[發明專利]一種雙向車載充放電系統及其方法

在審

• 申請號: 201611105189.6
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN108173323A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 陳俊成;李建興;莊志祥;顧曉東
• 申請（專利權）人: 飛宏科技股份有限公司
• 主分類號: H02J7/02
• 分類號: H02J7/02;H02J7/00;B60L11/18;H02M7/797
• 代理公司: 北京市浩天知識產權代理事務所(普通合伙) 11276
• 代理人: 宋菲;劉云貴

本發明公開了一種雙向車載充放電系統，運用于車載電池，其包含：一交流/直流轉換模塊，配置用于進行交直流電力轉換；以及一直流/直流轉換模塊，耦接交流/直流轉換模塊，以穩定輸出電壓及穩定輸出電流并對車載電池充電；其中交流/直流轉換模塊及直流/直流轉換模塊包含至少一雙向轉換電路，配置用于進行所述車載電池的放電。

技術領域

本發明涉及電動車充電領域，特別是涉及雙向車載充放電的系統及其方法。

背景技術

近年來用車人口日益增多，科技的高速進步使得汽車科技蓬勃發展，除了追求汽車性能的提升外，對于汽車所使用的能源也越來越受到人們的重視，對于干凈能源的要求下，電動車隨即問市，隨后，隨著社會的發展和國家政策的推廣，電動車開始發展起來。

電動車的種類越來越多，隨之而來的電子車系統，不論是行車環境、路況或是智能駕駛甚至是充電系統，結合新一代智能技術后展現出更貼近使用者的行車控制環境。舉例而言，新型電動車皆具有車輛控制單元(Vehicle Control Unit,VCU)，或稱車輛控制系統或整車控制單元。車輛控制單元可提供用戶在不同的操控情境下所需的控制命令，且具有安全防護功能，還具備CAN通信接口可通過各系統的信號整合達到完備的控制功能。這些行車應用系統不僅提升了駕駛者的行車安全質量，同時也造就電動車應用趨勢，儼然成為電動車不可或缺的配備之一。

除了對電動車進行控制以外，最值得重視的即為電動車使用的能源電力，電池則是電動車發展的最重要關鍵技術。由于電池成本占了電動車整體成本相當大的比重，制造電池的排碳量也占了整個使用周期排碳量相當大部份，因此電動車的發展幾乎仰賴于電動車電池技術的成長。電池性能參數包括有：電池容量、充電時間與電池壽命。目前常見用于電動車的充電電池包括有鎳氫電池(Ni-MH)或鋰離子電池(Li-ion battery)，目前適用于電動車的鋰電池有如磷酸鐵鋰電池及鈦酸鋰電池已相繼使用于市。

電動車的車載充電電池可在短時間內充電，但充電時間則與行車距離成反比，快速充電代價是該次充電所得的電量較少，該次的行駛距離會明顯減少，對電池壽命也有不利影響。因此，要達到便利性就必須保持著充電站電網的廣泛設立，但盡管如此，仍有些許的狀況造成電池沒電，例如駕駛人員忽略電池電量或者發生緊急事故使得電池故障，而需面對沒有救援電力的情形。

另一方面，現階段電動車的電池容量有其限制，有時須仰賴停靠充電站，使用充電裝置以對電池充電。一般而言，現有的車載充電裝置或充電系統具有交流/直流轉換器及直流/直流轉換器。首先充電樁可借由充電裝置連接電池，完成連接后，充電裝置將電網的交流電，通常為220V，輸入至充電裝置，經過交流/直流轉換器后轉換成直流電，再經由直流/直流轉換器輸出充電電池可使用的直流電，來對充電電池充電。

現有的充電裝置充電效率并不佳，而且雖然可以對電池充電，但卻無法反向將電池的電力轉換為交流電再次使用。需了解，電池電力盈余時的再利用將可提供更多的用途，舉例而言，在停電時可將車載電池的電力供給家電設備使用，可暫時提供燈具或緊急電用設備供電。電池電力的反向再利用還可包括對其他車載的電池進行緊急充電。

發明內容

有鑒于上述現有雙向車載充放電系統的缺失，本發明即用以解決上述問題。

本發明一目的在于提供一種雙向車載充放電系統及方法，改善目前車載充電器效率不佳且無法雙向充放電的缺失。本發明的系統改進上述缺失，以雙向轉換電路使車載電池進行反向交流電放電，通過本發明的雙向車載充放電系統，除了可使用現有的充電方式輸入交流電220V，經轉換器轉成直流電對車載電池進行充電外，直流/直流轉換模塊與交流/直流轉換模塊可將車載電池的直流電轉換為交流電輸出，而交流/直流轉換模塊與直流/直流轉換模塊使用雙向轉換電路，利用脈沖寬度調制信號(PWM)控制更可提升充放電的效率，以此方式進行車載電池充放電，達成車載電池穩定充放電及提升充放電效率的功效。