一種電動汽車車載快速充電裝置的制造方法
【技術領域】
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[0001 ] 本實用新型涉及一種電動汽車車載快速充電裝置，屬于電動車充電技術領域。
【背景技術】
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[0002]對于電動汽車，要實現(xiàn)對其電機的驅動或者對其高壓電池的進行快速充電都需要大功率級別的控制器，即分別需要電機控制器和充電控制器，該控制器都包含IGBT功率模塊、采樣、驅動、保護、散熱、控制等功能電路?，F(xiàn)有的車載充電控制器與電機控制器是完全獨立開來，價格昂貴。如果能夠利用電機控制器在充電過程充當充電控制器，就會使電動汽車車載充電系統(tǒng)的成本大大降低、體積減小，并可以實現(xiàn)大功率地對高壓電池進行快速充電。
[0003]現(xiàn)有電動汽車車載充電都采用AC-DC、DC-DC兩級變換的充電模式，導致充電裝置存在元器件較多、成本高、體積大、控制系統(tǒng)復雜、可靠性降低等諸多問題。如果能夠采用一級AC-DC變換，將三相交流電轉換為直流電后，直接對電動車電池進行充電，將簡化充電裝置的控制系統(tǒng)，提高裝置的可靠性，降低裝置成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本實用新型的目的是提供一種電動汽車車載快速充電裝置，該快速充電裝置既能夠繼承車載充電裝置簡單、方便、靈活的充電模式，又能夠克服其體積、成本的限制，并且降低控制系統(tǒng)控制難度，提高可靠性，增加電動汽車充電的靈活性，擴大電動汽車的適應性與活動空間，促進電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
[0005]本實用新型的目的是通過下述技術方案予以實現(xiàn)的。
[0006]一種電動汽車車載快速充電裝置，在電動汽車上設置有降壓變壓器、交流濾波電路、電機控制器、直流濾波電路和高壓電池，三相交流電網(wǎng)輸出的三相交流電經(jīng)降壓變壓器隔離降壓之后再通過交流濾波電路進行濾波，電機控制器對濾波之后的三相交流電進行AC-DC變換轉換成直流電，直流電經(jīng)過直流濾波電路濾波之后對高壓電池進行快速充電。
[0007]上述所述的隔離降壓是指降壓變壓器將380V三相交流電網(wǎng)輸出的三相交流電降壓成280V或以下的三相交流電。
[0008]上述所述的電機控制器包括微處理器單元、驅動電路單元和IGBT模塊，微處理器單元輸出PWM信號到驅動電路單元，驅動電路單元控制IGBT模塊，以便對濾波之后的三相交流電進行AC-DC變換。
[0009]上述所述的交流濾波電路采用三相LC或LCL型濾波器。
[0010]上述所述的直流濾波電路采用單相CLC型濾波器。
[0011]上述所述的三相交流電網(wǎng)與降壓變壓器之間通過充電槍連接在一起。
[0012]上述所述的充電槍中設置有三相電源線、中性線、地線、控制導引線和CAN通訊線。
[0013]上述所述的三相交流電網(wǎng)與降壓變壓器之間設置有熔斷器。
[0014]上述所述的交流濾波電路與電機控制器之間通過接觸器二連接在一起，電動汽車驅動電機的三相線圈繞組通過接觸器一連接在接觸器二與電機控制器之間。
[0015]上述所述的在接觸器二兩端并聯(lián)連接有接觸器三，接觸器三與預充電電阻串聯(lián)在一起。
[0016]上述所述的在直流濾波電路兩端并聯(lián)有接觸器四，直流濾波電路的輸出端通過接觸器五與高壓電池連接在一起。
[0017]本實用新型與現(xiàn)有技術相比，具有如下效果:
[0018]I)該快速充電裝置利用集成在電動汽車上的電機控制器作為充電控制器，降壓變壓器作為充電裝置的輸入部分，既能夠繼承車載充電裝置簡單、方便、靈活的充電模式，又能夠克服其體積、成本的限制，并且降低控制系統(tǒng)控制難度，提高可靠性，增加電動汽車充電的靈活性，擴大電動汽車的適應性與活動空間，促進電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，由于降壓變壓器體積、重量的限制，該快速充電裝置方案只適用于30KW以下功率等級的電動汽車；
[0019]2)降壓變壓器用來將電網(wǎng)380V電壓等級降為280V或以下的三相交流電壓等級，進一步的是指降壓變壓器將電網(wǎng)380V電壓等級降為150V或以下的三相交流電壓等級。電機控制器的AC-DC變換實際上是一個BOOST升壓電路，380VAC三相輸入，經(jīng)電機控制器轉換成直流后所能輸出的最低電壓為540VDC。目前，通用電動乘用車高壓電池額定電壓允許最低值為200V左右，如果不對三相交流電網(wǎng)輸出的三相交流電進行降壓，當高壓電池電壓處于額定允許最低值時，三相交流電經(jīng)電機控制器轉換成直流電所能輸出的最低電壓將高于高壓電池所允許的最低額定電壓值，從而導致充電裝置無法為高壓電池充電。三相交流電網(wǎng)輸出的三相交流電經(jīng)降壓變壓器降壓后，保證三相交流電經(jīng)電機控制器的AC-DC變換后，所能輸出的最低直流電壓不高于高壓電池所允許的最低額定電壓值，從而保證充電裝置能夠在允許的全電壓范圍內(nèi)對高壓電池進行充電；
[0020]3)交流濾波電路為三相濾波器，其拓撲為LC或LCL型濾波器。LCL濾波器在相同電感量下比單電感L型濾波器有更好的高頻紋波濾波性能，可以在保證濾波性能的情況下減少成本體積。由于降壓變壓器三相本身存在漏感，等效為一個小值電感，可以替代LCL濾波器電網(wǎng)側電感。因此，為簡化拓撲，一般都采用LC型濾波器。LC或LCL型濾波器存在三相并聯(lián)電容器組，當充電裝置啟動、停機或電網(wǎng)故障時，充電回路出現(xiàn)電流突變，電容器組能夠對突變電流進行緩沖，保證裝置的安全性能。本實用新型所設計的交流濾波電路相對采用單電感L的濾波電路有更好的高頻紋波濾波性能及安全可靠性，并能夠減小體積、節(jié)約成本；
[0021]4)直流濾波電路為單相濾波器，其拓撲為CLC型濾波器。電機控制器側的電容主要用來濾除電機控制器開關管所產(chǎn)生的高頻紋波；高壓電池側的電容主要用來濾除低頻紋波及儲能；電感主要用來平波，減少充電電流紋波。國標對充電裝置的輸出紋波電流做了嚴格的規(guī)定，需要保證在I %以內(nèi)，本實用新型所設計的直流濾波電路就是為滿足該標準而設計，使高壓電池發(fā)熱減少，壽命延長，整體性能更優(yōu)越，促進電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。由于電機控制器進行PWM整流將交流電轉化為直流電時，直流側輸出與IGBT模塊開關頻率相等的高頻脈沖電流，如果只采用簡單的電容器C進行濾波，充電裝置所輸出的充電電流將包含大量的紋波電流，使高壓電池發(fā)熱嚴重，壽命減短，甚至過熱燒毀；
[0022]5)利用電動汽車上原有的電機控制器進行快速充電，充電功率大，充電電流可以達到驅動電機的電流等級。所述的電機控制器集電機驅動、充電功能于一體，電機控制器用來做充電控制器，基本不需要增加額外成本或者體積；
[0023]6)電機控制器對濾波之后的三相交流電進行AC-DC變換轉換成直流電，不但可以實現(xiàn)對高壓電池快速充電，并且可以在電網(wǎng)輸入側進行功率因數(shù)校正及諧波補償，使快充裝置不會對電網(wǎng)產(chǎn)生干擾，保證電網(wǎng)電能質(zhì)量。
【附圖說明】
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[0024]圖1是實施例中電動汽車車載快速充電裝置的結構及原理框圖；
[0025]圖2是實施例中快速充電裝置的具體拓撲圖；
[0026]圖3是快速充電裝置啟動、充電、停止過程交流側三相電壓、電流示意圖；
[0027]圖4是快速充電裝置直流側輸出電流、電容電壓、電池電壓示意圖。
【具體實施方式】
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[0028]下面通過具體實施例并結合附圖對本實用新型作進一步詳細的描述。
[0029]如圖1和圖2所示，本實施例是一種電動汽車車載快速充電裝置，在電動汽車上設置有降壓變壓器、交流濾波電路、電機控制器、直流濾波電路和高壓電池，三相交流電網(wǎng)輸出的三相交流電經(jīng)降壓變壓器隔離降壓之后再通過交流濾波電路進行濾波，電機控制器對濾波之后的三相交流電進行AC-DC變換轉換成直流電，直流電經(jīng)過直流濾波電路濾波之后對高壓電池進行快速充電。在三相交流