车辆和车辆的车载充电系统及其控制方法与流程

本发明涉汽车技术领域，特别涉及一种车辆的车载充电系、一种车辆和一种车辆的车载充电系统的控制方法。

背景技术：

随着科学技术的发展以及国家政策的鼓励，纯电动汽车、插电混动汽车发展迅速，因此对车辆的车载充电系统提出更高的要求。

相关技术中，车辆的车载充电系统虽然可以通过的充电口在车辆静止时向外部充电设备或车外负载提供交流电，但无法为车内负载提供交流电。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种车辆的车载充电系统，该系统通过对独立设置的充电口和放电口进行单独控制，可以随时为车内负载提供交流电。

本发明的第二个目的在于提出一种车辆。

本发明的另第三个目的在于提出一种车辆的车载充电系统的控制方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种车辆的车载充电系统，包括：第一接口，所述第一接口设置在车内，所述第一接口用于与车内待充电设备连接；第一可控开关，所述第一可控开关与所述第一接口相连；双向ac/dc变换电路，所述双向ac/dc变换电路的交流侧通过所述第一可控开关与所述车内待充电设备连接，所述双向ac/dc变换电路的直流侧与动力电池连接，以使所述第一接口通过所述双向ac/dc变换电路与所述动力电池连接；控制模块，所述控制模块用于在检测到所述车内待充电设备需要充电时，通过控制所述第一可控开关和所述双向ac/dc变换电路以给所述车内待充电设备充电。

根据本发明实施例的车辆的车载充电系统，第一接口用于与车内待充电设备连接，第一可控开关与第一接口相连，第一接口通过双向ac/dc变换电路与动力电池连接，控制模块在检测到车内待充电设备需要充电时，通过控制第一可控开关和双向ac/dc变换电路以给车内待充电设备充电。由此，该系统可以通过设置在车内的第一接口随时为车内负载提供交流电。

为达到上述目的，本发明的第二方面实施例提出的一种车辆，其包括本发明第一方面实施例所述的车辆的车载充电系统。

本发明实施例的车辆，通过上述的车辆的车载充电系统，，在检测到车内待充电设备需要充电时，通过控制第一可控开关和双向ac/dc变换电路以给车内待充电设备充电，以通过设置在车内的第一接口随时为车内负载提供交流电。

为达到上述目的，本发明的第三方面实施例提出的一种车辆的车载充电系统的控制方法，包括以下步骤：检测所述车内待充电设备是否需要充电，如果检测到所述车内待充电设备需要充电，则通过控制所述第一可控开关和所述双向ac/dc变换电路以给所述车内待充电设备充电。

根据本发明实施例的车辆的车载充电系统的控制方法，在检测到车内待充电设备需要充电时，通过控制第一可控开关和双向ac/dc变换电路以给车内待充电设备充电。由此，可以通过设置在车内的第一接口随时为车内负载提供交流电。

附图说明

本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中，

图1是根据本发明一个实施例的车辆的车载充电系统的示意图；

图2是根据本发明一个实施例的车辆的车载充电系统的电路拓扑图；以及

图3是根据本发明一个实施例的车辆的车载充电系统的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图来描述本发明实施例提出的车辆的车载充电系统、车辆和车辆的车载充电系统的控制方法。

图1是根据本发明一个实施例的车辆的车载充电系统的示意图。如图1所示，该车载充电系统包括：双向ac/dc变换电路10、第一接口20、第一可控开关k1和控制模块(图中未具体示出)。

其中，第一接口20设置在车内，第一接口20与车内的待充电设备连接。第一可控开关k1与第一接口20相连。双向ac/dc变换电路10的交流侧通过第一可控开关k1与待充电设备连接，双向ac/dc变换电路10的直流侧与动力电池30连接，以使第一接口20通过双向ac/dc变换电路10与动力电池30连接。控制模块用于在检测到车内的待充电设备需要充电时，通过控制第一可控开关k1和双向ac/dc变换电路10给车内的待充电设备充电。

具体地，双向ac/dc变换电路可实现能量的双向流动，即既可以将交流电转换为直流电，也可以将直流电逆变为交流电。第一接口20设置在车内，第一接口20与车内的待充电设备连接，在车辆静止或者行驶时，控制模块通过控制k1闭合，并控制双向ac/dc变换电路10将动力电池30提供的直流电逆变为交流电，从而可以通过第一接口20为车内负载提供220v交流电，实现对车内负载的放电。由此，该系统可以通过设置在车内的第一接口随时为车内负载提供交流电。

可以理解，在本发明中，车辆可以为电动汽车。

根据本发明的一个实施例，如图2所示，上述的车载充电系统还可以包括：第二接口40和第二可控开关k2。其中，第二接口40设置在车外，第二接口40用于连接外部充电设备或车外负载。第二可控开关k2与的一端与第二接口40连接，第二可控开关k2的另一端与双向ac/dc变换电路10的交流侧连接。

进一步地，控制模块还可以用于在检测到车外负载需要充电时，通过控制第二可控开关k2和双向ac/dc变换电路10以给车外负载充电，以及在检测到动力电池30需要充电时，通过控制第二可控开关k2和双向ac/dc变换电路10以给动力电池30充电。

本发明的实施例中第一可控开关k1和第二可控开关k2均可以为继电器。

具体地，双向ac/dc变换电路可实现能量的双向流动，即既可以将交流电转换为直流电，也可以将直流电逆变为交流电。在车辆静时，控制模块如果检测到外部充电设备需要充电，则控制模块控制k2闭合，并对向ac/dc变换电路10进行控制，以使双向ac/dc变换电路10将动力电池30输出的直流电逆变为交流电，通过第二接口40完成对车外负载的放电。在车辆静时，控制模块如果检测到动力电池30需要充电，则控制模块控制k2闭合，并对向ac/dc变换电路10进行控制，以使双向ac/dc变换电路10将外部充电设备通过第二接口40输出的交流电整流为直流电后给动力电池30充电。由此，该系统通过对独立设置的第一接口和第二接口进行控制，既可以在车辆静止时为外部充电设备或车外负载提供交流电，还可以随时为车内负载提供交流电。

需要说明的是，当给动力电池30充电时，车辆处于静止状态，且第一可控开关k1处于断开状态。

在本发明的实施例中，车载充电系统的工作模式包括车外放电模式、车内放电模式、车内外同时放电模式和充电模式，其中，当车载充电系统以车外放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关k1断开、第二可控开关k2闭合，并控制双向ac/dc变换电路10将动力电池30提供的直流电转换成交流电，以通过第二接口40提供给车外负载；当车载充电系统以车内放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关k1闭合、第二可控开关k2断开，并控制双向ac/dc变换电路将动力电池30提供的直流电转换成交流电，以通过第一接口20提供给车内待充电设备；当车载充电系统以车内外放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关闭合k1、第二可控开关k2闭合，并控制双向ac/dc变换电路将动力电池30提供的直流电转换成交流电，以分别通过第二接口40提供给车外负载和通过第一接口20提供给车内待充电设备；当车载充电系统以充电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关k1断开、第二可控开关k2闭合，并控制双向ac/dc变换电路将外部充电设备通过第二接口40提供的交流电转换为直流电，以给动力电池30充电。交流电为220v交流电。

进一步地，当车辆停止运行时，车载充电系统可以以充电模式、车外放电模式或车内外同时放电模式中的一种模式进行工作；当电车辆运行时，车载充电系统可以以车内放电模式进行工作。

具体地，当车载充电系统以车外放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关k1断开、第二可控开关k2闭合，并控制双向ac/dc变换电路10将动力电池30提供的直流电转换成220v交流电，并通过第二接口40在车辆静止时给车外负载提供220v交流电。当车载充电系统以车内放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关k1闭合、第二可控开关k2断开，并双向ac/dc变换电路10将动力电池30提供的直流电转换成220v交流电，并通过第一接口20随时为车内负载提供220v交流电。当车载充电系统以车内外放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关闭合k1、第二可控开关k2闭合，并控制双向ac/dc变换电路10将动力电池30提供的直流电转换成220v交流电，通过第二接口40在车辆静止时给车外负载提供220v交流电，通过第一接口20可以为车内负载提供220v交流电。当车载充电系统以充电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关k1断开、第二可控开关k2闭合，并控制双向ac/dc变换电路10将外部充电设备提供的220v交流电转换为直流电，以给动力电池30充电。

在本发明的实施例中，双向ac/dc变换电路10用于在车载充电系统以充电模式进行工作时对交流电进行整流和升压处理，以及在车载充电系统以车外放电模式、车内放电模式或者车内外同时放电模式中的一种模式进行工作时，对直流电进行逆变和降压处理。

进一步地，根据本发明的一个实施例，如图2所示，双向ac/dc变换电路10可以包括：第一滤波电路101、第二滤波电路102和双向h桥电路103。其中，第一滤波电路101的一端与第一可控开关k1和第二可控开关k2相连，第一滤波电路101包括第一滤波电容c1、第一滤波电感l1和第二滤波电感l2。第二滤波电路102包括第二滤波电容c2。双向h桥电路103的交流输入端与第一滤波电路101的另一端相连，以作为双向ac/dc变换电路10的交流侧，双向h桥电路103的直流输出端与第二滤波电路102相连，以作为双向ac/dc变换电路10的直流侧。

具体地，如图2所示，第一滤波电路101可以包括c1、l1和l2，其可以以图2所示的接方式连接，第一滤波电路101可以滤除交流干扰。双向h桥电路103可以包括第一至第四mosfet(metal–oxide–semiconductorfield-effecttransisto，金属氧化物半导体场效应晶体管)q1-q4和第一至第四续流二极管d1-d4和第一至第四换流电容e1-e4，双向h桥电路10既可以将交流电转换为直流电，也可以将直流电逆变为交流电。当车载充电系统工作在充电模式时，通过第一滤波101和双向h桥电路103可以对外部充电设备提供的交流电进行行整流和升压处理，以提供相应的直流电给动力电池30进行充电。当车载系统以车外放电模式、车内放电模式或者车内外同时放电模式中的一种模式进行工作时，通过第一滤波101和双向h桥电路103可以对动力电池30提供的直流电进行逆变和降压处理，以提供220v交流电给车外负载或者车内待充电设备。此外，第二滤波电容c2不仅可以滤除直流干扰，还可以进行储能。

综上所述，根据本发明实施例的车辆的车载充电系统，第一接口用于与车内待充电设备连接，第一可控开关与第一接口相连，第一接口通过双向ac/dc变换电路与动力电池连接，控制模块在检测到车内待充电设备需要充电时，通过控制第一可控开关和双向ac/dc变换电路以给车内待充电设备充电，控制模块还在检测到车外负载需要充电时，通过控制第二可控开关和双向ac/dc变换电路以给车外负载充电，以及在检测到动力电池需要充电时，通过控制第二可控开关和双向ac/dc变换电路以给动力电池充电。由此，该系统通过对独立设置的第一接口和第二接口进行控制，既可以在车辆静止时为外部充电设备或车外负载提供交流电，还可以随时为车内负载提供交流电。

本发明实施例还提出一种车辆，其包括上述的车辆的车载充电系统。

在本发明的实施例中，车辆可以为电动汽车。

本发明实施例的车辆，通过上述的车辆的车载充电系统，在检测到车内待充电设备需要充电时，通过控制第一可控开关和双向ac/dc变换电路以给车内待充电设备充电，以通过设置在车内的第一接口随时为车内负载提供交流电。

基于上述的车辆的车载充电系统，本发明实施例还提出一种车辆的车载充电系统的控制方法。

图3是根据本发明一个实施例的车辆的车载充电系统的控制方法的流程图。如图3所示，该控制方法包括以下步骤：

s1，检测车内待充电设备是否需要充电。

s2，如果检测到车内待充电设备需要充电，则通过控制第一可控开关和双向ac/dc变换电路以给车内待充电设备充电。

具体地，双向ac/dc变换电路可实现能量的双向流动，即既可以将交流电转换为直流电，也可以将直流电逆变为交流电。第一接口设置在车内，第一接口与车内的待充电设备连接，在车辆静止或者行驶时，控制模块通过控制第一可控开关闭合，可以通过第一接口为车内负载提供220v交流电，实现对车内负载的放电。由此，可以通过设置在车内的第一接口随时为车内负载提供交流电。

可以理解，车辆可以为电动汽车。

根据本发明的一个实施例，上述的控制方法还可以包括：检测到车外负载或所述动力电池是否需要充电；如果车外负载或者动力电池需要充电，则控制第二可控开关和双向ac/dc变换电路以给车外负载或者动力电池充电。

具体地，双向ac/dc变换电路可实现能量的双向流动，即既可以将交流电转换为直流电，也可以将直流电逆变为交流电。在车辆静时，控制模块如果检测到外部充电设备需要充电，则控制模块控制第二可控开关闭合，并对向ac/dc变换电路进行控制，以使双向ac/dc变换电路将动力电池输出的直流电逆变为交流电，通过第二接口完成对车外负载的放电。在车辆静时，控制模块如果检测到动力电池需要充电，则控制模块控制第二可控开关闭合，并对向ac/dc变换电路进行控制，以使双向ac/dc变换电路将外部充电设备通过第二接口输出的交流电整流为直流电后给动力电池充电。由此，通过对独立设置的第一接口和第二接口进行控制，既可以在车辆静止时为外部充电设备或车外负载提供交流电，还可以随时为车内负载提供交流电。

需要说明的是，当给动力电池充电时，车辆处于静止状态，且第一可控开关处于断开状态。

其中，在本发明的实施例中，车载充电系统的工作模式包括车外放电模式、车内放电模式、车内外同时放电模式和充电模式，其中，当车载充电系统以车外放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关断开、第二可控开关闭合，并控制双向ac/dc变换电路将动力电池提供的直流电转换成交流电，以通过第二接口提供给车外负载；当车载充电系统以车内放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关闭合、第二可控开关断开，并控制双向ac/dc变换电路将动力电池提供的直流电转换成交流电，以通过第一接口提供给车内待充电设备；当车载充电系统以车内外放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关闭合、第二可控开关闭合，并控制双向ac/dc变换电路将动力电池提供的直流电转换成交流电，以分别通过第二接口提供给车外负载和通过第一接口提供给车内待充电设备；当车载充电系统以充电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关断开、第二可控开关闭合，并控制双向ac/dc变换电路将外部充电设备通过第二接口提供的交流电转换为直流电，以给动力电池充电。交流电为220v交流电。

进一步地，当车辆停止运行时，车载充电系统可以以充电模式、车外放电模式或车内外同时放电模式中的一种模式进行工作；当车辆运行时，车载充电系统可以以车内放电模式进行工作。

具体地，当车载充电系统以车外放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关断开、第二可控开关闭合，并控制双向ac/dc变换电路将动力电池提供的直流电转换成220v交流电，并通过第二接口在车辆静止时给车外负载提供220v交流电。当车载充电系统以车内放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关闭合、第二可控开关断开，并双向ac/dc变换电路将动力电池提供的直流电转换成220v交流电，并通过第一接口随时为车内负载提供220v交流电。当车载充电系统以车内外放电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关闭合、第二可控开关闭合，并控制双向ac/dc变换电路将动力电池提供的直流电转换成220v交流电，通过第二接口在车辆静止时给车外负载提供220v交流电，通过第一接口可以为车内负载提供220v交流电。当车载充电系统以充电模式进行工作时，控制模块控制第一可控开关断开、第二可控开关闭合，并控制双向ac/dc变换电路将外部充电设备提供的220v交流电转换为直流电，以给动力电池充电。

综上所述，根据本发明实施例的车辆的控制方法，对独立设置的第一接口和第二接口进行控制，既可以在车辆静止时为外部充电设备或车外负载提供交流电，还可以随时为车内负载提供交流电。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。