一种电动汽车车载水冷充电装置的制作方法

本实用新型涉及充电装置，尤其涉及一种电动汽车车载水冷充电装置。

背景技术：

电动汽车由于其环保、节能、低噪音等优点逐渐成为有效安全的交通工具，充电站的建设对电动车的发展起着重要的作用，优良的电动车充电模式对电动车的普及起到较大的推动作用。

目前，电动车充电装置还未普及，部分厂家推出的充电装置主要是充电连接器，但其结构形式不统一，且价格昂贵，充电机本身的效率不高。同时电动汽车上需要有大功率的DC/DC电源为车上的低压电器供电。目前，充电装置、DC/DC电源相互独立造成占用较大的有限车内空间，充电装置充电过程中产生大量的热量，然而现有的充电装置内无冷却散热设备，无法及时对充电装置降温，对充电装置造成巨大伤害，因此，急需一种安全、有效、集成度高、具有散热功能的电动车充电装置，以解决现有技术中存在的不足，有效完成对电动汽车的充电工作，同时能够集成大功率的DC/DC电源及及冷却散热设备，减小对有限车内空间的占用，及时对充电设备降温，保证充电过程安全。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种电动汽车车载水冷充电装置，解决现有技术中电动汽车充电装置效率低，充电装置、DC/DC电源相互独立占用较大有限车内空间、无法及时对充电装置降温的问题。

本实用新型提供一种电动汽车车载水冷充电装置，包括充电装置本体，所述充电装置本体置于电动汽车内，所述充电装置本体包括壳体，所述壳体内设有直流电源转换单元、充电单元、冷却水管路，所述直流电源转换单元包括DC/DC电路、DC/DC连接器，所述充电单元包括充电电路、交流电源连接器、直流电源连接器、通信连接器，所述交流电源连接器的输入端与市政电源连接，所述直流电源连接器的输出端与车载高压动力电池连接，所述交流电源连接器的输出端和所述直流电源连接器的输入端分别与所述充电电路连接，所述充电电路与所述通信连接器的输出端连接，所述通信连接器的输入端通过通讯总线与车载控制系统连接，车载高压动力电池与所述DC/DC电路连接，所述DC/DC连接器的输入端与所述DC/DC电路连接，所述DC/DC连接器的输出端与车载蓄电池连接，所述冷却水管路的端部设有进水端头和出水端头，所述进水端头和所述出水端头分别与车载散热水箱连接。

进一步地，所述充电电路包括充电机控制器模块、功率因数校正电路、谐振电路，所述功率因数校正电路包括所述交流电源连接器，所述谐振电路包括所述直流电源连接器，所述功率因数校正电路、所述谐振电路与所述充电机控制器模块连接，所述功率因数校正电路与所述谐振电路连接。

进一步地，所述充电机控制器模块包括CPLD和MCU，所述功率因数校正电路、所述谐振电路通过模数转换器与所述CPLD连接，所述CPLD通过接口与所述MCU连接，所述MCU通过通讯总线与车载控制系统连接。

进一步地，所述功率因数校正电路具体为交错式有源功率因数校正电路。

进一步地，所述谐振电路具体为谐振DC/DC转换器。

进一步地，所述DC/DC电路包括DC/DC控制器模块和DC/DC转换模块，所述DC/DC控制器模块与所述DC/DC转换模块连接，所述DC/DC转换模块与所述DC/DC连接器的输入端连接，所述DC/DC控制器模块通过通讯总线与车载控制系统连接。

进一步地，所述充电装置本体设有腔体，所述冷却水管路置于所述腔体底部。

进一步地，所述通讯总线具体为CAN总线。

进一步地，所述冷却水管路的进水端头、出水端头、所述交流电源连接器的输入端、所述直流电源连接器的输出端、所述DC/DC连接器的输出端、所述通信连接器的输入端置于所述壳体外。

进一步地，所述接口具体为串行外设接口，所述CPLD通过所述串行外设接口与所述MCU连接。

相比现有技术，本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供一种电动汽车车载水冷充电装置，包括充电装置本体，充电装置本体置于电动汽车内，充电装置本体包括壳体，壳体内设有直流电源转换单元、充电单元、冷却水管路，直流电源转换单元包括DC/DC电路、DC/DC连接器，充电单元包括充电电路、交流电源连接器、直流电源连接器、通信连接器，交流电源连接器的输入端与市政电源连接，直流电源连接器的输出端与车载高压动力电池连接，交流电源连接器的输出端和直流电源连接器的输入端分别与充电电路连接，充电电路与通信连接器的输出端连接，通信连接器的输入端通过通讯总线与车载控制系统连接，车载高压动力电池与DC/DC电路连接，DC/DC连接器的输入端与DC/DC电路连接，DC/DC连接器的输出端与车载蓄电池连接，冷却水管路的端部设有进水端头和出水端头，进水端头和出水端头分别与车载散热水箱连接。本实用新型集成了DC/DC转换器和充电机于一体，设计紧凑，体积小，重量轻，车载控制系统通过通讯总线控制直流电源转换单元、充电单元的工作状态，查看直流电源转换单元、充电单元的输入输出参数及工作状态，实现了对整机工作的智能化控制、与外部设备及控制单元的通信功能，采用冷却水管路利用散热水箱中的冷却液进行循环冷却，结构合理，设计巧妙，实用性强，便于推广。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本实用新型的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的一种电动汽车车载水冷充电装置结构图一；

图2为本实用新型的一种电动汽车车载水冷充电装置结构图二；

图3为本实用新型的一种电动汽车车载水冷充电装置内部结构示意图一；

图4为本实用新型的一种电动汽车车载水冷充电装置内部结构示意图二。

图中：1、冷却水管路的进水端头；2、冷却水管路的出水端头；3、交流电源连接器的输入端；4、通信连接器的输入端；5、直流电源连接器的输出端。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

一种电动汽车车载水冷充电装置，如图1-图3所示，包括充电装置本体，充电装置本体置于电动汽车内，充电装置本体包括壳体，壳体内设有直流电源转换单元、充电单元、冷却水管路，直流电源转换单元包括DC/DC电路、DC/DC连接器，充电单元包括充电电路、交流电源连接器、直流电源连接器、通信连接器，优选的，交流电源连接器的输入端3、直流电源连接器的输出端5置于壳体外，交流电源连接器的输入端3与220V市政电源连接，直流电源连接器的输出端5与车载高压动力电池连接，用于向车载高压动力电池充电，交流电源连接器的输出端和直流电源连接器的输入端分别与充电电路连接，充电电路与通信连接器的输出端连接，优选的，通信连接器的输入端4置于壳体外，通信连接器的输入端4通过通讯总线与车载控制系统连接，优选的，通讯总线具体为CAN总线。本实施例中，车载控制系统连接为车载电脑，通信连接器的输入端4通过CAN总线与车载电脑连接通信，使本装置受车载电脑控制，车载控制系统可以通过触摸屏进行操作，也可以通过键盘等外部输入设备进行操作。车载高压动力电池与DC/DC电路连接，DC/DC连接器的输入端与DC/DC电路连接，DC/DC连接器的输出端与12V车载蓄电池连接，用于为电动汽车上的低压用电器供电。冷却水管路的端部设有进水端头1和出水端头2，优选的，冷却水管路的进水端头1、出水端头2置于壳体外，进水端头1和出水端头2分别与车载散热水箱连接，采用车载散热水箱中的冷却液进行冷却，因电动汽车本身有散热水箱，充电装置只需设计冷却用水管，无需设计专用冷却设备，使装置结构更加紧凑，更利于整体化设计，减少零部件，节省空间。

在一实施例中，如图1-图2所示，优选的，充电装置本体设有腔体，冷却水管路置于腔体底部。冷却水管路的进水端头1和出水端头2分别连接水管，分别为入水管和出水管。其中，入水管的一端连接至冷却水管路的进水端头1处，另一端连接至电动汽车上的冷却水泵，冷却水泵位于散热水箱附近。出水管的一端连接至冷却水管路的出水端头2处，另一端连接至散热水箱中或其他需要散热的设备上。冷却水泵、散热水箱和冷却水管路配合使用，保证了良好的冷却散热效果。

在一实施例中，如图4所示，优选的，充电电路包括充电机控制器模块、功率因数校正电路、谐振电路，图4中功率因数校正电路为PFC，谐振电路为LLC，功率因数校正电路包括交流电源连接器，谐振电路包括直流电源连接器，功率因数校正电路、谐振电路与充电机控制器模块连接，功率因数校正电路与谐振电路连接。优选的，功率因数校正电路具体为交错式有源功率因数校正电路。优选的，谐振电路具体为谐振DC/DC转换器。

在一实施例中，优选的，充电机控制器模块包括CPLD和MCU，功率因数校正电路、谐振电路通过模数转换器与CPLD连接，CPLD通过接口与MCU连接，优选的，CPLD通过由循环冗余校验码CRC保护的串行外设接口与MCU连接，MCU通过通讯总线与车载控制系统连接，本实施例中，CPLD包括复位、闲置、激活和出错四种状态。

在一实施例中，优选的，DC/DC电路包括DC/DC控制器模块和DC/DC转换模块，DC/DC控制器模块与DC/DC转换模块连接，DC/DC转换模块与DC/DC连接器的输入端连接，DC/DC控制器模块通过通讯总线与车载控制系统连接。优选的，通讯总线具体为CAN总线。本实施例中，车载控制系统连接为车载电脑，DC/DC控制器模块通过通信连接器与车载电脑连接通信，使本装置受车载电脑控制。

一种电动汽车车载水冷充电装置的工作过程如下：首先将220V市电从功率因数校正电路PFC的交流电源连接器的输入端3接入，电能通过功率因数校正电路PFC和谐振电路LLC转换为适当的直流电能，通过谐振电路LLC的直流电源连接器的输出端5向电动汽车上的高压动力电池充电，DC/DC电路将高压动力电池电能转换成低压14.5V电源为车辆上的低压电器供电，冷却水管路利用车载散热水箱中的冷却液对充电装置进行循环散热冷却。车载电脑与控制电路通过通信电连接器的接头4采用CAN总线通信连接。车载控制系统的输入端为触摸式显示屏。通信电连接器的输入端4与车辆控制系统如BMS、HMI等连接，连接完成后，在车载控制系统的输入端输入电压、电流等相关参数，点击开始按钮，在DC/DC控制器模块未监测到异常情况时，直流电源转换单元或充电机开始工作。车载控制系统和充电装置本体之间通过CAN总线实时传输相关数据，车载控制系统对充电装置进行控制，充电装置反馈相关信息并显示在车载控制系统的显示屏上，使用者可以及时了解充电装置的工作状态。在此过程中，复杂可编程逻辑器CPLD以全数字控制方式对功率因数校正电路PFC和谐振电路LLC进行全程监控，并根据监控结果，在四种状态下切换。如：当监控状态正常时，复杂可编程逻辑器CPLD切换至激活状态，当监控状态异常时，复杂可编程逻辑器CPLD切换至出错状态，DSP通过与外部通信设定充电时的电压和电流等参数设置，以及监控包括复杂可编程逻辑器CPLD在内的整个系统的工作状态，并负责通过CAN总线进行信息上报和命令接收，DSP既与车载电脑通信，也可以通过车载电脑与外部通信。

本实用新型提供一种电动汽车车载水冷充电装置，包括充电装置本体，充电装置本体置于电动汽车内，充电装置本体包括壳体，壳体内设有直流电源转换单元、充电单元、冷却水管路，直流电源转换单元包括DC/DC电路、DC/DC连接器，充电单元包括充电电路、交流电源连接器、直流电源连接器、通信连接器，交流电源连接器的输入端与市政电源连接，直流电源连接器的输出端与车载高压动力电池连接，交流电源连接器的输出端和直流电源连接器的输入端分别与充电电路连接，充电电路与通信连接器的输出端连接，通信连接器的输入端通过通讯总线与车载控制系统连接，车载高压动力电池与DC/DC电路连接，DC/DC连接器的输入端与DC/DC电路连接，DC/DC连接器的输出端与车载蓄电池连接，冷却水管路的端部设有进水端头和出水端头，进水端头和出水端头分别与车载散热水箱连接。本实用新型集成了DC/DC转换器和充电机于一体，设计紧凑，体积小，重量轻，车载控制系统通过通讯总线控制直流电源转换单元、充电单元的工作状态，查看直流电源转换单元、充电单元的输入输出参数及工作状态，实现了对整机工作的智能化控制、与外部设备及控制单元的通信功能，采用冷却水管路利用散热水箱中的冷却液进行循环冷却，结构合理，设计巧妙，实用性强，便于推广。

以上，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本实用新型；但是,凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时,凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。