[發明專利]一種具有有源濾波功能的插電式電動汽車集成充電系統

有效

• 申請號: 202010524083.X
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111645544B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 程鶴;楊士洋;胡義華;于東升;劉影影;諶雪妮
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B60L53/14
• 分類號: B60L53/14;B60L53/00;H02J7/10;H02J3/32
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

本發明公開了一種具有有源濾波功能的插電式電動汽車集成充電系統，在電機驅動過程中，電動機三相繞組與三相功率變換器相連接，直流母線側電壓通過三相功率變換器逆變產生三相交流電來驅動電機。在牽引電池充電過程中，將三相功率變換器看成兩部分：前端全橋變換器(FE?FBC)與中端半橋變換器(ME?HBC)。電感Lsubgt;a/subgt;與FE?FBC連接后，構成了單相PWM整流器；電感Lsubgt;aux/subgt;和電容Csubgt;aux/subgt;串聯后接入ME?HBC的中點，構成了降壓式功率解耦電路；8個IGBT與高頻變壓器組成了隔離式雙向CLLC諧振電路(BE?FBC)。在輔助電池充電過程中，牽引電池經CLLC變換器隔離后，再由ME?HBC組成的Buck電路降壓后給輔助電池充電。在集成充電拓撲中增加了三個繼電器開關，可以實現整車系統集成充電拓撲的四種不同的工作模式。

技術領域

本發明涉及一種具有有源濾波功能的插電式電動汽車集成充電系統。

背景技術

相比于動力汽車，插電式電動汽車因具有零排放、低噪聲和高效率等優良特點，正得到越來越多的人關注與發展，而作為電動汽車核心技術，電動汽車驅動系統與充電系統尤為重要。傳統的電動汽車將驅動系統、牽引電池充電系統和輔助電池充電系統各自獨立，這不僅增加了電動汽車的體積、重量、費用，還大大地限制了電動汽車今后的發展。不僅如此，當傳統的電動汽車車載充電系統接入單相電源插座對牽引電池進行充電時，會產生很大的二次紋波并注入到牽引電池中，這會極大地影響牽引電池的壽命。雖然通過在直流側并聯容量大的電解電容可以消除紋波，但電解電容體積大、壽命短、安全性能差，嚴重影響電動汽車的整體壽命與應用環境。針對以上問題，本專利設計了一種具有有源濾波功能的插電式集成充電系統，將充電系統與驅動系統結合為一個整體，提高了插電式電動汽車的集成度，在不需要并聯大容量電解電容的情況下解決了單相充電存在二次紋波的問題。

當插電式電動汽車在充電狀態時，電驅動系統是停止狀態，而充電系統由功率開關器件和電感構成，因此可以利用此時的電驅動系統的功率開關器構成充電系統，可以大大提高整個系統的集成度和充電靈活性，并減少系統的成本和體積。同時，也可以利用驅動系統的功率開關器件構成有源濾波模塊來解決單相充電帶來的二次紋波問題，避免了并聯大電解電容帶來的體積與壽命問題。已有的專利需要額外的有源濾波電路來消除二次紋波，并且附加輔助電池充電系統對輔助電池充電。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種具有有源濾波功能的插電式電動汽車集成充電系統，在不添加額外的電路下，可以實現在單相電網給牽引電池充電下消除二次紋波(Gridto?vehicle-G2V)、牽引電池回饋能量至電網(Vehicle?to?grid-V2G)、牽引電池給輔助電池充電(Traction?battery?to?auxiliary?battery-T2A)和牽引電池驅動電機(Tractionbattery?to?motor-T2M)這四種功能。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種具有有源濾波功能的插電式電動汽車集成充電系統，包括電機、單相PWM整流器、隔離式雙向CLLC諧振電路、輔助電池v_aux以及牽引電池v_tra；