電動車傳導式車載充電電源的製作方法
2023-06-14 15:37:51
專利名稱：電動車傳導式車載充電電源的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種可充電電源，具體涉及一種用於電動車的採用民 用市電供電的傳導式車載充電電源。
背景技術：
現有的電動車動力電池組的充電器通常是外置的，比如充電站、充電 櫃等。所述充電站或者充電櫃可以實現較大的充電功率，但由於充電站、 充電櫃為專用充電的固定設施，在現階段電動車尚未普及的狀況下，若要 對電動車進行充電，必須將電動車行駛至特定的充電站內才能進行充電， 有相當的局限性和不方便性。
傳統解決以上問題的方案是儘可能多的建設電動車充電設施。但在電 動車發展階段，行業內各家企業也沒有統一的充電設備標準，特別是涉及 到充電時需要有數據通訊的情況，更難做到電動車充電設備的標準化。並 且電動車充電設施涉及用電安全，若配備專門的職守人員，投入也非常巨 大，所以目前大規模建設電動車充電設施仍不現實。
所以，亟待一種新的電動車可充電電源可解決上述傳統電動車電源充 電中出現的問題。 發明內容
本實用新型的目的是克服上述現有技術的缺陷，提供一種用於電動車 的可利用民用市電供電的電動車傳導式車載充電電源。
本實用新型的另一目的是提供一種智能化管理的電動車傳導式車載充 電電源。
為了達到上述目的，本實用新型的技術方案是 一種電動車傳導式車 載充電電源，包括安裝在電動車車身內的可充電動力電池組，所述動力電 池組作為電源的輸出端為電動車供電。所述電動車傳導式車載充電電源還 包括安裝在電動車車身內的通過線纜連接市電電網為動力電池組充電的充 電器。
優選的，所述動力電池組連接實時監控電池組電壓、電流和溫度狀態 並發送給車身通訊網絡的管理器。
具體來說，所述充電器包括升壓電路、降壓電路和控制通訊電路，市電輸入由升壓電路升壓後再經過降壓電路調整電壓，為動力電池組恆壓恆 流供電，所述用來啟動/結束充電或者與電動車其它模塊通訊的控制通訊電 路連接升壓電路、降壓電路和管理器。
優選的，所述升壓電路採用有源功率因數校正升壓電路。
優選的，所述降壓電路採用脈寬調製降壓電路。
進一步的，所述充電器還包括設置在升壓電路和市電輸入之間的濾波 保護電路。
進一步的，所述充電器還包括輔助供電電路，從濾波保護電路出來的 交流電經由輔助供電電路輸出直流電並且輸送到升壓電路、降壓電路和控 制通訊電路上。
進一步的，所述充電器還包括散熱模塊，所述散熱模塊連接濾波保護 電路和輔助供電電路，由輔助供電電路直流供電或者濾波保護電路交流供 電。
所述電動車傳導式車載充電電源還進一步包括設置在電動車車身上 的用來巻繞所述線纜的線盤。
所述連接市電電網的線纜端部具有插頭，所述插頭上設有漏電保護器。 本實用新型採用所述技術方案，其有益的技術效果在於1)本實用 新型的電動車傳導式車載充電電源，安裝在電動車車身內部，可利用居民 市電作為電能的輸入，並且將輸出功率控制在居民市電普遍能夠負荷的2 千瓦以下，使得電動車在有市電供應的地方就可以方便的對電動車補充電
能；2)本實用新型的電動車傳導式車載充電電源，採用控制通訊電路來啟 動/結束充電或者與電動車其它模塊通訊，智能化控制所述車載充電電源的 充電過程；3)本實用新型的電動車傳導式車載充電電源，所述充電器的充 電輸出線纜、通訊線纜均已經固定在車身內，因此所述充電器的輸出端無 需用戶進行插頭頻繁的插拔操作，相對於外置充電器，大大減少了因人為 插拔對接插件壽命和性能的影響，以及可能由於連接的不可靠性所帶來的 安全性問題。
圖1是本實用新型電動車傳導式車載充電電源的充電原理圖。 圖2是本實用新型電動車傳導式車載充電電源的充電示意圖。 圖3是本實用新型電動車傳導式車載充電電源的系統框圖。
具體實施方式
下面通過具體實施例並結合附圖對本實用新型作進一步的說明。請參考圖1至圖3，本實用新型涉及一種電動車傳導式車載充電電源， 包括安裝在電動車10車身內的可充電動力電池組30、還包括安裝在電動 車10車身內的為動力電池組充電的充電器20。所述動力電池組30作為電 源的輸出端為電動車供電。所述充電器20通過線纜40連接市電電網的市 電輸入50。所述充電器20包括形成串聯關係的濾波保護電路22、升壓電 路24、降壓電路25，還包括輔助供電電路26、散熱模塊28以及控制通訊 電路29。
一般電動車10為保障其動力性要求，通常採用多節電池組串聯的方 式得到高壓電池組以降低大功率輸出的電流值，通常電壓在400伏特以下。 所以在考慮動力電池組充電方案時，必然是交流電轉直流電。同時，因為 充電時充電電流1= (Uout-UBat) /R (Uout代表充電器輸出電壓，UBat電 池組電壓，R代表等效阻值)，即充電器輸出電壓Uout與電池組電壓UBat 的差值除以充電迴路中(包含電池組內阻)的等效阻值R。所述動力電池 組30在充電過程中電壓是不斷上升的，所以最終充電器20輸出給動力電 池組30的電壓必須高於動力電池組30的電壓。然而，考慮到功率因素和 寬電壓輸入的需要，採用有源功率因數校正方式比較理想，並且能得到一 個超過電池組最高電壓的恆定電壓值。基於此，有源功率因數校正升壓電 路24後級只需要一個脈寬調製降壓電路25即可方便的實現充電器20電壓 電流的調節。
所述動力電池組30連接實時監控電池組電壓、電流和溫度狀態並發 送給車身通訊網絡的管理器32。所述動力電池組30以及管理器32，可視 為車載充電器20的輸出端。
所述市電輸入50為所述充電器20總的供電部分，為車載充電器20 提供能源，使車載充電器20將220V交流市電轉換成適合電動車10動力電 池組30的電壓、電流。由於目前居民市電單路普遍僅能負荷2千瓦功率， 且沒有簡單易行的方法區分線路容量。所以將車載充電器20的功率設定在 2千瓦以下時能實現電動車10隨時隨地方便的充電，而不會導致因過載而 導致的用電事故。
所述市電輸入50由升壓電路24升壓後再經過降壓電路25調整電壓， 為動力電池組30恆壓恆流供電。所述控制通訊電路29用來啟動/結束充電 或者與電動車其它模塊通訊，並且所述控制通訊電路29連接升壓電路24、 降壓電路25和管理器32。
本實用新型中，所述升壓電路24採用有源功率因數校正升壓電路。有源功率因數校正升壓電路24是將市電輸入50提供的220V交流市電轉換 為高壓直流電(如390VDC)，為脈寬調製降壓電路25提供一個恆壓源。並 且由於有源功率因數校正升壓電路24具備寬電壓輸入範圍，功率因素矯正 功能等特點，所以提高了整機功率因素和使用的可靠性。
具體實施方式
可 為IR1150, UC3854等控制晶片控制的BOOST電路。主電路包含一個電感線 圈， 一個開關管， 一個二極體和輸出電容，由電壓電流反饋給控制晶片實 現有源功率因數校正升壓電路。
本實用新型中，所述降壓電路25採用脈寬調製降壓電路25。脈寬調 制降壓電路25是將有源功率因數校正升壓電路24輸出的直流電調節為適 合電池組30充電的電壓電流值，實現恆壓恆流充電，保障充電過程中的安 全性。所述脈寬調製降壓電路25的具體實施方式
較多，最簡單的為UC3842 等脈寬調製控制晶片實現的非隔離式的BUCK電路，主電路包含一個開關 管， 一個電感線圈， 一個二極體和輸出電容，有電壓電流反饋給控制晶片 實現脈寬調製降壓電路。主電路原邊包含4個開關管和驅動電路，中間為 一個隔離變壓器，副邊為全波整流和濾波電路，通常為二極體、電感和電 容組成。
所述控制通訊電路29實現充電器20的軟體層保護以及和電動車10 車各部件的相互通訊。所述控制通訊電路29是對整個充電電源進行控制的 單元，可以實現充電器20的啟動、結束充電；或者有源功率因數校正升壓 電路24和脈寬調製降壓電路25的開啟和關閉；或者負責與電動車10其他 模塊(主要是電池管理器32)通訊(如用於汽車的CAN總線網絡)；或者 充電時實時接收電池組30的狀態信息，並根據狀態控制是否對電池組30 進行充電。
具體實施方式
可採用包含通訊功能的單片機即可。
所述充電器20還包括設置在升壓電路24和市電輸入50之間的濾波 保護電路22。所述濾波保護電路22包括濾波電路以及保護電路。所述濾 波電路降低電網與車載充電器20之間的幹擾，所述保護電路包括漏電保護 功能、防過電流保險絲、防雷擊過壓器件，保障車載充電器20正常工作和 異常情況下的人員安全。
所述充電器20還包括輔助供電電路26。所述輔助供電電路26使用市 電輸入50提供的電源，輸出多路直流電源供其他電路使用。從濾波保護電 路22出來的電流經由輔助供電電路26輸送到升壓電路24、降壓電路25 和控制通訊電路29上。所述輔助供電電路26的具體實施方式
通常為反激 拓撲結構的隔離式電源，可輸出多路不同電壓值的穩壓源。所述充電器20還包括散熱模塊28。所述散熱模塊28連接濾波保護電 路22和輔助供電電路26。由輔助供電電路26直流供電或者濾波保護電路 22交流供電。所述散熱模塊28對整個可充電電源進行散熱，可以根據實 際情況採取風冷或水冷方式。
所述電動車傳導式車載充電電源還進一步包括設置在電動車10車身 上的用來巻繞所述線纜40的線盤44。
所述連接市電電網的線纜40端部具有插頭42，所述插頭42上設有漏 電保護器。本實施方式中，所述漏電保護器可是是設置在插頭42上的接地 地線。
儘管上面詳細的描述了本實用新型的優選實施例，但是應該明白，對 於本領域技術人員來說很明顯的、這裡講述的基本發明構思的許多變形和 修飾都落在所附權利要求限定的本發明的精神和範圍之內。
權利要求1.一種電動車傳導式車載充電電源，包括安裝在電動車車身內的可充電動力電池組，所述動力電池組作為電源的輸出端為電動車供電，其特徵在於還包括安裝在電動車車身內的通過線纜連接市電電網為動力電池組充電的充電器。
2. 根據權利要求1所述的電動車傳導式車載充電電源，其特徵在 於所述動力電池組連接實時監控電池組電壓、電流和溫度狀態並發送 給車身通訊網絡的管理器。
3. 根據權利要求2所述的電動車傳導式車載充電電源，其特徵在於所述充電器包括升壓電路、降壓電路和控制通訊電路，市電輸入由 升壓電路升壓後再經過降壓電路調整電壓，為動力電池組恆壓恆流供電， 所述用來啟動/結束充電或者與電動車其它模塊通訊的控制通訊電路連 接升壓電路、降壓電路和管理器。
4. 根據權利要求3所述的電動車傳導式車載充電電源，其特徵在於所述升壓電路採用有源功率因數校正升壓電路。
5. 根據權利要求3所述的電動車傳導式車載充電電源，其特徵在於所述降壓電路採用脈寬調製降壓電路。
6. 根據權利要求1-5任意一項所述的電動車傳導式車載充電電源，其特徵在於所述充電器還包括設置在升壓電路和市電輸入之間的濾波 保護電路。
7. 根據權利要求6所述的電動車傳導式車載充電電源，其特徵在於所述充電器還包括輔助供電電路，從濾波保護電路出來的交流電經 由輔助供電電路輸出直流電並且輸送到升壓電路、降壓電路和控制通訊 電路上。
8. 根據權利要求7所述的電動車傳導式車載充電電源，其特徵在於所述充電器還包括散熱模塊，所述散熱模塊連接濾波保護電路和輔 助供電電路，由輔助供電電路直流供電或者濾波保護電路交流供電。
9. 根據權利要求6所述的電動車傳導式車載充電電源，其特徵在於所述電動車傳導式車載充電電源還進一步包括設置在電動車車身上 的用來巻繞所述線纜的線盤。
10.根據權利要求9所述的電動車傳導式車載充電電源，其特徵在於所述連接市電電網的線纜端部具有插頭，所述插頭上設有漏電保護與
專利摘要本實用新型涉及一種電動車傳導式車載充電電源，包括安裝在電動車車身內的可充電動力電池組，所述動力電池組作為電源的輸出端為電動車供電。所述電動車傳導式車載充電電源還包括安裝在電動車車身內的通過線纜連接市電電網為動力電池組充電的充電器。本實用新型的電動車傳導式車載充電電源，安裝在電動車車身內部，利用居民市電作為電能的輸入，並且將輸出功率控制在居民市電普遍能夠負荷的2千瓦以下，使得電動車在有市電供應的地方就可以方便的對電動車補充電能。
文檔編號B60K1/04GK201143884SQ20072017164
公開日2008年11月5日 申請日期2007年9月10日 優先權日2007年9月10日
發明者彬 郭 申請人:比亞迪股份有限公司