车载充电机和车辆的制作方法

1.本公开涉及充电技术领域，尤其涉及一种车载充电机和车辆。


背景技术：

2.随着电动汽车的蓬勃发展，电动汽车的保有量越来越多。给车辆充电的充电桩主要分交流充电桩和直流充电桩。目前市面上有大量的500v和750v的直流充电桩，但上述直流充电桩输出的电流电压过低，无法直接给动力电池电压为800v的电动汽车直接充电。


技术实现要素：

3.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种车载充电机和车辆。
4.根据本公开实施例的第一方面，提供一种车载充电机，包括boost升压模块和dcdc模块；
5.所述boost升压模块具有输出端口和用于接入电源的供电输入端口111，所述dcdc模块具有第二端口和与所述输出端口连接的第一端口；
6.在所述供电输入端口接入直流电源的情况下，所述第二端口接入所述直流电源，且所述输出端口连接待充电电池，而所述第二端口不连接所述待充电电池。
7.可选地，在所述供电输入端口接入交流电源的情况下，所述第二端口连接所述待充电电池而不接入所述交流电源，并且，所述输出端口不连接所述待充电电池。
8.可选地，所述供电输入端口包括第一输入端子、第二输入端子和第三输入端子，其中，在所述供电输入端口接入所述直流电源的情况下，所述第一输入端子和所述第二输入端子均连接所述直流电源的正极，所述第三输入端子连接所述直流电源的负极；在所述供电输入端口接入交流电源的情况下，所述第一输入端子连接所述交流电源的第一端，所述第二输入端子连接所述交流电源的第二端。
9.可选地，所述车载充电机还包括第一继电器组、第二继电器组以及第一继电器；
10.所述第一继电器组连接所述第一输入端子，具有用于与所述第一端连接的第一闭合端、以及用于与所述直流电源的正极连接的第二闭合端，在所述供电输入端口接入所述直流电源的情况下，所述第一继电器组的继电器触点位于所述第二闭合端，在所述供电输入端口接入所述交流电源的情况下，所述第一继电器组的继电器触点位于所述第一闭合端；
11.所述第二继电器组连接所述第二输入端子，具有用于与所述第二端连接的第三闭合端、以及用于与所述直流电源的正极连接的第四闭合端，在所述供电输入端口接入所述直流电源的情况下，所述第二继电器组的继电器触点位于所述第四闭合端，在所述供电输入端口接入所述交流电源的情况下，所述第二继电器组的继电器触点位于所述第三闭合端；
12.所述第一继电器，连接在所述第三输入端子与所述直流电源的负极之间，在所述供电输入端口接入交流电源的情况下断开，在所述供电输入端口接入所述直流电源的情况
下闭合。
13.可选地，所述车载充电机还包括第二继电器，所述第二继电器连接在所述直流电源的正极与所述第二端口之间，在所述供电输入端口接入交流电源的情况下断开，在所述供电输入端口接入所述直流电源的情况下闭合。
14.可选地，所述车载充电机还包括第三继电器组和第四继电器组；
15.所述第三继电器组连接所述待充电电池的正极，具有与所述输出端口连接的第五闭合端、以及与所述第二端口连接的第六闭合端，在所述供电输入端口接入所述直流电源的情况下，所述第三继电器组的继电器触点位于所述第五闭合端，在所述供电输入端口接入交流电源的情况下，所述第三继电器组的继电器触点位于所述第六闭合端；
16.所述第四继电器组连接所述待充电电池的负极，具有与所述输出端口连接的第七闭合端、以及与所述第二端口连接的第八闭合端，在所述供电输入端口接入所述直流电源的情况下，所述第四继电器组的继电器触点位于所述第七闭合端，在所述供电输入端口接入所述交流电源的情况下，所述第四继电器组的继电器触点位于所述第八闭合端。
17.可选地，所述车载充电机还包括滤波模块，与所述第二端口连接。
18.可选地，所述车载充电机还包括电容，所述电容位于所述输出端口和所述第一端口之间，并与所述输出端口和所述第一端口并联。
19.可选地，所述待充电电池为动力电池。
20.根据本公开实施例的第二方面，提供一种车辆，包括如本公开第一方面所提供的车载充电机。
21.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
22.通过设计电源、boost升压模块、dcdc模块以及待充电电池之间的新的电路拓扑，在供电输入端口接入直流电源的情况下，可以通过boost升压模块、dcdc模块实现升压。如此，通过boost升压模块、以及dcdc模块可分别实现升压，提高电流电压；同时，将两者并联还可以提高升压功率，进而缩短充电时间，提高用户的使用体验。
23.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
24.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
25.图1是根据一示例性实施例示出的一种车载充电机的框图。
26.图2是根据一示例性实施例示出的一种直流充电时车载充电机的电流示意图。
27.图3是根据另一示例性实施例示出的一种直流充电时车载充电机的电流示意图。
28.图4是根据另一示例性实施例示出的一种车载充电机的框图。
29.图5是根据一示例性实施例示出的一种交流充电时车载充电机的电路拓扑结构图。
30.图6是根据一示例性实施例示出的一种车载充电机的电路拓扑结构图。
31.图7是根据一示例性实施例示出的一种电源侧的继电器示意图。
32.图8是根据一示例性实施例示出的一种待充电电池侧的继电器示意图。
33.附图标记说明
34.11
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boost升压模块
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12
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dcdc模块
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13
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待充电电池
35.14
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直流电源
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15
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交流电源
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16
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滤波模块
36.17
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电容
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111
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供电输入端口
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112
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输出端口
37.121
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第一端口
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122
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第二端口
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1111 第一输入端子
38.1112 第二输入端子
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1113 第三输入端子
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1114 第一继电器组
39.1115 第二继电器组
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1116 第一继电器
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1221 第二继电器
40.131
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第三继电器组
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132
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第四继电器组
具体实施方式
41.这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
42.需要说明的是，本技术中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
43.图1是根据一示例性实施例示出的一种车载充电机的框图。如图1所示，车载充电机包括boost升压模块11和dcdc模块12。
44.boost升压模块11具有输出端口112和用于接入电源的供电输入端口111，dcdc模块12具有第二端口122和与输出端口112连接的第一端口121；
45.在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，第二端口122接入直流电源14，且输出端口112连接待充电电池13，而第二端口122不连接待充电电池13。
46.示例性地，在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，直流电源14提供的电流自供电输入端口111流入boost升压模块11，boost升压模块11可实现升压，boost升压模块11输出的电流通过输出端口112流入待充电电池13。同时，直流电源14提供的电流自供电输入端口111流入后，可流入第二端口122，以输入dcdc模块12中，dcdc模块12同样可以实现升压，并将输出的电流通过输出端口112输入至待充电电池13。
47.在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，车载充电机对应的电路拓扑结构图可以如图2和图3所示，其中，boost升压模块11为全桥型pfc电路，dcdc模块12为全桥llc电路。可替换地，dcdc模块12还可以为半桥llc、移相全桥/半桥、双管正激等dcdc电路。
48.如图2所示，可以控制boost升压模块11中的第二场效应管s2、第四场效应管s4，以及dcdc模块12中的第五场效应管s5、第八场效应管s8、第九场效应管s9、第十二场效应管s12导通，控制boost升压模块11中的第一场效应管s1、第三场效应管s3，以及dcdc模块12中的第六场效应管s6、第七场效应管s7、第十场效应管s10、第十一场效应管s11断开。
49.在boost升压模块11中，电流流经电感，分别通过第二场效应管s2、第四场效应管s4，回到直流电源14的负极，在此过程中给电感充电。
50.在dcdc模块12中，输入的电流流经第九场效应管s9、变压器b边线圈、第十二场效应管s12，变压器a边线圈产生感应电动势，感应电流流经第八场效应管s8、变压器a边线圈、
以及第五场效应管s5，最终流入待充电电池13。
51.如图3所示，可以控制boost升压模块11中的第一场效应管s1、第三场效应管s3，以及dcdc模块12中的第六场效应管s6、第七场效应管s7、第十场效应管s10、第十一场效应管s11导通；控制boost升压模块11中的第二场效应管s2、第四场效应管s4，以及dcdc模块12中的第五场效应管s5、第八场效应管s8、第九场效应管s9、第十二场效应管s12断开。
52.在boost升压模块11中，直流电源14提供的电能和电感中的电能叠加，电流流经电感，分别通过第一场效应管s1、第三场效应管s3，最终流入待充电电池13。
53.在dcdc模块12中，输入的电流流经第十一场效应管s11、变压器b边线圈、第十场效应管s10，变压器a边线圈产生感应电动势，感应电流流经第六场效应管s6、变压器a边线圈、以及第七场效应管s7，最终流入待充电电池13。
54.通过设计电源、boost升压模块11、dcdc模块12以及待充电电池13之间的新的电路拓扑，在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，可以通过boost升压模块11、dcdc模块12实现升压。如此，通过boost升压模块11、以及dcdc模块12可分别实现升压，提高电流电压；同时，将两者并联还可以提高升压功率，进而缩短充电时间，提高用户的使用体验。
55.为车载充电机提供能量的充电桩输出的电流还可以为交流电，图4是根据另一示例性实施例示出的一种车载充电机的框图。如图4所示，供电输入端口111接入交流电源15。
56.在供电输入端口111接入交流电源15的情况下，第二端口122连接待充电电池13而不接入交流电源15，并且，输出端口112不连接待充电电池13。
57.如图4所示，交流电源15、boost升压模块11、dcdc模块12以及待充电电池13依次连接。在供电输入端口111接入交流电源15的情况下，交流电源15输出的电流通过boost升压模块11实现一次电压变换、通过dcdc模块12实现二次电压变换，进而实现交流充电。其中，值得说明的是，boost升压模块11中还包含用于将交流电转换成直流电的电路结构，如桥式整流电路。图4中的车载充电机在交流充电时对应的电路拓扑结构可以如图5所示。图5同样为相关技术中常见的车载充电机的电路拓扑结构。
58.电动汽车以车载电源为原动力，可以进行交流充电或者直流充电，交流充电是将相关技术中常见的车载充电机内置到车辆上，而直流充电则是将相关技术中常见的车载充电机中的电路结构集成到外部充电桩上。电动汽车为实现交流充电，通常会搭载有相关技术中常见的车载充电机。因此，可复用现有的车载充电机中已有的模块，设计新的电路拓扑结构，以实现直流电源供电时电流的升压。如此，无需提供额外的装置，可以提高车辆中器件的利用率，减少对车辆空间的占用，并降低车辆重量，降低整车成本，有利于新能源汽车推广。同时相对于目前通过复用电驱，利用电机绕组和逆变器反向工作实现升压的方案，可以避免nvh(noise、vibration、harshness，噪声、振动与声振粗糙度)、电磁干扰等技术风险。
59.可选地，供电输入端口111包括第一输入端子1111、第二输入端子1112和第三输入端子1113，其中，在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，第一输入端子1111和第二输入端子1112均连接直流电源14的正极，第三输入端子1113连接直流电源14的负极；在供电输入端口111接入交流电源15的情况下，第一输入端子1111连接交流电源15的第一端，第二输入端子1112连接交流电源15的第二端。
60.示例性地，在图6所示的平面方向中，交流电源15的第一端为上侧端，交流电源15
的第二端为下侧端。为了使得车载充电机可以实现交流充电和直流充电两种充电模式的切换，可增设继电器，控制各个输入端子和电源之间的连接状态。
61.可选地，车载充电机还可包括第一继电器组1114、第二继电器组1115以及第一继电器1116；
62.第一继电器组1114连接第一输入端子1111，具有用于与第一端连接的第一闭合端、以及用于与直流电源14的正极连接的第二闭合端，在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，第一继电器组1114的继电器触点位于第二闭合端，在供电输入端口111接入交流电源15的情况下，第一继电器组1114的继电器触点位于第一闭合端；
63.第二继电器组1115连接第二输入端子1112，具有用于与第二端连接的第三闭合端、以及用于与直流电源14的正极连接的第四闭合端，在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，第二继电器组1115的继电器触点位于第四闭合端，在供电输入端口111接入交流电源15的情况下，第二继电器组1115的继电器触点位于第三闭合端；
64.第一继电器1116，连接在第三输入端子1113与直流电源14的负极之间，在供电输入端口111接入交流电源15的情况下断开，在供电输入端口111接入直流电源14的情况下闭合。
65.图7是根据一示例性实施例示出的一种电源侧的继电器示意图。在图7所示的平面方向中，第一继电器组1114的第一闭合端为上侧端，第二闭合端为下侧端；第二继电器组1115的第三闭合端为上侧端，第四闭合端为下侧端。
66.可选地，车载充电机还可包括第二继电器1221，第二继电器1221连接在直流电源14的正极与第二端口122之间，在供电输入端口111接入交流电源15的情况下断开，在供电输入端口111接入直流电源14的情况下闭合。
67.可选地，车载充电机还可包括第三继电器组131和第四继电器组132；
68.第三继电器组131连接待充电电池13的正极，具有与输出端口112连接的第五闭合端、以及与第二端口122连接的第六闭合端，在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，第三继电器组131的继电器触点位于第五闭合端，在供电输入端口111接入交流电源15的情况下，第三继电器组131的继电器触点位于第六闭合端；
69.第四继电器组132连接待充电电池13的负极，具有与输出端口112连接的第七闭合端、以及与第二端口122连接的第八闭合端，在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，第四继电器组132的继电器触点位于第七闭合端，在供电输入端口111接入交流电源15的情况下，第四继电器组132的继电器触点位于第八闭合端。
70.图8是根据一示例性实施例示出的一种待充电电池13侧的继电器示意图。在图8所示的平面方向中，第三继电器组131的第五闭合端为上侧端，第六闭合端为下侧端；第四继电器组132的第八闭合端为上侧端，第七闭合端为下侧端。
71.如此，可通过控制第一继电器组1114、第二继电器组1115、第一继电器1116、第二继电器1221、第三继电器组131和第四继电器组132，实现交流充电和直流充电两种充电模式的切换。在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，得到如图2所示的电路拓扑结构，在供电输入端口111接入交流电源15的情况下，得到如图5所示的电路拓扑结构。
72.可选地，车载充电机还可以包括滤波模块16，与第二端口122连接。
73.示例性地，滤波模块16中的电路拓扑结构可以如图6所示。如此，在供电输入端口
111接入直流电源14的情况下，可在通过dcdc模块12进行升压前，对直流电进行滤波，以确保波形的平滑。在供电输入端口111接入交流电源15的情况下，可以对dcdc模块12输出的直流电进行滤波，以确保波形的平滑。
74.可选地，车载充电机还可包括电容17，电容17位于输出端口112和第一端口121之间，并与输出端口112和第一端口121并联。
75.如图6所示的电容17可以为电解电容，以防止信号中低频分量损失过大。如此，在供电输入端口111接入直流电源14的情况下，可对boost升压模块11和dcdc模块12输出的电流进行滤波，以确保波形的平滑。在供电输入端口111接入交流电源15的情况下，boost升压模块11将交流电变成脉动的直流电，可利用电容17的充放电特性，使整流后的脉动直流电压变成相对比较稳定的直流电压。
76.可选地，待充电电池13可以为动力电池。
77.本公开还提供一种车辆，包括上述任一实施例的车载充电机。
78.本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
79.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。