本實(shí)用新型涉及汽車電子電力技術(shù)，特別涉及一種用于電動(dòng)汽車的車載功率變換器和包含該車載功率變換器的電動(dòng)汽車。

背景技術(shù)：

電動(dòng)汽車的充電變換器被用于在電動(dòng)汽車動(dòng)力電池電量過(guò)低時(shí)，對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電，從而為驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車提供動(dòng)力。電動(dòng)汽車充電變換器通常包括非傳導(dǎo)式充電（無(wú)線充電）變換器。非傳導(dǎo)式無(wú)線充電變換器分為車載單元和地面單元，通過(guò)這兩個(gè)單元的協(xié)同工作，來(lái)自交流電網(wǎng)的能量被轉(zhuǎn)換為直流電以對(duì)動(dòng)力電池充電。圖1為按照現(xiàn)有技術(shù)的無(wú)線充電變換器的電路原理圖。圖1所示無(wú)線充電變換器100包括地面單元110和車載單元120。地面單元110包括輸入電磁兼容性（EMC）電路111、與輸入電磁兼容性電路111相連的功率因素校正電路112、與功率因素校正電路112相連的直流-直流（DC-DC）原邊電路113以及隔離變壓器T1，其原邊與直流-直流原邊整流電路113的輸出端相連。車載單元120包括副邊整流電路121和與副邊整流單元121相連的輸出電磁兼容性電路122，其中，副邊整流電路121的輸入側(cè)與隔離變壓器T1的副邊相連。

在充電時(shí)，交流電網(wǎng)的電能經(jīng)輸入電磁兼容性（EMC）電路111和功率因素校正電路112之后輸入直流-直流原邊整流電路113，經(jīng)直流-直流變換后在隔離變壓器T1的原邊產(chǎn)生高頻直流電。副邊整流電路121對(duì)來(lái)自隔離變壓器T1的副邊的高頻直流電進(jìn)行整流，并經(jīng)輸出電磁兼容性電路122輸出至高壓動(dòng)力電池。

另一方面，電動(dòng)汽車還配備有直流-直流變換器，其能夠?qū)?dòng)力電池的高壓電轉(zhuǎn)換為低壓電，從而向電動(dòng)汽車的低壓用電設(shè)備供電以及對(duì)低壓電池充電。

圖2為按照現(xiàn)有技術(shù)的直流-直流變換器的電路原理圖。圖2所示直流-直流變換器200包括輸入EMC電路211、與輸入EMC電路211相連的直流-直流原邊整流電路212、隔離變壓器T2、直流-直流副邊整流電路213和輸出EMC電路214，其中直流-直流原邊整流電路212的輸出端與隔離變壓器T2的原邊相連，直流-直流副邊整流電路213的輸入側(cè)與隔離變壓器T2的副邊相連。

在工作時(shí)，高壓動(dòng)力電池的直流電能經(jīng)輸入電磁兼容性（EMC）電路211輸入直流-直流原邊整流電路212，經(jīng)直流-直流變換后在隔離變壓器T2的原邊產(chǎn)生高頻直流電。直流-直流副邊整流電路213對(duì)來(lái)自隔離變壓器T2的副邊的高頻直流電進(jìn)行整流，并經(jīng)輸出電磁兼容性電路214輸出至低壓用電設(shè)備或低壓電池。

上述非傳導(dǎo)式無(wú)線充電變換器和直流-直流變換器都存在制造成本高、體積龐大和重量較重等缺點(diǎn)。這對(duì)于降低電動(dòng)汽車的成本和能耗都是不利，因此迫切需要能夠解決上述技術(shù)問(wèn)題的車載功率變換器。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于電動(dòng)汽車的車載功率變換器，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕和占用空間小等優(yōu)點(diǎn)。

按照本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的用于電動(dòng)汽車的車載功率變換器包括第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、隔離變壓器、直流-直流變換器副邊單元、第一電磁兼容性電路和第一整流電路，其中，所述第一整流電路的輸入側(cè)經(jīng)所述第一開(kāi)關(guān)與所述隔離變壓器的原邊相連并且經(jīng)所述第二開(kāi)關(guān)與無(wú)線充電變換器地面單元相連，輸出側(cè)與所述第一電磁兼容性電路相連，所述直流-直流變換器副邊單元與所述隔離變壓器的副邊相連，其中，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)閉合而所述第二開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，高壓動(dòng)力電池輸出的高壓直流電由所述第一整流電路和直流-直流變換器副邊單元變換為低壓直流電，并且當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)而所述第二開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，無(wú)線充電變換器地面單元輸出的直流電由所述第一整流電路變換為向高壓動(dòng)力電池輸出的高壓直流電。

優(yōu)選地，在上述用于電動(dòng)汽車的車載功率變換器中，所述第一整流電路包含橋式整流電路。

優(yōu)選地，在上述用于電動(dòng)汽車的車載功率變換器中，進(jìn)一步包含連接在所述橋式整流電路正極輸出端與負(fù)極輸出端之間的濾波電容器。

優(yōu)選地，在上述用于電動(dòng)汽車的車載功率變換器中，所述直流-直流變換器副邊單元包括與所述隔離變壓器的副邊相連的直流-直流副邊整流電路和與所述直流-直流副邊整流單元相連的第二電磁兼容性電路。

本實(shí)用新型的還有一個(gè)目的是提供一種包括車載功率變換器的電動(dòng)汽車，其具有結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕和占用空間小等優(yōu)點(diǎn)。

按照本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車包括車載功率變換器，所述車載功率變換器包括包括第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、隔離變壓器、直流-直流變換器副邊單元、第一電磁兼容性電路和第一整流電路，其中，所述第一整流電路的輸入側(cè)經(jīng)所述第一開(kāi)關(guān)與所述隔離變壓器的原邊相連并且經(jīng)所述第二開(kāi)關(guān)與無(wú)線充電變換器地面單元相連，輸出側(cè)與所述第一電磁兼容性電路相連，所述直流-直流變換器副邊單元與所述隔離變壓器的副邊相連，其中，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)閉合而所述第二開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，高壓動(dòng)力電池輸出的高壓直流電由所述第一整流電路和直流-直流變換器副邊單元變換為低壓直流電，并且當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)斷開(kāi)而所述第二開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，無(wú)線充電變換器地面單元輸出的直流電由所述第一整流電路變換為向高壓動(dòng)力電池輸出的高壓直流電。

附圖說(shuō)明

本實(shí)用新型的上述和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)以下結(jié)合附圖的各個(gè)方面的描述變得更加清晰和更容易理解，附圖中相同或相似的單元采用相同的標(biāo)號(hào)表示，附圖包括：

圖1為按照現(xiàn)有技術(shù)的無(wú)線充電變換器的電路原理圖。

圖2為按照現(xiàn)有技術(shù)的直流-直流變換器的電路原理圖。

圖3為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于電動(dòng)汽車的車載功率變換器的電路原理圖。

具體實(shí)施方式

下面參照其中圖示了本實(shí)用新型示意性實(shí)施例的附圖更為全面地說(shuō)明本實(shí)用新型。但本實(shí)用新型可以按不同形式來(lái)實(shí)現(xiàn)，而不應(yīng)解讀為僅限于本文給出的各實(shí)施例。給出的上述各實(shí)施例旨在使本文的披露全面完整，從而使對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的理解更為全面和準(zhǔn)確。

諸如“包含”和“包括”之類的用語(yǔ)表示除了具有在說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中有直接和明確表述的單元和步驟以外，本實(shí)用新型的技術(shù)方案也不排除具有未被直接或明確表述的其它單元和步驟的情形。

諸如“第一”和“第二”之類的用語(yǔ)并不表示單元在時(shí)間、空間、大小等方面的順序而僅僅是作區(qū)分各單元之用。

按照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，無(wú)線充電變換器的車載單元與直流-直流變換器的高壓電池側(cè)共用一組整流電路、濾波電路和EMC電路，其中整流電路分別經(jīng)兩個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)與無(wú)線充電變換器的隔離變壓器的副邊和直流-直流變換器的隔離變壓器的原邊相連，通過(guò)不同的開(kāi)關(guān)狀態(tài)組合可以使該組整流電路、濾波電路和EMC電路由無(wú)線充電變換器的車載單元和直流-直流變換器使用。

以下借助附圖具體描述本實(shí)用新型的實(shí)施例。

圖3為按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的用于電動(dòng)汽車的車載功率變換器的電路原理圖。

圖3所示的用于電動(dòng)汽車的車載功率變換器30包括第一電磁兼容性電路311、與第一電磁兼容性電路311相連的第一整流電路312、隔離變壓器T、直流-直流變換器副邊單元313、第一開(kāi)關(guān)S1和第二開(kāi)關(guān)S2，隔離變壓器T31的原邊和副邊分別與第一整流電路312和直流-直流變換器副邊單元313相連。

在本實(shí)施例中，第一整流電路312為由二極管D1-D4構(gòu)成的橋式整流電路，該橋式整流電路的其中一個(gè)輸入端分別經(jīng)第一開(kāi)關(guān)S1和第二開(kāi)關(guān)S2連接至隔離變壓器T31的原邊和無(wú)線充電變換器的隔離變壓器T'的副邊，而另一個(gè)輸入端直接連接至隔離變壓器T31的原邊和隔離變壓器T'的副邊。優(yōu)選地，車載功率變換器30進(jìn)一步包含濾波電容器C1作為濾波電路，該電容器連接在橋式整流電路正極輸出端與負(fù)極輸出端之間。

需要指出的是，雖然隔離變壓器T'通常被設(shè)置在無(wú)線充電變換器的地面單元內(nèi)，但是這種布局方式并非是必需的，本實(shí)用新型同樣適合于將隔離變壓器T'集成在無(wú)線充電變換器的車載單元內(nèi)的情形。

在本實(shí)施例中，直流-直流變換器副邊單元313包括與第一隔離變壓器T31的副邊相連的直流-直流副邊整流電路3131和與直流-直流副邊整流單元3131相連的第二電磁兼容性電路3132。

如上所述，無(wú)線充電變換器的車載單元與直流-直流變換器的高壓電池側(cè)共用一組整流電路、濾波電路和EMC電路。具體而言，在本實(shí)施例中，當(dāng)進(jìn)行無(wú)線充電時(shí)，第一電磁兼容性電路311、濾波電容器C1和第一濾波電路312被用作無(wú)線充電變換器的隔離變壓器的副邊側(cè)電路單元，而當(dāng)利用高壓動(dòng)力電池向低壓電器設(shè)備供電或?qū)Φ蛪弘姵爻潆姇r(shí)，第一電磁兼容性電路311、濾波電容器C1和第一濾波電路312則被用作直流-直流變換器的隔離變壓器的原邊側(cè)電路單元。上述兩種工作模式的切換則通過(guò)控制第一開(kāi)關(guān)S1和第二開(kāi)關(guān)S2的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

以下描述圖3所示車載功率變換器的工作原理。

當(dāng)需要利用高壓動(dòng)力電池向低壓電器設(shè)備供電或?qū)Φ蛪弘姵爻潆姇r(shí)，第一開(kāi)關(guān)S1閉合并且第二開(kāi)關(guān)S2斷開(kāi)。此時(shí)，高壓動(dòng)力電池輸出的高壓直流電經(jīng)第一電磁兼容性（EMC）電路311之后輸入濾波電容器C1和第一整流電路312，經(jīng)濾波和直流-直流變換后在隔離變壓器T31的原邊產(chǎn)生高頻直流電。直流-資料變換器副邊單元313對(duì)來(lái)自隔離變壓器T31的副邊的高頻直流電進(jìn)行整流并輸出至低壓電器設(shè)備或低壓電池。

當(dāng)需要以無(wú)線方式對(duì)例如高壓動(dòng)力電池進(jìn)行充電時(shí)，第一開(kāi)關(guān)S1斷開(kāi)并且第二開(kāi)關(guān)S2閉合。此時(shí)，在無(wú)線充電變換器的地面單元側(cè)，交流電網(wǎng)的電能經(jīng)輸入電磁兼容性（EMC）電路和功率因素校正電路之后輸入直流-直流原邊電路，經(jīng)直流-直流變換后在隔離變壓器T'的原邊產(chǎn)生高頻直流電。第一整流電路312對(duì)來(lái)自隔離變壓器T'的副邊的高頻直流電進(jìn)行整流，濾波電容器C1對(duì)整流后的直流電進(jìn)行濾波，隨后經(jīng)第一電磁兼容性電路311輸出至高壓動(dòng)力電池。

在本實(shí)用新型中，通過(guò)引入兩個(gè)獨(dú)立的開(kāi)關(guān)，即可使無(wú)線充電變換器的車載部分與直流-直流變換器共用整流電路、濾波電路、輸出EMC電路和相應(yīng)的控制單元（例如CAN通信電路和信號(hào)采集電路等），并且可在兩種工作模式之間實(shí)現(xiàn)便捷的切換。此外，由于在隔離變壓器T的副邊側(cè)共用一組電路單元，因此也減少了冷卻回路的數(shù)量，并減少了車載功率變換器占用的空間和重量。

雖然已經(jīng)展現(xiàn)和討論了本實(shí)用新型的一些方面，但是本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員應(yīng)該意識(shí)到：可以在不背離本實(shí)用新型原理和精神的條件下對(duì)上述方面進(jìn)行改變，因此本實(shí)用新型的范圍將由權(quán)利要求以及等同的內(nèi)容所限定。