一种基于新能源汽车电机控制器的DCDC升压充电系统及方法技术方案

本发明专利技术一种基于新能源汽车电机控制器的DCDC升压充电系统及方法。解决了现有技术中高电压平台架构车辆与中压直流充电桩难匹配，增加升压电路带来的成本高、重量重、占用空间的问题。系统包括快充接口、驱动充电控制器和电池管理器，快充接口连接驱动充电控制器，驱动充电控制器与电池管理器通信连接，电池管理器与快充接口通信连接。驱动充电控制器包括第三切换开关、电池、永磁电机，在工作在升压充电模式时，控制第三切换开关闭合，三相全桥逆变电路上桥关断，由上桥续流二极管、下桥、永磁电机三相电感共同组成等效的直流升压电路，实现高压平台架构车辆的DCDC升压快充功能。压平台架构车辆的DCDC升压快充功能。压平台架构车辆的DCDC升压快充功能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于新能源汽车电机控制器的DCDC升压充电系统及方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车
，尤其是涉及一种基于新能源汽车电机控制器的DCDC升压充电系统及方法。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车用户对应急性和长距离出行的充电需求日益增多，提升充电速度已成为新能源行业迫切需求解决的问题。目前最主流的解决方案为大功率直流快充。现阶段的直流快充模式一般功率在60KW，直流输出电压最大650V.10%
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80%SOC充电时间普遍在40分钟以上。为了进一步缩短充电时间，以及提升整车的动力性能，800V高电压电气架构已成为未来趋势，搭载800V直流快充单枪充电功率可提升至350kw以上，充电时间可进一步缩短。
[0003]800V高电压电气架构平台需要车端和充电端同步升级实现，而直流充电桩近年来已快速发展布局，800V高电压平台架构的车辆与400V直流充电桩的匹配也成为主要的技术问题。目前最简单直接的方式是在车辆端增加DC
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DC升压电路，而增加升压电路就意味着增加成本，也会给车辆的轻量化设计和空间布局带来问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术主要是解决现有技术中高电压平台架构车辆与中压直流充电桩难匹配，以及通过增加升压电路带来的成本高、重量重、占用空间的问题，提供了一种基于新能源汽车电机控制器的DCDC升压充电系统及方法。
[0005]本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于新能源汽车电机控制器的DCDC升压充电系统，包括快充接口、驱动充电控制器和电池管理器，快充接口连接驱动充电控制器，驱动充电控制器与电池管理器通信连接，电池管理器与快充接口通信连接；快充接口，用于连接充电枪，在快充接口与充电枪连接后，发送快充连接信号给电池管理器；电池管理器，根据快充接口信号判断充电枪的连接状态，在确认充电枪为连接正常状态下，对整车进行高压上电，控制驱动充电控制器切换为升压充电模式；对驱动充电控制器是否充电就绪进行判断，在确认充电就绪后，通过can通讯通知快充充电设备允许充电，由驱动充电控制器进行升压控制；驱动充电控制器，包括第三切换开关、电池、永磁电机，电池通过三相全桥逆变电路与永磁电机连接，第三切换开关连接在快充接口输出端与驱动充电控制器输入端之间，其中永磁电机定子绕组中性点作为正极输入端连接第三切换开关，三相全桥逆变电路母线负极作为负极输入端连接第三切换开关，在工作在升压充电模式时，控制第三切换开关闭合，三相全桥逆变电路上桥关断，三相全桥逆变电路下桥以固定频率重复通断，由上桥续流二极管、下桥、永磁电机三相电感共同组成等效的直流升压电路。第三切换开关包括正极输
入端、负极输入端、正极输出端、负极输出端，其中第三切换开关正极输入端和负极输入端连接快充接口输出端，第三切换开关正极输出端、负极输出端分别与驱动充电控制器正极输入端、负极输入端连接。
[0006]本专利技术利用了新能源汽车已有的电路进行改进，抽出永磁电机三相绕组的中性点作为充电直流电压的正极输入端，利用定子绕组三相电感和三相全桥逆变电路，通过控制三相全桥逆变电路结构，将其等效为boost升压电路，控制抬升高压直流侧电压，反向给电池充电。无需另外增加DC
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DC升压电路，既降低了成本，更便利于车辆轻量化和空间布局。针对基于驱动充电控制器的DCDC升压充电系统，还包括快充接口、电池管理器、驱动充电控制器，以及它们之间交互逻辑。
[0007]在升压充电模式时，利用永磁电机中性点作为直流正极输入端，永磁电机定子绕组三相电感作为升压电路的储能电感，三相全桥逆变电路的上桥关断，利用续流二极管与下桥组成一个具有三个直流升压电路并联的boost电路，其控制原理与普通boost电路的基本原理一样。
[0008]电池管理器与驱动充电控制器之间的交互通过can通讯进行连接，快充接口与与电池管理器之间通过can通讯进行连接。
[0009]作为一种优选方案，直流升压电路包括三相电感La、Lb、Lc、二极管D1、二极管D3、二极管D5、晶体管S2、晶体管S4、晶体管S6，三相电感La、Lb、Lc的一端相连接作为正极输入端，三相电感La、Lb、Lc的另一端分别对应连接二极管D1、二极管D3、二极管D5的正极，二极管D1、二极管D3、二极管D5的负极相连接并连接至电池正极端，晶体管S2集电极连接二极管D1正极，晶体管S4集电极连接二极管D3正极，晶体管S6集电极连接二极管D5正极，晶体管S2、晶体管S4、晶体管S6的发射极分别接地，晶体管S2、晶体管S4、晶体管S6的基极都输入相同的固定频率的控制信号。
[0010]本方案中利用了永磁电机中性点作为直流正极输入端，永磁电机定子绕组三相电感La、Lb、Lc作为升压电路的储能电感，三相全桥逆变电路的上桥常闭关断，利用续流二极管D1、D3、D5与三相全桥逆变电路的下臂晶体管S2、S4、S6组成一个由三个直流升压电路并联的boost电路。其控制与普通boost电路的基本原理一样，具体控制如下：控制晶体管S2、S4、S6以相同的固定频率重复开通关断，在三相电感Lx（x=a、b、c）、晶体管Sy（y=2，4，6）和二极管Dz（z=1、3、5）中间节点产生一串脉冲，三相电感和电容C形成输出滤波器将电脉冲滤波，从而得到直流输出电压Vout。
[0011]当晶体管Sy处于导通状态，三相电感Lx进行储能，电感电流上升斜率为Vin/Lx，二极管Dz反向阻断，电容C和预充电阻R形成放电回路输出电流。
[0012]当晶体管Sy处于关断状态，三相电感Lx进行放电，电感电流下降斜率为（Vout
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Vin）/Lx。二极管Dz正向导通，三相电感Lx并联分流产生三个电流Ix（x=a、b、c），为预充电阻R提供电流Iout，并为电容C充电。
[0013]boost电路在电流连续工作在CCM模式稳态状态下，输入电压和输出电压关系为：Vout/Vin=1/（1
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D），其中D为输入控制信号的占空比。
[0014]作为一种优选方案，所述第三切换开关包括第一开关和第二开关，第一开关一端为正极输出端与驱动充电控制器正极输入端连接，第二开关一端为负极输出端与驱动充电控制器负极输入端连接，第一开关另一端为正极输入端，第二开关另一端为负极输入端，第
一开关正极输入端和第二开关负极输入端分别连接至快充接口的正极输出端和负极输出端上。第三切换开关用于连接和关断快充接口与驱动充电控制器，第三切换开关设置在高压控制盒内，即驱动充电控制器与快充接口之间通过高压控制盒连接。
[0015]作为一种优选方案，电池还包括预充电电路，预充电电路包括预充电阻R、第一切换开关K1、第二切换开关K2、电容C，电容C第一端和第二端分别连接在电池正极和负极，预充电阻R一端连接电池正极，预充电阻R另一端连接第一切换开关K1一端，第一切换开关K1另一端连接与电容C第一端连接，第一切换开关K1另一端形成正极连接点与直流升压电路正极输出端连接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于新能源汽车电机控制器的DCDC升压充电系统，包括快充接口（1）、驱动充电控制器（3）和电池管理器（4），快充接口连接驱动充电控制器，驱动充电控制器与电池管理器通信连接，电池管理器与快充接口通信连接；快充接口，用于连接充电枪，在快充接口与充电枪连接后，发送快充连接信号给电池管理器；电池管理器，根据快充接口信号判断充电枪的连接状态，在确认充电枪为连接正常状态下，对整车进行高压上电，控制驱动充电控制器切换为升压充电模式；对驱动充电控制器是否充电就绪进行判断，在确认充电就绪后，通过can通讯通知快充充电设备允许充电，由驱动充电控制器进行升压控制；驱动充电控制器，包括第三切换开关、电池、永磁电机，电池通过三相全桥逆变电路与永磁电机连接，第三切换开关连接在快充接口输出端与驱动充电控制器输入端之间，其中永磁电机定子绕组中性点作为正极输入端连接第三切换开关，三相全桥逆变电路母线负极作为负极输入端连接第三切换开关，在工作在升压充电模式时，控制第三切换开关闭合，三相全桥逆变电路上桥关断，三相全桥逆变电路下桥以固定频率重复通断，由上桥续流二极管、下桥、永磁电机三相电感共同组成等效的直流升压电路。2.根据权利要求1所述的一种基于新能源汽车电机控制器的DCDC升压充电系统，其特征是直流升压电路包括三相电感La、Lb、Lc、二极管D1、二极管D3、二极管D5、晶体管S2、晶体管S4、晶体管S6，三相电感La、Lb、Lc的一端相连接作为正极输入端，三相电感La、Lb、Lc的另一端分别对应连接二极管D1、二极管D3、二极管D5的正极，二极管D1、二极管D3、二极管D5的负极相连接并连接至电池正极端，晶体管S2集电极连接二极管D1正极，晶体管S4集电极连接二极管D3正极，晶体管S6集电极连接二极管D5正极，晶体管S2、晶体管S4、晶体管S6的发射极分别接地，晶体管S2、晶体管S4、晶体管S6的基极都输入相同的固定频率的控制信号。3.根据权利要求2所述的一种基于新能源汽车电机控制器的DCDC升压充电系统，其特征是所述第三切换开关包括第一开关和第二开关，第一开关一端为正极输出端与驱动充电控制器正极输入端连接，第二开关一端为负极输出端与驱动充电控制器负极输入端连接，第一开关另一端为正极输入端，第二开关另一端为负极输入端，第一开关正极输入端和第二开关负极输入端分别连接至快充接口的正极输出端和负极输出端上。4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于新能源汽车电机控制器的DCDC升压充电系统，其特征是电池还...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵龙飞，ڵ，
申请(专利权)人：浙江零跑科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：