【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及電池充放電，具體涉及一種車載電源的充電電路、充電方法和車輛。
技術介紹
1、車載充電機(on?board?charger，obc)是電動汽車的重要組成部分，承擔著將電網電壓通過地面交流充電樁和交流充電口傳輸至車載充電機，進而為電動車電池充電的重要任務。obc是指固定安裝在電動汽車上的充電機，具有為電動汽車動力電池安全、自動充滿電的能力。如圖1所示，obc把交流電ac轉成直流電dc后，通過隔離變壓器(dc-dc)轉成電池需求的直流電壓來為電池包進行充電。如圖2所示，對應該obc的輸入輸出的電壓電流波形，輸入電壓、電流波形類似正弦波，兩個波形的零相位接近重疊，輸出電壓、電流接近一個恒定值，波動小。
2、目前車載充電機電路，ac到dc之間轉換的部分，一般采用圖騰柱pfc(powerfactor?correction，功率因數校正)電路拓撲架構，變壓器隔離部分采用llc諧振變換器，或雙有源橋(dual?active?bridge)變換器拓撲結構。在這種圖騰柱pfc架構中設置有電感l1和母線電容c1，體積較大，約占整個車載充電機1/4的空間，并導致功率密度較小。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種車載電源的充電電路、充電方法和車輛，以解決當前obc充電電路中電感l1和電容c1占用體積大的問題。
2、第一方面，本專利技術提供一種車載電源的充電電路，該電路包括：單級pfc電路、變換電路和鉗壓電路，其中，
3、所述單級pfc電路為由4
4、所述變換電路包括：第一h型橋式電路、第二h型橋式電路和諧振電路，所述諧振電路連接在所述第一h型橋式電路和所述第二h型橋式電路之間，每個h型橋式電路均由四個開關管組成；所述第一h型橋式電路與所述單級pfc電路相連接，所述第二h型橋式電路與所述鉗壓電路相連接；所述變換電路，用于對所述單級pfc電路輸出的正弦波進行電壓升壓或降壓調整，并將調整后的電壓傳輸至所述鉗壓電路；
5、所述鉗壓電路包括：電容c和電池管理系統，所述電容c分別與所述第二h型橋式電路的輸出端和所述電池管理系統相連接，所述電池管理系統中包括電池包；所述鉗壓電路，用于對調整后的電壓濾波，以及對所述電池包的輸出電壓鉗位控制。
6、本方面提供的車載電源的充電電路，設計中采用單級pfc結構，不包含電感l1和電容c1，利用變換電路和鉗壓電路實現了原圖騰柱pfc電路中l1和c1的功能，本方案的充電電路避免l1和c1所占用空間，節約成本開銷。
7、結合第一方面，在一種可能的實施方式中，所述單級pfc電路中的4個開關管分別為：第一開關管q1、第二開關管q2、第三開關管q3和第四開關管q4；其中第一開關管q1和第三開關管q3為低頻開關管，第二開關管q2和第四開關管q4為高頻開關管。
8、結合第一方面，在另一種可能的實施方式中，第一開關管q1、第二開關管q2、第三開關管q3和第四開關管q4均為絕緣柵雙極型晶體管igbt或者二極管。
9、可選的，當第一開關管q1至第四開關管q4為igbt時，所述交流電輸入至第一開關管q1的源極s和第四開關管q4的漏極d。
10、當第一開關管q1至第四開關管q4為二極管時，所述交流電輸入至第一開關管q1的正極和第四開關管q4的負極。
11、結合第一方面，在又一種可能的實施方式中，單級pfc電路對交流電做半波整流處理后，輸出的正弦波表示為：
12、
13、其中ucd表示輸出的正弦波電壓，uac表示外網交流電電壓，ω表示角頻率，θ表示相位。
14、結合第一方面，在又一種可能的實施方式中，所述變換電路對所述正弦波進行電壓升壓或降壓調整，調整后的電壓表示為：
15、uef＝k·ucd
16、其中，uef表示經變換電路調整后的電壓，ucd表示單級pfc電路輸出的正弦波電壓，k為ucd放大或縮小倍數。
17、結合第一方面，在又一種可能的實施方式中，所述第一h型橋式電路，用于控制所述諧振電路的諧振頻率，以及調整脈寬寬度，使得所述第一h型橋式電路中的開關管軟開通；所述諧振電路，用于在所述第一h型橋式電路的控制下儲能或釋放能量，以及將所述能量傳遞到變壓器副邊；所述第二h型橋式電路，用于對變壓器副邊的交流電壓進行整流及移相控制，使得所述第二h型橋式電路中的開關管軟開通。
18、第二方面，本專利技術還提供一種充電方法，該方法應用于如前述第一方面或第一方面任一項所述的車載電源的充電電路，所述方法包括：
19、單級pfc電路接收外網交流電，對交流電做半波整流處理后，輸出正弦波；
20、變換電路接收所述單級pfc電路輸出的正弦波，對所述正弦波進行電壓升壓或降壓調整，并將調整后的電壓傳輸至鉗壓電路；
21、所述鉗壓電路對調整后的電壓濾波，以及對所述鉗壓電路中電池包的輸出電壓鉗位控制。
22、結合第二方面，在一種可能的實施方式中，所述鉗壓電路包括電容c和電池管理系統，所述電池管理系統中包括電池包；所述方法還包括：
23、所述鉗壓電路中的電容c對所述調整后的電壓進行濾波，并輸出至所述電池管理系統；
24、所述電池管理系統對經過電容c濾波的電壓進行電壓鉗位控制后，輸出恒定電壓至所述電池包，為所述電池包充電。
25、第三方面，本專利技術還提供一種車輛，所述車輛包括車載電源的充電電路；所述車載電源的充電電路為前述第一方面或第一方面任一項所述的充電電路。
26、本專利技術提供的一種車載電源的充電電路、充電方法和車輛，在單級pfc電路設計中采用單級pfc結構，不包含電感l1和電容c1，利用變換電路和鉗壓電路實現了原圖騰柱pfc電路中l1和c1的功能，本方案的充電電路避免l1和c1所占用空間，節約成本開銷。
27、此外，在變換電路中設計兩個h型橋式電路，中間連接有諧振電路的結構，達到對前端單級pfc電路輸出正弦波電壓的功率因數校正，以及放大/縮小作用，最后通過鉗壓電路對變換電路輸出的電壓進行濾波和電池電壓鉗位控制，輸出恒流電壓為電池包充電，實現obc交流轉換直流的功能。
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1.一種車載電源的充電電路，其特征在于，所述電路包括：單級PFC電路、變換電路和鉗壓電路，其中，
2.根據權利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述單級PFC電路中的4個開關管分別為：第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3和第四開關管Q4；
3.根據權利要求2所述的充電電路，其特征在于，第一開關管Q1、第二開關管Q2、第三開關管Q3和第四開關管Q4均為絕緣柵雙極型晶體管IGBT或者二極管。
4.根據權利要求3所述的充電電路，其特征在于，
5.根據權利要求1-4任一項所述的充電電路，其特征在于，所述單級PFC電路對交流電做半波整流處理后，輸出的正弦波表示為：
6.根據權利要求5所述的充電電路，其特征在于，所述變換電路對所述正弦波進行電壓升壓或降壓調整，調整后的電壓表示為：
7.根據權利要求1-4任一項所述的充電電路，其特征在于，
8.一種充電方法，其特征在于，應用于如權利要求1至7中任一項所述的車載電源的充電電路，所述方法包括：
9.根據權利要求8所述的充電方法，其特征在于，所述
10.一種車輛，其特征在于，所述車輛包括車載充電機；
...【技術特征摘要】
1.一種車載電源的充電電路，其特征在于，所述電路包括：單級pfc電路、變換電路和鉗壓電路，其中，
2.根據權利要求1所述的充電電路，其特征在于，所述單級pfc電路中的4個開關管分別為：第一開關管q1、第二開關管q2、第三開關管q3和第四開關管q4；
3.根據權利要求2所述的充電電路，其特征在于，第一開關管q1、第二開關管q2、第三開關管q3和第四開關管q4均為絕緣柵雙極型晶體管igbt或者二極管。
4.根據權利要求3所述的充電電路，其特征在于，
5.根據權利要求1-4任一項所述的充電電路，其特征在于，所述單級...
【專利技術屬性】
技術研發人員：韋東，陳皓，楊恒，張浩亮，
申請(專利權)人：廣州小鵬汽車科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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