[发明专利]DCDC变换器、车载充电机和电动车辆

说明书

本发明公开了DCDC变换器、车载充电机和电动车辆，该DCDC变换器包括第一调整模块、谐振模块、第二调整模块和控制器，第一调整模块用于在充电时对DCDC变换器的输入信号的频率进行调节，在放电时对谐振模块的输出信号进行整流；谐振模块用于在充电时对第一调整模块的输出信号进行谐振，在放电时对第二调整模块的输出信号进行谐振；第二调整模块用于在放电时对电池模块的输出信号的频率进行调节，在DCDC变换器对电池模块充电时对谐振模块的输出信号进行整流；控制器用于根据电池模块的充放电信号对第一调节模块和第二调节模块进行控制，以使得所述电池模块充放电。通过增加谐振模块，更加适用于大功率需求的产品。

技术领域

本发明属于车辆技术领域，尤其涉及一种DCDC变换器，以及包括该DCDC变换器的车载充电机和安装该车载充电机的电动车辆。

背景技术

随着电动车辆的不断发展，电动车辆的电池模块的容量越来越大。为了节省充放电时间，大容量的电池模块需要更大功率的双向车载充电机(以下简称车载充电机)。目前行业上主流车载充电机功率等级为单相3.3KW/6.6KW，随着大功率车载充电机的进一步需求，三相10/20/40KW车载充电机有着越来越大的市场。

车载充电机主功率拓扑一般包括PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)+双向DCDC两部分，PFC起到功率因素校正作用；双向DCDC实现能量可控隔离传输，是车载充电机的核心功率转换单元，典型的双向DCDC拓扑如图1所示。随着功率的增加，双向DCDC模块的设计难度越来越大，例如，电流应力成倍增加，半导体器件及磁性器件难以进行合适选型；磁性器件尺寸大，难以适应整车振动要求；输出波纹电流大，需要大体积滤波电容；发热量大，散热设计困难。针对以上问题，相关技术中，提出大功率双向DCDC电路，方案通常为：选用大功率IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)模块，以及多模块并联，即采用两个或更多个双向DCDC模块并联方式实现更大功率充电，如图2所示。

对于图1所述方案，因IGBT模块允许工作频率较低，此时需要更大体积的磁性元件，因而会导致产品体积、重量的大幅增加，同时，大尺寸磁性器件的抗震性较差。而电动车辆对整车重量及空间有着严格要求，这决定了车载充电机必须是小体积、高功率密度及高可靠性产品，该方案不适合应用于大功率车载充电机。对于如图2所示的方案，更多模块并联以此类推，多模块并联存在一些问题例如，器件多成本高，每个模块需要独立的电压、电流采样以及驱动控制电路，冗余性较大，成本、体积难以最优化；再例如，输出波纹电流大仍难以解决，为了降低波纹电流，每个模块仍需要较大的滤波电容，当然也有多个独立模块之间进行相位交错降低波纹电流，但也需要不同模块时间协同工作，需要有主从机设置且协同要求高，这对系统硬件电路设计及软件算法均提出很高要求。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种DCDC变换器，该DCDC变换器更加适用于大功率车载充电机，成本低，结构简单。

本发明的再一个目的在于提出一种包括该DCDC变换器的车载充电机。

本发明的又一个目的在于提出一种安装该车载充电机的电动车辆。