[发明专利]一种四向转换车载充电机及控制方法

说明书

本发明公开了一种四向转换车载充电机，其中主变压器包括3个绕组，原边绕组1为市电输入侧，副边绕组2为动力电池侧，副边绕组3为车载蓄电池侧；本发明不仅能实现交流输入侧电网与直流侧动力电池之间的能量双向传递，还能实现动力电池组与车载蓄电池之间的双向传递，使动力电池组和车载蓄电池均具有冗余供电功能，即具备双向车载OBC与双向DC‑DC功能，实现能量的四向转换。特别是蓄电池侧给动力电池组供电，将在紧急情况下给于动力电池组充电提供动力支持，提高了电动汽车行驶中的可靠性和安全性。

技术领域

本发明涉及电动汽车充电技术领域，更具体的涉及一种四向转换车载充电机及控制方法。

背景技术

近年来，随着电动汽车行业的蓬勃发展，车载电子设备性能和成本要求变高，车载电子设备的低成本化、集成化、多功能化成为了车载电子行业发展的必然趋势。特别是车载充电机和车载DC-DC，作为整个电动汽车的核心电能转换模块，迫切需求高度集成化和多功能化。

图1为目前较为常见的车载OBC与DC-DC简单物理集成的方案，该方案不仅成本高、体积大、集成程度较低，而且功能比较单一，已经不能满足高速发展的电动汽车市场对车载电子设备的要求。

发明内容

本发明的目的在于提出了一种四向转换车载充电机及控制方法，将车载OBC与DC-DC转换器做电气集成，不仅实现了整机体积小型化、低成本化，而且功能更多样化，可靠性更高；同时，本发明不仅能实现交流输入侧电网与直流侧动力电池之间的能量双向传递，还能实现动力电池组与车载蓄电池之间的双向传递，使动力电池组和车载蓄电池均具有冗余供电功能，即具备双向车载OBC与双向DC-DC功能。

为实现上述目的，采用如下技术方案：

一种四向转换车载充电机，包括主变压器T1，其特征在于：

主变压器T1包括3个绕组，原边绕组1为市电输入侧，副边绕组2为动力电池侧，副边绕组3为车载蓄电池侧；

MOS场效应管Q1、MOS场效应管Q2、MOS场效应管Q3、MOS场效应管Q4共同构成全桥电路；原边绕组1一端串联谐振电感Lr1，谐振电感Lr1另一端串联电磁继电器RLY1，电磁继电器RLY1另一端连接MOS场效应管Q1的源极；原边绕组1另一端串联谐振电容Cr1，谐振电容Cr1另一端连接MOS场效应管Q1的漏极；母线大电解电容Cbulk正极连接MOS场效应管Q1的漏极、负极连接MOS场效应管Q2的源极；

MOS场效应管Q5、MOS场效应管Q6、MOS场效应管Q7、MOS场效应管Q8共同构成全桥电路；副边绕组2一端串联谐振电感Lr2，联谐振电感Lr2另一端连接MOS场效应管Q5的源极；副边绕组2另一端串联谐振电容Cr2，谐振电容Cr2另一端连接MOS场效应管Q8的漏极；电解电容Co_bat的正极连接MOS场效应管Q7的漏极、负极连接MOS场效应管Q8的源极；

副边绕组3连接一整流电路，此整流电路可以通过如下3种不同技术方案实现整流稳压输出：

技术方案1：

所述的整流电路包括MOS场效应管Q9、MOS场效应管Q10、MOS场效应管Q11、MOS场效应管Q12、MOS场效应管Q13、MOS场效应管Q14；

MOS场效应管Q10和MOS场效应管Q13为共源极结构、MOS场效应管Q12和MOS场效应管Q14为共源极结构；

MOS场效应管Q9漏极连接MOS场效应管Q11漏极，MOS场效应管Q11源极连接MOS场效应管Q12漏极，MOS场效应管Q14漏极连接MOS场效应管Q13漏极，MOS场效应管Q10漏极连接MOS场效应管Q9源极；