[发明专利]一种计及充电电压脉动抑制的集成充电系统及温控方法

说明书

本发明公开了一种计及充电电压脉动抑制的集成充电系统及温控方法，所述系统包括：接入单相交流电源的不控整流桥。不控整流桥的正极通过第一模式切换开关与三相永磁同步电机的A相绕组的中性点连接。三相永磁同步电机的B、C相绕组中性点通过第二模式切换开关连接A相绕组的中性点。三相永磁同步电机绕组的接线端与三相逆变器的输出端连接；动力电池并联在三相逆变器的输入端。第二模式切换开关用于将B、C相绕组与三相逆变器的两组半桥重构为有源滤波器，对输出侧的电压脉动进行抑制，以将单相交流电源输出的交流电转化为直流电对动力电池充电。本发明能够检测充电过程中动力电池的温度并提升充电效率。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种计及充电电压脉动抑制的集 成充电系统及温控方法。

背景技术

如今，新能源电动汽车发展得到了各国政府的积极扶持，在世界范围内 获得较快发展。我国近年来汽车保有量不断增加，因此发展纯电动汽车和插 电混合动力汽车势在必行。政府机构、整车生产商以及能源企业在新能源电 动汽车方面全面参与，为电动汽车产业的发展提供了发展动力。

电动汽车充电设备的充电效率可以作为评价充电服务网络的一个重要指 标。为确保充电设备综合充电效率的最大化，需要求运行中的充电设备能够 将交流电最大化地转化为直流电，另外电动汽车充电设备需要以额定功率输 出，使电能的损失降到最低。其次，在充电过程中，动力电池最佳工作温度 为25℃，动力电池在低温启动、低温充电时，由于电池管理系统检测到动力 电池内部温度较低而对充电电流进行限制，仅能够在十几安培甚至几安培的 限制下进行充电，严重影响充电效率。

动力电池实际工况为大电流放电和充电，在工作过程中会产生大量的热 量，放任不管的话将严重影响动力电池的性能，甚至导致动力电池自燃。而 驱动电机和电机控制器、DC-DC转换器实际工况均为大电流，极易产生热量， 同时由于系统均处于密闭空间，容易导致热量聚集从而温度上升，设备高温 将导致电机功率的降低，甚至是电机绕组、DC-DC转换器内部的IGBT烧毁， 导致车辆无法正常使用，所以在充电过程中对电池的温度控制以及将交流电 转化为直流电的能力是解决电动汽车充电效率的两个关键因素。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种计及充电电压脉动抑制的集成充电系统 及温控方法，并将其应用到电动汽车中，以实现对电动汽车充电过程中动力 电池充电功率的稳定，同时检测与控制充电过程中动力电池的温度，在确保 安全的前提下，达到提升充电效率的目的。

为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种计及充电电压脉动抑制的集成充电系统，其应用于电动汽车中，包括：

不控整流桥2，其输入端接入单相交流电源1；所述不控整流桥2用于对 输入的交流电进行整流输出。第一模式切换开关K₁；第二模式切换开关K₂。 三相永磁同步电机3，所述不控整流桥2的正极通过所述第一模式切换开关K₁与所述三相永磁同步电机3的A相绕组的中性点连接。所述三相永磁同步电机 3的B、C相绕组中性点通过所述第二模式切换开关K₂连接所述A相绕组的中 性点。

三相逆变器4，所述三相永磁同步电机3绕组的接线端与所述三相逆变器4 的输出端连接；以及所述电动汽车的动力电池9并联在所述三相逆变器4的输 入端。所述第一模式切换开关K₁用于切换电驱模式与充电模式；所述第二模式 切换开关K₂用于将所述三相永磁同步电机3的B、C相绕组与其所连接的三相 逆变器4的两组半桥重构为一个有源滤波器，对输出侧的电压脉动进行抑制， 以将所述单相交流电源1输出的交流电转化为直流电对所述动力电池9充电。