[发明专利]电池充电装置

说明书

技术领域

本发明涉及电池充电装置，并且更具体地，涉及一种公共地使用车载充电器(OBC)中的电力变换结构以使得在高电压电池被交流(AC)电力充电时同样使辅助电池被AC电力充电的电池充电装置。

背景技术

由于环境破坏导致的全球变暖、高油价等问题，电动车辆的发展近年来在汽车工业中得到迅速进步。目前，世界上的主要汽车制造商正在进行研究和开发以制造电动车辆作为他们的主要车辆。

电动车辆不排放废气并且噪声很小。在1873年，电动车辆比汽油车辆更早地被制造出来。然而，由于沉重的电池和长的充电时间，电动车辆未被降低实际使用。另外，随着近年来污染问题变得日益严重，电动车辆再次得到发展。然而，由于可充电电池的使用次数受到限制，单独使用电池不能确保远距离的行驶。

因此，在目前的市场中，北美正在积极地出售使用诸如矿物燃料和电池这样的两种类型的能源的混合车辆。由日本的Toyota Motor Corporation制造的Prius是混合车辆的代表。Prius包括汽油发动机、能够将车辆制动时恢复的动能转换为电能的交流发电机以及电动机。

另外，在电动车辆的情况下，提供了使用可充电电池(也就是说，改进了辅助电池的性能)、具有与已有电池不同特性的燃料电池等的方法。因此，已经逐渐解决了由电动车辆中的电池充电和频繁更换周期所导致的现有问题。

在一些小型电动车辆而不是用于通常公路行驶的电动车辆的情况下，电动车辆已经商品化并且被广泛使用。例如，电动车辆被广泛用于高尔夫球场中的高尔夫球车、体育场馆中用于运送运动员和设备的车辆、室内行驶车辆、室内清洁车辆等，并且预期电动车辆将迅速分配并应用于商业车辆和私家车。

电动车辆和混合车辆都对它们所安装的高电压电池进行充电，并且使用高电压电池作为动力源。车辆配备有作为驱动力的高电压电池以及用于操作电子控制单元(ECU)的辅助电池。

如图1所示，现有的电池充电装置包括AC电力11、车载充电器(OBC)12、辅助电池13、高电压电池14和直流-直流(DC-DC)变换器(LDC)15。

为了对高电压电池14充电，OBC 12需要被配置为将商用AC电力11变换为高电压的高电压充电单元121。

然而，现有的电池充电装置1被设计为单独对高电压电池14充电并且如果使用点火(IGN)电力的ECU在充电期间工作则消耗辅助电池13。

因此，如果辅助电池13的电压降低，则电池充电装置1需要操作LDC 15以对辅助电池13充电。另外，由于很难确定辅助电池13需要充电，因此难以对辅助电池13进行有效的电压管理。

另外，由于LDC 15通过在高电压电池14中将高电压变换为低电压的过程来用辅助电压对辅助电池13充电，因此消耗了高电压电池14中的高电压。因此，高电压电池14的充电/放电的次数增加，缩短了高电压电池14的使用寿命。

发明内容

本发明的方面涉及一种电池充电装置，该电池充电装置能够通过在OBC中公共地使用电力变换结构以单个AC电力对高电压电池和辅助电池充电。

根据本发明的实施方式，该电池充电装置包括：混合电力变换单元，其被配置成使用公共的变压器来将AC电力21分别变换为用于对高电压电池充电的第一电压和用于对辅助电池充电的第二电压；高电压充电单元，其被配置成降低从所述混合电力变换单元输出的所述第一电压，并且使用降低的第一电压对所述高电压电池充电；辅助电压充电单元，其被配置成降低从所述混合电力变换单元输出的所述第二电压或所述高电压电池的电压，并且使用降低的第二电压或降低的所述高电压电池的电压对所述辅助电池充电；以及开关单元，其被配置成切换所述AC电力与所述辅助电压充电单元之间的电连接并且切换所述高电压电池与所述辅助电压充电单元之间的电连接，使得由对所述AC电力的变换而产生的所述第二电压或者所述高电压电池的电压能够选择性地输入所述辅助电压充电单元，其中在第一模式中，利用所述开关单元的切换操作来执行使用所述AC电力对所述高电压电池和所述辅助电池的充电，并且在第二模式中，停止使用所述AC电力对所述高电压电池的充电，并且利用所述开关单元的切换操作来执行使用所述高电压电池的电压对所述辅助电池的充电。

所述混合电力变换单元、所述高电压充电单元、所述辅助电压充电单元和所述开关单元可以安装在车载充电器(OBC)上。

所述变压器可以包括初级绕组和具有不同匝数比的多个次级绕组，以将电力变换为所述第一电压和所述第二电压。