双向车载充电机包括一个第五开关。其中，其他两个第二桥臂中的任意一个第二桥臂的中点通过第五开关连接至任意一个第四开关的第一连接端，任意一个第四开关的第一连接端与三相交流电源的一个火线或交流负载的第一连接端连接。
[0025]控制器，用于：
[0026]控制任意一个第四开关和第五开关导通，并控制其他两个第四开关断开，以使至少一个第二桥臂的中点接收一相交流电或输出交流电；
[0027]控制三个第四开关断开，并控制第五开关导通，以使至少一个第二桥臂的中点接收一相交流电或输出交流电。
[0028]在本申请中，控制三个第四开关和一个第五开关中的各开关导通或者关断，可实现第二桥臂的中点接收一相交流电或输出交流电，从而满足了双向车载充电机的不同工作需求，运用灵活性强。
[0029]结合第一方面第二种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，三个第二桥臂包括除任意一个第四开关对应的第二桥臂之外的其他两个第二桥臂；双向车载充电机包括与其他两个第二桥臂对应的两个第五开关。其中，其他两个第二桥臂中的一个第二桥臂的中点通过与第二桥臂对应的第五开关连接至任意一个第四开关的第一连接端，任意一个第四开关的第一连接端与三相交流电源的一个火线或交流负载的第一连接端连接。其他两个第二桥臂的中点和两个第五开关一一对应并连接。
[0030]控制器，用于：
[0031]控制任意一个第四开关和两个第五开关导通，并控制其他两个第四开关断开，以使至少一个第二桥臂的中点接收一相交流电或输出交流电；
[0032]控制三个第四开关断开，并控制两个第五开关导通，以使至少一个第二桥臂的中点接收一相交流电或输出交流电。
[0033]在本申请中，控制三个第四开关和两个第五开关中的各开关导通或者关断，可实现第二桥臂的中点接收一相交流电或输出交流电，从而满足了双向车载充电机的不同工作需求，运用灵活性强。
[0034]结合第一方面第一种可能的实施方式至第一方面第四种可能的实施方式中的任一种，在第五种可能的实施方式中，双向车载充电机包括第六开关，任意一个第二桥臂的中点通过第六开关连接三相交流电源的零线；双向车载充电机用于利用三相交流电源为动力电池充电；
[0035]控制器，用于：
[0036]控制第六开关断开，以实现对动力电池充电的正向充电功能。
[0037]结合第一方面第一种可能的实施方式至第一方面第四种可能的实施方式中的任一种，在第六种可能的实施方式中，双向车载充电机包括第六开关，任意一个第二桥臂的中点通过第六开关连接交流负载的第二连接端；双向车载充电机用于利用动力电池为交流负载供电；
[0038]控制器，用于：
[0039]控制第六开关导通，以实现对交流负载供电的逆向放电功能。
[0040]结合第一方面第六种可能的实施方式，在第七种可能的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向车载充电机，用于利用三相交流电源为动力电池充电或利用所述动力电池为交流负载供电，其特征在于，包括：直流母线，用于传输直流电；两个母线电容，串联于所述直流母线的正负极之间；所述功率因数校正电路，用于接收所述三相交流电源提供的一相交流电或三相交流电，或用于接收所述动力电池提供的所述直流电，所述功率因数校正电路包括：第一桥臂，串联于所述直流母线的正负极之间，所述第一桥臂的中点通过第一开关连接所述两个母线电容的串联连接点；三个第二桥臂，分别串联于所述直流母线的正负极之间，至少一个所述第二桥臂的中点用于接收所述一相交流电；或者三个所述第二桥臂的中点用于接收所述三相交流电；或者至少一个所述第二桥臂用于接收所述直流电；控制器，用于：控制所述第一开关断开，并控制至少一个所述第二桥臂输出所述直流电为所述动力电池充电；控制所述第一开关导通，并控制至少一个所述第二桥臂的中点输出交流电为所述交流负载供电。2.根据权利要求1所述的双向车载充电机，其特征在于，所述第一桥臂包括串联的两个二极管，所述两个二极管的串联连接点作为所述第一桥臂的中点；所述第二桥臂包括串联的第二开关和第三开关，所述第二开关和所述第三开关的串联连接点作为所述第二桥臂的中点；所述控制器，用于：控制至少一个所述第二桥臂中的第二开关和第三开关交替导通，以将所述一相交流电转换为所述直流电或将所述直流电转换为所述交流电；控制三个所述第二桥臂中的第二开关和第三开关交替导通，以将所述三相交流电转换为所述直流电。3.根据权利要求2所述的双向车载充电机，其特征在于，所述双向车载充电机包括与三个所述第二桥臂对应的三个第四开关，一个所述第二桥臂的中点通过与所述第二桥臂对应的第四开关连接至所述三相交流电源的一个火线或所述交流负载的第一连接端；所述控制器，用于：控制任意一个所述第四开关导通，并控制其他两个所述第四开关断开，以使至少一个所述第二桥臂的中点接收所述一相交流电或输出所述交流电；控制三个所述第四开关导通，以使三个所述第二桥臂的中点接收所述三相交流电。4.根据权利要求3所述的双向车载充电机，其特征在于，三个所述第二桥臂包括除任意一个所述第四开关对应的第二桥臂之外的其他两个所述第二桥臂；所述双向车载充电机包括一个第五开关；其他两个所述第二桥臂中的任意一个所述第二桥臂的中点通过所述第五开关连接至任意一个所述第四开关的第一连接端，任意一个所述第四开关的第一连接端与所述三相交流电源的一个火线或所述交流负载的第一连接端连接；所述控制器，用于：
控制任意一个所述第四开关和所述第五开关导通，并控制其他两个所述第四开关断开，以使至少一个所述第二桥臂的中点接收所述一相交流电或输出所述交流电；控制三个所述第四开关断开，并控制所述第五开关导通，以使至少一个所述第二桥臂的中点接收所述一相交流电或输出所述交流电。5.根据权利要求3所述的双向车载充电机，其特征在于，三...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志刚，孟元东，倪辉，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：