车载充电器及其控制方法与流程

文档序号:18864205发布日期:2019-10-14 17:12阅读:817来源:国知局
车载充电器及其控制方法与流程

本公开涉及车载充电器技术领域,具体地,涉及一种车载充电器及其控制方法。



背景技术:

车载充电器是车辆上的一个重要部件,通过车载充电器能够为车载电池充电,通常,车载电池的充电电源是交流电,而车载电池充电电流是直流电,因此需要在充电电源和车载电池之间增加交直流转换器,用于对交流电和直流电进行转换。

现有技术中,交直流转换器是非隔离的,虽然能够实现对交流电和直流电进行转换,但是不能对交流电和直流电进行隔离,使得交流电路和直流电路相互干扰,影响系统稳定。



技术实现要素:

本公开的目的是提供一种车载充电器及其控制方法。

为了实现上述目的,本公开提供一种车载充电器,包括:控制器,分别与所述控制器连接的交直流变换器、双向直流变换器以及单向直流变换器,所述交直流变换器通过第一直流母线与所述双向直流变换器连接,所述双向直流变换器通过第二直流母线与车载高压电池连接;所述单向直流变换器并联在所述第一直流母线上,所述单向直流变换器与车载低压电池连接。

可选地,所述控制器,用于控制所述交直流变换器进行交流电和直流电之间的转换,并控制所述双向直流变换器进行所述第一直流母线的第一电压和所述第二直流母线的第二电压之间的转换,以及控制所述单向直流变换器将所述第一电压转换为用于所述车载低压电池充电的第三电压。

可选地,所述控制器,用于控制所述交直流变换器将输入的交流电转换为输出的直流电并得到所述第一电压,并控制所述双向直流变换器将输入的所述第一电压转换为输出的用于所述车载高压电池充电的所述第二电压;所述控制器,还用于在所述车载高压电池充电完成后,控制所述双向直流变换器将输入的所述第二电压转换为输出的所述第一电压,并控制所述单向直流变换器将输入的所述第一电压转换为输出的所述第三电压。

可选地,所述交直流变换器与负载连接,所述控制器,用于控制所述双向直流变换器将输入的所述第二电压转换为输出的所述第一电压,并控制所述交直流变换器将输入的直流电转换为输出的用于为所述负载供电的交流电。

可选地,所述双向直流变换器包括隔离式双向直流变换器。

可选地,所述单向直流变换器包括隔离式单向直流变换器。

可选地,所述交直流变换器包括:第一双向h桥,所述第一双向h桥包括第一控制开关管、第二控制开关管、第三控制开关管以及第四控制开关管,所述第一控制开关管和所述第二控制开关管之间存在第一节点,所述第三控制开关管和所述第四控制开关管之间存在第二节点,所述第一控制开关管和所述第三控制开关管之间存在第三节点,所述第二控制开关管和所述第四控制开关管之间存在第四节点,所述第一节点和所述第二节点用于连接交流电源或所述负载,所述第三节点和所述第四节点用于连接所述双向直流变换器,所述第三节点和所述第四节点还用于连接所述单向直流变换器。

可选地,所述双向直流变换器包括:第二双向h桥,与所述第二双向h桥连接的第一变压器,以及与所述第一变压器连接的第三双向h桥;所述第二双向h桥包括第五控制开关管、第六控制开关管、第七控制开关管以及第八控制开关管,所述第五控制开关管和所述第六控制开关管之间存在第五节点,所述第七控制开关管和所述第八控制开关管之间存在第六节点,所述第五控制开关管和所述第七控制开关管之间存在第七节点,所述第六控制开关管和所述第八控制开关管之间存在第八节点,其中,所述第七节点和所述第八节点用于连接所述交直流变换器,所述第七节点和所述第八节点还用于连接所述单向直流变换器,所述第五节点和所述第六节点用于连接所述第一变压器的一边;所述第三双向h桥包括第九控制开关管、第十控制开关管、第十一控制开关管以及第十二控制开关管,所述第九控制开关管和所述第十控制开关管之间存在第九节点,所述第十一控制开关管和所述第十二控制开关管之间存在第十节点,所述第九控制开关管和所述第十一控制开关管之间存在第十一节点,所述第十控制开关管和所述第十二控制开关管之间存在第十二节点,其中,所述第九节点和所述第十节点用于连接所述第一变压器的另一边,所述第十一节点和所述第十二节点用于连接所述车载高压电池。

可选地,所述单向直流变换器包括:第四双向h桥,与所述第四双向h桥连接的第二变压器,以及与所述第二变压器连接的控制开关组件;所述第四双向h桥包括第十三控制开关管、第十四控制开关管、第十五控制开关管以及第十六控制开关管,所述第十三控制开关管和所述第十四控制开关管之间存在第十三节点,所述第十五控制开关管和所述第十六控制开关管之间存在第十四节点,所述第十三控制开关管和所述第十五控制开关管之间存在第十五节点,所述第十四控制开关管和所述第十六控制开关管之间存在第十六节点,其中,所述第十五节点和所述第十六节点用于连接所述交直流变换器,所述第十五节点和所述第十六节点还用于连接所述双向直流变换器,所述第十三节点和所述第十四节点用于连接所述第二变压器的一边;所述第二变压器的另一边包括第一磁感线和第二磁感线,所述控制开关组件包括第十七控制开关管、第十八控制开关管,其中,所述第一磁感线的正极连接所述第十七控制开关管的一端,所述第一磁感线的负极与所述第二磁感线的正极连接,所述第二磁感线的负极连接所述第十八控制开关管的一端,所述第一磁感线的负极与所述第二磁感线的正极之间存在第十七节点,所述第十七控制开关管和所述第十八控制开关管之间存在第十八节点,所述第十七节点和所述第十八节点用于连接所述车载低压电池。

本公开还提供一种车载充电器的控制方法,所述车载充电器包括控制器,分别与所述控制器连接的交直流变换器、双向直流变换器以及单向直流变换器,所述交流变换器通过第一直流母线与所述双向直流变换器连接,所述双向直流变换器通过第二直流母线与车载高压电池连接;所述单向直流变换器并联在所述第一直流母线上,所述单向直流变换器与车载低压电池连接,所述方法包括:通过所述控制器获取控制指令;在所述控制指令为充电指令时,通过所述控制器控制所述交直流变换器将输入的交流电转换为输出的直流电并得到第一电压,并控制所述双向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的用于所述车载高压电池充电的第二电压;其中,所述第一电压为第一直流母线上的电压;在所述控制指令为放电指令时,通过所述控制器控制所述双向直流变换器将输入的所述第二电压转换为输出的所述第一电压,并控制所述交直流变换器将输入的直流电转换为输出的用于为负载供电的交流电。

可选地,所述方法还包括:在为所述车载高压电池充电完成后,通过所述控制器控制所述双向直流变换器将输入的所述第二电压转换为输出的所述第一电压,并控制所述单向直流变换器将输入的所述第一电压转换为输出的所述第三电压。

通过上述技术方案,增加双向直流变换器,使交直流变换器通过双向直流变换器与车载高压电池连接,由于双向直流变换器是隔离器件,能够对交流电和直流电进行隔离,避免交流电路和直流电路相互干扰,且通过该双向直流变换器能够对直流侧的电压进行灵活控制,增加系统的抗干扰能力。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本公开,但并不构成对本公开的限制。在附图中:

图1是根据一示例性示出的现有技术中车载充电器的结构示意图;

图2是根据一示例性实施例示出的一种车载充电器的结构示意图;

图3是根据一示例性示出的一种车载充电器的电路图;

图4是根据一示例性实施例示出的一种车载充电器的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开,并不用于限制本公开。

在对本公开的内容进行说明之前,首先对本公开的应用背景进行说明。

车载充电器是为车辆上的车载电池充电的重要部件,其内置有车载充电电路,图1是根据一示例性示出的现有技术中车载充电器的结构示意图,如图1所示,该车载充电器主要包括控制器、交直流变换器、泄放模块,控制器分别与交直流变换器和泄放模块连接。在需要为车载高压电池充电时,交直流变换器连接交流电源,将交流电源作为车载高压电池充电的供电电源,由于交流电源输出的是交流电,而车载高压电池的充电电流是直流电,因此,需要通过控制器控制交直流变换器将输入的交流电转换为输出的直流电。但是,交直流变换器是非隔离器件,虽然能够实现将交流电转换为直流电,但是不能对交流电和直流电进行隔离,使得交流电路和直流电路相互干扰,影响系统的稳定性。此外,通过该现有技术中的车载充电器不能对直流侧的电压进行控制,使得直流侧的电压适用范围窄,交流侧的电子器件承受的共模电压高,导致系统的抗干扰能力差。

另外,为了对直流母线上的电压进行稳定控制,并对电流进行滤波处理,通常在直流母线上串联电容。但是,在车载高压电池充电完成后,由于电容存储的电荷量不能立即释放,使得直流母线上的电压不能立即降低,使电路存在安全隐患。

现有技术中是通过泄放模块对直流母线上的电压进行泄放,以实现对电容中的电荷量进行释放,达到降低直流母线的电压的目的,该泄放模块包括二极管整流桥和dc/dc(directcurrent-directcurrent,直流-直流)变换器。在车载高压电池充电完成后,控制器控制交直流变换器将输入的直流电转换为交流电并输出,经过二极管整流桥对交流电整流后,输出直流电,并通过控制器控制dc/dc变换器对输入的直流电进行降压处理,输出满足车载低压电池充电的电压。这样,通过将直流母线上电容存储的电能转存在车载低压电池内,以快速降低直流母线的电压。但是,现有技术中,在对直流母线的电压进行泄放的过程中,至少需要进行一次交直流转换,且能量转换效率低,同时,泄放模块的电路结构不够简化,增加系统的应用成本。

为解决现有技术采用非隔离的控制电路,不能对交流电和直流电进行隔离,使得交流电路和直流电路相互干扰的问题,本公开提供一种车载充电器及其控制方法,增加双向直流变换器,使交直流变换器通过双向直流变换器与车载高压电池连接,由于双向直流变换器是隔离器件,能够对交流电和直流电进行隔离,避免交流电路和直流电路相互干扰,且通过该双向直流变换器能够对直流侧的电压进行灵活控制,增加系统的抗干扰能力。

下面通过具体的实施例对本公开的内容进行详细说明。

图2是根据一示例性实施例示出的一种车载充电器的结构示意图,如图2所示,该车载充电器包括控制器,分别与该控制器连接的交直流变换器、双向直流变换器以及单向直流变换器,该交直流变换器通过第一直流母线与该双向直流变换器连接,该双向直流变换器通过第二直流母线与车载高压电池连接;该单向直流变换器并联在该第一直流母线上,该单向直流变换器与车载低压电池连接。

其中,控制器,用于控制该交直流变换器进行交流电和直流电之间的转换,并控制该双向直流变换器进行该第一直流母线的第一电压和该第二直流母线的第二电压之间的转换,以及控制该单向直流变换器将该第一电压转换为用于该车载低压电池充电的第三电压。

其中,该车载高压电池用于为车辆的高压系统(如300~600v)供电,该车载低压电池用于为车辆的低压系统(如12v)供电。该双向直流变换器可包括隔离式双向直流变换器,如隔离式双向全桥dc/dc变换器,该单向直流变换器可包括隔离式单向直流变换器。

图3是根据一示例性示出的一种车载充电器的电路图,如图3所示,其中,由第一控制开关管t1、第二控制开关管t2、第三控制开关管t3以及第四控制开关管t4连接组成的电路为交直流变换器,通过控制器控制开关t1、t2、t3、t4实现控制交直流变换器对交流电和直流电进行转换,由第五控制开关管至第十二控制开关管q1~q8连接组成的电路为双向直流变换器,通过控制器控制开关q1、q2、q3、q4、q5、q6、q7、q8实现控制双向直流变换器对第一直流母线的第一电压和第二直流母线的第二电压之间的转换,由第十三控制开关管至第十八控制开关管s1~s6连接组成的电路为单向直流变换器,通过控制器控制开关s1、s2、s3、s4、s5、s6实现控制单向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的第三电压。其中,图2中的控制器在图3中未标出。

下面结合图3对该车载充电器的电路的拓扑结构进行详细描述。

该交直流变换器包括:第一双向h桥,如图3所示,该第一双向h桥包括第一控制开关管t1、第二控制开关管t2、第三控制开关管t3以及第四控制开关管t4,其中,该第一控制开关管t1和该第二控制开关管t2之间存在第一节点,该第三控制开关管t3和该第四控制开关管t4之间存在第二节点,该第一控制开关管t1和该第三控制开关管t3之间存在第三节点,该第二控制开关管t2和该第四控制开关管t4之间存在第四节点,该第三节点和该第四节点之间并联有第一直流母线,该第一直流母线上串联有第一电容c1,该第一节点和该第二节点用于连接交流电源或该负载,例如,该第二节点可以通过第一电感l1与该交流电源或该负载的正极相连,该第一节点可以通过第二电感l2与该交流电源或该负载的负极相连,电阻r与电容c串联后与该交流电源或该负载并联;该第三节点和该第四节点用于连接该双向直流变换器,例如,该第三节点可以与该双向直流变换器的第七节点连接,该第四节点可以与该双向直流变换器的第八节点连接,该第三节点和该第四节点还用于连接该单向直流变换器,例如,该第三节点可以与该单向直流变换器的第十五节点连接,该第四节点可以与该单向直流变换器的第十六节点连接。

该双向直流变换器包括:第二双向h桥,与该第二双向h桥连接的第一变压器,以及与该第一变压器连接的第三双向h桥。

如图3所示,该第二双向h桥包括第五控制开关管q1、第六控制开关管q2、第七控制开关管q3以及第八控制开关管q4,其中,该第五控制开关管q1和该第六控制开关管q2之间存在第五节点,该第七控制开关管q3和该第八控制开关管q4之间存在第六节点,该第五控制开关管q1和该第七控制开关管q3之间存在第七节点,该第六控制开关管q2和该第八控制开关管q4之间存在第八节点,该第七节点和该第八节点用于连接该交直流变换器,例如,该第七节点可以与该交直流变换器的第三节点连接,该第八节点可以与该交直流变换器的第四节点连接,该第七节点和该第八节点还用于连接该单向直流变换器,例如,该第七节点可以与该单向直流变换器的第十五节点连接,该第八节点可以与该单向直流变换器的第十六节点连接,该第五节点和该第六节点用于连接该第一变压器的一边,其中,该第五节点与该第一变压器之间串联有第五电感l5,该第六节点与该第一变压器之间串联有第二电容c2。

如图3所示,该第三双向h桥包括第九控制开关管q5、第十控制开关管q6、第十一控制开关管q7以及第十二控制开关管q8,其中,该第九控制开关管q5和该第十控制开关管q6之间存在第九节点,该第十一控制开关管q7和该第十二控制开关管q8之间存在第十节点,该第九控制开关管q5和该第十一控制开关管q7之间存在第十一节点,该第十控制开关管q6和该第十二控制开关管q8之间存在第十二节点,该第九节点和该第十节点用于连接该第一变压器的另一边,其中,该第十节点与该第一变压器之间串联有第三电容c3,该第十一节点和该第十二节点用于连接该车载高压电池,具体地,该第十一节点连接至该车载高压电池的正极,该第十二节点连接至该车载高压电池的负极,并且在该车载高压电池的两侧并联有该第二直流母线,该第二直流母线上串联有第四电容c4。

该单向直流变换器包括:第四双向h桥,与该第四双向h桥连接的第二变压器,以及与该第二变压器连接的控制开关组件。

如图3所示,该第四双向h桥包括第十三控制开关管s1、第十四控制开关管、第十五控制开关管s3以及第十六控制开关管s4,该第十三控制开关管s1和该第十四控制开关管s2之间存在第十三节点,该第十五控制开关管s3和该第十六控制开关管s4之间存在第十四节点,该第十三控制开关管s1和该第十五控制开关管s3之间存在第十五节点,该第十四控制开关管s2和该第十六控制开关管s4之间存在第十六节点,其中,该第十五节点和该第十六节点用于连接该交直流变换器,例如,该第十五节点可以与该交直流变换器的第三节点连接,该第十六节点可以与该交直流变换器的第四节点连接;该第十五节点和该第十六节点还用于连接该双向直流变换器,例如,该十五节点可以与该双向直流变换器的第七节点连接,该第十六节点可以与该双向直流变换器的第八节点连接;该第十三节点和该第十四节点用于连接该第二变压器的一边,例如,该第十三节点与该第二变压器一边的正极之间通过串联的第三电感l3和第五电容c5相连,该第十四节点与该第二变压器一边的负极连接;该第二变压器的另一边包括第一磁感线和第二磁感线,该控制开关组件包括第十七控制开关管s5、第十八控制开关管s6,其中,该第一磁感线的正极连接该第十七控制开关管的一端,该第一磁感线的负极与该第二磁感线的正极连接,该第二磁感线的负极连接该第十八控制开关管的一端,该第一磁感线的负极与该第二磁感线的正极之间存在第十七节点,该第十七控制开关管和该第十八控制开关管之间存在第十八节点,该第十七节点和该第十八节点用于连接该车载低压电池,具体地,该第十七节点连接至该车载低压电池的负极,该第十八节点与该车载低压电池的正极之间串联有第四电感l4,并且,该车载低压电池的两端并联有第六电容c6。

在本实施例中,由于双向直流变换器是隔离器件,且交直流变换器通过双向直流变换器与车载高压电池连接,能够对交流电和直流电进行隔离,避免交流电路和直流电路相互干扰。同时,通过控制器能够控制该双向直流变换器进行该第一直流母线的第一电压和该第二直流母线的第二电压之间的转换,使得能够对直流侧的电压(如第一电压、第二电压)进行灵活控制,以增加直流侧的电压的适用范围,增强系统的抗干扰能力。

示例地,下面分别通过控制器控制车载高压电池充电、直流母线泄放以及车载高压电池放电这三个场景对本公开的内容进行说明。

场景一,控制车载高压电池充电。

一种可能的实现方式是,控制器控制该交直流变换器将输入的交流电转换为输出的直流电并得到该第一电压,并控制该双向直流变换器将输入的该第一电压转换为输出的用于该车载高压电池充电的该第二电压。

其中,在通过控制器控制该双向直流变换器将输入的该第一电压转换为输出的用于该车载高压电池充电的该第二电压的过程中,在第一电压高于第二电压时,双向直流变换器对输入的第一电压进行降压处理,输出第二电压;在第一电压低于第二电压时,双向直流变换器对输入的第一电压进行升压处理,输出第二电压。

例如,假设该第一电压为380v,第二电压为400v,即第一电压低于第二电压,首先,控制器控制交直流变换器将输入的交流电进行整流后,输出的直流电为380v,并控制双向直流变换器对输入的380v直流电进行升压处理,输出400v直流电,用于对车载高压电池充电。

需要说明的是,本实施例中在控制车载高压电池充电的过程中,若检测到车载低压电池馈电时,可通过控制器控制单向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的用于给车载低压电池充电的第三电压。例如,将交直流变换器整流后输出的380v直流电通过单向直流变换器降压后输出12v直流电,将该12v直流电用于车载低压电池充电。

场景二,控制直流母线泄放。

在本实施例中,该直流母线包括第一直流母线和第二直流母线,同时,为便于控制第一直流母线和第二直流母线泄放的过程进行详细说明,现假设第一直流母线上串联的电容为第一电容,第二直流母线上串联的电容为第二电容。

在车载高压电池充电完成后,控制第一直流母线、第二直流母线进行泄放的一种可能的实现方式是,该控制器,还用于在该车载高压电池充电完成后,控制该双向直流变换器将输入的该第二电压转换为输出的该第一电压,并控制该单向直流变换器将输入的该第一电压转换为输出的该第三电压。

其中,在通过双向直流变换器将输入的该第二电压转换为输出的该第一电压的过程中,能够对第二电容存储的电能进行转换并输出,输出的电能暂时存储在第一电容内,以实现对第二直流母线的泄放,降低第二电压。同时,由于控制器控制双向直流变换器输出的电压为第一电压,与第一直流母线的电压一致,避免了在将第二电容存储的电能转存在第一电容内,使第一电容存储的电能增加时,第一电压升高的问题。在通过控制该单向直流变换器将输入的该第一电压转换为输出的该第三电压的过程中,能够对第一电容存储的电能进行转换并输出,将输出的电能用于给车载低压电池充电,以实现对第一直流母线进行泄放,降低第一电压的目的。

此外,由于车辆中低压系统的电压远低于高压系统的电压,即第三电压远低于第一电压,因此,该单向直流变换器可选择隔离式单向直流降压变换器,通过控制器控制该单向直流变换器在将输入的第一电压降为车载低压电池充电的第三电压时,还能对高压电路和低压侧电路进行隔离。

综上所述,通过控制器控制双向直流变换器以及单向直流变换器将第一母线上第一电容储存的电能以及第二直流母线上第二电容存储的电能直接转存在车载低压电池中,以实现对第一直流母线和第二直流母线进行泄放,而不用通过现有技术中经过多次交直流变换后再将直流母线上电容存储的电能转存在车载低压电池内,因此,本公开能够快速地对第一直流母线和第二直流母线进行泄放,且能量转换效率高,同时,相比于现有技术中的泄放模块,本公开中用于泄放的单向隔离变换器结构简单,成本较低。

场景三:控制车载高压电池放电。

在本实施例中,交直流变换器与负载连接时,车载高压电池相当于为负载供电的电源,例如,该车载高压电池可作为车载充电器的外接电源,在通过车载充电器为车辆上的车载电池充电时,该车载高压电池为车载电池提供电能,此时,车载充电器以及与车载充电器连接的车载电池就相当于负载。控制车载高压电池放电,为交直流变换器连接的负载供电的一种可实现方式是,该控制器,用于控制该双向直流变换器将输入的该第二电压转换为输出的该第一电压,并控制该交直流变换器将输入的直流电压转换为输出的用于为该负载供电的交流电压。

其中,在通过控制器控制双向直流变换器将输入的该第二电压转换为输出的该第一电压的过程中,在第二电压大于第一电压时,双向直流变换器对输入的第二电压进行降压处理,输出第一电压;在第二电压小于第一电压时,双向直流变换器对输入的第二电压进行升压处理,输出第一电压。

例如,假设该第一电压为350v,即负载需要的电压为220v交流电,第二电压为400v,第二电压高于第一电压,控制器控制双向直流变换器对输入的400v直流电进行降压处理,输出350v的直流电,并控制交直流变换器将输入350v直流电逆变后,输出220v的交流电,用于为负载供电的电源。

需要说明的是,本实施例中在控制车载高压电池放电的过程中,若车载低压电池馈电时,则可通过控制器控制单向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的用于车载低压电池充电的第三电压。例如,通过单向直流变换器将输入的第一直流母线上350v的直流电进行降压后,输出12v的直流电,用于车载低压电池充电。

此外,若本公开中的车载充电器未工作于上述场景一和场景三的情况下,在检测到车载低压电池馈电时,可通过以下两种方式给车载低压电池充电,方式一:通过控制器控制交直流变换器将输入的交流电转换为输出的直流电并得到第一电压,并控制单向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的用于车载低压电池充电的第三电压。方式二:通过控制器控制双向直流变换器将输入的第二电压转换为输出的第一电压,并控制单向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的用于车载低压电池充电的第三电压。

通过上述电路,增加双向直流变换器,使交直流变换器通过双向直流变换器与车载高压电池连接,由于双向直流变换器是隔离器件,能够对交流电和直流电进行隔离,避免交流电路和直流电路相互干扰,且通过该双向直流变换器能够对直流侧的电压进行灵活控制,增加系统的抗干扰能力。同时,通过控制器控制双向直流变换器以及单向直流变换器将第一母线上以及第二直流母线上的电容存储的电能直接转存在车载低压电池中,而不用通过现有技术中经过多次交直流变换后再将直流母线上电容存储的电能转存在车载低压电池内,因此,本公开能够快速地对第一直流母线和第二直流母线进行泄放,且能量转换效率高,同时,相比于现有技术中的泄放模块,本公开中用于泄放的单向隔离变换器结构简单,成本较低。

图4是根据一示例性实施例示出的一种车载充电器的控制方法的流程图,如图4所示,该方法可应用于上述车载充电器,该方法包括:

s401,通过该控制器获取控制指令。

s402,在该控制指令为充电指令时,通过该控制器控制该交直流变换器将输入的交流电转换为输出的直流电并得到第一电压,并控制该双向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的用于该车载高压电池充电的第二电压。

在本步骤中,由于双向直流变换器是隔离器件,能够对交流电和直流电进行隔离,避免交流电路和直流电路相互干扰。同时,通过控制器控制双向直流变换器将第一电压转换为第二电压,可实现对第二直流母线上的第二电压进行灵活控制,即可对直流侧的电压的进行控制,以增加直流侧的电压的适用范围,增强系统的抗干扰能力。

其中,该双向直流变换器可包括隔离式双向直流变换器,如隔离式双向全桥dc/dc变换器,该单向直流变换器可包括隔离式单向直流变换器。该车载高压电池用于为车辆的高压系统(如300~600v)供电,该车载低压电池用于为车辆的低压系统(如12v)供电。

在通过控制器控制该双向直流变换器将输入的该第一电压转换为输出的用于该车载高压电池充电的该第二电压的过程中,该第一电压为第一直流母线的电压,在该第二电压为车载高压电池充电的电压时,该第二电压即为第二直流母线的电压。在第一电压高于第二电压时,双向直流变换器对输入的第一电压进行降压处理,输出第二电压;在第一电压低于第二电压时,双向直流变换器对输入的第一电压进行升压处理,输出第二电压。

例如,假设该第一电压为380v,第二电压为400v,即第一电压低于第二电压,首先,控制器控制交直流变换器将输入的交流电进行整流后,输出直流电的直流电为380v,并控制双向直流变换器对输入的380v直流电进行升压处理,输出400v直流电,用于对车载高压电池充电。

需要说明的是,在本步骤中车载高压电池充电的过程中,若车载低压电池馈电时,可通过控制器控制单向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的用于给车载低压电池充电的第三电压。例如,将交直流变换器整流后输出的380v直流电通过单向直流变换器降压后输出12v直流电,将该12v直流电用于车载低压电池充电。

在本步骤中,在车载高压电池充电完成后,需要控制第一直流母线和第二直流母线进行泄放,一种可能的实现方式是,通过该控制器控制该双向直流变换器将输入的该第二电压转换为输出的该第一电压,并控制该单向直流变换器将输入的该第一电压转换为输出的该第三电压。

为便于控制第一直流母线和第二直流母线泄放的过程进行详细说明,现假设第一直流母线上串联的电容为第一电容,第二直流母线上串联的电容为第二电容。

其中,在通过双向直流变换器将输入的该第二电压转换为输出的该第一电压的过程中,能够对第二电容存储的电能进行转换并输出,输出的电能暂时存储在第一电容内,以实现对第二直流母线的泄放,降低第二电压。同时,由于控制器控制双向直流变换器输出的电压为第一电压,与第一直流母线的电压一致,避免了在将第二电容存储的电能转存在第一电容内,使第一电容存储的电能增加时,第一电压升高的问题。在通过控制该单向直流变换器将输入的该第一电压转换为输出的该第三电压的过程中,能够对第一电容存储的电能进行转换并输出,将输出的电能用于给车载低压电池充电,以实现对第一直流母线进行泄放,降低第一电压的目的。

此外,由于车辆中低压系统的电压远低于高压系统的电压,即第三电压远低于第一电压,因此,该单向直流变换器可选择隔离式单向直流降压变换器,通过控制器控制该单向直流变换器在将输入的第一电压降为车载低压电池充电的第三电压时,还能对高压电路和低压侧电路进行隔离。

综上所述,本公开是通过控制器控制双向直流变换器以及单向直流变换器将第一母线上第一电容储存的电能以及第二直流母线上第二电容存储的电能直接转存在车载低压电池中,以实现对第一直流母线和第二直流母线进行泄放,而不用通过现有技术中经过多次交直流变换后再将直流母线上电容存储的电能转存在车载低压电池内,因此,本公开能够快速地对第一直流母线和第二直流母线进行泄放,且能量转换效率高,同时,相比于现有技术中的泄放模块,本公开中用于泄放的单向隔离变换器结构简单,成本较低。

s403,在该控制指令为放电指令时,通过该控制器控制该双向直流变换器将输入的该第二电压转换为输出的该第一电压,并控制该交直流变换器将输入的直流电转换为输出的用于为负载供电的交流电。

在本实施例中,交直流变换器与负载连接时,车载高压电池相当于为负载供电的电源,例如,该车载高压电池可作为车载充电器的外接电源,在通过车载充电器为车辆上的车载电池充电时,该车载高压电池为车载电池提供电能,此时,车载充电器以及与车载充电器连接的车载电池就相当于负载,其中,该车载充电器内可内置本公开的车载充电器。

其中,在通过控制器控制双向直流变换器将输入的该第二电压转换为输出的该第一电压的过程中,在第二电压大于第一电压时,双向直流变换器对输入的第二电压进行降压处理,输出第一电压;在第二电压小于第一电压时,双向直流变换器对输入的第二电压进行升压处理,输出第一电压。

例如,假设该第一电压为350v,即负载需要的电压为220v交流电,第二电压为400v,第二电压高于第一电压,控制器控制双向直流变换器对输入的400v直流电进行降压处理,输出350v的直流电,并控制交直流变换器将输入350v直流电逆变后,输出220v的交流电,用于为负载供电的电源。

需要说明的是,本实施例中在控制车载高压电池放电的过程中,若车载低压电池馈电时,则可通过控制器控制单向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的用于车载低压电池充电的第三电压。例如,通过单向直流变换器将输入的第一直流母线上350v的直流电进行降压后,输出12v的直流电,用于车载低压电池充电。

此外,若本公开中的车载充电器未工作于上述s402和s403情况下,在检测到车载低压电池馈电时,可通过以下两种方式给车载低压电池充电,方式一:通过控制器控制交直流变换器将输入的交流电转换为输出的直流电并得到第一电压,并控制单向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的用于车载低压电池充电的第三电压。方式二:通过控制器控制双向直流变换器将输入的第二电压转换为输出的第一电压,并控制单向直流变换器将输入的第一电压转换为输出的用于车载低压电池充电的第三电压。

通过上述方法,通过控制双向直流变换器对第一电压和第二电压进行转换,不仅能将交流电和直流电隔离开,避免交流电路和直流电路相互干扰,且能够对直流侧的电压进行灵活控制,增加系统的抗干扰能力。此外,通过控制器控制双向直流变换器以及单向直流变换器将第一母线上以及第二直流母线上电容存储的电能直接转存在车载低压电池中,而不用通过现有技术中经过多次交直流变换后再将直流母线上电容存储的电能转存在车载低压电池内,因此,本公开实现了快速地对第一直流母线和第二直流母线进行泄放,且能量转换效率高,同时,相比于现有技术中的泄放模块,本公开中用于泄放的单向隔离变换器结构简单,成本较低。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式,但是,本公开并不限于上述实施方式中的具体细节,在本公开的技术构思范围内,可以对本公开的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合,为了避免不必要的重复,本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外,本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本公开的思想,其同样应当视为本公开所公开的内容。

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