[发明专利]电动汽车的充电、驱动系统及充电装置

说明书

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，特别是一种电动汽车的充电、驱动系统及充电装置。

背景技术

世界上第一辆电动汽车诞生于1881年，比燃油汽车还要早5年，但是当时电动汽车的续驶里程太短，充电时间太长，同时内燃机技术趋于完善，一次加油能持续行驶400-500km，燃油价格便宜，因此电动汽车逐渐被燃油汽车淘汰了。

然而汽车的发展在给人类带来巨大利益的同时也在面对能源、环境与气候问题的挑战。汽车技术在促进科技进步的同时科技的进步也在极大地促进汽车技术的进步。现有的汽车技术已经使内燃机汽车在节能与排放方面取得了重大的进展，但是世界汽车的保有量在急剧地增加，燃油汽车每年消耗的能源和排放的污染物的数量也在逐年递增。面对日益严峻的能源、环境和气候问题，世界各国的政府、学术界和工业界都将目光投向了环保与节能的电动车，并且都在加大对电动汽车开发的投入力度，加速电动汽车的商品化步伐。

电动汽车包括有：混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等。

目前的电动汽车中，电机驱动主要采用逆变器单级驱动，以及升压变换器和逆变器级联的两级驱动。其中，逆变器单级驱动指的是电动汽车的高压电池直接与逆变器连接后向电动汽车的电动机供电。升压变换器和逆变器级联的两级驱动指的是电动汽车的高压电池通过两级级联的升压变换器和逆变器级联向电动汽车的电动机供电。此外，为电动汽车的高压电池充电的充电装置主要采用交流到直流（AC-DC）和直流到直流（DC-DC）的两级功率架构来实现。例如，充电装置通常包括隔离变压器、功率因素校正器（PFC）（AC-DC）和降压变换器（DC-DC）等。其中，隔离变压器的一端与电源相连，另一端与PFC的输入端相连；PFC的输出端与降压变换器的输入端相连，降压变换器的输出端用于与电动汽车的高压电池的正负极相连，实现对高压电池的充电。

此外，本领域内的技术人员还在寻找其它的电动汽车驱动及充电方式。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种电动汽车的充电、驱动系统，以及充电装置，用以简化充电装置的结构，提高升压变换器的利用率。

本发明提出的一种电动汽车的充电、驱动系统，包括：高压电池和双向变换器；其中，

所述双向变换器一侧的两个端点分别与所述高压电池的正负极相连，另一侧的两个端点与内部逆变器的输入端连接，同时用于与外部充电装置的输出端连接；

当所述双向变换器另一侧的两个端点与外部充电装置的输出端连接时，所述双向变换器作为降压变换器使用，使得所述充电装置为所述高压电池充电；

当所述高压电池为电动汽车的驱动供电时，所述双向变换器作为升压变换器使用，使得所述高压电池通过所述双向变换器和所述内部逆变器实现对电动汽车的驱动供电。

本发明的一个实施方式中，所述双向变换器包括：至少一条支路，当所述支路的数量大于或等于2时，各支路并联连接；其中，每一条支路包括：

两个串联的晶体管，其中一个晶体管的集电极作为所述双向变换器另一侧的两个端点中的正极端点，发射极连接另一个晶体管的集电极，同时通过一储能电感连接至所述高压电池的正极；另一个晶体管的发射极连接所述高压电池的负极，同时作为所述双向变换器另一侧的两个端点中的负极端点；以及

两个二极管，分别和一个晶体管并联，其中，每个二极管的阴极连接晶体管的集电极，阳极连接晶体管的发射极。

本发明的一个实施方式中，所述双向变换器进一步包括：连接在所述双向变换器另一侧两个端点之间的滤波电容。

本发明的一个实施方式中，所述双向变换器进一步包括：连接在所述高压电池的正极和所述双向变换器另一侧的两个端点中的正极端点的缓冲电路；所述缓冲电路用于在所述高压电池为电动汽车的驱动供电时，进行正向缓冲；在外部充电装置对所述高压电池进行充电时，进行逆向阻断。

本发明的一个实施方式中，所述缓冲电路包括：

串联连接的第一继电器开关和第二继电器开关，以及并联在第二继电器开关上的限流电阻；

其中，第一继电器开关的一端与高压电池的正极相连，另一端与第二继电器开关的一端相连，第二继电器开关的另一端与所述双向变换器另一侧的两个端点中的正极端点相连。

本发明的一个实施方式中，该系统进一步包括：连接在所述高压电池的正极和所述双向变换器之间的开关。

本发明提出的充电装置，包括：隔离变压器和功率因素校正器；其中，