[發明專利]一種適用直流充電樁的車載充電機系統

在審

• 申請號: 202310240161.7
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116353374A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 魏俊巧;涂智溢;王斗
• 申請（專利權）人: 杭州世偉奇科技有限公司
• 主分類號: B60L53/22
• 分類號: B60L53/22;B60L58/12;B60L58/10;B60L58/24
• 代理公司: 杭州伍博專利代理事務所(普通合伙) 33309
• 代理人: 熊小芬

本發明公開了一種適用直流充電樁的車載充電機系統。它包括DC/DC功率轉換單元、控制系統和通信單元組成，其中控制系統通過通信單元實時獲得車載電池所需的電壓和電流信息，然后計算工作在最佳工作點時的輸入電壓，最后通過通信單元經直流充電座向直流充電樁下發所需的電壓指令，直流充電樁根據通信單元下方的電壓指令及時調整輸出直流電經直流充電座到DC/DC功率轉換單元，DC/DC功率轉換單元將輸出的直流電進行變換之后給車載電池進行供電，進而保證輸入電壓滿足要求。本發明的有益效果是：自動計算出當前情況下充電所需要的電壓和電流，采用與直流充電樁的控制聯動，使車載充電機工作于最佳工作狀態，全范圍提升充電效率，降低了成本。

技術領域

本發明涉及電動汽車相關技術領域，尤其是指一種適用直流充電樁的車載充電機系統。

背景技術

車載充電機（On-board?charger；OBC）是指固定安裝在電動汽車上的充電機，它具有為動力電池安全快速便捷充滿電的能力，它根據電池管理系統BMS提供的數據，動態調節充電電流與電壓參數，執行相應的充電動作，完成充電過程。標準的OBC是將來自電網的單相220V或三相380V交流電轉換為動力電池所需要的直流電。隨著直流充電樁的廣泛應用，在某些采用低壓電池組的車型上的OBC可以直接將直流充電樁的直流電壓轉換為動力電池所需要的直流電。

市面上常用的直流快充，是因為車載電池的排列組合，可以承受直流快充槍的輸出高壓，直接給電池充電；但是傳統充電機需要在前端設計PFC整流電路以及在后端設計同步整流電路，而這樣子的設計往往導致OBC工作并不能處于最佳工作狀態，導致其的充電效率大大降低了。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中存在上述的不足，提供了一種有效提升充電效率的適用直流充電樁的車載充電機系統。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種適用直流充電樁的車載充電機系統，包括DC/DC功率轉換單元、控制系統和通信單元組成，其中控制系統通過通信單元實時獲得車載電池所需的電壓和電流信息，然后計算工作在最佳工作點時的輸入電壓，最后通過通信單元經直流充電座向直流充電樁下發所需的電壓指令，直流充電樁根據通信單元下方的電壓指令及時調整輸出直流電經直流充電座到DC/DC功率轉換單元，DC/DC功率轉換單元將輸出的直流電進行變換之后給車載電池進行供電，進而保證輸入電壓滿足要求。

本系統中對車載電池內部的剩余電量通過特定的算法，自動計算出當前情況下充電所需要的電壓和電流，將低電壓的車載電池組串的充電電壓和直流充電樁輸出的高壓之間建立寬范圍的聯動機制，即采用與直流充電樁的控制聯動，使車載充電機工作于最佳工作狀態，全范圍提升充電效率，可以將充電效率提高到96%，降低了成本。

作為優選，所述的控制系統包括單片機、采樣模塊、功率控制模塊、系統狀態監測模塊和通信模塊，所述的采樣模塊、功率控制模塊、系統狀態監測模塊和通信模塊均與單片機連接，所述的采樣模塊配合采樣電路來采集直流充電樁輸出的電壓電流、DC/DC功率轉換單元輸出的電壓電流以及車載充電機內部的溫度數據，所述的功率控制模塊通過串口與DC/DC功率轉換單元通信來傳遞電壓電流控制參數，所述的系統狀態監測模塊用于監測整合車載充電機系統采樣數據、運行狀態并實時監測告警和故障狀態來執行保護動作，所述的通信模塊與車載充電機的通信單元通過串口交互通信報文，其中通信報文中包含車載電池的需求電壓電流信息。

作為優選，所述的采樣模塊通過DSP的12位ADC采樣獲取車載充電機內的導引電壓以及環境溫度、直流充電樁的高壓回路電壓電流、車載電池的回路電壓電流信息，其中車載充電機內采樣環境溫度所用的溫度探頭使用NTC電阻，采樣電路為分壓電路并使用差分放大電路采樣電壓和電流。

作為優選，所述的功率控制模塊根據充電任務狀態，啟動和停止DC/DC功率轉換單元，將電池管理系統BMS的需求Ub、Ib轉化為DC/DC功率轉換單元的需求UQ、IQ。