[發明專利]新能源汽車充電系統及其工作方法

在審

• 申請號: 202210112080.4
• 申請日: 2022-01-28
• 公開（公告）號: CN114465336A
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發明（設計）人: 周凱;陳思敏
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: H02J7/10
• 分類號: H02J7/10;H02J7/35;H02J50/10;H02M1/42;H02M3/155;H02M3/335;H02M7/5387;B60L53/12;B60L53/51;B60L53/62
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 楊紅娟

1.新能源汽車充電系統，其特征在于，包括無線電能傳輸裝置和車載裝置，所述車載裝置包括輸入單元、能量轉換單元和動力電池，所述輸入單元包括直流傳輸電路、交流傳輸電路和車載無線電能傳輸電路；所述能量轉換單元包括依次連接的功率因數校正電路A、直流母線電容C_dc、雙向CLLLC諧振變換器、維持電容C_o、混合儲能電路和動力電池，所述交流傳輸電路連接功率因數校正電路A，直流傳輸電路通過開關K_D連接動力電池。

2.根據權利要求1所述新能源汽車充電系統，其特征在于，所述功率因數校正電路A包括直流母線電容C_dc-s和結構相同且并聯連接的第一橋臂、第二橋臂和第三橋臂，所述第一橋臂包括兩個串聯的場效應管，所述直流母線電容C_dc-s的兩端并接在第二橋臂的兩端，所述直流母線電容C_dc-s的與第二橋臂的連接點g之間設有開關K₂。

3.根據權利要求2所述新能源汽車充電系統，其特征在于，所述交流傳輸電路包括單相交流傳輸和三相交流傳輸電路，所述單相交流傳輸電路包括端口a和零線端口N，三相交流傳輸電路包括端口b和端口c，端口a通過交流電感L_a連接第一橋臂的中點，端口b通過交流電感L_b連接第二橋臂的中點，端口c通過交流電感L_c連接第三橋臂的中點，所述零線端口N通過開關K₁連接第二橋臂的中點，所述交流電感L_c與連接點g之間設有開關K₃，所述連接點g與第三橋臂之間設有開關K₄。

4.根據權利要求1所述新能源汽車充電系統，其特征在于，所述雙向CLLLC諧振變換器包括原邊電路、變壓器和副邊電路，所述原邊電路包括兩個結構相同且并聯連接的原邊橋臂和原邊線圈，所述原邊線圈的兩端分別連接兩個原邊橋臂的中點，所述副邊電路包括兩個結構相同且并聯連接的副邊橋臂和副邊線圈，所述副邊線圈的兩端分別連接兩個副邊橋臂的中點，所述動力電池的兩端并接在所述副邊電路兩端，維持電容C_o的兩端分別連接動力電池的正極和負極；

所述車載無線電能傳輸電路包括次級線圈和次級諧振電路，所述次級線圈通過開關K_W并接在雙向CLLLC諧振變換器的副邊線圈的兩端；

無線電能傳輸裝置包括功率因數校正電路B、直流母線電容C_dc-w和若干并聯的固定無線電能傳輸電路，所述固定無線電能傳輸電路包括初級線圈和初級功率電路。

5.根據權利要求1所述新能源汽車充電系統，其特征在于，所述混合儲能電路包括場效應管D₁、場效應管D₂、電感L_D和超級電容S_c，場效應管D₁的漏極連接動力電池的正極，場效應管D₁的源極連接場效應管D₂的漏極，場效應管D₂的源極連接動力電池的負極，電感L_D和超級電容S_c串聯后并接在場效應管D₂的漏極與源極之間。

6.新能源汽車充電系統的工作方法，其特征在于，基于權利要求1-5任一權利要求所述的新能源汽車充電系統實現，包括充電模式，所述充電模式包括有線充電模式，所述有線充電模式包括單相交流充電模式，所述單相交流充電模式下，開關K₁、開關K₂和開關K₃閉合，開關K_D和開關K₄斷開，此時功率因數校正電路A為圖騰柱功率因數校正電路級聯升壓電路，單相交流電壓通過圖騰柱功率因數校正電路后得到穩定的直流電壓U_dc-s，所述直流電壓U_dc-s經升壓電路得到增大的直流電壓U_dc。