| 专利名称： | 车载双向充电机和电动车 | ||
| 专利名称(英文)： | Vehicle-mounted bi-directional charger and an electric vehicle, and | ||
| 专利号： | CN201610007282.7 | 申请时间： | 20160106 |
| 公开号： | CN105490363A | 公开时间： | 20160413 |
| 申请人： | 北京新能源汽车股份有限公司 | ||
| 申请地址： | 102606 北京市大兴区采育经济开发区采和路1号 | ||
| 发明人： | 庄启超; 李玉军; 蒋荣勋 | ||
| 分类号： | H02J7/04; H02J7/00 | 主分类号： | H02J7/04 |
| 代理机构： | 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 | 代理人： | 宋合成 |
| 摘要： | 本发明公开了一种车载双向充电机和电动车，其中，该车载双向充电机包括：动力电池；充电接口，用于接收外部充电设备的电流向动力电池充电；供电接口，用于由动力电池向负载设备提供电源；双向AC/DC转换器，分别与充电接口和供电接口相连；双向DC/DC转换器，分别与双向AC/DC转换器和动力电池相连；控制器分别与双向AC/DC转换器和双向DC/DC转换器相连，用于对双向AC/DC转换器和双向DC/DC转换器进行控制。本发明实施例的车载双向充电机不仅能够满足动力电池的充电需求，而且能够将动力电池的能量传出，满足车对车充电等其他用电需求。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a vehicle-mounted bi-directional charger and a motor vehicle, wherein the vehicle-mounted bi-directional charger including : power battery; charging interface, external charging equipment used for receiving the electric current of the battery charging power; power supply interface, the power battery for providing power to the load device; bidirectional AC/DC converter, is connected with the charge interface and a power interface; bidirectional DC/DC converter, is respectively connected with the two-way AC/DC converter and is connected to a power battery; controller is respectively connected with the two-way AC/DC converter and is connected with bidirectional DC/DC converter, used for the bidirectional AC/DC converter and to control bidirectional DC/DC converter. The embodiment of the invention a vehicle-mounted bi-directional charger power not only can meet the charging requirements of the battery, and that the energy of the power battery, charging the car satisfies the vehicle other demand for electricity. | ||
1.一种车载双向充电机，其特征在于，包括： 动力电池； 充电接口，用于接收外部充电设备的电流以向所述动力电池充电； 供电接口，用于由所述动力电池向负载设备提供电源； 双向AC/DC转换器，分别与所述充电接口和所述供电接口相连； 双向DC/DC转换器，分别与所述双向AC/DC转换器和所述动力电池相连； 控制器，所述控制器分别与所述双向AC/DC转换器和所述双向DC/DC转换器相连，用 于对所述双向AC/DC转换器和所述双向DC/DC转换器进行控制。
2.如权利要求1所述的车载双向充电机，其特征在于，当通过所述外部充电设备的电 流向所述动力电池充电时，所述控制器控制所述充电接口与所述双向AC/DC转换器连通， 并控制所述双向AC/DC转换器和所述双向DC/DC转换器以第一方向导通，以使所述外部充 电设备向所述动力电池充电。
3.如权利要求1所述的车载双向充电机，其特征在于，当由所述动力电池向负载设备 提供电源时，所述控制器控制所述供电接口与所述双向AC/DC转换器连通，并控制所述双 向AC/DC转换器和所述双向DC/DC转换器以第二方向导通，以使所述动力电池向负载设备 提供电源。
4.如权利要求1所述的车载双向充电机，其特征在于，还包括： 电池电流采集模块，用于采集所述动力电池的工作电流； 电池电压采集模块，用于采集所述动力电池的工作电压； 其中，所述控制器根据所述动力电池的工作电流和工作电压判断是否满足用户的工作 需求，并在判断不满足时对所述用户进行提醒。
5.如权利要求1所述的车载双向充电机，其特征在于，还包括： 交流电流检测模块，用于检测所述双向AC/DC转换器交流侧的电流； 交流电压检测模块，用于检测所述双向AC/DC转换器交流侧的电压； 其中，所述控制器根据所述双向AC/DC转换器交流侧的电流和电压对所述双向AC/DC 转换器进行控制。
6.如权利要求1所述的车载双向充电机，其特征在于，还包括： 母线电流检测模块，用于检测母线的电流； 母线电压检测模块，用于检测所述母线的电压； 其中，所述控制器根据所述母线的电流和电压对所述双向AC/DC转换器进行控制。
7.一种电动车，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的车载双向充电机。
1.一种车载双向充电机，其特征在于，包括： 动力电池； 充电接口，用于接收外部充电设备的电流以向所述动力电池充电； 供电接口，用于由所述动力电池向负载设备提供电源； 双向AC/DC转换器，分别与所述充电接口和所述供电接口相连； 双向DC/DC转换器，分别与所述双向AC/DC转换器和所述动力电池相连； 控制器，所述控制器分别与所述双向AC/DC转换器和所述双向DC/DC转换器相连，用 于对所述双向AC/DC转换器和所述双向DC/DC转换器进行控制。
2.如权利要求1所述的车载双向充电机，其特征在于，当通过所述外部充电设备的电 流向所述动力电池充电时，所述控制器控制所述充电接口与所述双向AC/DC转换器连通， 并控制所述双向AC/DC转换器和所述双向DC/DC转换器以第一方向导通，以使所述外部充 电设备向所述动力电池充电。
3.如权利要求1所述的车载双向充电机，其特征在于，当由所述动力电池向负载设备 提供电源时，所述控制器控制所述供电接口与所述双向AC/DC转换器连通，并控制所述双 向AC/DC转换器和所述双向DC/DC转换器以第二方向导通，以使所述动力电池向负载设备 提供电源。
4.如权利要求1所述的车载双向充电机，其特征在于，还包括： 电池电流采集模块，用于采集所述动力电池的工作电流； 电池电压采集模块，用于采集所述动力电池的工作电压； 其中，所述控制器根据所述动力电池的工作电流和工作电压判断是否满足用户的工作 需求，并在判断不满足时对所述用户进行提醒。
5.如权利要求1所述的车载双向充电机，其特征在于，还包括： 交流电流检测模块，用于检测所述双向AC/DC转换器交流侧的电流； 交流电压检测模块，用于检测所述双向AC/DC转换器交流侧的电压； 其中，所述控制器根据所述双向AC/DC转换器交流侧的电流和电压对所述双向AC/DC 转换器进行控制。
6.如权利要求1所述的车载双向充电机，其特征在于，还包括： 母线电流检测模块，用于检测母线的电流； 母线电压检测模块，用于检测所述母线的电压； 其中，所述控制器根据所述母线的电流和电压对所述双向AC/DC转换器进行控制。
7.一种电动车，其特征在于，包括权利要求1至6中任一项所述的车载双向充电机。
翻译：技术领域
本发明涉及充电技术领域，具体涉及一种车载双向充电机和电动车。
背景技术
车载充电机负责给电动车的动力电池充电，以满足电动车行驶里程的需求。如图1所示， 相关技术中，为了提高功率因数，前级采用功率因数校正电路：为了实现能量传输，DC/DC 电路采用全桥拓扑，用高频变压器隔离以提高整机安全性能；输出采用二极管整流，将高 频交流整流为直流给蓄电池充电。上述技术中，由于交流输入侧和直流输出侧都采用二极 管进行整流，因此只能实现能量从电网到动力电池的传输，而无法将动力电池的能量转出， 即无法满足车对车充电等动力电池为外部负载供电的需求。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个 目的在于提出一种车载双向充电机，该车载双向充电机在满足电网给动力电池充电需求的 同时，能够将动力电池的能量传出，满足车对车充电等为外部负载供电的需求。
本发明的第二个目的在于提出一种电动车。
为实现上述目的，本发明第一方面实施例的车载双向充电机，包括：动力电池；充电 接口，用于接收外部充电设备的电流以向所述动力电池充电；供电接口，用于由所述动力 电池向负载设备提供电源；双向AC/DC转换器，分别与所述充电接口和所述供电接口相连； 双向DC/DC转换器，分别与所述双向AC/DC转换器和所述动力电池相连；控制器，所述控 制器分别与所述双向AC/DC转换器和所述双向DC/DC转换器相连，用于对所述双向AC/DC 转换器和所述双向DC/DC转换器进行控制。
根据本发明实施例的车载双向充电机，通过控制器控制双向AC/DC转换器和双向DC/DC 转换器工作，从而在实现电网给动力电池充电的同时，也能根据用户需求为其它交流负载 供电，以满足用户的多方面需求，提升用户体验。
另外，根据本发明上述实施例的车载双向充电机还可以具有如下附加的技术特征：
根据本发明的一个实施例，当通过所述外部充电设备的电流向所述动力电池充电时， 所述控制器控制所述充电接口与所述双向DC/DC转换器连通，并控制所述双向AC/DC转换 器和所述双向DC/DC转换器以第一方向导通，以使所述外部充电设备向所述动力电池充电。
根据本发明的一个实施例，当由所述动力电池向负载设备提供电源时，所述控制器控 制所述供电接口与所述双向DC/DC转换器连通，并控制所述双向AC/DC转换器和所述双向 DC/DC转换器以第二方向导通，以使所述动力电池向负载设备提供电源。
根据本发明的一个实施例，所述车载双向充电机还包括：电池电流采集模块，用于采 集所述动力电池的工作电流；电池电压采集模块，用于采集所述动力电池的工作电压；其 中，所述控制器根据所述动力电池的工作电流和工作电压判断是否满足用户的工作需求， 并在判断不满足时对所述用户进行提醒。
根据本发明的一个实施例，所述车载双向充电机还包括：交流电流检测模块，用于检 测所述双向AC/DC转换器交流侧的电流；交流电压检测模块，用于检测所述双向AC/DC转 换器交流侧的电压；其中，所述控制器根据所述双向AC/DC转换器交流侧的电流和电压对 所述双向AC/DC转换器进行控制。
根据本发明的一个实施例，所述车载双向充电机还包括：母线电流检测模块，用于检 测母线的电流；母线电压检测模块，用于检测所述母线的电压；其中，所述控制器根据所 述母线的电流和电压对所述双向AC/DC转换器进行控制
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电动车，包括上述的车载双向充 电机。该电动车在实现电网给动力电池充电的同时，也能根据用户需求为其它交流负载供 电，以满足用户的多方面需求，提升用户体验。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显 和容易理解，其中：
图1是相关技术中的车载充电机的原理图；
图2是根据本发明一个实施例的车载双向充电机的结构框；
图3是根据本发明一个实施例的车载双向充电机的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同 或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描 述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的车载双向充电机和电动车。
图2是本发明实施例的车载双向充电机的结构框图。如图2所示，该车载双向充电机 包括：动力电池11、充电接口12、供电接口13、双向AC/DC转换器14、双向DC/DC转换 器15和控制器16。
其中，充电接口12用于接收外部充电设备的电流以向动力电池11充电；供电接口13 用于由动力电池11向负载设备提供电源；双向AC/DC转换器14分别与充电接口12和供电 接口13相连；双向DC/DC转换器15分别与双向AC/DC转换器14和动力电池11相连；控 制器16控制器分别与双向AC/DC转换器14和双向DC/DC转换器15相连，用于对双向AC/DC 转换器14和双向DC/DC转换器15进行控制。
具体地，如图3所示，在本发明的一个实施例中，控制器16可以通过驱动1信号对双 向AC/DC转换器14进行控制，通过驱动2和驱动3信号对双向DC/DC转换器15进行控制。
在本发明的实施例中，当通过外部充电设备的电流向动力电池11充电时，控制器16 控制充电接口11与双向AC/DC转换器14连通，并控制双向AC/DC转换器14和双向DC/DC 转换器15以第一方向导通，以使外部充电设备向动力电池11充电。以及当由动力电池11 向负载设备提供电源时，控制器16控制供电接口12与双向AC/DC转换器14连通，并控制 双向AC/DC转换器14和双向DC/DC转换器15以第二方向导通，以使动力电池11向负载设 备提供电源。
其中，第一方向为双向AC/DC转换器14指向双向DC/DC转换器15，第二方向为双向 AC/DC转换器14指向双向DC/DC转换器15。
可以理解的是，为节约资源和使用方便，在本发明的一个实施例中，充电接口12和供 电接口13可以共用一个接口。
优选地，如图3所示，在本发明的实施例中，双向AC/DC转换器14能量传输的拓扑 为：PWM(PulseWidthModulation，脉冲宽度调制)整流、全桥电路和高压同步整流。双 向DC/DC转换器15能量传输的拓扑为：全桥电路、高压同步整流和逆变电路。
具体地，如图3所示，高压同步整流采用通态电阻极低的功率MOSFET (Metal-Oxide-SemiconductorField-EffectTransistor，金属-氧化物-半导体场效应 管)来取代整流二极管，能大大降低整流器的损耗，提高双向AC/DC转换器14和双向DC /DC转换器15的效率，满足高压、大电流整流的需要。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，该车载器双向充电机还可以包括：电池电流 采集模块17、电池电压采集模块18、交流电流采集模块19、交流电压采集模块20、母线 电流检测模块21和母线电压检测模块22。
具体地，电池电流采集模块17用于采集动力电池11的工作电流，电池电压采集模块 18用于采集动力电池11的工作电压；其中，控制器16根据动力电池11的工作电流和工 作电压判断是否满足用户的工作需求，并在判断不满足时对用户进行提醒。
举例而言，一电动车在野外，用户希望用该电动车的动力电池11中的部分能量给电水 壶供电烧水，如果电池电流采集模块17采集到的动力电池11的工作电流，电池电压采集 模块18采集到的动力电池11的工作电压无法满足该用电需求，则控制器16可以对用户进 行提醒，可以是语音提醒，如“电池电量不足”，可以是“嘀嘀”的警报声，还可以是在 车载电子屏显示的文字提醒，如“电池电量不足”。而如果动力电池11的工作电流和电压 满足电水壶的供电需求，则自动启用车载双向充电机，即控制器16控制供电接口12与双 向AC/DC转换器14连通，并控制双向AC/DC转换器14和双向DC/DC转换器15以第二方向 导通，以使动力电池11向电水壶(即负载设备)提供电源。
交流电流检测模块19用于检测双向AC/DC转换器交流侧的电流，交流电压检测模块20 用于检测双向AC/DC转换器交流侧的电压；其中，控制器16根据双向AC/DC转换器交流侧 的电流和电压对双向AC/DC转换器14进行控制。
母线电流检测模块21用于检测母线的电流，母线电压检测模块22用于检测母线的电 压；其中，控制器16根据母线的电流和电压对双向AC/DC转换器14进行控制。
具体地，在本发明的一个实施例中，有外部充电设备的电流向动力电池11充电，则控 制器16根据交流电流检测模块19检测的外部充电设备输入的电流、交流电压检测模块20 检测的外部充电设备输入的电压、母线电流检测模块21检测的母线电流和母线电压检测模 块22检测的母线电压控制双向AC/DC转换器14工作，使外部充电设备的交流电转换为直 流电，以实现对动力电池11充电。可以理解的是，外部充电设备输入的是交流电。
优选地，控制器16可以是单片机，其具有体积小、控制功能强、功耗低、环境适应能 力强、扩展灵活和使用方便等优点。可以理解的是，如图3所示，控制器16可以与整车控 制器进行CAN(ControllerAreaNetwork，控制器局域网)通信，以体现电动车控制的整 体性。
综上所述，控制器16根据母线电流电压、交流侧电流电压和电池侧电流电压对双向 AC/DC转换器14和双向DC/DC转换器15进行控制，从而实现整个车载双向充电机的电压 和电流控制，进而实现车载双向充电机的能量传输。
根据本发明实施例的车载双向充电机，通过控制器控制双向AC/DC转换器和双向DC/DC 转换器工作，从而在实现电网给动力电池充电的同时，也能根据用户需求为其它交流负载 供电，以满足用户的多方面需求，提升用户体验。
进一步的，本发明提出了一种电动车，包括本发明上述实施例的车载双向充电机。该 电动车不仅能实现电网给动力电池充电，也能根据用户需求为其它交流负载供电，以满足 用户的多方面需求，提升用户体验。
另外，根据本发明实施例的电动车的其它构成以及作用对于本领域的普通技术人员而 言都是已知的，为了减少冗余，此处不做赘述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不 能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第 一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多 个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固 定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可 以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以 是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的 普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可 以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第 一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或 斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、 “下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特 征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具 体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材 料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意 性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特 点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下， 本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特 征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的， 不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例 进行变化、修改、替换和变型。
