车辆电池充电控制系统的制作方法

本发明涉及一种车辆电池充电控制系统，并且更具体地，涉及一种车辆电池充电控制系统，其能够通过在对车辆的低压电池充电时将低压dc-dc转换器(ldc)连接至ac电源而不是高压电池来防止车载电池充电器(obc)的功率输送效率降低，以提高输送至电气设备和低压电池的功率效率，从而提高燃料效率。

背景技术

环保型车辆包括混合动力车辆、插电式混合动力车辆、电动车辆、燃料车辆等。插电式混合动力车辆和电动车辆中的每个都由用户使用家用电源充电，并且具有安装在其中的车载电池充电器(obc)。

当插电式混合动力车辆或电动车辆行驶时，逆变器位于高压电池和电动机之间，以通过电动机的驱动和再生来使高压电池进行充电和放电。低压dc-dc转换器(ldc)位于高压电池和低压电池之间以对低压电池充电或向电气设备供应负载。

在使用ac电压通过obc充电时，通过obc以ac电压对高压电池充电，并且ldc位于obc的输出端与高压电池之间以对低压电池充电，并向电气设备供应负载。此时，ldc在慢速充电期间连续操作，以将功率输送至电气设备(各种控制器、冷却设备等)和低压电池。

在相关技术中，输送至电气设备和低压电池的功率的效率低(输送至电气设备和低压电池的功率的效率可以是obc功率输送效率和ldc功率输送效率的乘积)。

因此，需要一种用于提高输送至电气设备和低压电池的功率的效率的解决方案以提高燃料效率。

本部分中公开的内容仅仅是为了增强对本发明的总体背景的理解，而不应该被认为承认或以任何形式暗示这些内容形成本领域技术人员已知的相关技术。

技术实现要素：

本发明提供一种车辆电池充电控制系统，其能够通过在对车辆的低压电池充电时将低压dc-dc转换器(ldc)连接至ac电源而不是高压电池来防止车载电池充电器(obc)的功率输送效率降低，以提高输送至电气设备和低压电池的功率效率，从而提高燃料效率。

根据本发明，上述和其他目的可以通过一种车辆电池充电控制系统来实现，该车辆电池充电控制系统包括：第一充电电路，配置为将从外部交流(ac)电源接收到的ac电压转换为直流(dc)电压并输出dc电压；高压电池，配置为接收从第一充电电路输出的dc电压并存储从第一充电电路输送的能量；第二充电电路，配置为将从外部ac电源接收到的ac电压转换为dc电压并输出dc电压，并且包括配置为输出dc电压的dc-dc转换电路；低压电池，配置为接收从第二充电电路输出的dc电压并存储从第二充电电路输送的能量；第一开关单元，连接在高压电池和第二充电电路的dc-dc转换电路的输入端子之间；以及控制器，配置为根据车辆是否行驶或车辆是否充电来控制第一开关单元的状态。

当车辆行驶时，控制器可以闭合第一开关单元。

当车辆充电时，控制器可以断开第一开关单元。

车辆电池充电控制系统还可以包括：第二开关单元，连接在外部ac电源和第二充电电路之间，并且当车辆行驶时，控制器可以闭合第一开关单元并断开第二开关单元。

当车辆充电时，控制器可以断开第一开关单元并闭合第二开关。

第二充电电路还可以包括：功率因数校正器(pfc)，配置为将从外部ac电源接收到的ac电压转换为dc电压并且输出dc电压，并且包括整流器和升压转换器，第二充电电路的dc-dc转换电路可以使从pfc输出的dc电压降低并且输出dc电压，第一开关单元的一侧可以连接至高压电池并且其另一侧可以连接至pfc的升压转换器的输入端子。

根据本发明的方面，上述和其他目的可以通过一种车辆电池充电控制系统来实现，该车辆电池充电控制系统包括：第一充电电路，包括配置为消除外部交流(ac)电源的噪声的滤波器、配置为将从外部ac电源接收到的ac电压转换为直流(dc)电压并输出dc电压的功率因数校正器(pfc)、连接在滤波器和pfc之间的继电器以及配置为使从pfc输出的dc电压升高并输出dc电压的dc-dc转换电路；高压电池，配置为接收从第一充电电路输出的dc电压并存储从第一充电电路输送的能量；第二充电电路，配置为将从外部ac电源接收到的ac电压转换为dc电压并输出dc电压，包括配置为输出dc电压的dc-dc转换电路，以及连接至第一充电电路和高压电池；低压电池，配置为接收从第二充电电路输出的dc电压并存储从第二充电电路输送的能量；第一开关单元，连接在高压电池和第二充电电路的dc-dc转换电路的输入端子之间；以及控制器，配置为在车辆行驶时闭合第一开关单元，并且在车辆充电时断开第一开关单元。

第二充电电路可以包括：功率因数校正器(pfc)，配置为将从外部ac电源接收到的ac电压转换为dc电压并且输出dc电压，该第二充电电路的dc-dc转换电路可以使从第二充电电路的pfc输出的dc电压降低并且输出dc电压，该第二充电电路的输入端子可以连接在第一充电电路的滤波器和继电器之间。

第二充电电路可以包括：功率因数校正器(pfc)，配置为将从外部ac电源接收到的ac电压转换为dc电压并且输出dc电压，该第二充电电路的dc-dc转换电路可以使从第二充电电路的pfc输出的dc电压降低并且输出dc电压，该第二充电电路的输入端子可以连接在第一充电电路的继电器和pfc的输入端子之间。

第一充电电路的pfc可以包括整流器和升压转换器，并且第二充电电路的输入端子可以连接在第一充电电路的整流器和升压转换器的输入端子之间。

第二充电电路还可以包括：功率因数校正器(pfc)，配置为将从外部ac电源接收到的ac电压转换为dc电压并且输出dc电压，并且包括整流器和升压转换器，该第二充电电路的dc-dc转换电路使从第二充电电路的pfc输出的dc电压降低并且输出dc电压，第一开关单元的一侧可以连接至高压电池并且其另一侧可以连接至第二充电电路的pfc的升压转换器的输入端子。

车辆电池充电控制系统还可以包括连接在第一充电电路和第二充电电路的输入端子之间的第二开关单元，并且当车辆行驶时，控制器可以闭合第一开关单元并断开第二开关单元，当车辆充电时，控制器可以断开第一开关单元并闭合第二开关单元。

本发明的车辆充电控制系统可以不将ldc连接至高压电池，而可以将ldc连接至ac电源，以防止obc的功率输送效率降低。因此，能够提高输送至电气设备和低压电池的功率的效率，从而提高燃料效率。

另外，即使当需要相同的输入功率时，也可以在慢速充电时提高功率输送效率，由此缩短充电时间并降低电力成本。

附图说明

从下面结合附图的详细描述中，将更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特征和其他优点，其中：

图1是示出根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的配置的示图；

图2是示出根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的第二充电电路的配置的示图；

图3和图4是示出根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的电路图；

图5是示出根据本发明的实施例的进一步包括第二开关单元的车辆电池充电控制系统的配置的示图；

图6是示出根据本发明的实施例的其中第二充电电路连接至第一充电电路的车辆电池充电控制系统的配置的示图；

图7是示出根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的第一充电电路的配置的示图；以及

图8至图10是根据本发明的实施例的其中第二充电电路连接至第一充电电路的车辆电池充电控制系统的电路图。

具体实施例

在下文中，将参考附图详细描述根据本发明的各种实施例的车辆电池充电控制系统。

图1是示出根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的配置的示图，图2是示出根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的第二充电电路的配置的示图，图3和图4是示出根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的电路图，图5是示出根据本发明的实施例的进一步包括第二开关单元的车辆电池充电控制系统的配置的示图，图6是示出根据本发明的实施例的其中第二充电电路连接至第一充电电路的车辆电池充电控制系统的配置的示图，图7是示出根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的第一充电电路的配置的示图，以及图8至图10是根据本发明的实施例的其中第二充电电路连接至第一充电电路的车辆电池充电控制系统的电路图。

首先，参考图1和图2，根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统可以包括：第一充电电路30，配置为将从外部ac电源10接收到的ac电压转换为dc电压并输出dc电压；高压电池70，配置为从第一充电电路30接收dc电压并存储从第一充电电路30输送的能量；第二充电电路90，配置为将从外部ac电源10接收到的ac电压转换为dc电压并输出dc电压，并且包括配置为输出dc电压的dc-dc转换电路94；低压电池110，配置为接收从第二充电电路90输出的dc电压并存储从第二充电电路90输送的能量；第一开关单元210，连接在高压电池70和dc-dc转换器94的输入端子之间；以及控制器300，配置为根据车辆是否行驶或车辆是否充电来控制第一开关单元210的状态。

这里，作为本发明的一个实施例，第一充电电路30可以是车载电池充电器(obc)，并且可以将从外部ac电源10接收到的ac电压转换为dc电压以对高压电池70充电。

在本发明的一个实施例中，第二充电电路90可以包括：功率因数校正器(pfc)92，配置为将从外部ac电源10接收到的ac电压转换为dc电压并且包括整流器和升压转换器；以及dc-dc转换电路94，配置为使从pfc92输出的dc电压降低并且输出dc电压。dc-dc转换电路94可以将从外部ac电源10接收到的ac电压转换为dc电压以对低压电池110充电或将电压供应至电气设备100。在本发明的一个实施例中，dc-dc转换电路94可以是低压dc-dc转换器。

控制器300可以根据车辆是否行驶或车辆是否充电来控制第一开关单元210的状态。参考图3，当车辆行驶时，控制器300闭合第一开关单元210。参考图4，当车辆充电时，控制器300断开第一开关单元210。

这里，当车辆行驶时，闭合第一开关单元210，并且第二充电电路90可以从高压电池70接收功率，以向电气设备100和低压电池110供电。当对连接至外部ac电源10的车辆充电时，断开第一开关单元210，并且第二充电电路90不从高压电池70接收功率，而是通过fpc92将从外部ac电源10接收到的ac电压转换为dc电压，并且通过dc-dc转换电路94使dc电压降低，以向电气设备100和低压电池110供电。因此，在充电时，包括dc-dc转换电路94(ldc)的第二充电电路90可以防止第一充电电路30(obc)的功率输送效率降低，从而提高车辆的燃料效率。

在本发明的一个实施例中，第一开关单元210的一侧可以连接至高压电池70，并且其另一侧可以连接至pfc92的升压转换器的输入端子。

这里，第一开关单元210的另一侧可以连接至pfc92的升压转换器的输入端子，从而减少电压降低时产生的损耗，从而提高效率。

参考图5，根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统还可以包括连接在外部ac电源10和第二充电电路90的输入端之间的第二开关单元220。当车辆行驶时，控制器300可以闭合第一开关单元210并断开第二开关单元220。当车辆充电时，控制器300可以断开第一开关单元210并闭合第二开关单元220。根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统还可以包括：逆变器60，连接在高压电池70和驱动单元50之间，以将从高压电池70接收到的dc电压转换为ac电压并输出ac电压；以及第三开关单元230，连接在高压电池70和逆变器60之间。当车辆充电时，控制器30可以断开第一开关单元210和第三开关单元230，并且闭合第二开关单元220。当车辆行驶时，控制器30可以闭合第一开关单元210和第三开关单元230，并且断开第二开关单元220。

参考图6和图7，根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统可以包括：第一充电电路30，包括配置为消除外部ac电源10的噪声的滤波器32、配置为将从外部ac电源10接收到的ac电压转换为dc电压并输出dc电压的功率因数校正器(pfc)36、连接在滤波器32和pfc36之间的继电器34以及配置为使从pfc36输出的dc电压升高并输出dc电压的dc-dc转换电路38；高压电池70，配置为接收从第一充电电路30输出的dc电压并且存储从第一充电电路30输送的能量；第二充电电路90，配置为将来自外部ac电源10的ac电压转换为dc电压并输出dc电压，包括配置为输出dc电压的dc-dc转换电路94，以及连接至第一充电电路30和高压电池70；低压电池110，配置为接收从第二充电电路90输出的dc电压并存储从第二充电电路90输送的能量；第一开关单元210，连接在高压电池70和dc-dc转换电路94的输入端子之间；以及控制器300，配置为在车辆行驶时闭合第一开关单元210，并且在车辆充电时断开第一开关单元210。

参考图8，根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的第二充电电路90可以包括pfc92，其配置为将从外部ac电源10接收到的ac电压转换为dc电压并且输出dc电压，dc-dc转换电路94可以使从pfc92输出的dc电压降低并输出dc电压，并且第二充电电路90的输入端子可以连接在第一充电电路30的滤波器32和继电器34之间。为此，第二充电电路90的输入端子可以连接在第一充电电路30的滤波器32和继电器34之间，并且第二充电电路90共用第一充电电路30的emi滤波器32，从而实现结构上的简化。

参考图9，根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的第二充电电路90可以包括pfc92，其配置为将从外部ac电源10接收到的ac电压转换为dc电压并且输出dc电压，dc-dc转换电路94可以使从pfc92输出的dc电压降低并且输出dc电压，并且第二充电电路90的输入端子可以连接在第一充电电路30的继电器24和pfc36的输入端子之间。为此，第二充电电路90的输入端子可以连接在第一充电电路30的继电器34和pfc36的输入端子之间，以共用emi滤波器32和继电器34，从而实现结构上的简化。

参考图10，根据本发明的实施例的车辆电池充电控制系统的第一充电电路30的pfc36可以包括整流器和升压转换器，并且第二充电电路90的输入端子可以连接在第一充电电路30的整流器和升压转换器的输入端子之间。为此，第二充电电路90的输入端子可以连接在第一充电电路30的整流器和升压转换器的输入端子之间，以共用emi滤波器32、继电器34和整流器，从而实现结构上的简化。

虽然未在图中示出，但是在图8至图10中，根据本发明的实施例的车辆充电控制系统还可以包括连接在第一充电电路30和第二充电电路90的输入端子之间的第二开关单元220，并且当车辆行驶时，控制器300可以闭合第一开关单元210并断开第二开关单元220，当车辆充电时，控制器300可以断开第一开关单元210并闭合第二开关单元220。

如上所述，根据本发明的各种实施例的车辆充电控制系统可以不将ldc连接至高压电池，而可以将ldc连接至ac电源，以防止obc的功率传输效率降低。因此，能够提高输送至电气设备和低压电池的功率的效率，从而提高燃料效率。

另外，即使当需要相同的输入功率时，也可以在慢速充电时提高功率输送效率，从而缩短充电时间并降低电力成本。

另外，由于共用emi滤波器、继电器和整流器，所以能够实现结构上的简化。

尽管为了说明的目的已经公开了本发明的示例性实施例，但是本领域的技术人员将理解，在不脱离所附权利要求公开的本发明的范围和精神的情况下，各种变型、添加和替换都是可能的。