[实用新型]车载直流转换总成

说明书

技术领域

本实用新型属于纯电动车技术领域，涉及一种用于纯电动汽车用的车载直流转换总成，以实现将车载电池高压直流转换成低压直流，为车载电器供电。

背景技术

随着我国经济的发展，电动汽车以清洁的、可再生的能源为动力正在成为汽车行业发展大家庭中的重要成员。电池作为电动汽车重要的动力来源，其输出电压波动范围大，而车载电器的工作电压为一稳定的低压直流，输出直流电压的波动范围在0.2V以内。

鉴于车载特殊的使用场合，对车载电源功率以及车载电源的要求越来越高，要求该转换总成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。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，采用电流馈电拓扑结构、电压电流双环控制策略，可以极大的提高系统的功率密度和可靠性。

在此前研究过程中，申请了关于纯电动汽车直流变换器的专利，其中在第201120157092.6号的纯电动汽车直流变换器专利中公开了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。该变换器的功率单元并联和脉冲控制芯片，使得变换器体积小，且能提高工作效率；能够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；出现短路故障时系统能够以最快的速度关闭功率器件的脉冲。然而，该直流变换器存在频繁的启动、关闭，极大的降低了直流变换器的可靠性；同时软启动功能使用有局限，输出开关控制模块易老化等问题，需要进一步优化工作模式和保护功能，提高可靠性和实用性。

于是通过优化后的第201220153122.0号专利中公开的纯电动汽车直流变换装置，其包括电性连接的输入开关控制模块、功率并联单元、EMI处理模块、控制和保护模块及与上述模块电性连接的信号采集模块、模式转换模块和驱动模块。该改进型纯电动汽车用直流变换装置，优化了直流变换器的工作模式、输入开关控制模块以及保护功能。然而该车载直流变换装置，输出功率在600W以下，当输出功率继续增大时变压器一次侧的电流增大，特别是在恒压恒流转换时刻极容易烧坏MOSFET；另外，虽然对保护工作模式的处理方法进行了优化，但是仍然出现了变压器一次侧MOSFET击穿的现象。

综上所诉，关于纯电动汽车直流变换装置在电动汽车低压电器运行可靠性和运行效率方面尚待进一步提高。

发明内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的不足，而提供一种在车载动力电池电源供电下基于电流馈电拓扑结构、电压外环电流内环双闭环控制以及斜率补偿控制的纯电动车用的车载直流转换总成，以对提高电动汽车低压电器运行可靠性和运行效率。

本实用新型是通过以下方案实现的：

上述的车载直流转换总成，包括电性连接的输入开关控制模块、EMI处理模块、信号采集模块、驱动模块、模式转换模块以及控制和保护模块；所述车载直流转换总成还包括与上述模块电性连接的电流电拓扑模块及输出开关控制模块；所述电流馈电拓扑模块实现将高压直流电压隔离变换成低压直流电压；所述输出开关控制模块状态在主回路电源供电后，系统进行自检，状态检测正常后开关闭合，故障时断开输出开关。

所述的车载直流转换总成，其中：所述控制和保护模块用于系统开机前的状态检测以及自诊断、为驱动模块提供四路PWM、调节脉冲的宽度、电压以及电流分析、模式转换、实现双闭环控制以及斜率补偿控制；保护功能：实现输入电池反接保护和电压欠压保护、输出电池反接保护和电压欠压模式转换、过流保护、过热保护以及短路硬件保护。所述控制和保护模块采用电压外环电流内环双闭环控制，同时MOSFET的峰值电流作为电流反馈环的一部分。所述电流环的反馈电流值分为三个部分：第一部分是输出电流的平均值，第二部份是振荡电容上电压波形，第三部份是MOSFET的峰值电流波形，采用斜率补偿控制技术。

所述的车载直流转换总成，其中：所述车载直流转换总成还包括输入开关驱动模块及输出开关驱动模块；所述输出开关驱动模块将所述控制和保护模块发出的控制信号进行隔离放大来控制所述输出开关控制模块；所述输入开关驱动模块将所述控制和保护模块发出的控制信号进行隔离放大来控制所述输入开关控制模块。

所述的车载直流转换总成，其中：所述输入开关控制模块在主回路电源供电后，系统进行自检，状态检测正常后开关闭合，故障时断开输入开关。

所述的车载直流转换总成，其中：所述EMI处理模块抑制变压器二次侧的传导干扰。