一种充电电路、方法及设备与流程

本发明涉及电动汽车充电领域，尤其涉及一种充电电路、方法及设备。

背景技术：

新能源电动汽车在近几年已经备受各界的高度重视，在各个应用领域都有了飞跃式的增长，但仍处于发展初期。在电池续航里程低的现状下，充电难依然是困扰新能源电动汽车发展的最大难题，阻碍了新能源电动汽车的推广速度。但充电基础设施的建设需要时间周期、合理规划、大量的资金投入、人力投入以及后期维护等，很难在短时间内建设完成充电基础设施，覆盖到能满足所有用户的使用需求。

目前市场上主流的三种充电方式是：直流充电、无线充电和交流充电。其中无线充电和交流充电属于慢充充电方式，充电功率一般为3.3kw、6.6kw以及11kw。对于汽车企业来说，以上两种慢充充电方式需要在车辆中配置无线充电装置和车载充电机装置，才能够使车辆满足两种充电方式的兼容，这将导致车辆的成本增加、车载部件体积和重量的增加。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种充电电路、方法及设备，旨在解决现有技术慢充充电方式导致车辆成本高、车载部件体积大及重量重的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种充电电路，所述充电电路包括：车载充电电路、无线充电电路、有线充电开关、无线充电开关及控制模块；所述车载充电电路与所述有线充电开关连接，所述无线充电电路与所述无线充电开关连接，其中：

所述控制模块，用于接收有线充电信号，闭合有线充电开关，断开无线充电开关，控制所述车载充电电路进行充电；

所述控制模块还用于接收无线充电信号，闭合无线充电开关，断开有线充电开关，控制所述无线充电电路进行充电。

优选地，所述车载充电电路包括功率因素校正电路、全桥逆变电路及交流直流变换电路，其中：

所述功率因素校正电路，用于接收交流输入电压，将所述交流输入电压转换为直流电压；所述功率因素校正电路还用于改善功率因数并且提高充电过程的效率；

所述全桥逆变电路用于将所述直流电压转换为交流电压；

所述交流直流变换电路用于将所述交流电压转换为直流输出电压。

优选地，所述车载充电电路还包括充电枪接入口及变压器，其中：

所述充电枪接入口在有充电枪接入时，所述控制模块接收有线充电信号；

所述变压器副边线圈与所述无线充电开关连接，所述变压器副边线圈还与所述有线充电开关连接；所述变压器原边线圈与所述交流直流变换电路连接，所述变压器，用于实现电气隔离。

优选地，所述无线充电电路包括副边线圈及副边谐振补偿网络，其中：

所述副边谐振补偿网络，用于补偿所述变压器的谐波和/或无功功率消耗，提供所述变压器的谐振操作。

优选地，所述控制模块包括wifi连接单元，所述wifi连接单元用于无线充电电路之间的通信，所述wifi连接单元还用于接收无线充电信号。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种充电方法，所述充电方法包括以下步骤：

控制模块判断是否接收到有线充电信号，在接收到所述有线充电信号时闭合有线充电开关，断开无线充电开关，控制所述车载充电电路进行充电；

在未接收到所述有线充电信号时，所述控制模块判断是否接收到无线充电信号；

在接收到所述无线充电信号时，闭合无线充电开关，断开有线充电开关，控制所述无线充电电路进行充电。

优选地，所述控制模块判断是否接收到有线充电信号，在接受到所述有线充电信号时闭合有线充电开关，断开无线充电开关，控制所述车载充电电路进行充电的步骤之后，还包括：

在所述车载充电电路完成充电或发生故障时，断开所述有线充电开关，充电结束。

优选地，所述在未接收到所述有线充电信号时，所述控制模块判断是否接收到无线充电信号的步骤之后，还包括：

所述控制模块未接收到所述无线充电信号，进入待机状态。

优选地，所述在接收到所述无线充电信号时，闭合无线充电开关，断开有线充电开关，控制所述无线充电电路进行充电的步骤之后，还包括：

在所述无线充电电路完成充电或发生故障时，断开所述无线充电开关，充电结束。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种充电设备，所述充电设备包括如上文所述的充电电路，或者所述充电设备应用如上文所述的充电方法。

本发明技术方案通过设置车载充电电路、无线充电电路、有线充电开关、无线充电开关及控制模块，形成了一种充电电路。所述车载充电电路与所述有线充电开关连接，所述无线充电电路与所述无线充电开关连接，其中：所述控制模块，用于接收有线充电信号，闭合有线充电开关，断开无线充电开关，控制所述车载充电电路进行充电；所述控制模块还用于接收无线充电信号，闭合无线充电开关，断开有线充电开关，控制所述无线充电电路进行充电。本发明技术方案中通过控制有线充电开关、无线充电开关，形成无线充电、有线充电可控切换的功能，实现无线充电与车载充电电路之间的复用，解决了现有慢充充电方式导致车辆成本高、车载部件体积大及重量重的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一种充电电路第一实施例的功能模块图；

图2为本发明一种充电电路第一实施例的电路结构示意图；

图3是本发明一种充电电路第二实施例的电路结构示意图；

图4为本发明一种充电方法第一实施例的流程示意图；

图5为本发明一种充电方法第二实施例的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种充电电路。

参照图1，图1为本发明充电电路第一实施例的功能模块图。

如图1所示，在本发明实施例中，该充电电路，包括车载充电电路100、无线充电电路200、有线充电开关300、无线充电开关400及控制模块500；所述车载充电电路100与所述有线充电开关300连接，所述无线充电电路200与所述无线充电开关400连接，其中：

所述控制模块500，用于接收有线充电信号，闭合有线充电开关300，断开无线充电开关400，控制所述车载充电电路100进行充电。本实施例中，所述控制模块500响应于用户输入的有线充电信号，控制有线充电开关300闭合，此时通过所述车载充电电路100对车辆进行充电。

所述控制模块500还用于接收无线充电信号，闭合无线充电开关400，断开有线充电开关300，控制所述无线充电电路200进行充电。本实施例中，所述控制模块500响应于用户输入的无线充电信号，控制无线充电开关400闭合，此时通过所述无线充电电路200对车辆进行充电。

需要说明的是，车载充电电路100与无线充电电路200可以为共用一个控制模块500，所述控制模块500也可分别单独设置成两个控制模块。当车载充电电路100与无线充电电路200共用一个控制模块时，控制模块500控制部件包括功率因素校正电路、全桥逆变电路及交流直流变换电路以及有线充电开关300、无线充电开关400。当所述充电电路设置两个独立控制模块时，其中一个控制模块控制部件包括功率因素校正电路、全桥逆变电路及交流直流变换电路以及有线充电开关300、无线充电开关400，另一个控制模块控制部件为交流直流变换电路。若采用一个共用控制模块，控制模块仅增加wifi连接单元，若采用两个独立控制模块，则控制模块不增加硬件成本。

易于理解的是，充电电路中的有线充电开关300和无线充电开关400可为两个独立的可控开关，也可为一个单刀双掷可控开关。

在实际实施时，可选择的将无线充电开关400与无线充电电路200的接口可额外设置标准接口，即无线充电功能模块可作为车辆选配的部件。当用户未选择无线充电功能时，对车辆标配的车载充电电路100成本基本不影响。当客户选择无线充电功能时，相对于常规安装无线充电完整的车辆端设备，可以节约无线充电车辆端的电路部分，降低无线充电设备成本。

本发明技术方案通过设置车载充电电路100、无线充电电路200、有线充电开关300、无线充电开关400及控制模块500，形成了一种充电电路。所述车载充电电路100与所述有线充电开关300连接，所述无线充电电路200与所述无线充电开关400连接，其中：所述控制模块500，用于接收有线充电信号，闭合有线充电开关300，断开无线充电开关400，控制所述车载充电电路100进行充电；所述控制模块500还用于接收无线充电信号，闭合无线充电开关400，断开有线充电开关300，控制所述无线充电电路200进行充电。本发明技术方案中通过控制有线充电开关300、无线充电开关400，形成无线充电、有线充电可控切换的功能，实现无线充电与车载充电电路之间的复用，解决了现有慢充充电方式导致车辆成本高、车载部件体积大及重量重的技术问题。

进一步地，参照图1至图2，所述车载充电电路100包括功率因素校正电路、全桥逆变电路及交流直流变换电路，其中：

所述功率因素校正电路，用于接收交流输入电压，将所述交流输入电压转换为直流电压；所述功率因素校正电路还用于改善功率因数并且提高充电过程的效率；

所述全桥逆变电路用于将所述直流电压转换为交流电压；

所述交流直流变换电路用于将所述交流电压转换为直流输出电压。

本实施例中，参照图1至2，所述功率因素校正电路可以包括第一n沟道mos管q1及第二n沟道mos管q2，所述第一n沟道mos管q1的源极与所述第二n沟道mos管q2的漏极连接；

所述全桥逆变电路可以包括第三n沟道mos管q3、第四n沟道mos管q4、第五n沟道mos管q5及第六n沟道mos管q6，所述第三n沟道mos管q3的源极与所述第四n沟道mos管q4的漏极连接；所述第三n沟道mos管q3的漏极与所述第五n沟道mos管q5的漏极连接；所述第五n沟道mos管q5的源极与所述第六n沟道mos管q6的漏极连接；所述第六n沟道mos管q6的源极与所述第四n沟道mos管q4的源极连接，所述第三n沟道mos管q3的源极与所述有线充电开关k1连接，所述第六n沟道mos管q6的漏极与所述有线充电开关k1连接；

所述交流直流变换电路可以包括第七n沟道mos管q7及第八n沟道mos管q8，所述第七n沟道mos管q7的漏极与所述第八n沟道mos管q8的源极连接。

易于理解的是，所述功率因素校正电路用于接收交流输入电压，将所述交流输入电压转换为直流电压；所述功率因素校正电路还用于改善功率因数并且提高充电过程的效率；所述全桥逆变电路广泛应用于大功率场合，实现输入输出之间的电气隔离，将所述直流电压转换为交流电压，输出至变压器；所述交流直流变换电路用于将交流电压转化为直流电压，作为车载充电使用。

进一步地，所述车载充电电路100还包括充电枪接入口in及变压器t，其中：

所述充电枪接入口in在有充电枪接入时，所述控制模块500接收有线充电信号；

所述变压器t副边线圈与所述无线充电开关k2连接，所述变压器t副边线圈还与所述有线充电开关k1连接；所述变压器t原边线圈与所述交流直流变换电路连接，所述变压器t，用于实现电气隔离。

本实施例中，参照图1至2，所述车载充电电路100可以为包括充电枪接入口in、第一电感l1、第二电感l2、第一二极管d1、第二二极管d2、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、变压器t及电源，其中：

所述充电枪接入口in第一端与所述第一电感c1第一端连接，所述第一电感c1第二端与所述功率因素校正电路连接，所述充电枪接入口in第二端与所述功率因素校正电路连接，所述第一二极管d1第二端与所述第二二极管d2第一端连接，所述第一二极管d1第一端与所述功率因素校正电路连接，所述第二二极管d2第二端与所述功率因素校正电路连接，所述第一二极管d1第一端与所述第一电容c1第一端连接，所述第二二极管d2第二端与所述第一电容c1第二端连接，所述第一电容c1第一端与所述全桥逆变电路连接，所述第一电容c1第二端与所述全桥逆变电路连接；

所述第二电容c2第一端与所述有线充电开关k1连接，所述第二电容c2第二端与所述第二电感l2第一端连接，所述第二电感l2第二端与所述变压器t副边线圈连接，所述第二电容c2第一端还与所述无线充电开关k2连接，所述变压器t副边线圈与所述无线充电开关k2连接，所述变压器t副边线圈还与所述有线充电开关k1连接；

所述变压器t原边线圈与所述交流直流变换电路连接，所述第三电容c3第一端与所述变压器t中心连接，所述第三电容c3第二端接地，所述电源正极与所述第三电容c3第一端连接，所述电源负极接地。

需要说明的是，变压器t可以为高频变压器，用于在无线充电电路200与负载侧形成电气隔离，有效提升充电电路的安全性。

当选用无线充电功能时，由于复用了车载充电电路100中的变压器t，通过改变变压器t的匝比可以降低副边线圈电流，提高无线充电电路200整体效率。

进一步地，所述无线充电电路200包括副边线圈l4及副边谐振补偿网络，其中：

所述副边谐振补偿网络，用于补偿所述变压器t的谐波和/或无功功率消耗，提供所述变压器t的谐振操作。

本实施例中，参照图1至图2，所述副边谐振补偿网络可以包括第四电容c4、第五电容c5及第三电感l3，所述第三电感l3第二端与所述无线充电开关k2连接，所述第三电感l3第一端与所述第四电容c4第二端连接，所述第四电容c4第一端与所述副边线圈l4连接，所述副边线圈l4与所述第五电容c5第二端连接，所述第五电容c5第一端与所述第三电感l3第一端连接，所述第五电容c5第二端与所述无线充电开关k2连接。

需要说明的是，无线充电开关k2两端连接无线充电电路200的副边线圈l4以及副边谐振补偿网络，副边谐振补偿网络与车载充电电路100的全桥逆变电路综合组成无线充电电路200的谐振补偿网络。实现无线充电电路200与车载充电电路100之间的复用，当选用无线充电功能时，由于无线充电电路200部分电路与车载充电电路100共用，达到节约成本、降低部件重量、体积，提升无线充电安全性的有益效果。

进一步地，参照图3，图3是本发明一种充电电路第二实施例的电路结构示意图；

本发明实施例中对无线充电电路200的谐振补偿网络进行简化，参照图2至图3，图3中无线充电电路200的谐振补偿网络保留第四电容c4及副边线圈l4，去掉第五电容c5和第三电感l3，当采用无线充电方式时，无线充电电路200谐振补偿网络与车载充电电路100的谐振补偿网络共用。本实施案例电路结构简化了无线充电电路200的谐振补偿网络，但对谐振补偿网络参数设计的要求更高，可能需要车载充电电路100更改原有的谐振补偿网络参数。

进一步地，所述控制模块500包括wifi连接单元，所述wifi连接单元用于无线充电电路200之间的通信，所述wifi连接单元还用于接收无线充电信号。

本实施例中，车载充电电路100与无线充电电路200可以为共用一个控制模块500，所述控制模块500也可分别单独设置成两个控制模块。当车载充电电路100与无线充电电路200共用一个控制模块时，控制模块500控制部件包括功率因素校正电路、全桥逆变电路及交流直流变换电路以及有线充电开关k1、无线充电开关k2。当所述充电电路设置两个独立控制模块时，其中一个控制模块控制部件包括功率因素校正电路、全桥逆变电路及交流直流变换电路以及有线充电开关k1、无线充电开关k2，另一个控制模块控制部件为交流直流变换电路。若采用一个共用控制模块，控制模块仅增加wifi连接单元，若采用两个独立控制模块，则控制模块不增加硬件成本。其中，所述wifi连接单元用于无线充电电路200中原边副边之间的通信，所述wifi连接单元还用于接收无线充电信号。

本发明技术方案通过设置车载充电电路100、无线充电电路200、有线充电开关300、无线充电开关400及控制模块500，形成了一种充电电路。其中：所述控制模块500，用于接收有线充电信号，闭合有线充电开关300，断开所述无线充电开关400，控制所述车载充电电路100进行充电；所述控制模块500还用于接收无线充电信号，闭合无线充电开关400，断开所述有线充电开关300，控制所述无线充电电路200进行充电。本发明技术方案中通过控制有线充电开关k1、无线充电开关k2，形成无线充电、有线充电可控切换的功能，无线充电开关k2两端连接无线充电电路200的副边线圈l4以及副边谐振补偿网络，副边谐振补偿网络与车载充电电路100的全桥逆变电路综合组成无线充电电路200的谐振补偿网络，实现无线充电电路200与车载充电电路100之间的复用，当选用无线充电功能时，由于无线充电电路200部分电路与车载充电电路100共用，达到节约成本、降低部件重量、体积，提升无线充电安全性的有益效果，解决了现有慢充充电方式导致车辆成本高、车载部件体积大及重量重的技术问题。

为实现上述目的，本发明实施例还提出一种充电方法，参照图4，图4为本发明一种充电方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述充电方法包括以下步骤：

步骤s10：控制模块判断是否接收到有线充电信号，在接收到所述有线充电信号时闭合有线充电开关，断开无线充电开关，控制所述车载充电电路进行充电。

需要说明的是，控制模块启动，检测是否接收到有线充电信号，所述充电枪接入口in有充电枪接入时，所述控制模块接收有线充电信号。在接收到所述有线充电信号时，控制闭合有线充电开关，断开无线充电开关，此时所述车载充电电路开始进行充电。

步骤s20：在未接收到所述有线充电信号时，所述控制模块判断是否接收到无线充电信号。

需要说明的是，控制模块启动，检测是否接收到有线充电信号，在所述充电枪接入口in没有充电枪接入时即控制模块未接收到所述有线充电信号时，所述控制模块判断是否接收到无线充电信号。

步骤s30：在接收到所述无线充电信号时，闭合无线充电开关，断开有线充电开关，控制所述无线充电电路进行充电。

需要说明的是，所述控制模块判断是否接收到无线充电信号，在接收到所述无线充电信号时，控制闭合无线充电开关，断开有线充电开关，此时所述无线充电电路进行充电。

本实施例通过控制模块判断是否接收到有线充电信号，在接收到所述有线充电信号时闭合有线充电开关，断开无线充电开关，控制所述车载充电电路进行充电；在未接收到所述有线充电信号时，所述控制模块判断是否接收到无线充电信号；在接收到所述无线充电信号时，闭合无线充电开关，断开有线充电开关，控制所述无线充电电路进行充电。本实施例通过有线充电开关及无线充电开关形成无线充电、有线充电可控切换的功能，实现无线充电电路与车载充电电路之间的复用，达到节约成本、降低部件重量、体积，提升无线充电安全性的有益效果，解决了现有慢充充电方式导致车辆成本高、车载部件体积大及重量重的技术问题。

参考图5，图5为本发明一种充电方法第二实施例的流程示意图。

基于上述第一实施例，本实施例充电方法在所述步骤s10之后，还包括：

步骤s101，在所述车载充电电路完成充电或发生故障时，断开所述有线充电开关，充电结束。

需要说明的是，控制模块在接收到所述有线充电信号时闭合有线充电开关，控制所述车载充电电路进行充电，在所述车载充电电路完成充电时，断开所述有线充电开关，充电结束；或所述车载充电电路进行充电过程中发生故障，断开所述有线充电开关，充电结束，进行故障检测排查。

基于上述第一实施例，本实施例充电方法在所述步骤s20之后，还包括：

步骤s201，所述控制模块未接收到所述无线充电信号，进入待机状态。

需要说明的是，控制模块在未接收到所述有线充电信号时，判断是否接收到无线充电信号，所述控制模块判断未接收到所述无线充电信号，即此时没有充电信号输入，所述控制模块不进入充电状态，进入待机状态等待充电信号输入。

基于上述第一实施例，本实施例充电方法在所述步骤s30之后，还包括：

步骤s301，在所述无线充电电路完成充电或发生故障时，断开所述无线充电开关，充电结束。

需要说明的是，控制模块在接收到所述无线充电信号时闭合无线充电开关，控制所述无线充电电路进行充电，在所述无线充电电路完成充电时，断开所述无线充电开关，充电结束；或所述无线充电电路进行充电过程中发生故障，断开所述无线充电开关，充电结束，进行故障检测排查。

本实施例通过控制模块判断是否接收到有线充电信号，在接收到所述有线充电信号时闭合有线充电开关，断开无线充电开关，控制所述车载充电电路进行充电；在所述车载充电电路完成充电或发生故障时，断开有线充电开关，充电结束；在未接收到所述有线充电信号时，所述控制模块判断是否接收到无线充电信号；所述控制模块未接收到所述无线充电信号，进入待机状态；在接收到所述无线充电信号时，闭合无线充电开关，断开有线充电开关，控制所述无线充电电路进行充电；在所述无线充电电路完成充电或发生故障时，断开所述无线充电开关，充电结束。本实施例通过有线充电开关及无线充电开关形成无线充电、有线充电可控切换的功能，实现无线充电电路与车载充电电路之间的复用，达到节约成本、降低部件重量、体积，提升无线充电安全性的有益效果，解决了现有慢充充电方式导致车辆成本高、车载部件体积大及重量重的技术问题。

为实现上述目的，本发明还提出一种充电设备，所述充电设备包括如上文所述的充电电路，或者所述充电设备应用如上文所述的充电方法。该充电电路的具体结构参照上述实施例，该充电方法的具体步骤参照上述实施例，由于本充电设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。