[发明专利]纯电动汽车锂电池充电装置

说明书

技术领域

本发明属于电动汽车技术领域，涉及一种纯电动汽车锂电池的充电装置，利用本装置对纯电动汽车的电池进行充电，可以实现锂电池三段式充电模式，提高电池寿命和充电效率。

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。

纯电动汽车的电源为电池，受电池容量、体积和成本的限制，一次充电的续驶里程较短，且随着行驶工况不一样，一次充电的续驶里程还会发生变化，因此配备车载充电机是纯电动汽车的发展趋势。

因串联电池组的电压波动范围大，且供电单元的电池量不一样，电压波动范围是不一样的，同时为了提高电池寿命和充电效率，要求车载充电机能够根据电池的电压和电流实时调整输出电压和电流并且能够实现恒压、恒流的无扰动切换。鉴于车载特殊的使用场合，要求该充电机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。

随着纯电动汽车普及率越来越大，电动汽车用充电机对电网的影响越来越严重，对车载充电机的要求越来越高。结合现代纯电动汽车对车载充电装置的特殊要求，吸收传统的电动汽车用充电机的优势，采用多段式充电方式、有源功率调整技术、并联谐振软开关技术和基于CAN的单机并联技术，实现功率大、体积小、效率高、功率因素高的车载充电机，可以极大的提高系统的可靠性和性价比。

因此，研究在车载动力电池一定的情况下，基于有源功率调整技术、并联谐振软开关技术和基于CAN的单机并联技术的锂电池充电装置，对提高电动汽车的运行效率和促进电动汽车的推广应用有明显重要的意义。

发明内容

本发明为了解决上述问题，针对纯电动汽车而设计出一种基于有源功率调整、并联谐振软开关技术和基于CAN的单机并联技术的锂电池充电装置。该装置能适用于各种用于不同型号、不同功率的纯电动汽车，通过更换部分元件和设定部分参数可以满足各种锂电池电动汽车对车载充电机的要求，并确保该充电机具有高功率因素、高效率和高可靠性。

本发明是通过以下方案实现的：

上述的纯电动汽车锂电池充电装置，采用模块化的构造方法，包括基于CAN主从模式并联的两台单机；两台所述单机结构一致，输出电流和电压的变化率保持一致。

所述的纯电动汽车锂电池充电装置，其中：所述单机主要由电性连接的EMI模块、输入控制开关、整流单元、有源功率因素调整单元、高频逆变单元、谐振单元、高频隔离单元、输出滤波单元、检测模块以及控制和保护单元组成；所述EMI模块包括输入EMI单元、EMI处理单元和输出EMI单元；所述输入EMI单元抑制输入对充电机的干扰；所述EMI处理单元和输出EMI单元分别抑制变压器二次侧的传导干扰；所述整流模块包括工频不可控整流单元和输出不可控整流单元；所述工频不可控整流单元将单相交流电变成脉动较小的直流电；所述输出不可控整流单元利用单相桥式不可控整流电路实现将高频交流电变换成脉动较小的直流电；所述检测模块包括负载信号检测单元和电压电流检测单元；所述负载信号检测单元检测电池的电压和电流信号，判断充电机与电池状态；所述电压电流检测单元检测有源功率因素调整单元的电感电流、母线电压以及所述工频不可控整流单元的输出电压。

所述的纯电动汽车锂电池充电装置，其中：所述有源功率因素调整单元采用有源PFC原理，利用Boost变换器，在调节充电机的功率因素同时提高逆变桥的母线电压，并且具备自动恒压和限流功能。

所述的纯电动汽车锂电池充电装置，其中：所述输入控制开关在状态检测正常后开关闭合，故障时断开开关。

所述的纯电动汽车锂电池充电装置，其中：所述谐振单元由电容和电感构成，实现开关管零电压开通，形成并联谐振软开关技术。

所述的纯电动汽车锂电池充电装置，其中：所述高频逆变单元实现将恒定直流电压经过电压型逆变器变换成高频方波电压。

所述的纯电动汽车锂电池充电装置，其中：所述高频隔离单元通过高频变压器实现输入电压和输出电压的隔离。

所述的纯电动汽车锂电池充电装置，其中：所述输出滤波单元利用无源滤波电路实现将脉动直流电变换成恒定的直流电。