[实用新型]纯电动汽车直流变换器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于纯电动汽车直流变换的装置，利用本装置对纯电动汽车的电池输出电压进行变换，为后级用电设备供电。该装置适用于各种不同功率的电动汽车的直流变换。

背景技术

随着我国经济的发展，汽车的产销量和保有量都保持着高速稳定的发展态势。有专家指出，按照现在的发展速度，我国的燃油生产将面临更大的压力，能源供应及环境的压力正在成为汽车行业发展的制约因素。我国汽车产业的未来，必然要走发展更清洁更节能之路。电动汽车以清洁的、可再生的能源为动力，必将成为汽车大家庭中的重要成员。   

电动汽车的电源多为电池，因电池组的输出电压波动范围大，且供电单元的电池数量不一样，电压波动范围是不一样的，波动范围一般来都在24V～90V之间,而后级电压一般都要求稳压在24V以及24V以内的电压水平，在负载从空载到满载以及输入从最小电压到最大电压波动时，输出电压的波动范围在0.3V以内。鉴于车载特殊的使用场合，要求该变换器必须具备应有的设计功能和性能，而且也要满足对体积、效率、重量、可靠性、电磁干扰与抗干扰性、热性能、噪声等方面的特殊要求。     

随着电动汽车载重量以及运行速度的提高，对车载电源功率以及车载电源的要求越来越高。而传统纯电动汽车用车载电源一般采用逆变器加工频变压器的方案，它存在体积大、效率低等缺陷。随着新型电力电子器件和电力电子技术的发展，采用高频开关电源技术来实现无工频变压器的逆变电路，可以很好地解决传统车载电源存在的问题，同时能保证车载电源的输出电压更稳定、更平滑。

鉴于上文所述，结合现代纯电动汽车对车载装置的特殊要求，吸收传统的纯电动汽车用DC-DC变换器的优势，在进行恒压闭环控制时，采用功率单元并联的形式实现功率大、体积小的DC转换器，可以极大的提高系统的可靠性和性价比。因此，研发出在车载动力电源供电下基于功率单元并联的纯电动车用DC-DC变换器，对提高电动汽车的运行效率将具有明显重要的意义。

发明内容

本实用新型为了解决传统纯电动汽车用DC-DC变换器不能适应现代纯电动汽车的要求，而提出一种针对纯电动汽车而设计的基于功率单元并联的降压型直流变换器，以能适用于各种用于不同型号、不同功率的纯电动汽车，并可通过更换部分零件和设定部分参数可以满足各种电动汽车的对DC-DC变换器的要求，并确保该变换器输出电压精度高，适应好，效率高。

本实用新型是通过以下方案实现的：

上述的纯电动汽车直流变换器，是宽输入的基于功率单元并联的纯电动车用直流变换器，主要由电性连接的输入控制继电器、功率并联单元、EMI处理单元、输出控制继电器以及控制和保护单元组成。

所述的纯电动汽车直流变换器，其中：所述功率并联单元主要由两个相互独立的功率单元并联组成，其中每一个功率单元由直流交流变换单元、高频隔离单元、全波整流单元以及低通滤波单元电性连接组成。

所述的纯电动汽车直流变换器，其中：所述直流交流变换单元的拓扑结构为在高频变压器一次侧和二次侧均有两个相互独立的绕组，所述变压器一次侧的两个相互独立的绕组并联连接，采用带中心抽头的变压器的逆变电路结构，实现直流到交流的变换。

所述的纯电动汽车直流变换器，其中：所述高频隔离单元主要通过高频变压器，结合高频开关器件和控制器件的开特性，在控制性能和效率最优的情况下设计变压器的参数，实现整流侧的最佳控制电压。

所述的纯电动汽车直流变换器，其中：所述全波整流单元利用单相全波整流电路实现将高频交流电变换成脉动直流电。

所述的纯电动汽车直流变换器，其中：所述整流滤波单元采用单相全波高频整流和无源低通滤波，实现高频交流电压到恒定直流的变换。

所述的纯电动汽车直流变换器，其中：所述控制和保护单元具有脉宽调制脉冲的产生、恒压过压保护、欠压保护、过流保护、短路保护、输入反接保护以及输出反接保护功能。

有益效果：

1．该电动汽车用直流变换器使用采用功率单元并联的新型拓扑结构和脉冲控制芯片，采用输出电压和输出电流双闭环控制，按照输入电压的波动情况以及负载的变化特征，自动实现输出电压的稳压和环流抑制，同时变换器具有良好的性能指标。采用功率单元并联技术不仅能减小变换器的体积，而且还能显著提高其工作效率，经实际测试在满载(14.2V/600W)时效率可达到90.5%。