[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

本發明公開了新能源汽車充電系統及其的工作方法，涉及電動汽車充電領域。本發明為了解決現有技術中的電動汽車充電系統存在充電效率低、工作模式單一和功率密度低的問題。本發明的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；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；本發明能夠提高電動汽車儲能系統的功率密度，延長動力電池的使用壽命。

技術領域

本發明涉及電動汽車充電領域，特別是涉及新能源汽車充電系統及其的工作方法。

背景技術

為了節能減排，世界各國開始研發使用清潔能源的電動汽車。電動汽車的動力電池及充電技術是電動汽車發展的重要環節之一。動力電池為電動汽車的儲能裝置，其充電技術可分為有線充電技術和無線充電技術，有線充電技術可通過交流充電和直流充電實現；無線充電技術無需依賴充電電纜即可對電動汽車充電。現有技術中的電動汽車充電方式通常采用220V單相交流電的充電方式，通過充電機轉換為合適電壓的直流電，對動力電池進行充電，家用充電設施和小型充電站多采用此方式。目前，大多數充電機主要工作在單相輸入的工況下，其輸出功率低、充電時間長，難以滿足車輛緊急運行和長續航里程的需求。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了新能源汽車充電系統及其的工作方法，能夠提高電動汽車儲能系統的功率密度，延長動力電池的使用壽命。

本發明第一方面提供了新能源汽車充電系統，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，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KW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。