一种电动汽车快充电路的制作方法

1.本实用新型涉及电动汽车领域，尤其涉及一种利用现有的模块进行配电、以较小的代价升级常规设计，使电动汽车快速充满的电路。


背景技术：

2.当前市面上的快充桩最大输出电压为750v，而大巴、公交等大型电动汽车的动力电池满电约为785v。国内外充电机的对策有二，一是充到750v后，不再充电。二是在快充回路加入一升压模块，将电压升到800v或以上，将缺少部分电量充满。如图一所示为目前国内外的充电桩对新能源车辆充电的示意图，慢充时，充电桩发出交流电（ac）经充电模块处理成直流电（hv）对动力电池充电。快充时，充电桩发出直流电（hv）直接对动力电池充电，部分产品会在此处增加一升压模块保证快充时能满充动力电池。
3.这两套方案各有缺点，方案一影响客户体验，方案二成本高，增加重量与空间占用，而作用只是为了充满36v电，因此大部分厂家都是选择不做处理的方案一。
4.因此，如何设计一种具有快速充电、操作简便、结构简单、成本低廉的充电电路是业界亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型提出一种电动汽车快充电路。
6.本实用新型采用的技术方案是设计一种电动汽车快充电路，其包括切换开关、直充支路、车载充电机支路、电池包，所述切换开关连接在外部充电桩，选择用直充支路或车载充电机支路向电池包充电。
7.所述直充支路为直流母线。
8.所述车载充电机支路采用vienna、图腾柱、有桥pfc、无桥pfc中的一种。
9.所述充电桩可以为直流充电桩，切换开关可选通所述直充支路或车载充电机支路。当所述车载充电机支路采用具有两个桥臂的pfc模块时，直流充电桩输出正极连接pfc模块中一个桥臂的中点，直流充电桩输出负极连接pfc模块中剩下一个桥臂的中点；当所述车载充电机支路采用具有三个桥臂的pfc模块时，直流充电桩输出正极连接pfc模块中两个桥臂的中点，直流充电桩输出负极连接pfc模块中剩下一个桥臂的中点。
10.所述充电桩也可以为交流充电桩，切换开关只选通所述车载充电机支路。
11.本实用新型提供的技术方案的有益效果是：
12.本实用新型在常规充电机的设计的基础上，增加少量器件，利用车载充电机将剩余电量充满的方法，不需要用户手动切换慢充桩，不需要整车增加升压零部件；具有操作简便实用，电路结构简单，成本低廉的优点。
附图说明
13.下面结合实施例和附图对本实用新型进行详细说明，其中：
14.图1是现有技术电路图；
15.图2是本实用新型较佳实施例原理框图；
16.图3是三相交流电压波形图；
17.图4是车载充电机支路采用三个桥臂的pfc模块ac输入时的电流走向示意；
18.图5是车载充电机支路采用三个桥臂的pfc模块直流输入时的电流走向示意。
具体实施方式
19.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
20.针对背景技术所述瓶颈，本实用新型在尽可能少增加成本的前提下，增加切换开关，利用原有的车载充电机升压，实现将动力电池满充的目的。
21.实用新型公开了一种电动汽车快充电路，参看图2显示出的原理框图，其包括切换开关、直充支路、车载充电机支路、电池包，所述切换开关连接在外部充电桩，选择用直充支路或车载充电机支路向电池包充电。在较佳实施例中，所述直充支路为直流母线。
22.图2中的技术方案是将附图1中的升压设备去除，改为一条直充支路。
23.充电时先将充电桩与直充支路连接，通过直充支路向电池包充电快速充电，待临近充满时再断开直充支路，将充电桩与车载充电机支路连接，通过车载充电机支路向电池包慢速充电，车载充电机支路可将电压升高对剩余容量进行充电，直至将电池包充满。
24.所述车载充电机支路可以采用包含但不限于vienna、图腾柱、有桥pfc、无桥pfc拓扑中的一种。只要可以用hv输入的开关电源拓扑，都可以应用于该实用新型，不限于该申请书举例的三相电路。
25.在较佳实施例中，所述充电桩为直流充电桩，切换开关可选通所述直充支路或车载充电机支路。
26.当电池包电压低时，切换开关选通所述直充支路，充电桩以hv200v~750直接对电池包充电。
27.当电池包电压为750v时，距离电池满充电压785v还有35v，控制切换开关将充电桩的线路切换到车载充电机，车载充电机将750v的快充电压升高到800v给电池充电。
28.依据常规电池的容量，35v电压充满大约为3.5度（kwh）电。
29.若该车搭载的是22kw的车载充电机。充3.5度电用时为：。
30.若该车搭载的是44kw的车载充电机。充3.5度电用时为： 。
31.在原有的充电时间上增加5~10min即可充满电池包，成本仅是一对高压继电器与相应的配电铜排，远比安装一套升压设备划算。且减少一套设备，就是减少一个失效风险点，有利于提高整车的可靠性。
32.在充电桩采用直流充电桩的一个实施例中，所述车载充电机支路采用具有两个桥臂的pfc模块；直流充电桩输出正极连接pfc模块中一个桥臂的中点，直流充电桩输出负极
连接pfc模块中剩下一个桥臂的中点。
33.在充电桩采用直流充电桩的另一个实施例中（参看图4和图5），所述车载充电机支路采用具有三个桥臂的pfc模块；直流充电桩输出正极连接pfc模块中两个桥臂的中点，直流充电桩输出负极连接pfc模块中剩下一个桥臂的中点。
34.ac口输入hv电压的可行性分析：
35.充电模块ac输入后需要经过整流才能工作，理论上是可以用hv输入的。
36.以三相ac输入举例，如附图3所示，为三相电压波形。图4是车载充电机支路采用三个桥臂的pfc模块时l2、l3电流流入、l1电流流出的电路示意图。图5是车载充电机支路采用三个桥臂的pfc模块时l1、l2电流流入，l3电流流出的电路示意图。
37.三相输入时，三路管子交替工作，如附图4所示，充电机支路采用三个桥臂的pfc模块，输入为ac的电流走向示意，此时三相输入在图3 a点时，处于l1、l2电流流入，l3电流流出的状态（虚线箭头），下一状态为b点，l2流入，l1、l3流出（实线降头）。图5是车载充电机支路采用三个桥臂的pfc模块直流输入时的电流走向示意图。
38.如此循环交替，在电容两端形成一个直流电压，该电压作为后级dcdc输入。dcdc升压后给动力电池充电。
39.为提高本实用新型的兼容性，当所述充电桩为交流充电桩时，切换开关只选通所述车载充电机支路。
40.在较佳实施例中，所述切换开关采用高压继电器。
41.快充时，先将充电桩与直充支路连接，通过直充支路向电池包充电；后断开直充支路，将充电桩与车载充电机支路连接，通过车载充电机支路向电池包充电。
42.所述通过直充支路向电池包充电，当电池包电压达到750v时，再断开直充支路改用车载充电机支路向电池包充电，当电池包电压达到800 v时结束充电。
43.以上实施例仅为举例说明，非起限制作用。任何未脱离本技术精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本技术的权利要求范围之中。