本技术属于电动汽车,尤其涉及一种升压充电拓扑电路及电动汽车。
背景技术:
1、随着新能源汽车领域的不断发展,为了提升电动汽车的充电体验,现有的电动汽车普遍将电池电压大幅度提升,例如将原有的400v左右的电池电压提升为800v左右的电池电压等。
2、然由于城市中已经普及的充电设备,例如充电桩等,由于设计时的最大输出电压无法达到800v电动汽车的充电需求,因此,为了使得电动汽车能够适配低压充电桩,需要对充电桩输出的低电压进行升压。
3、现有的适配低压充电设备的方式是通过在汽车内部增设升压模块,为了实现升压功能,需要设置额外的连接线束将升压模块与汽车的充电端进行连通,从而导致汽车内部的线束数量增加,提高了线束成本。并且,升压模块的各类器件还会增大电动汽车的整车成本,升压模块所占据的体积还会影响电动汽车的内部空间。
技术实现思路
1、本技术实施例提供一种升压充电拓扑电路及电动汽车,能够解决现有的电动汽车为了适配低压充电设备而导致整车成本增大、内部空间减小的问题。
2、第一方面,本技术实施例提供了一种升压充电拓扑电路,应用于电动汽车,电动汽车包括电机控制器及电机,电路包括:
3、直流充电端口,直流充电端口用于与外部电源连接;
4、高压电池,高压电池包括电池组,高压电池的第一输入端和第二输入端分别与直流充电端口的正极和负极连接,高压电池的第一输出端和第二输出端分别与电机控制器的第一输入端和第二输入端连接,电机控制器的三相输出端与电机的三相输入端连接;
5、调压模块,调压模块的输入端与高压电池的第三输出端连接,调压模块的第一输出端与电机的中性点连接,调压模块的第二输出端接入第一负极回路,第一负极回路为高压电池和电机控制器之间的负极回路;
6、高压电池用于在外部电源的最大可输出电压值低于电池组的电池电压时,将高压电池的第一输入端与高压电池的第三输出端连通、高压电池的第二输入端与电池组的负极连通、高压电池的第一输出端与电池组的正极连通、高压电池的第二输出端与电池组的负极连通;
7、调压模块用于与电机控制器和电机形成升压电路;升压电路用于对外部电源的第一输出电压进行升压得到第二输出电压,并将第二输出电压传输至电池组进行充电。
8、在一些实施例中,电机控制器包括三相桥,三相桥包括三个桥臂组,桥臂组包括串联的上桥臂和下桥臂,上桥臂与电机控制器的第一输入端连接,下桥臂与电机控制器的第二输入端连接,三个桥臂组的公共节点分别与电机的三相接线端连接;公共节点为上桥臂和下桥臂的连接点;升压充电拓扑电路还包括:
9、电池管理模块,与电机控制器连接,电池管理模块用于向电机控制器发送升压控制信号,以使电机控制器驱动至少一个桥臂组中的上桥臂和下桥臂交替导通,将调压模块输出的第一输出电压进行升压。
10、在一些实施例中,电机控制器包括:
11、emc滤波器,emc滤波器串联在电机控制器的第一输入端和第二输入端与电机控制器的三相桥之间,emc滤波器包括设置在第一负极回路上的共模电感;
12、在升压电路对第一输出电压进行升压时,共模电感为饱和共模电感。
13、在一些实施例中,电机控制器还用于在外部电源接入时,根据电池管理模块发送的预充电信号驱动至少一个桥臂组中的上桥臂和下桥臂交替导通,以将高压电池输出的电池电压降低至预充电电压并输出至调压模块的储能元件。
14、在一些实施例中,电池管理模块,用于与直流充电端口连接以获取外部电源的输出电压范围,并根据输出电压范围确定第一输出电压;
15、电池管理模块,还用于根据第一输出电压确定对应的预充电电压,并在调压模块的储能元件的实际电压达到预充电电压时,控制外部电源输出第一输出电压。
16、在一些实施例中,高压电池包括:
17、第一开关,第一开关的第一端与电池组的正极连接,第一开关的第二端与高压电池的第一输出端连接;
18、第二开关,第二开关的第一端与电池组的负极连接,第二开关的第二端与高压电池的第二输出端连接;
19、第三开关,第三开关的第一端与电池组的正极连接,第三开关的第二端与高压电池的第一输入端连接;
20、第四开关,第四开关的第一端与电池组的负极连接,第四开关的第二端与高压电池的第二输入端连接;
21、第五开关,第五开关的第一端与高压电池的第一输入端连接,第五开关的第二端与高压电池的第三输出端连接。
22、在一些实施例中,调压模块包括:
23、第一储能电感,第一储能电感的第一端与高压电池的第三输出端连接,第一储能电感的第二端与电机的中性点连接;
24、储能电容,储能电容的第一端与第一储能电感的第一端连接,储能电容的第二端接入第一负极回路。
25、在一些实施例中,调压模块还包括:
26、第六开关,第六开关串联在第一储能电感的第二端与电机的中性点之间。
27、在一些实施例中,调压模块包括:
28、第二储能电感,第二储能电感为电机的绕组电感;
29、储能电容,储能电容的第一端分别与电机的中性点和高压电池的第三输出端连接,储能电容的第二端接入第一负极回路。
30、在一些实施例中,高压电池还用于在直流充电端口未与外部电源连接时,将第一输出端与电池组的正极连通、第二输出端与电池组的负极连通,以将电池组输出的电池电压通过电机控制器转换为交流电压后,为电机供电。
31、在一些实施例中,高压电池还用于在外部电源的最大可输出电压值高于电池组的电池电压时,将第一输入端与电池组的正极连通、第二输入端与电池组的负极连通。
32、第二方面,本技术实施例还提供一种电动汽车,电动汽车包括如第三方面的升压充电拓扑电路。
33、本技术实施例提供的升压充电拓扑电路及电动汽车,通过设置调压模块分别与高压电池和电机进行连接,能够在外部电源的最大可输出电压值低于电池组的电池电压时,通过调整高压电池内的各个输入端和输出端的连接关系,将直流充电端口的正极与调压模块的输入端连接,直流充电端口的负极则通过高压电池与电机控制器之间的负极回路与调压模块连接。调压模块在与电机控制器和电机形成升压电路后,可以对第一输出电压进行升压,得到第二输出电压,并通过电机控制器的两个输入端将第二输出电压提供给电池组,以对电池组进行充电。调压模块的输入端能够通过高压电池的第三输出端与高压电池的第一输入端连接至直流充电端口的正极,调压模块的第二输出端能够通过第一负极回路、高压电池的第二输出端、电池组的负极、高压电池的第二输入端连接至直流充电端口的负极。即,调压模块的输入端能够连接至直流充电端口的正极,从而接收到外部电源的正性电源信号;而调压模块在与电池组的负极连接时,将电池组的负极通过高压电池的第二输入端与直流充电端口的负极连通,能够使得调压模块接收到外部电源的负性电源信号。通过利用调压模块的第二输出端与电池组的负极之间的连接关系,能够在不额外设置负极线束将调压模块的输入端与直流充电端口的负极进行连通的情况下,为调压模块提供外部电源的负性电源信号,从而省去了部分负极线束和器件,降低了线束数量和线束成本,降低了调压模块的体积和器件成本,从而降低了整车成本,增大了内部空间。
1.一种升压充电拓扑电路,应用于电动汽车,所述电动汽车包括电机控制器及电机,其特征在于,所述电路包括:
2.如权利要求1所述的升压充电拓扑电路,其特征在于,所述电机控制器包括三相桥,所述三相桥包括三个桥臂组,所述桥臂组包括串联的上桥臂和下桥臂,所述上桥臂与所述电机控制器的第一输入端连接,所述下桥臂与所述电机控制器的第二输入端连接,三个桥臂组的公共节点分别与所述电机的三相接线端连接;所述公共节点为所述上桥臂和所述下桥臂的连接点;所述升压充电拓扑电路还包括:
3.如权利要求2所述的升压充电拓扑电路,其特征在于,所述电机控制器包括:
4.如权利要求2所述的升压充电拓扑电路,其特征在于,所述电机控制器还用于在所述外部电源接入时,根据所述电池管理模块发送的预充电信号驱动至少一个桥臂组中的上桥臂和下桥臂交替导通,以将所述高压电池输出的电池电压降低至预充电电压并输出至所述调压模块的储能元件。
5.如权利要求4所述的升压充电拓扑电路,其特征在于,所述电池管理模块,用于与直流充电端口连接以获取所述外部电源的输出电压范围,并根据所述输出电压范围确定第一输出电压;
6.如权利要求1所述的升压充电拓扑电路,其特征在于,所述高压电池包括:
7.如权利要求1所述的升压充电拓扑电路,其特征在于,所述调压模块包括:
8.如权利要求7所述的升压充电拓扑电路,其特征在于,所述调压模块还包括:
9.如权利要求1所述的升压充电拓扑电路,其特征在于,所述调压模块包括:
10.如权利要求1所述的升压充电拓扑电路,其特征在于,所述高压电池还用于在直流充电端口未与外部电源连接时,将第一输出端与所述电池组的正极连通、第二输出端与所述电池组的负极连通,以将所述电池组输出的电池电压通过所述电机控制器转换为交流电压后,为所述电机供电。
11.如权利要求1所述的升压充电拓扑电路,其特征在于,所述高压电池还用于在所述外部电源的最大可输出电压值高于所述电池组的电池电压时,将第一输入端与所述电池组的正极连通、第二输入端与所述电池组的负极连通。
12.一种电动汽车,其特征在于,所述电动汽车包括如权利要求1-11中任一项所述的升压充电拓扑电路。