[发明专利]新能源汽车的电力电子集成系统及其工作方法

说明书

技术领域

本申请涉及一种新能源汽车的电力电子系统(PowerElectronicSystem)。

背景技术

请参阅图1，这是一种现有的新能源汽车(纯电动汽车、混合动力汽车等)的电力电子系统，主要由车载高压电池充电器、低压辅助直流变换器、车载交流供电器级联而成。

所述车载高压电池充电器用于将车外交流电源(通常为220V或110V)变换为车内高压直流(例如216V、240V、264V、288V、312V、336V、360V、384V、600V等)，从而为新能源汽车的高压电池充电，并为车内高压系统供电。请参阅图2，这是传统的车载高压电池充电器的系统结构图。以高频隔离变压器为分界，左侧电气部件主要包括：车外交流接口、滤波器、AC/DC变换级、DC/AC变换级。右侧电气部件主要包括：AC/DC变换级、车内高压直流接口。左侧与右侧通过高频隔离变压器进行变压与电气隔离。

所述低压辅助直流变换器用于将车内高压直流(来自于车载高压电池充电器的输出、或者高压电池的输出)变换为车内低压直流(通常为24V或12V)，从而为低压电池充电，并为车内低压系统供电。请参阅图3，这是传统的低压辅助直流变换器的系统结构图。以高频隔离变压器为分界，左侧电气部件主要包括：车内高压直流接口、DC/AC变换级。右侧电气部件主要包括：AC/DC变换级、车内低压直流接口。左侧与右侧通过高频隔离变压器进行变压与电气隔离。

所述车载交流供电器用于将车内低压直流(来自于低压辅助直流变换器的输出、或者低压电池的输出)变换为车内交流(通常为220V或110V)，从而为诸如手机、笔记本电脑、摄影摄像器材、电动工具等各种电器设备充电。请参阅图4，这是传统的车载交流供电器的系统结构图。以高频隔离变压器为分界，左侧电气部件主要包括：车内低压直流接口、DC/AC变换级。右侧电气部件主要包括：AC/DC变换级、DC/AC变换级、滤波器、车内交流接口。左侧与右侧通过高频隔离变压器进行变压与电气隔离。

上述新能源汽车的电力电子系统具有如下缺点：

其一，由三种独立产品(车载高压电池充电器、低压辅助直流变换器、车载交流供电器)简单级联而成，未考虑三种独立产品之间的相关性，很多电气部件重复设置而导致浪费。

其二，电力变换时，经历的交流转直流、直流转交流过多，降低了变换的效率。特别是当整车外接交流电源时，车内的交流供电需要经过很多次变换才能得到。

其三，车载交流供电器从低压系统取电，故功率较小。如果供电时间较长且低压辅助直流变换器没有及时为低压电池补充供电，容易引起低压电池亏电问题。

发明内容

本申请所要解决的技术问题是提供一种新能源汽车的电力电子集成系统，将车载高压电池充电器、低压辅助直流变换器、车载交流供电器三种原本独立的产品集成在一起，从而降低新能源汽车的成本。为此，本申请还要提供所述新能源汽车的电力电子集成系统的工作方法。

为解决上述技术问题，本申请新能源汽车的电力电子集成系统包括一个三绕组的高频隔离变压器和四个双向变换级；所述三绕组的高频隔离变压器具有相互独立的第一绕组、第二绕组、第三绕组；所述三个绕组之间相互进行变压与电气隔离；每个双向变换级或者进行交流到直流的变换，或者进行直流到交流的变换；

所述第一绕组的两端连接第二双向变换级的交流端；第二双向变换级的直流端连接第一双向变换级的直流端；第一双向变换级的交流端同时作为车外交流接口和车内交流接口；

所述第二绕组的两端连接第三双向变换级的交流端；第三双向变换级的直流端作为车内高压直流接口；

所述第三绕组的两端连接第四双向变换级的交流端；第四双向变换级的直流端作为车内低压直流接口。

本申请新能源汽车的电力电子集成系统的工作方法为：

在外接交流电源时，所述电力电子集成系统以所述交流电源作为能源，在车内高压直流接口、车内低压直流接口、车内交流接口中的任意一个或多个输出；

在无外接交流电源时，所述电力电子集成系统以车内的高压电池和/或低压电池作为能源，在车内高压直流接口、车内低压直流接口、车内交流接口、车外交流接口中的任意一个或多个输出。

本申请将原有的三种独立产品(车载高压电池充电器、低压辅助直流变换器、车载交流供电器)进行电气部件的集成，从而节省了体积，降低了成本。在此基础上还可进行机械部件的集成，从而进一步降低成本。

附图说明

图1是现有的新能源汽车的电力电子系统的结构示意图；