用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置。所公開的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置包括：第一轉(zhuǎn)換器單元，用于將全波整流的第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓；和第二轉(zhuǎn)換器單元，用于通過將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為直流電流輸出第三電壓而對(duì)電動(dòng)車輛的電池進(jìn)行充電，其中所述第一轉(zhuǎn)換器單元的輸出終端包括第一輸出終端和第二輸出終端，所述第二轉(zhuǎn)換器單元包括：第一開關(guān)元件，其一端與所述第一輸出終端連接；第二開關(guān)元件，其一端與所述第二輸出終端連接；第一輸出電容器，其一端與所述第一開關(guān)元件的另一端串聯(lián)連接；和第二輸出電容器，其一端與所述第二開關(guān)元件的另一端串聯(lián)連接，所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件是接通/斷開的，并且所述第一開關(guān)元件的接通時(shí)間不與所述第二開關(guān)元件接通時(shí)間重疊。本發(fā)明的電池充電裝置可以小型化并且可以確保長的壽命。
【專利說明】用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實(shí)施方案涉及一種用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置，尤其涉及用于電動(dòng)車輛的、可以更小尺寸實(shí)現(xiàn)并且具有更長壽命的電池充電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]通常，用于電動(dòng)車輛(EV)的電池充電裝置利用的是商用電源。為了給各種規(guī)格的電池充電，用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置應(yīng)該能夠輸出100-500V的電壓。
[0003]為此，可以將常規(guī)的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置分成一個(gè)用于進(jìn)行功率因數(shù)校正的前端和一個(gè)用于進(jìn)行電流調(diào)節(jié)的后端，特別地，所述后端利用了一種升壓轉(zhuǎn)換器(boost converter)。
[0004]然而，上文所述的常規(guī)的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置可能伴隨的缺點(diǎn)是，必須使母線電壓(link voltage)保持在輸出電壓或低于輸出電壓，因?yàn)槠渲械膬?nèi)部組成可能必須根據(jù)輸入電壓的幅值而改變。
[0005]此外，所述常規(guī)的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置可能通過使用CCM (連續(xù)電流模式)調(diào)節(jié)技術(shù)對(duì)流向內(nèi)部感應(yīng)器的電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述調(diào)節(jié)技術(shù)可能需要使用具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的控制器。
[0006]此外，所述常規(guī)的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置可能使用電解電容器來得到寬的輸出范圍，但是這可能伴隨的缺點(diǎn)是，增加了該電池充電裝置的尺寸和重量并且可能無法保證足夠長的壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0007]技術(shù)問題
[0008]為解決上述問題，本發(fā)明目的的一個(gè)方面是提供一種用于電動(dòng)車輛的、可以更小尺寸實(shí)現(xiàn)并可確保長的壽命的電池充電裝置。
[0009]本發(fā)明的其他目的可由本領(lǐng)域技術(shù)人員從下文描述的實(shí)施方案中得出。
[0010]技術(shù)方案
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案提供了一種用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置，該裝置包括第一轉(zhuǎn)換器部分，其被配置為用于將以整流輸入的第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓；和第二轉(zhuǎn)換器部分，其被配置為通過將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為直流電流而輸出第三電壓，用于對(duì)電動(dòng)車輛的電池進(jìn)行充電。此處，所述第一轉(zhuǎn)換器部分的輸出端包括第一輸出終端和第二輸出終端。所述第二轉(zhuǎn)換器部分包括第一開關(guān)元件，其一端與所述第一輸出終端連接；第二開關(guān)元件，其一端與所述第二輸出終端連接；第一輸出電容器，其一端與所述第一開關(guān)元件的另一端串聯(lián)連接；和第二輸出電容器，其一端與所述第二開關(guān)元件的另一端串聯(lián)連接。所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件是接通/斷開的，其中所述第一開關(guān)元件接通的時(shí)間不與所述第二開關(guān)元件接通的時(shí)間重疊。
[0012]本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案提供了一種用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置，該裝置包括第一轉(zhuǎn)換器部分，其被配置為用于升高以全波整流輸入的第一電壓并將該第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓；和第二轉(zhuǎn)換器部分，其被配置為通過將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為直流電流而輸出第三電壓，用于對(duì)電動(dòng)車輛的電池進(jìn)行充電。此處，所述第一轉(zhuǎn)換器部分的輸出端包括第一輸出終端和第二輸出終端。為了同時(shí)執(zhí)行功率因數(shù)校正(PFC)功能和放大功能，所述第二轉(zhuǎn)換器部分包含:第一開關(guān)元件，其一端與所述第一輸出終端連接；第二開關(guān)元件，其一端與所述第二輸出終端連接；第一輸出電容器，其一端與所述第一開關(guān)元件的另一端連接；第二輸出電容器，其一端與所述第二開關(guān)兀件的另一端連接；第一感應(yīng)器，其一端與所述第一輸出電容器相對(duì)于第三節(jié)點(diǎn)(node)并聯(lián)連接，所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第一開關(guān)元件的另一端和所述第一輸出電容器的一端相連；和第二感應(yīng)器，其一端與所述第二輸出電容器相對(duì)于第四節(jié)點(diǎn)并聯(lián)連接，所述第四節(jié)點(diǎn)與所述第二開關(guān)元件的另一端和所述第二輸出電容器的一端相連。
[0013]有益效果
[0014]根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案，用于電動(dòng)汽車的電池充電裝置可以提供的優(yōu)點(diǎn)是，更小的尺寸和更長的壽命。
[0015]此外，根據(jù)本發(fā)明的某些實(shí)施方案，用于電動(dòng)汽車的電池充電裝置可以提供的優(yōu)點(diǎn)是，可以通過使用具有更簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的控制器來調(diào)節(jié)電流。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為示意說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置的組成的框圖。
[0017]圖2為說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置的詳細(xì)組成的電路圖。
[0018]圖3和圖4展示了在控制部分處產(chǎn)生的控制信號(hào)的實(shí)施例，所述控制信號(hào)用于控制第一開關(guān)元件B1、第二開關(guān)元件B2、第三開關(guān)元件SL1、第四開關(guān)元件SL2、第五開關(guān)元件SL3和第六開關(guān)元件SL4的開關(guān)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]由于本發(fā)明允許多種改變和多個(gè)實(shí)施方案，具體的實(shí)施方案示于附圖中并進(jìn)行了詳細(xì)的書面描述。然而，這并不意在將本發(fā)明限制為特定的實(shí)施方式，應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，不偏離本發(fā)明精神和技術(shù)范圍的所有改變、等效物和替代均包括在本發(fā)明中。在附圖描述中，對(duì)相同的元件使用相同的附圖標(biāo)記。
[0020]下文將參照附圖對(duì)本發(fā)明的某些實(shí)施方案進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
[0021]圖1為示意說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置的組成的框圖，圖2為說明本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置的詳細(xì)組成的電路圖。
[0022]參照?qǐng)D1和圖2,本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置100可包括第一整流部分110、第一轉(zhuǎn)換器部分120、第二轉(zhuǎn)換器部分130和控制部分140。各部分的功能在下文進(jìn)行更詳細(xì)地描述。
[0023]所述第一整流部分110可以通過對(duì)從外部輸入的交流電壓施加半波或全波整流而產(chǎn)生第一電壓。此處，所述輸入的AC電壓可具有一個(gè)大于或等于90Vac且小于或等于260Vac的幅值。例如，所述輸入的AC電壓可以是一個(gè)具有IlOVac或220Vac幅值的商用AC電壓。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述第一整流部分110可與一個(gè)外部電源連接，如圖2中所示，并且可包括四個(gè)以全橋形式連接的二極管。
[0025]所述第一轉(zhuǎn)換器部分120可通過提升在經(jīng)所述第一整流部分110全波整流之后輸入的第一電壓而將該第一電壓轉(zhuǎn)換成第二電壓。在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一轉(zhuǎn)換器部分120可以具有LLC轉(zhuǎn)換器的組成，如圖2中所示。
[0026]更具體地，所述第一轉(zhuǎn)換器部分120可以包括開關(guān)部分121，其與所述第一整流部分Iio連接從而將所述第一電壓輸入；變壓器部分122，其與所述開關(guān)部分121連接，以實(shí)施升壓操作；和第二整流部分123，其與所述變壓器部分122連接，以通過整流由所述升壓操作得到的電壓產(chǎn)生并輸出所述第二電壓。
[0027]所述開關(guān)部分121可以連接至所述第一整流部分110的兩個(gè)輸出終端，并且可以包括4個(gè)以全橋形式連接的開關(guān)元件SL1、SL2、SL3、SL4。為方便起見，所述開關(guān)部分121中包括的四個(gè)開關(guān)元件在下文稱為“第三開關(guān)元件SL1”、“第四開關(guān)元件SL2”、“第五開關(guān)元件SL3”和“第六開關(guān)元件SL4”(所述第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件都包含在第二轉(zhuǎn)換器部分130中，所述第二轉(zhuǎn)換器部分130將在后面描述)。
[0028]在一個(gè)實(shí)施例中，所述四個(gè)開關(guān)元件SL1、SL2、SL3、SL4各自可以由晶體管(例如FET)和二極管組成，所述二極管的輸入端與所述晶體管的第二導(dǎo)電電極(例如漏極)連接，其輸出端與所述晶體管的第一導(dǎo)電電極(例如源極)連接。
[0029]所述第三開關(guān)元件SLl、第四開關(guān)元件SL2、第五開關(guān)元件SL3和第六開關(guān)元件SL4各自可以周期性地接通/斷開。為方便起見，所述開關(guān)元件SL1、SL2、SL3、SL4接通/斷開的周期在下文稱為“第二周期”(“第一周期”指的是包括在下文描述的第二轉(zhuǎn)換器部分130中的所述第一開關(guān)元件和第二開關(guān)元件的接通/斷開周期)。
[0030]更具體地，在對(duì)角線方向上設(shè)置的第三開關(guān)元件SLl和第六開關(guān)元件的SL4可以同時(shí)接通/斷開，在對(duì)角線方向上設(shè)置的第四開關(guān)元件SL2和第五開關(guān)元件SL3可以同時(shí)接通/斷開。此外，所述第三開關(guān)元件SLl和所述第六開關(guān)元件SL4接通的時(shí)間可以不與所述第四開關(guān)元件SL2和第五開關(guān)元件SL3接通的時(shí)間重疊。
[0031]在此情況下，在所述第二周期中，對(duì)于所述第三開關(guān)元件SL1、第四開關(guān)元件的SL2、第五開關(guān)元件SL3和第六開關(guān)元件SL4而言，處于接通狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間和處于斷開狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間可以是相同的。
[0032]所述開關(guān)部分121的接通/斷開可以基于在所述控制部分140 (圖2中未示出)產(chǎn)生的控制信號(hào)來控制。所述控制部分140可以接收由所述第二轉(zhuǎn)換器部分130輸出并反饋的第三電壓并可以通過使用該反饋的第三電壓而產(chǎn)生控制信號(hào)。所產(chǎn)生的控制信號(hào)可以被輸入到所述開關(guān)元件SL1、SL2、SL3、SL4中包含的晶體管(例如FET)的控制電極(例如柵電極)，并且可以相應(yīng)地控制所述開關(guān)元件SL1、SL2、SL3、SL4的接通/斷開狀態(tài)。
[0033]接著，所述變壓器部分122可以與所述開關(guān)部分121連接并可提高由該開關(guān)部分121輸出的電壓。為此,所述變壓器部分122中次級(jí)繞組(secondary winding)的阻數(shù)可以大于初級(jí)繞組的匝數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述變壓器部分122的繞組的匝數(shù)比可以是1:1.5。
[0034]最后，所述第二整流部分123可以與所述變壓器部分122連接并可通過整流由所述變壓器部分122輸出的電壓來產(chǎn)生和輸出所述第二電壓。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述第二整流部分123可以包括四個(gè)以全橋形式連接的二極管，如圖2所示。
[0036]與所述第二整流部分123的輸出端(即所述第一轉(zhuǎn)換器部分120的輸出端)連接的所述第二轉(zhuǎn)換器部分130可以將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為直流電流并將其轉(zhuǎn)換為第三電壓，所述第三電壓被輸出用于對(duì)電動(dòng)車輛的電池150充電。
[0037]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第二轉(zhuǎn)換器部分130可以采用的形式為一個(gè)具有平行結(jié)構(gòu)的降壓-升壓轉(zhuǎn)換器，例如圖2中所示。
[0038]更具體地，所述第二轉(zhuǎn)換器部分130可以包括第一電容器Cl、第二電容器C2、第一開關(guān)元件B1、第二開關(guān)元件B2、第一感應(yīng)器L1、第二感應(yīng)器L2、第一二極管D1、第二二極管D2、第一輸出電容器Coutl，和第二輸出電容器Cout2。下面更詳細(xì)地描述每個(gè)組件的連接關(guān)系。
[0039]所述第一開關(guān)元件BI的一端可以與所述第一轉(zhuǎn)換器部分120的第一輸出終端(即第一節(jié)點(diǎn)nl)連接，而所述第二開關(guān)元件B2的一端可以與所述第一轉(zhuǎn)換器部分120的第二輸出終端(即第二個(gè)節(jié)點(diǎn)n2)連接。此處，所述第二開關(guān)元件B2可以視為與所述第一開關(guān)元件BI相對(duì)于所述第一節(jié)點(diǎn)nl并聯(lián)連接。
[0040]此外，所述第一開關(guān)元件BI的另一端可通過第一二極管Dl與所述第一輸出電容器Coutl的一端串聯(lián)連接。即，所述第一開關(guān)元件BI的另一端可與所述第一二極管Dl的輸出端在第三節(jié)點(diǎn)π3處連接，并且所述第一二極管Dl的輸入端可與所述第一輸出電容器Coutl的一端連接。
[0041]類似地，所述第二開關(guān)元件Β2的另一端可通過所述第二二極管D2與所述第二輸出電容器Cout2的另一端連接。即，所述第二開關(guān)元件B2的另一端可與所述第二二極管D2的輸出端在第四節(jié)點(diǎn)π4處連接，且所述第二二極管D2的輸入端可與所述第二輸出電容器Cout2的一端連接。
[0042]所述第一感應(yīng)器LI可與所述第一二極管Dl和所述第一輸出電容器Coutl相對(duì)于所述第三節(jié)點(diǎn)n3并聯(lián)連接，且所述第二感應(yīng)器L2可與所述第二二極管D2和第二輸出電容器Cout2相對(duì)于所述第四節(jié)點(diǎn)n4并聯(lián)連接。
[0043]此外，所述第一電容器Cl的一端可以與所述第一開關(guān)元件BI相對(duì)于所述第一節(jié)點(diǎn)nl并聯(lián)連接，所述第二電容器C2可與所述第二開關(guān)元件B2相對(duì)于所述第二節(jié)點(diǎn)n2并聯(lián)連接。
[0044]另外，所述第一輸出電容器Coutl的另一端、第二輸出電容器Cout2的另一端、第一感應(yīng)器LI的另一端、第二感應(yīng)器L2的另一端、第一電容器Cl的另一端和第二電容器C2的另一端可以在第五節(jié)點(diǎn)π5處彼此相連。
[0045]所述第一開關(guān)元件BI和所述第二開關(guān)元件Β2各自可以由晶體管(如FET)和二極管組成，所述二極管的輸入端與所述晶體管的第二導(dǎo)電電極(例如漏極)連接，其輸出端與所述晶體管的第一導(dǎo)電電極(例如源極)連接，類似于上文所述的第三開關(guān)元件SL1、第四開關(guān)元件SL2、第五開關(guān)元件SL3和第六開關(guān)元件SL4。[0046]此外，所述第一開關(guān)元件BI和所述第二開關(guān)元件B2可以根據(jù)具體的周期(即第一周期)周期性地接通/斷開，類似于上文所述的第三開關(guān)元件SL1、第四開關(guān)元件SL2、第五開關(guān)元件SL3和第六開關(guān)元件SL4。
[0047]更具體地，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述第一開關(guān)元件BI和所述第二開關(guān)元件B2可以是接通/斷開的，使得它們處于接通狀態(tài)的時(shí)間不重疊。在此情況下，所述第一開關(guān)元件BI的接通/斷開和所述第二開關(guān)元件B2的接通/斷開可以是相同的(所述第一周期)，所述第一開關(guān)元件的接通的起始點(diǎn)可與所述第二開關(guān)元件接通的起始點(diǎn)相差所述第一周期的1/2。
[0048]此外，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，所述第一開關(guān)元BI和所述第二開關(guān)元件B2可以同時(shí)接通/斷開。
[0049]在上述兩個(gè)實(shí)施方案中，在第一周期中，所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2處于接通狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間在短于或等于所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2處于斷開狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間的范圍內(nèi)是可調(diào)節(jié)的。
[0050]所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2的接通/斷開狀態(tài)可以基于在所述控制部分140處產(chǎn)生的控制信號(hào)來控制，類似于上文所述的實(shí)施例。即，所述控制部分140可以通過使用作為反饋而接收到的第三電壓而產(chǎn)生控制信號(hào)，由此產(chǎn)生的控制信號(hào)可以輸入到所述第一開關(guān)元件B1、第二開關(guān)元件B2、第三開關(guān)元件SL1、第四開關(guān)元件SL2、第五開關(guān)元件SL3和第六開關(guān)元件SL4中包含的晶體管(例如，F(xiàn)ET)的控制電極(例如，柵電極)。
[0051]圖3和圖4顯示了在所述控制部分140處產(chǎn)生的控制信號(hào)的實(shí)施例，所述控制信號(hào)用于控制所述第一開關(guān)元件B1、第二開關(guān)元件B2、第三開關(guān)元件SL1、第四開關(guān)元件SL2、第五開關(guān)元件SL3和第六開關(guān)元件SL4的開關(guān)。
[0052]首先，如果圖3上部所示控制信號(hào)被輸入至第三開關(guān)元件SLl、第四開關(guān)元件SL2、第五開關(guān)元件SL3和第六開關(guān)元件SL4的控制電極，則在所述第三/第六開關(guān)元件SLl/SL4接通時(shí)，所述第四/第五開關(guān)元件SL2/SL3可能被斷開，并且在所述第三/第六開關(guān)元件SL1/SL4斷開時(shí)，所述第四/第五開關(guān)元件SL2/SL3可能被接通。即，所述第三/第六開關(guān)元件SL1/SL4和所述第四/第五開關(guān)元件SL2/SL3可以根據(jù)固定的占空比(fixeddutycycle)而接通/斷開。
[0053]另外，如果圖3下部所示控制信號(hào)被輸入至所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2的控制電極，則如上文所述，所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2可以不同時(shí)接通，替代地，在第一周期中所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2處于接通的持續(xù)時(shí)間可能短于或等于所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2處于斷開的持續(xù)時(shí)間，所述第一開關(guān)元件BI接通的起始點(diǎn)與所述第一開關(guān)元件B2接通的起始點(diǎn)相差所述第一周期的1/2。此處，所述第一 /第二開關(guān)元件B1/B2處于接通的持續(xù)時(shí)間可以在短于或等于所述第一 /第二開關(guān)元件B1/B2處于斷開的持續(xù)時(shí)間的范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)。即，所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2可以根據(jù)任意的占空比而接通/斷開，并且所述占空比是可以變化的。
[0054]此外，將所述第一 /第二開關(guān)元件B1/B2的接通/斷開周期與所述第三至第六開關(guān)元件SLl至SL4的接通/斷開周期相比，所述第一周期可以是所述第二周期的兩倍長，并且所述第一開關(guān)元件BI接通的起始點(diǎn)可與所述第三/第六開關(guān)元件SL1/SL4接通的起始點(diǎn)相同。[0055]接著，如果輸入圖4所示控制信號(hào)，則所述第三至第六開關(guān)元件SLl至SL4可以與上文針對(duì)圖3所述相同的方式接通/斷開。另外，所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2可以同時(shí)接通/斷開。此處，所述第一 /第二開關(guān)元件B1/B2處于接通的持續(xù)時(shí)間可以在短于或等于所述第一 /第二開關(guān)元件B1/B2處于斷開的持續(xù)時(shí)間的范圍內(nèi)自由調(diào)節(jié)。即，所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2可以根據(jù)任意的占空比而接通/斷開，并且所述占空比是可以變化的。
[0056]此外，將所述第一 /第二開關(guān)元件B1/B2的接通/斷開周期與所述第三至第六開關(guān)元件SLl至SL4的接通/斷開周期相比，所述第一周期可以是所述第二周期的兩倍長，并且所述第一開關(guān)元件BI接通的起始點(diǎn)可與所述第三/第六開關(guān)元件SL1/SL4接通的起始點(diǎn)相同。
[0057]當(dāng)輸入例如上述控制信號(hào)時(shí)，所述第二轉(zhuǎn)換器部分130可以以不連續(xù)電流模式(DCM)進(jìn)行控制。相應(yīng)地，所述第二轉(zhuǎn)換器部分130可以通過使用與以連續(xù)電流模式(CCM)和臨界電流模式(BCM)進(jìn)行控制的情況相比，具有更簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)的控制器140進(jìn)行控制。
[0058]此外，在所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2按上文所述被控制為交替地接通/斷開的情況下，所述第一開關(guān)兀件B1、第一電容器Cl、第一感應(yīng)器LI和第一輸出電容器Coutl可以形成一個(gè)轉(zhuǎn)換組，而所述第二開關(guān)元件B2、第二電容器C2、第二感應(yīng)器L2和第二輸出電容器Cout2可以形成另一個(gè)轉(zhuǎn)換組。另外，當(dāng)并聯(lián)連接的上述兩個(gè)轉(zhuǎn)換組以交替的方式執(zhí)行轉(zhuǎn)換時(shí)，可以減小施加在第二轉(zhuǎn)換器部分130中所含的元件上的電壓應(yīng)力，并且可能發(fā)生相移從而減小第二電壓中包含的紋波(ripple)。
[0059]在所述第一開關(guān)元件BI和第二開關(guān)元件B2按上文所述被控制為交替地接通/斷開的情況下，可以通過調(diào)節(jié)所述第一 /第二開關(guān)元件B1/B2的占空比來任意地調(diào)節(jié)所述第三電壓的幅值，由此可對(duì)各種類型的電動(dòng)車輛電池進(jìn)行充電，而與該電池的規(guī)格無關(guān)。
[0060]此外，如果所述第二轉(zhuǎn)換器部分130按圖2所示而形成，則所述第二轉(zhuǎn)換器部分140可以同時(shí)執(zhí)行功率因數(shù)校正(PFC)和放大(即電流調(diào)節(jié))，使其無須在所述第一轉(zhuǎn)換器部分120的前端另外包括一個(gè)功率因數(shù)校正電路。
[0061]此外，所述第二轉(zhuǎn)換器部分130，其為與電動(dòng)車輛的電池150直接相連的組件，可以被輸入具有交流電流波形的電壓，這不同于常規(guī)的用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置，因此所述第一 /第二輸出電容器Coutl/Cout2可以使用低電容量的薄膜電容器而不是高電容量的電解電容器。當(dāng)所述第二轉(zhuǎn)換器部分130使用低電容量的薄膜電容器時(shí)，所述用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置可以具有增加的壽命以及更小的尺寸。
[0062]雖然上文已使用具體實(shí)施例，包括具體元件，通過有限的實(shí)施方案和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是應(yīng)認(rèn)識(shí)到的是，這些僅是為了幫助全面理解本發(fā)明而提供的，本發(fā)明不限于上述實(shí)施方案，并且本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員可根據(jù)上述公開內(nèi)容作出多種修改和改變。因此，本發(fā)明的精神一定不會(huì)限于文中所述的實(shí)施方案，并且本發(fā)明的范圍必須視為不僅包括隨附的權(quán)利要求，而且包括它們的等同物和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置，所述電池充電裝置包括: 第一轉(zhuǎn)換器部分，其被配置為用于將以整流輸入的第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓；和 第二轉(zhuǎn)換器部分，其被配置為通過將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為直流電流而輸出第三電壓，用于對(duì)電動(dòng)車輛的電池進(jìn)行充電， 其中所述第一轉(zhuǎn)換器部分的輸出端包括第一輸出終端和第二輸出終端， 所述第二轉(zhuǎn)換器部分包括第一開關(guān)元件，其一端與所述第一輸出終端連接；第二開關(guān)元件，其一端與所述第二輸出終端連接；第一輸出電容器，其一端與所述第一開關(guān)元件的另一端串聯(lián)連接；和第二輸出電容器，其一端與所述第二開關(guān)元件的另一端串聯(lián)連接， 所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件是接通/斷開的，并且所述第一開關(guān)元件接通的時(shí)間不與所述第二開關(guān)元件接通的時(shí)間重疊。
2.權(quán)利要求1所述的電池充電裝置，其中所述第一開關(guān)元件的接通/斷開周期和所述第二開關(guān)元件的接通/斷開周期與第一周期是相同的，并且所述第一開關(guān)元件處于接通的起始點(diǎn)與所述第二開關(guān)元件處于接通的起始點(diǎn)相差所述第一周期的1/2。
3.權(quán)利要求2所述 的電池充電裝置，其中所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件處于接通的持續(xù)時(shí)間在短于或等于所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件處于斷開的持續(xù)時(shí)間的范圍內(nèi)是可調(diào)節(jié)的。
4.權(quán)利要求1所述的電池充電裝置，其中所述第一輸出電容器和所述第二輸出電容器為薄膜電容器。
5.權(quán)利要求1所述的電池充電裝置，其中所述第二轉(zhuǎn)換器部分還包含第一二極管，其輸入端與所述第一輸出電容器的一端連接且其輸出端與所述第一開關(guān)元件的另一端連接；第二二極管，其輸入端與所述第二開關(guān)元件的另一端連接且其輸出端與所述第二輸出電容器的一端連接；第一感應(yīng)器，其一端與所述第一二極管相對(duì)于第三節(jié)點(diǎn)并聯(lián)連接，所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第一開關(guān)元件的另一端和所述第一二極管的輸出端相連；和第二感應(yīng)器，其與所述第二二極管相對(duì)于第四節(jié)點(diǎn)連接，所述第四節(jié)點(diǎn)與所述第二開關(guān)元件的另一端和所述第二二極管的輸入端相連， 并且所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件具有可變化的占空比。
6.權(quán)利要求5所述的電池充電裝置，其中所述第二轉(zhuǎn)換器部分還包含第一電容器，其一端與所述第一開關(guān)元件相對(duì)于第一節(jié)點(diǎn)并聯(lián)連接，所述第一節(jié)點(diǎn)與所述第一輸出終端和所述開關(guān)元件的一端相連；和第二電容器，其一端與所述第二開關(guān)元件相對(duì)于第二節(jié)點(diǎn)并聯(lián)連接，所述第二節(jié)點(diǎn)與所述第二輸出終端和所述第二開關(guān)元件的一端相連， 并且所述第一輸出電容器的另一端、所述第二輸出電容器的另一端、所述第一感應(yīng)器的另一端、所述第二感應(yīng)器的另一端、所述第一電容器的另一端和所述第二電容器的另一端在第五節(jié)點(diǎn)處彼此相連。
7.權(quán)利要求1所述的電池充電裝置，其還包括: 第一整流部分，其包括四個(gè)以一個(gè)全橋形式連接的二極管，所述第一整流部分被配置為通過對(duì)一個(gè)商用交流電壓施加全波整流而產(chǎn)生所述第一電壓。
8.權(quán)利要求1所述的電池充電裝置，其中所述第一轉(zhuǎn)換器部分包括: 開關(guān)部分，其具有輸入的所述第一電壓； 變壓器部分，其與所述開關(guān)部分相連；和第二整流部分，其與所述變壓器部分相連并且被配置為輸出所述第二電壓。
9.權(quán)利要求8所述的電池充電裝置，其中所述開關(guān)部分包括第三開關(guān)元件、第四開關(guān)元件、第五開關(guān)元件和第六開關(guān)元件，它們以全橋形式連接并且根據(jù)第二周期而周期性地接通和斷開， 所述第三開關(guān)元件和在該第三開關(guān)元件的對(duì)角線方向上設(shè)置的所述第六開關(guān)元件同時(shí)接通/斷開，所述第四開關(guān)元件和在該第四開關(guān)元件的對(duì)角線方向上設(shè)置的第五開關(guān)元件同時(shí)接通/斷開， 所述第三開關(guān)元件處于接通的時(shí)間不與所述第六開關(guān)元件處于接通的時(shí)間重疊，所述第四開關(guān)元件處于接通的時(shí)間不與所述第五開關(guān)元件處于接通的時(shí)間重疊，并且所述第三至第六開關(guān)元件的占空比是固定的。
10.權(quán)利要求9所述的電池充電裝置，其中所述第一開關(guān)元件的接通/斷開周期和所述第二開關(guān)元件的接通/斷開周期與第一周期相同，并且所述第一開關(guān)元件處于接通的起始點(diǎn)與所述第二開關(guān)元件處于接通的起始點(diǎn)相差所述第一周期的1/2， 在所述第一周期內(nèi)，所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件處于接通的持續(xù)時(shí)間短于或等于所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件處于斷開的持續(xù)時(shí)間，在所述第二周期內(nèi)，所述第三開關(guān)元件、第四開關(guān)元件、第五開關(guān)元件和第六開關(guān)元件處于接通的持續(xù)時(shí)間等于處于斷開的持續(xù)時(shí)間， 所述第一周期是所述第二周期的兩倍長， 并且所述第一開關(guān)元件處于接通的起始點(diǎn)與所述第三開關(guān)元件和第六開關(guān)元件處于接通的起始點(diǎn)相同。
11.權(quán)利要求9所述的電池`充電裝置，其還包括: 控制部分，其被配置為用于產(chǎn)生控制接通/斷開的控制信號(hào)并將該控制信號(hào)傳輸至所述第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件、第三開關(guān)元件、第四開關(guān)元件、第五開關(guān)元件和第六開關(guān)元件中的至少一個(gè)。
12.權(quán)利要求9所述的電池充電裝置，其中所述第一開關(guān)元件、第二開關(guān)元件、第三開關(guān)元件、第四開關(guān)元件、第五開關(guān)元件和第六開關(guān)元件中的至少一個(gè)包含: 晶體管；和 二極管，其輸入端與所述晶體管的第二導(dǎo)電電極相連且其輸出端與所述晶體管的第一導(dǎo)電電極相連。
13.一種用于電動(dòng)車輛的電池充電裝置，所述電池充電裝置包括: 第一轉(zhuǎn)換器部分，其被配置為用于升高第一電壓并將該第一電壓轉(zhuǎn)換為第二電壓，所述第一電壓以全波整流輸入；和 第二轉(zhuǎn)換器部分，其被配置為通過將所述第二電壓轉(zhuǎn)換為直流電流而輸出第三電壓，用于對(duì)電動(dòng)車輛的電池進(jìn)行充電， 其中所述第一轉(zhuǎn)換器部分的輸出端包括第一輸出終端和第二輸出終端， 并且，為了同時(shí)執(zhí)行功率因數(shù)校正(PFC)功能和放大功能，所述第二轉(zhuǎn)換器部分包含: 第一開關(guān)元件，其一端與所述第一輸出終端連接；第二開關(guān)元件，其一端與所述第二輸出終端連接；第一輸出電容器，其一端與所述第一開關(guān)元件的另一端連接；第二輸出電容器，其一端與所述第二開關(guān)兀件的另一端連接；第一感應(yīng)器，其一端與所述第一輸出電容器相對(duì)于第三節(jié)點(diǎn)并聯(lián)連接，所述第三節(jié)點(diǎn)與所述第一開關(guān)元件的另一端和所述第一輸出電容器的一端相連；和第二感應(yīng)器，其一端與所述第二輸出電容器相對(duì)于第四節(jié)點(diǎn)并聯(lián)連接，所述第四節(jié)點(diǎn)與所述第二開關(guān)元件的另一端和所述第二輸出電容器的一端相連。
14.權(quán)利要求13所述的電池充電裝置，其中所述第一開關(guān)元件和所述第二開關(guān)元件周期性地接通/斷開，并且所述第一開關(guān)元件接通的時(shí)間不與所述第二開關(guān)元件接通的時(shí)間重疊。
15.權(quán)利要求13所述的電池充電裝置，其中所述第二轉(zhuǎn)換器部分還包括第一二極管，其輸出端與所述第一感應(yīng)器相對(duì)于所述第三節(jié)點(diǎn)并聯(lián)連接，并且其輸入端與所述第一輸出電容器的一端串聯(lián)連接；以及第二二極管，其輸入端與所述第二感應(yīng)器相對(duì)于所述第四節(jié)點(diǎn)并聯(lián)連接，并且其輸出 端與所述第二輸出電容器的一端相連。
【文檔編號(hào)】B60L11/18GK103534898SQ201280018058
【公開日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2011年4月11日
【發(fā)明者】李埈榮, 尹修永, 金涇東 申請(qǐng)人:明知大學(xué)產(chǎn)學(xué)協(xié)力團(tuán)