充电装置和车辆的制作方法

1.本实用新型涉及车辆技术领域，尤其是涉及一种充电装置和车辆。


背景技术：

2.伴随着电动车辆商业化进度，电动车辆dc(direct current，直流电)转换器和obc(on board computer，车载充电器)已成为电动汽车重要零部件之一。电动车辆在充电时，只能进行单相充电或者只能进行三相充电，不能兼容单三相充电，充电模式单一，三相或单相充电故障时，只能暂停充电，不够灵活、不够方便。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型第一个目的在于提出一种充电装置，该充电装置，可以兼容单相与三相充电功能，充电模式多样，充电更加灵活、方便。
4.本实用新型第二个目的在于提出一种车辆。
5.为了达到上述目的，本实用新型第一方面实施例的充电装置，包括：pfc(power factor correction，功率因数校正)电路模块，用于对输入交流电进行功率因数校正，并输出功率因数校正后的直流电信号，所述pfc电路模块至少包括三相桥臂；第一直流转换模块，所述第一直流转换模块的输入端与所述pfc电路模块的输出端连接，所述第一直流转换的输出端与动力电池连接，用于将功率因数校正后的直流电信号转换为第一直流电信号；第二直流转换模块，所述第二直流转换模块的输入端与所述第一直流转换模块的输出端连接，所述第二直流转换模块的输出端与蓄电池连接，用于将所述第一直流电信号转换为第二直流电信号；开关模块，所述开关模块的第一端与所述pfc电路模块的输入端连接，所述开关模块的第二端与交流电输入端连接，用于在三相充电时接通所述pfc电路模块的三相桥臂，或者，在单向充电时接通所述pfc电路模块的三相桥臂中的一相桥臂；控制模块，所述控制模块与所述pfc电路模块、所述第一直流转换模块、第二直流转换模块和开关模块的控制端分别连接，用于控制所述充电装置进行单相或三相充电。
6.根据本实用新型实施例的充电装置，通过增加开关模块，开关模块的第一端与pfc电路模块的输入端连接，开关模块的第二端与交流电输入端连接，在三相充电时开关模块接通pfc电路模块的三相桥臂，或者，在单向充电时开关模块接通pfc电路模块的三相桥臂中的一相桥臂，实现对充电车辆的单相充电或三相充电，从而可以兼容单三相充电，充电模式多样，在充电故障时可以切换为另一种充电模式，充电更加灵活、方便。
7.在本实用新型的一些实施例中，所述第二直流转换模块包括：升压电路单元，所述升压电路单元的输入端与所述动力电池连接，用于将所述第一直流电信号进行升压处理，输出升压后的直流电信号；第一半桥llc电路单元，所述第一半桥llc电路单元的输入端与所述升压电路单元的输出端连接，所述第一半桥llc电路单元的输出端与所述蓄电池连接；第二半桥llc电路单元，所述第二半桥llc电路单元的输入端与所述升压电路单元的输出端
连接，所述第二半桥llc电路单元的输出端与所述蓄电池连接；所述升压电路单元的控制端、所述第一半桥llc电路单元的控制端和所述第二半桥llc电路单元的控制端均与所述控制模块连接；所述控制模块用于相隔预设相位角度交错地控制所述第一半桥llc电路单元和所述第二半桥llc电路单元，以将所述升压后的直流电信号转换为所述第二直流电信号。
8.在本实用新型的实施例中，通过增加升压电路单元，实现软开关作用，降低能耗，提高第二直流转换模块的效率，通过升压电路单元将第一直流电信号进行升压处理，可以增加第二直流转换模块的工作电压范围，使得充电装置可以适应更多电压平台。并且第一半桥llc电路单元和第二半桥llc电路单元交错开通，能有效提升半桥llc电路单元的效率，并且降低输出电压电流纹波。
9.在本实用新型的一些实施例中，所述升压电路单元包括：第一电感，所述第一电感的第一端与所述动力电池的第一端连接；第一开关管，所述第一开关管的第一端与所述第一半桥llc电路单元的第一输入端、所述第二半桥llc电路单元的第一输入端分别连接，所述第一开关管的控制端与所述控制模块连接；第二开关管，所述第二开关管的第一端与所述第一开关管的第二端连接，所述第二开关管的第二端与所述第一半桥llc电路单元的第二输入端、所述第二半桥llc电路单元的第二输入端、所述动力电池的第二端分别连接，所述第二开关管的控制端与所述控制模块连接；所述第一开关管的第二端与所述第二开关管的第一端之间具有第一节点，所述第一节点与所述第一电感的第二端连接；第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一半桥llc电路单元的第一输入端、所述第二半桥llc电路单元的第一输入端、所述第一开关管的第一端分别连接，所述第一电容的第二端与所述第一半桥llc电路单元的第二输入端、所述第二半桥llc电路单元的第二输入端、所述第二开关管的第二端分别连接。采用boost电路实现软开关作用，效率高，并且boost电路升压范围宽，适配平台更多。
10.在本实用新型的一些实施例中，所述第一半桥llc电路单元包括：第三开关管，所述第三开关管的第一端为所述第一半桥llc电路单元的第一输入端，所述第三开关管的第一端与所述第一电容的第一端、所述第一开关管的第一端分别连接，所述第三开关管的控制端与所述控制模块连接；第四开关管，所述四开关管的第一端与所述第三开关管的第二端连接，所述第四开关管的第二端为所述第一半桥llc电路单元的第二输入端，所述第四开关管的第二端与所述第一电容的第二端、所述第二开关管的第二端分别连接，所述第四开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第四开关管的第一端与所述第三开关管的第二端之间具有第二节点；第一变压器，所述第一变压器包括第一初级线圈、第一次级线圈和第二次级线圈，其中，所述第一初级线圈的第一端通过第二电感、第二电容与所述第二节点连接，所述第一初级线圈的第二端与所述第四开关管的第二端连接，所述第一次级线圈的第二端与所述第二次级线圈的第一端连接在一起为第一公共端，所述第一公共端与所述蓄电池的第二端连接；第五开关管，所述第五开关管的第一端与所述蓄电池的第一端连接，所述第五开关管的第二端与所述第一次级线圈的第一端连接，所述第五开关管的控制端与所述控制模块连接；第六开关管，所述第六开关管的第一端与所述第五开关管的第一端、所述蓄电池的第一端分别连接，所述第六开关管的第二端与所述第二次级线圈的第二端连接。
11.在本实用新型的一些实施例中，所述第二半桥llc电路单元包括：第七开关管，所述第七开关管的第一端为所述第二半桥llc电路单元的第一输入端，所述第七开关管的第
一端与所述第一电容的第一端、所述第一开关管的第一端分别连接，所述第七开关管的控制端与所述控制模块连接；第八开关管，所述第八开关管的第一端与所述第七开关管的第二端连接，所述第八开关管的第二端为所述第二半桥llc电路单元的第二输入端，所述第八开关管的第二端与所述第一电容的第二端、所述第二开关管的第二端分别连接，所述第八开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第八开关管的第一端与所述第七开关管的第二端之间具有第三节点；第二变压器，所述第二变压器包括第二初级线圈、第三次级线圈和第四次级线圈，所述第二初级线圈的第一端通过第三电感、第三电容与所述第三节点连接，所述第二初级线圈的第二端与所述第八开关管的第二端连接，所述第三次级线圈的第二端与所述第四次级线圈的第一端连接在一起为第二公共端，所述第二公共端与所述蓄电池的第二端连接；第九开关管，所述第九开关管的第一端与所述蓄电池的第一端连接，所述第九开关管的第二端与所述第三次级线圈的第一端连接，所述第九开关管的控制端与所述控制模块连接；第十开关管，所述第十开关管的第一端与所述第九开关管的第一端、所述蓄电池的第一端分别连接，所述第十开关管的第二端与所述第四次级线圈的第二端连接，所述第十开关管的控制端与所述控制模块连接。
12.在本实用新型的一些实施例中，所述开关模块包括：第一开关单元，所述第一开关单元包括第一静触点、第一空触点和第一开关，所述第一静触点与第一相交流电输入端连接，所述第一空触点空置，所述第一开关的第一端与所述三相桥臂中的第一相桥臂连接，所述第一开关的第二端可选择与所述第一静触点或所述第一空触点连接，所述第一开关单元用于控制所述第一相桥臂的连通状态；第二开关单元，所述第二开关单元包括第二静触点、第三静触点和第二开关，所述第二静触点与第二相交流电输入端连接，所述第三静触点与所述第一静触点连接，所述第二开关的第一端与所述三相桥臂中的第二相桥臂连接，所述第二开关的第二端可选择地与所述第二静触点或所述第三静触点连接，所述第二开关单元用于控制所述第二相桥臂连接的连通状态；第三开关单元，所述第三开关单元包括第四静触点、第五静触点和第三开关，所述第四静触点与第三相交流电输入端连接，所述第五静触点与所述第一静触点连接，所述第三开关的第一端与所述三相桥臂中的第三相桥臂连接，所述第三开关的第二端可选择地与所述第四静触点或所述第五静触点连接，所述第三开关单元用于控制第三相桥臂的连通状态；第四开关单元，所述第四开关单元包括第六静触点、第二空触点和第四开关，所述第六静触点与中线输入端连接，所述第二空触点空置，所述第四开关的第一端与所述pfc电路模块的充电回路连接端连接，所述第四开关的第二端可选择地与所述第六静触点或所述第二空触点连接，所述第四开关单元用于控制单相充电回路的接通状态。
13.在本实用新型的一些实施例中，所述第一相桥臂包括第十一开关管和第十二开关管，所述第十一开关管的第一端与所述第一直流转换模块的第一输入端连接，所述第十一开关管的第二端与所述第十二开关管的第一端连接，所述第十一开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十二开关管的第二端与所述第一直流转换模块的第二输入端连接，所述第十一开关管的第二端与所述第十二开关管的第一端之间具有第四节点，所述第四节点通过第四电感与所述第一开关的第一端连接；所述第二相桥臂包括第十三开关管和第十四开关管，所述第十三开关管的第一端与所述第一直流转换模块的第一输入端连接，所述第十三开关管的第二端与所述第十四开关管的第一端连接，所述第十三开关管的控制端与所
述控制模块连接，所述第十四开关管的第二端与所述第一直流转换模块的第二输入端连接，所述第十四开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十四开关管的第一端与所述第十三开关管的第二端之间具有第五节点，所述第五节点通过第五电感与所述第二开关的第一端连接；所述第三相桥臂包括第十五开关管和第十六开关管，所述第十五开关管的第一端与所述第一直流转换模块的第一输入端连接，所述第十五开关管的第二端与所述第十六开关管的第一端连接，所述第十五开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十六开关管的第二端与所述第一直流转换模块的第二输入端连接，所述第十六开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十六开关管的第一端与所述第十五开关管的第二端之间具有第六节点，所述第六节点通过第六电感与所述第三开关的第一端连接；所述pfc电路模块还包括第五电容和第六电容，所述第五电容的第一端与所述第十一开关管的第一端、所述第十三开关管的第一端、所述第十五开关管的第一端分别连接，所述第五电容的第二端与所述第六电容的第一端连接，所述第六电容的第二端与所述第十二开关管的第二端、所述第十四开关管的第二端、所述第十六开关管的第二端分别连接，所述第五电容的第二端与所述第六电容的第一端之间具有第七节点，所述第七节点与所述第四开关的第一端连接；所述pfc电路模块还包括第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述第五电容的第一端连接，所述第一电阻的第二端与所述第六电容的第二端连接。
14.在本实用新型的一些实施例中，所述第一直流转换模块包括：第十七开关管和第十八开关管、第十九开关管和第二十开关管，其中，所述第十七开关管的第一端与所述第十九开关管的第一端连接在一起为所述第一直流转换模块的第一输入端，所述第十八开关管的第二端与所述第二十开关管的第二端连接在一起为所述第一直流转换模块的第二输入端；所述第十七开关管的第一端与所述第五电容的第一端、所述第十五开关管的第一端分别连接，所述第十七开关管的第二端与所述第十八开关管的第一端连接，所述第十七开光管的控制端与所述控制模块连接，所述第十八开关管的第二端与所述第六电容的第二端、所述第十六开关管的第二端分别连接，所述第十八开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第十八开关管的第一端与所述第十七开关管的第二端之间具有第八节点；所述第十九开关管的第一端与所述第十七开关管的第一端连接，所述第十九开关管的第二端与所述第二十开关管的第一端连接，所述第十九开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第二十开关管的第二端与所述第十八开关管的第二端连接，所述第二十开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第二十开关管的第一端与所述第十九开关管的第二端之间具有第九节点；第三变压器，所述第三变压器包括第三初级线圈和第五次级线圈，所述第三初级线圈的第一端通过第七电感与所述第八节点连接，所述第三初级线圈的第二端通过第七电容与所述第九节点连接；第二十一开关管和第二十二开关管，所述第二十一开关管的第一端与所述动力电池的第一端连接，所述第二十一开关管的第二端与所述第二十二开关管的第一端连接，所述第二十一开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第二十二开关管的第二端与所述动力电池的第二端连接，所述第二十二开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第二十二开关管的第一端与所述第二十一开关管的第二端之间具有第十节点，所述第十节点通过第八电感与所述第五次级线圈的第一端连接；第二十三开关管和第二十四开关管，所述第二十三开关管的第一端与所述动力电池的第一端连接，所述第二十三开光管的第二端与所述第二十四开关管的第一端连接，所述第二十三开关管的控制端与所述控制模块连
接，所述第二十四开关管的第二端与所述动力电池的第二端连接，所述第二十四开关管的控制端与所述控制模块连接，所述第二十四开关管的第一端与所述第二十三开关管的第二端之间具有第十一节点，所述第十一节点通过第八电容与所述第五次级线圈的第二端连接；第九电容，所述第九电容的第一端与所述第二十三开关管的第一端、所述动力电池的第一端分别连接，所述第九电容的第二端与所述第二十四开关管的第二端、所述动力电池的第二端分别连接。
15.在本实用新型的一些实施例中，所述充电装置还包括：滤波模块，所诉滤波模块的输入端与所述交流电输入端连接，所述滤波模块的输出端与所述开关模块的第二端连接，用于对输入交流电信号进行滤波处理。
16.为了达到上述目的，本实用新型第二方面实施例的车辆，包括：动力电池和蓄电池、所述的充电装置，所述充电装置与所述动力电池、所述蓄电池分别连接，用于为所述动力电池、所述蓄电池充电。
17.根据本实用新型实施例的车辆，采用上面实施例的充电装置，充电装置增加开关模块，开关模块的第一端与pfc电路模块的输入端连接，开关模块的第二端与交流电输入端连接，可以实现对充电车辆的单相充电或三相充电，从而可以兼容单三相充电，充电模式多样，在充电故障时可以切换为另一种充电模式，充电更加灵活、方便。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是本实用新型一个实施例的充电装置的框图；
20.图2是本实用新型一个实施例的充电装置的电路拓扑图；
21.图3是本实用新型一个实施例的boost电路导通的示意图；
22.图4是本实用新型另一个实施例的boost电路导通的示意图；
23.图5是本实用新型一个实施例的电流与时间关系的波形图；
24.图6时本实用新型的一个实施例的三相驱动信号与时间关系的波形图；
25.图7是本实用新型一个实施例的车辆的框图。
26.附图标记：
27.车辆01；
28.充电装置10；
29.动力电池20、蓄电池30、开关模块100、pfc电路模块200、第一直流转换模块300、第二直流转换模块400、控制模块500、滤波模块600；
30.第一开关单元101、第二开关单元102、第三开关单元103、第四开关单元104、第一相桥臂201、第二相桥臂202、第三相桥臂203、升压电路单元401、第一半桥llc电路单元402、第二半桥llc电路单元403；
31.第一静触点k1、第一空触点n1、第二静触点k2、第三静触点k3、第四静触点k4、第五静触点k5、第六静触点k6、第二空触点n2、第一开关s1、第二开关s2、第三开关s3、第四开关s4、第一电感l1、第二电感l2、第三电感l3、第七电感l7、第八电感l8、第一电容c1、第二电容c2、第三电容c3、第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第七电容c7、第八电容c8、第九电容
c9、第一电阻r1、第一变压器1、第二变压器2、第三变压器3、第一初级线圈m1、第二初级线圈m2、第三初级线圈m3、第一次级线圈m1、第二次级线圈m2、第三次级线圈m3、第四次级线圈m4、第五次级线圈m5、第一开关管q15、第二开关管q16、第三开关管q19、第四开关管q20、第五开关管q21、第六开关管q22、第七开关管q17、第八开关管q18、第九开关管q23、第十开关管q24、十一开关管q1、十二开关管q2、第十三开关管q3、第十四开关管q4、第十五开关管q5、第十六开关管q6、第十七开关管q7、第十八开关管q8、第十九开关管q9、第二十开关管q10、第二十一开关管q11、第二十二开关管q12、第二十三开关管q13、第二十四开关管q14。
具体实施方式
32.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
33.图1是本实用新型一个实施例的充电装置的框图。
34.在本实用新型的实施例中，如图1所示，充电装置10包括开关模块100、pfc电路模块200、第一直流转换模块300、第二直流转换模块400和控制模块500。
35.pfc电路模块200用于对输入交流电进行功率因数校正，并输出功率因数校正后的直流电信号，以实现由交流电转换为直流电并降低能耗的目的。其中，pfc电路模块200至少包括三相桥臂。
36.第一直流转换模块300的输入端与pfc电路模块200的输出端连接，第一直流转换的模块300输出端与动力电池20连接，第一直流转换模块300用于将功率因数校正后的直流电信号转换为第一直流电信号例如动力电池20所需直流电信号，以达到为动力电池20供电的目的。
37.第二直流转换模块400的输入端与第一直流转换模块300的输出端、动力电池连接，第二直流转换模块400的输出端与蓄电池30连接，第二直流转换模块400用于将第一直流电信号转换为第二直流电信号例如蓄电池30所需直流电信号。例如，将经第一直流转换模块300处理后的直流电信号或者将动力电池20输出直流电信号转换为蓄电池30所需直流电信号，以为蓄电池充电。
38.开关模块100的第一端与pfc电路模块200的输入端连接，开关模块100的第二端与交流电输入端连接，用于在三相充电时接通pfc电路模块200的三相桥臂，或者，在单向充电时接通pfc电路模块200的三相桥臂中的一相桥臂。通过增加开关模块100能实现单相与三相兼容充电功能。
39.控制模块500与pfc电路模块200、第一直流转换模块300、第二直流转换模块400和开关模块100的控制端分别连接，用于控制充电装置10进行三相充电或者单相充电。
40.具体来说，控制模块500控制pfc电路模块200、第一直流转换模块300和第二直流转换模块400中的开关管的导通与关断，例如，当电网为三相电时，控制开关模块100接通pfc电路模块的三相桥臂，并基于三相充电原理控制pfc电路模块200、第一直流转换模块300和第二直流转换模块400，以实现对动力电池和蓄电池的三相充电，或者，当电网为单相电时，控制开关模块100接通pfc电路模块的三相桥臂中的一相桥臂并形成充电回路，以及控制pfc电路模块200、第一直流转换模块300和第二直流转换模块400，以实现对动力电池和蓄电池的单相充电。
41.本实用新型实施例的充电装置10，通过增加开关模块，开关模块的第一端与pfc电路模块的输入端连接，开关模块的第二端与交流电输入端连接，使得充电装置10既可以进行三相充电也可以进行单相充电，达到兼容单三相充电的目的，充电模式更加多样；在三相充电故障时，还可以切换为单相充电，充电更加灵活、方便。
42.图2是本实用新型一个实施例的充电装置的电路拓扑图。
43.在本实用新型的实施例中，如图2所示，第二直流转换模块400包括升压电路单元401、第一半桥llc电路单元402和第二半桥llc电路单元403。
44.其中，在实施例中，如图2所示，升压电路单元401的输入端与动力电池20连接，通过设置升压电路单元401，可以将动力电池20输出的直流电信号进行升压处理，能拓宽直流信号的电压范围，以能适应更多的高压或者低压的工作平台，并将输出升压后的直流电信号。第一半桥llc电路单元402的输入端与升压电路单元401的输出端连接，第一半桥llc电路单元402的输出端与蓄电池30连接，用于将升压处理后的直流信号进行降压处理以为蓄电池30进行供电。第二半桥llc电路单元403的输入端与升压电路单元401的输出端连接，第二半桥llc电路单元403的输出端与蓄电池30连接。用于将升压处理后的直流信号进行降压处理以为蓄电池30进行供电。
45.如图2所示，升压电路单元401的控制端、第一半桥llc电路单元402的控制端和第二半桥llc电路单元403的控制端均与控制模块500连接。控制模块500控制升压电路单元401中的开关管导通与关断以实现对动力电池20输出的直流电信号的升压处理。且第二半桥llc电路单元403与第一半桥llc电路单元402并联设置，控制模块500用于相隔预设相位角度例如90度交错地控制所述第一半桥llc电路单元402和第二半桥llc电路单元403，即控制第一半桥llc电路单元402和第二半桥llc电路单元403周期性交错开通，以将升压后的直流电信号转换为蓄电池30所需直流电信号，能够减少系统损耗、提高效率且降低输出电压电流纹波。
46.在本实用新型的实施例中，如图2所示，升压电路单元401包括第一电感l1、第一开关管q15、第二开关管q16和第一电容c1。
47.其中，如图2所示，第一电感l1的第一端与动力电池20的第一端连接。用于输入动力电池20的直流电信号。第一开关管q15的第一端与第一半桥llc电路单元403的第一输入端、第二半桥llc电路单元403的第一输入端分别连接，第一开关管q15的控制端与控制模块500连接。第二开关管q16的第一端与第一开关管q15的第二端连接，第二开关管q16的第二端与第一半桥llc电路单元402的第二输入端、第二半桥llc电路单元403的第二输入端、动力电池20的第二端分别连接，第二开关管q16的控制端与控制模块500连接。第一开关管q15的第二端与第二开关管q16的第一端之间具有第一节点，第一节点与第一电感l1的第二端连接。第一电容c1的第一端与第一半桥llc电路单元402的第一输入端、第二半桥llc电路单元403的第一输入端、第一开关管q15的第一端分别连接，第一电容c1的第二端与第一半桥llc电路单元402的第二输入端、第二半桥llc电路单元403的第二输入端、第二开关管q16的第二端分别连接。控制模块500控制升压电路单元401中的第一开关管q15、第二开关管q16导通与关断以实现对动力电池20输出的直流电信号的升压处理。
48.图3是本实用新型一个实施例的boost电路导通时的示意图。
49.在本实用新型的实施例中，在蓄电池30充电过程中，控制模块500能先控制升压电
路单元401工作，并将第一电容c1稳压至一个预设目标电压值例如设为vboostrdf，在实际应用中，该vboostrdf可根据蓄电池30的电压进行设定，其中，升压电路单元401可以采用boost电路。
50.具体的，如图3所示，在蓄电池30充电过程中，控制模块500先控制第一开关管q15关断且第二开关管q16导通，动力电池20中的直流电信号经第一电感l1、第二开关管q16回流到动力电池20的第二端，此时第一电感l1储能。
51.图4是本实用新型另一个实施例的boost电路导通时的示意图。
52.在本实用新型的实施例中，如图4所示，第一电感l1储能后，控制模块500控制第一开关管q15导通且第二开关管q16关断，此时第一电感l1中的能量经第一开关管q15，为第一电容c1充电。上述过程还能通过调节q16导通的有效占空比，实现对第一电容c1的升压功能，以使第一电容c1的电压升高到vboostrdf，完成对动力电池20中输出的直流电信号的升压处理。本实用新型的升压电路单元401采用boost电路实现软开关作用，效率高，并且boost电路升压范围宽，适配平台更多。
53.在本实用新型的实施例中，如图2所示，第一半桥llc电路单元402包括第三开关管q19、第四开关管q20、第一变压器1、第五开关管q21和第六开关管q22。
54.其中，如图2所示，第三开关管q19的第一端为第一半桥llc电路单元402的第一输入端，第三开关管q19的第一端与第一电容c1的第一端、第一开关管q15的第一端分别连接，第三开关管q19的控制端与控制模块500连接。第四开关管q20的第一端与第三开关管q19的第二端连接，第四开关管q20的第二端为第一半桥llc电路单元402的第二输入端，第四开关管q20的第二端与第一电容c1的第二端、第二开关管q16的第二端分别连接，第四开关管q20的控制端与控制模块500连接，第四开关管q20的第一端与第三开关管q19的第二端之间具有第二节点。第一变压器1包括第一初级线圈m1、第一次级线圈m1和第二次级线圈m2，用于对升压后的直流电信号进行变压处理，例如，将升压电路单元401输出的高电压直流电信号转换为蓄电池30所需的低电压直流电信号，以实现为蓄电池30供电。其中，第一初级线圈m1的第一端通过第二电感l2、第二电容c2与第二节点连接，第一初级线圈m1的第二端与q20第四开关管的第二端连接，第一次级线圈m1的第二端与第二次级线圈m2的第一端连接在一起为第一公共端，第一公共蓄电池30的第一端连接，第五开关管q21的第二端与第一次级线圈m1的第一端连接，第五开关管q21的控制端与控制模块500连接。第六开关管q22第一端与第五开关管q21的第一端、蓄电池30的第一端分别连接，第六开关管q22的第二端与第二次级线圈m2的第二端连接。控制模块500通过控制第三开关管q19、第四开关管q20、第五开关管q21和第六开关管q22导通与关断，以实现为蓄电池30供电。
55.在本实用新型的实施例中，第二半桥llc电路单元403包括第七开关管q17、第八开关管q18、第二变压器2、第九开关管q23和第十开关管q24。第二直流转换模块400还包括第四电容c4。
56.其中，如图2所示，第七开关管q17的第一端为第二半桥llc电路单元403的第一输入端，第七开关管q17的第一端与第一电容c1的第一端、第一开关管q15q15的第一端分别连接，第七开关管q17的控制端与控制模块500连接。第八开关管q18的第一端与第七开关管q17的第二端连接，第八开关管q18的第二端为第二半桥llc电路单元403的第二输入端，第八开关管q18的第二端与第一电容c1的第二端、第二开关管q16q16的第二端分别连接，第八
开关管q18的控制端与控制模块500连接，第八开关管q18的第一端与第七开关管q17的第二端之间具有第三节点。第二变压器2包括第二初级线圈m2、第三次级线圈m3和第四次级线圈m4，用于对升压后的直流电信号进行变压处理，例如，将升压电路单元401输出的高电压直流电信号转换为蓄电池30所需的低电压直流电信号，以实现为蓄电池30供电。第二初级线圈m2的第一端通过第三电感l3、第三电容c3与第三节点连接，第二初级线圈m2的第二端与第八开关管q18的第二端连接，第三次级线圈m3的第二端与第四次级线圈m4的第一端连接在一起为第二公共端，第二公共端与蓄电池40的第二端连接。第九开关管q23的第一端与蓄电池30的第一端连接，第九开关管q23的第二端与第三次级线圈m3的第一端连接，第九开关管q23的控制端与控制模块500连接。第十开关管q24的第一端与第九开关管q23的第一端、蓄电池30的第一端分别连接，第十开关管q24的第二端与第四次级线圈m4的第二端连接，第十开关管q24的控制端与控制模块500连接。第四电容c4的第一端与蓄电池的第一端连接，第四电容c4的第二端与蓄电池的第二端连接。
57.在本实用新型的实施例中，在蓄电池30充电过程中，当第一电容c1稳压至vboostrdf后，控制模块500能控制半桥llc电路单元启动，并控制第一半桥llc电路单元402与第二半桥llc电路单元403交错开关，以实现交替为蓄电池30供电。
58.具体的，例如，在实际应用中，该充电电路的谐振频率已知并记为fr，将控制模块500控制第一半桥llc电路单元402与第二半桥llc电路单元403的交错开关频率记为fs，且控制模块500控制第一半桥llc电路单元402与第二半桥llc电路单元403开环输出。当半桥llc电路单元的交错开关频率等于充电电路的谐振频率，即fs＝fr时，系统损耗最小，两个半桥llc电路单元的效率最高。更具体的，例如，控制模块500能控制两个并联半桥llc电路单元交错开关为90度，即第一半桥llc电路单元402开启工作90度后第二半桥llc电路单元403开启，且在90度第一半桥llc电路单元402再次开启工作，以为蓄电池30供电。这样设置能拓宽半桥llc电路的增益范围，以达到增益1:1输出，且电压增益单调。
59.图5是本实用新型一个实施例的电流与时间关系的波形图。
60.在本实用新型的实施例中，在三相供电过程中，控制模块500控制第一半桥llc电路单元402和第二半桥llc电路单元403周期性交错开通，还能有效降低输出电压电流纹波。如图3所示，第四电感电流i1、第五电感电流i2和第六电感电流i3三相输出电流较于总的输出电流i0，有效地降低了输出电压电流纹波。
61.在本实用新型的实施例中，为蓄电池30充电过程中，两个半桥llc电路单元中的低压直流电信号1:1输出，该低压直流信号为蓄电池30所需的低电压直流电信号，例如，可以根据蓄电池30充电时所需的低电压直流电信号设定一个电压阈值例如设为vlowref。但是在实际应用中，也可能出现，输出低压电压大于或者小于vlowref的情况，因此，控制模块500能实时采集第二直流转换模块400输出端低压直流信号的电压值，当该输出端低压直流信号的电压值小于vlowref时，控制模块500能发出控制信号以调高第一电容c1的vboostrdf，直到采集到的输出端低压直流信号的电压值等于vlowref。如果当采集到的输出端低压直流信号的电压值大于vlowref时，控制模块500能发出控制信号以降低第一电容c1的vboostrdf，直到采集到的输出端低压直流信号的电压值等于vlowref。整个系统能够一直动态循环，以保证第二直流转换模块400输出端低压直流信号的电压始终等于蓄电池30充电时所需的低电压直流电信号的电压值，能达到稳定输出电压的目的。
62.在本实用新型的实施例中，如图2所示，开关模块100包括第一开关单元101、第二开关单元102、第三开关单元103和第四开关单元104。
63.其中，如图2所示，第一开关单元101包括第一静触点k1、第一空触点n1和第一开关s1，第一静触点k1与第一相交流电输入端连接，第一空触点n1空置，第一开关s1的第一端与三相桥臂中的第一相桥臂201连接，第一开关s1的第二端可选择与第一静触点k1或第一空触点n1连接，第一开关单元101用于控制第一相桥臂201的连通状态。例如，第一开关s1连接第一静触点k1，则a相电路有电流，即第一相桥臂201能够通过a相电路与交流电源连通，第一开关s1连接第一空触点n1，则a相电路没有电流，且第一相桥臂201不能与交流电源连通。
64.第二开关单元102包括第二静触点k2、第三静触点k3和第二开关s2，第二静触点k2与第二相交流电输入端连接，第三静触点k3与第一静触点k1连接，第二开关s2的第一端与三相桥臂中的第二相桥臂202连接，第二开关s2的第二端可选择地与第二静触点k2或第三静触点k3连接，第二开关单元102用于控制第二相桥臂202连接的连通状态。例如，第二开关s2连接第二静触点k2，则b相电路有电流，即第二相桥臂202能够通过b相电路与交流电源连通，第二开关s2连接第三静触点k3，则a相电路有电流，即第二相桥臂202能够通过a相电路与交流电源连通。
65.第三开关单元103包括第四静触点k4、第五静触点k5和第三开关s3，第四静触点k4与第三相交流电输入端连接，第五静触点k5与第一静触点k1连接，第三开关s3的第一端与三相桥臂中的第三相桥臂203连接，第三开关s3的第二端可选择地与第四静触点k4或第五静触点k5连接，第三开关单元103用于控制第三相桥臂203的连通状态。例如，第三开关s3连接第四静触点k4，则c相电路有电流，即第三相桥臂203能够通过c相电路与交流电源连通，第三开关s3连接第五静触点k5，则a相电路有电流，即第三相桥臂203能够通过a相电路与交流电源连通。
66.第四开关单元104包括第六静触点k6、第二空触点n2和第四开关s4，第六静触点k6与中线输入端连接，第二空触点n2空置，第四开关s4的第一端与pfc电路模块的充电回路连接端连接，第四开关s4的第二端可选择地与第六静触点k6或第二空触点n2连接，第四开关单元104用于控制单相充电回路的接通状态。例如，在进行单相充电时，第四开关s4与第六静触点k6连接，输出的交流电流能通过pfc电路模块200中的与n相电路形成闭合回路。第四开关s4与第二空触点n2连接，则不能形成闭合回路，即不能进行单相充电。
67.在本实用新型的实施例中，如图2所示，相较于现有技术中只能进行单相充电或者只能实现三相充电，通过增加开关模块100，并且控制模块500控制四个开关与对应触点的连接，能实现单相与三相兼容充电功能。
68.具体的，如图2所示，在交流电源为三相充电时，控制模块500分别控制第一开关s1连接第一静触点k1、第二开关s2连接第二静触点k2、第三开关s3连接第四静触点k4，实现a相、b相与c相电路均有电流，从而实现三相充电功能。在交流电源为单相充电时，控制模块500分别控制第一开关s1连接第一静触点k1、第二开关s2连接第三静触点k3、第三开关s3连接第五静触点k5，实现三相桥臂均通过a相电路与交流电源连通，只有a相电路有电流，b相与c相电路均无电流。控制模块500分还能控制第四开关s4与第六静触点k6，用于实现交流电流通过第一相桥臂201和第五电容c5和第六电容c6经n相电路形成闭合回路，并且进行交流电信号与直流电信号的转换，从而实现单相充电功能。
69.在本实用新型的实施例中，如图2所示，第一相桥臂201包括第十一开关管q1和第十二开关管q2，第十一开关管q1的第一端与第一直流转换模块300的第一输入端连接，第十一开关管q1的第二端与第十二开关管q2的第一端连接，第十一开关管q1的控制端与控制模块500连接，第十二开关管q2的第二端与第一直流转换模块300的第二输入端连接，第十一开关管q1的第二端与第十二开关管q2的第一端之间具有第四节点，第四节点通过第四电感与第一开关s1的第一端连接。在进行交流单相充电或三相充电时，控制模块500控制第一开关单元101导通，并控制第十一开关管q1和第十二开关管q2导通，以实现单相充电或三相充电。
70.第二相桥臂202包括第十三开关管q3和第十四开关管q4，第十三开关管q3的第一端与第一直流转换模块300的第一输入端连接，第十三开关管q3的第二端与第十四开关管q4的第一端连接，第十三开关管q3的控制端与控制模块500连接，第十四开关管q4的第二端与第一直流转换模块300的第二输入端连接，第十四开关管q4的控制端与控制模块500连接，第十四开关管q4的第一端与第十三开关管q3的第二端之间具有第五节点，第五节点通过第五电感与第二开关s2的第一端连接。在充电过程中，控制模块500控制第十三开关管q3和第十四开关管q4导通，以实现三相充电，或者控制第十三开关管q3和第十四开关管q4关断，以进行单相充电或者结束充电。
71.第三相桥臂203包括第十五开关管q5和第十六开关管q6，第十五开关管q5的第一端与第一直流转换模块300的第一输入端连接，第十五开关管q5的第二端与第十六开关管q6的第一端连接，第十五开关管q5的控制端与控制模块500连接，第十六开关管q6的第二端与第一直流转换模块300的第二输入端连接，第十六开关管q6的控制端与控制模块500连接，第十六开关管q6的第一端与第十五开关管q5的第二端之间具有第六节点，第六节点通过第六电感与第三开关s3的第一端连接。在充电过程中，控制模块500控制第十五开关管q5和第十六开关管q6导通，以实现三相充电，或者控制第十五开关管q5和第十六开关管q6关断，以进行单相充电或者结束充电。
72.pfc电路模块200还包括第五电容c5和第六电容c6，第五电容c5的第一端与第十一开关管q1的第一端、第十三开关管q3的第一端、第十五开关管q5的第一端分别连接，第五电容c5的第二端与第六电容c6的第一端连接，第六电容c6的第二端与第十一开关管q2的第二端、第十四开关管q4的第二端、第十六开关管q6的第二端分别连接，第五电容c5的第二端与第六电容c6的第一端之间具有第七节点，第七节点与第四开关s4的第一端连接。第五电容c5和第六电容c6串联连接，能够在进行单相充电时，电流经第七节点与第四开关s4形成闭合回路，并实现由交流电信号与直流电信号之间的转换。
73.在本实用新型的实施例中，如图2所示，pfc电路模块200还包括第一电阻r1，第一电阻r1的第一端与第五电容c5的第一端连接，第一电阻r1的第二端与第六电容c6的第二端连接。通过设置第一电阻r1能对电路起保护作用。
74.在本实用新型的实施例中，如图2所示，当进行交流充电时，控制模块500能控制开关模块100中开关单元的连接状态以及pfc电路模块200中的三相桥臂的导通与关断，能实现单相充电与三相充电兼容的充电的功能。但是在现有技术中，由于受感等元器件的限制，在进行单相充电时，充电功率会被限制3.3kw。因此，控制模块500还能控制三相桥臂中的第十一开关管q1、第十二开关管q2、第十三开关管q3、第十四开关管q4、第十五开关管q5和第
十六开关管q6交错导通和关断，以实现提升单相充电功率。
75.图6时本实用新型的一个实施例的三相驱动信号与时间关系的波形图。
76.在本实用新型的实施例中，如图6所示，例如，设置第一相桥臂201的驱动信号为基础驱动，控制模块500控制第一相桥臂201导通，实现单相供电，并控制第二相桥臂202比第一相桥臂201延后120
°
导通，第三相桥臂203比第一相桥臂201延后240
°
导通，即第三相桥臂203比第二相桥臂202延后120
°
导通，第三相桥臂203导通后经120
°
第一相桥臂201再次导通，通过控制三相桥臂的周期性导通与关断，以此实现第一项桥臂的驱动信号、第二项桥臂的驱动信号和第三项桥臂的驱动信号在整个周期内的交替性供电。相较于现有技术中的单相充电，能有效提高充电效率。
77.在本实用新型的实施例中，如图2所示，第一直流转换模块300包第十七开关管q7和第十八开关管q8、第十九开关管q9和第二十开关管q10，其中，第十七开关管q7的第一端与第十九开关管q9的第一端连接在一起为第一直流转换模块300的第一输入端，第十八开关管q8的第二端与第二十开关管q10的第二端连接在一起为第一直流转换模块300的第二输入端。
78.如图2所示，第十七开关管q7的第一端与第五电容c5的第一端、第十五开关管q5的第一端分别连接，第十七开关管q7的第二端与第十八开关管q8的第一端连接，第十七开光管的控制端与控制模块500连接，第十八开关管q8的第二端与第六电容c6的第二端、第十六开关管q6的第二端分别连接，第十八开关管q8的控制端与控制模块500连接，第十八开关管q8的第一端与第十七开关管q7的第二端之间具有第八节点。
79.如图2所示，第十九开关管q9的第一端与第十七开关管q7的第一端连接，第十九开关管q9的第二端与第二十开关管q10的第一端连接，第十九开关管q9的控制端与控制模块500连接，第二十开关管q10的第二端与第十八开关管q8的第二端连接，第二十开关管q10的控制端与控制模块500连接，第二十开关管q10的第一端与第十九开关管q9的第二端之间具有第九节点。
80.如图2所示，第三变压器3包括第三初级线圈m3和第五次级线圈m5，第三初级线圈m3的第一端通过第七电感l7与第八节点连接，第三初级线圈m3的第二端通过第七电容c7与第九节点连接。用于对pfc电路模块200输出的直流电信号进行变压处理，例如，将交流电信号转换成的直流电信号进行处理，以转换为动力电池20所需的高电压直流电信号，以实现为动力电池20供电。
81.如图2所示，第二十一开关管q11和第二十二开关管q12，第二十一开关管q11的第一端与动力电池的第一端连接，第二十一开关管q11的第二端与第二十二开关管q12的第一端连接，第二十一开关管q11的控制端与控制模块500连接，第二十二开关管q12的第二端与动力电池的第二端连接，第二十二开关管q12的控制端与控制模块500连接，第二十二开关管q12的第一端与第二十一开关管q11的第二端之间具有第十节点，第十节点通过第八电感l8与第五次级线圈m5的第一端连接。
82.如图2所示，第二十三开关管q13和第二十四开关管q14，第二十三开关管q13的第一端与动力电池的第一端连接，第二十三开光管的第二端与第二十四开关管q14的第一端连接，第二十三开关管q13的控制端与控制模块500连接，第二十四开关管q14的第二端与动力电池的第二端连接，第二十四开关管q14的控制端与控制模块500连接，第二十四开关管
q14的第一端与第二十三开关管q13的第二端之间具有第十一节点，第十一节点通过第八电容c8与第五次级线圈m5的第二端连接。
83.如图2所示，第九电容c9，第九电容c9的第一端与第二十三开关管q13的第一端、动力电池的第一端分别连接，第九电容c9的第二端与第二十四开关管q14的第二端、动力电池的第二端分别连接。
84.在本实用新型的实施例中，如图2所示充电装置10还包括滤波模块600，滤波模块600的输入端与交流电输入端连接，滤波模块600的输出端与开关模块100的第二端连接，用于对输入交流电信号进行滤波处理。例如，滤波模块600可以设置为一个交流滤波器，以实现滤除交流电信号中的噪音和干扰，增强信号的稳定性。
85.图7是本实用新型一个实施例的车辆的框图。
86.在本实用新型的实施例中，如图6所示，车辆01包括动力电池20、蓄电池30和充电装置10。其中，充电装置10与动力电池20、蓄电池30分别连接，用于为动力电池20、蓄电池30充电。例如车辆01可以为充电汽车，可以将动力电池20、蓄电池30和充电装置10集成设置到车辆01中，能实现单相与三相兼容充电的功能，，充电模式多样，在充电故障时可以切换为另一种充电模式，充电更加灵活、方便。
87.总的来说，在本实用新型的实施例中，通过增加升压电路单元401，能够提高车辆01中动力电池20的电压适配范围，能够适用于更广泛的高压和低压的工作平台。控制第一半桥llc电路单元402与第二半桥llc电路单元403交错开关，提高直流电信号转换的效率的同时还能降低输出电压纹波，还能更稳定的输出电压。并且设置开关模块100，能实现兼容单相充电与三相充电的功能，充电模式多样，在充电故障时可以切换为另一种充电模式，充电更加灵活、方便。
88.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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实用新型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一定指的是相同的实施例或示例。
89.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。