[發明專利]一種多功能車載充放電一體化系統

在審

• 申請號: 201810611995.3
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN108512256A
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發明（設計）人: 李練兵;岳東華;郝佳寧;褚衍成;趙治國;張立強;祝亞尊;王玲瓏
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02M7/797;H02M3/335;H02M3/155;H02M1/14;H02J7/06;B60L11/18;H02J7/10
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

本發明為一種多功能車載充放電一體化系統。該系統的組成包括：三相輸入/并網接口、單相交流用電器接口、單相輸入/并網接口、雙向單/三相轉換AC/DC轉換器、高效率高低壓集成DC/DC轉換器、高效率低壓DC/DC輸出接口、動力電池包、BMS模塊和控制器。其連接關系為：三相輸入/并網接口、單相交流用電器接口、單相輸入/并網接口、高效率高低壓集成DC/DC轉換器分別與雙向單/三相轉換AC/DC轉換器相連；動力電池包、高效率低壓DC/DC輸出接口分別與高效率高低壓集成DC/DC轉換器相連；BMS模塊與動力電池包相連。本發明可以使系統體積縮小，成本降低，開關及導通損耗減小，運行效率提高。

技術領域

本發明涉及電動汽車技術領域，具體涉及用于電動汽車的一種車載充放電一體化系統。

背景技術

近年來，電動汽車產業蓬勃發展，眾多電動汽車的動力電池組合起來成為了一個巨大的儲能設備，利用雙向充放電設備可以提高電動汽車動力電池包的電能利用率，而且將電動汽車動力電池包與電網連接還可以調節電網的峰谷負荷。另外，隨著電動汽車的不斷發展進步，電動汽車的車載用電設備也越來越多樣化，常見的有照明燈、車載MP3、MP4、GPS等直流低壓小功率設備，高檔車還有車載冰箱、車載按摩器、車載電腦、車載電視等交流高壓大功率設備。

圖1為現有的一種車載充電放電系統結構圖，它包括：動力電池包；充電接口，用于接收外部充電設備的電流向動力電池包充電；供電接口，用于由動力電池包向負載設備提供電源；雙向AC/DC轉換器，分別與充電接口和供電接口相連；雙向DC/DC轉換器，分別與雙向AC/DC轉換器和動力電池包相連；控制器，分別與雙向AC/DC轉換器和雙向DC/DC轉換器相連，用于對雙向AC/DC轉換器和雙向DC/DC轉換器進行控制；獨立BMS裝置，與動力電池包相連，用于對動力電池包進行監測與保護；獨立低壓DC/DC轉換裝置，與動力電池包相連，用于給低壓用電器供電。該系統雖然在滿足動力電池包充電需求的同時，又能夠將動力電池包的能量傳出，滿足其他高低壓用電需求，但是由于其采用普通的單相全橋式雙向AC/DC轉換器與普通雙向DC/DC轉換器連接的組成結構，它不能在三相電網情況下實現供電與并網，工作過程不能實現軟開關。而且獨立BMS裝置與獨立低壓DC/DC轉換裝置的器件復用率低，這大大增加了系統的體積和成本。

其它現有的車載充放電系統，有的只能夠實現部分功能，不能夠滿足現實的多樣化需求；有的能夠實現多數功能，但只是將實現各種功能的裝置物理集成在一起，這種系統體積大，成本高，轉換效率低，不利于電動汽車產業的發展。

發明內容

本發明為了解決上述問題，提出了一種多功能車載充放電一體化系統，本發明采用雙向單/三相轉換AC/DC轉換器作為逆變與功率因數校正功能的實現單元，配合高效率高低壓集成DC/DC轉換器，增加少數器件便滿足三相電網工作條件；采用高效率高低壓集成DC/DC轉換器將用于給動力電池包充放電的高壓DC/DC與給車載低壓負載供電的低壓DC/DC集成在同一個變壓器中，減少一個變壓器并實現部分器件的重復利用，縮小了系統的體積，降低了系統的成本；將BMS模塊的控制器與系統工作控制器共用，降低了系統的成本。同時，本發明中引入了同步整流及軟開關技術，可以在一定程度上減小開關及導通損耗，提高系統運行效率。

為了實現上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種多功能車載充放電一體化系統，該系統的組成包括：三相輸入/并網接口、單相交流用電器接口、單相輸入/并網接口、雙向單/三相轉換AC/DC轉換器、高效率高低壓集成DC/DC轉換器、高效率低壓DC/DC輸出接口、動力電池包、BMS模塊和控制器。

其連接關系為：三相輸入/并網接口、單相交流用電器接口、單相輸入/并網接口、高效率高低壓集成DC/DC轉換器分別與雙向單/三相轉換AC/DC轉換器相連；動力電池包、高效率低壓DC/DC輸出接口分別與高效率高低壓集成DC/DC轉換器相連；BMS模塊與動力電池包相連；控制器分別與雙向單/三相轉換AC/DC轉換器、高效率高低壓集成DC/DC轉換器、BMS模塊相連。