[發明專利]用于電動車輛的充電裝置

在審

• 申請號: 201811306420.7
• 申請日: 2018-11-05
• 公開（公告）號: CN110350637A
• 公開（公告）日: 2019-10-18
• 發明（設計）人: 金鐘弼;呂寅勇;金榮珍;李宇寧
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H02J7/10
• 分類號: H02J7/10;B60L53/20
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

提供了一種用于電動車輛的充電裝置。裝置包括AC功率輸入級，其從單相AC功率和多相AC功率當中接收至少一種AC輸入功率。功率因數校正器具有單個三支路半橋電路，其通過AC功率輸入級接收AC輸入功率。鏈路電容器通過功率因數校正器充電。轉換器連接在鏈路電容器和電池之間。第一開關將AC功率輸入級的AC功率輸入線和中性線中的任何一個連接到功率因數校正器。第二開關選擇性地將AC功率輸入級連接到功率因數校正器或鏈路電容器。控制器基于所接收的AC輸入功率的狀態來操作功率因數校正器和開關網絡。

技術領域

本發明涉及一種車輛，并且更具體地涉及一種用于配置為僅使用馬達功率行駛的電動車輛的充電裝置。

背景技術

與被設計為通過燃燒化石燃料獲取主要能量的內燃機車輛不同，電動車輛被設計為使用電能作為主要能源。因此，電動車輛必須包括用于在其中存儲電能的高電壓電池、用作動力源的馬達，以及用于驅動馬達的逆變器。

用于對電動車輛的電池充電的充電器可被分為慢速充電器和高速充電器。慢速充電器可以在不進行轉換的情況下將商用交流(AC)功率傳輸到車輛。高速充電器可以將商用AC功率轉換為直流(DC)功率，并且可以將DC功率傳輸到車輛。慢速充電器具有簡化的結構和低廉的價格，并且因此，能夠更容易地進行開發。然而，為了使用慢速充電器，需要將車載充電器(OBC)安裝在電動車輛內。

通過慢速充電器提供的AC功率的類型根據安裝慢速充電器的國家而有所不同。為了使用各種類型的AC功率對電動車輛的電池充電，車載充電器(OBC)應當響應于各種類型的AC功率。當電動車輛的電池的容量增加時，配備單次充電電池的電動車輛的行駛距離增加。因此，許多開發人員和車輛制造商正在研究用于增加電動車輛的電池容量的技術。嵌入電動車輛內的大容量電池不可避免地導致電動車輛的總充電時間增加。為了減少大容量電池的充電時間，應當增加OBC容量。然而，增加OBC容量會不可避免地增加電動車輛的組成元件的尺寸以及電動車輛的生產成本。

發明內容

因此，本發明提供了一種用于電動車輛的充電裝置，其具有減小的尺寸和簡化的結構，并且在從各種電源接收功率時對電動車輛的電池充電。本發明的附加方面將部分地在以下描述中闡述，并且將部分地將從描述中顯而易見，或者可以通過本發明的實施而獲知。

根據本發明的一方面，一種用于電動車輛的充電裝置可包括：交流(AC)功率輸入級，其被配置為從單相AC功率和多相AC功率當中接收至少一種AC輸入功率；功率因數校正器，其具有被配置為通過所述AC功率輸入級接收所述AC輸入功率的單個三支路半橋電路；鏈路電容器，其使用所述功率因數校正器充電；轉換器，其被配置為連接在鏈路電容器和電池之間；開關網絡，其具有第一開關和至少一個第二開關S2、S3、S4、S5、S6或S7，所述第一開關用于將所述AC功率輸入級的AC功率輸入線和中性線中的任何一個連接到所述功率因數校正器，并且所述至少一個第二開關用于選擇性地將所述AC功率輸入級連接到所述功率因數校正器或所述鏈路電容器；以及控制器，其被配置為基于通過所述AC功率輸入級接收的AC輸入功率的狀態來操作所述功率因數校正器和所述開關網絡。

第一開關可被提供到所述AC功率輸入級，并且可被接通或斷開以響應于所述AC輸入功率的多相狀態或單相狀態。至少一個第二開關可進一步包括設置在所述AC功率輸入級和所述功率因數校正器之間的第三開關。開關網絡可進一步包括設置在所述功率因數校正器和所述鏈路電容器之間的第四開關。開關網絡可進一步包括分別設置在所述鏈路電容器的兩端之間以及所述轉換器的兩端之間的第五開關和第六開關。

轉換器可進一步包括串聯連接的兩個開關元件，其中所述兩個開關元件的連接點連接到所述功率因數校正器的至少一個支路，以及設置在所述連接點和所述電池的一端之間的第七開關。控制器可被配置為通過操作所述功率因數校正器、所述開關網絡和逆變器將所述功率因數校正器轉換為多個不同類型的轉換器，并且可被配置為響應所述AC輸入功率的狀態。AC輸入功率的狀態可包括所述AC輸入功率的多相狀態和單相狀態。AC輸入功率的狀態可包括所述AC輸入功率的對稱功率狀態和非對稱功率狀態。