本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)充電，尤其涉及到一種單相和三相兼容的車(chē)載充電器。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)正迅速發(fā)展，電動(dòng)汽車(chē)的充電技術(shù)是影響電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航能力的關(guān)鍵問(wèn)題之一，因此是行業(yè)間研究的熱點(diǎn)。目前，車(chē)載充電器大多為單相交流輸入，然而隨著動(dòng)力電池容量的增加，單相輸入時(shí)充電速度會(huì)受到限制，因此，車(chē)載充電器的要求正逐步從單相輸入轉(zhuǎn)為三相輸入。但是，電動(dòng)汽車(chē)作為交通工具，若僅適配單一電源工作(單相輸入或三相輸入)，將限制電動(dòng)汽車(chē)的進(jìn)一步推廣使用。為實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車(chē)的靈活充電，提升便利性，對(duì)現(xiàn)有的車(chē)載充電器拓?fù)涮岢隽烁叩囊螅壕哂屑嫒輪蜗嗪腿噍斎氲腶c-dc變換功能；同時(shí)，盡可能降低車(chē)載充電器的制作成本，提高工作效率。

2、電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)，通過(guò)與之連接的充電槍或充電插頭直接與電源接口連接，連接簡(jiǎn)單，使用方便。目前使用的大部分車(chē)載充電機(jī)僅設(shè)有三相充電電路，與相對(duì)應(yīng)的充電樁配合使用；或者僅設(shè)有單相充電電路，以便于直接與家用電源連接。目前市面上的單相和三相兼容的車(chē)載充電器，根據(jù)輸入電壓或電流的采樣信號(hào)判斷單相或三相運(yùn)行，通過(guò)繼電器的開(kāi)斷來(lái)實(shí)現(xiàn)單、三相電路的切換，但是單相與三相的輸入濾波器是分離的，因此需要分別根據(jù)單三相運(yùn)行工況來(lái)進(jìn)行濾波器設(shè)計(jì)。綜上，目前的單相和三相兼容的車(chē)載充電器的系統(tǒng)成本與復(fù)雜度都存在較大的優(yōu)化空間。

3、中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn116231705a的專(zhuān)利公開(kāi)了一種20kw雙向單相/三相兼容電動(dòng)汽車(chē)非車(chē)載直流充電模塊。在該專(zhuān)利中，當(dāng)單相或三相電通過(guò)輸入緩啟動(dòng)電路時(shí)，輸入電壓采樣電路采集輸入電壓信號(hào)傳輸給dsp控制電路判斷輸入是單相電還是三相電，從而控制緩啟動(dòng)電路中的繼電器動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)充電模塊的單相和三相兼容運(yùn)行。在該方案中，單相與三相輸入時(shí)采用不同的濾波器電路，濾波器需根據(jù)單三相運(yùn)行分別設(shè)計(jì)，并且輸入共模電感使用了四個(gè)繞組，因此系統(tǒng)的成本較高，充電器模塊體積較大。

4、中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn113071436b的專(zhuān)利公開(kāi)了一種電動(dòng)汽車(chē)七合一高壓集成系統(tǒng)電路結(jié)構(gòu)及其工作方法。在該專(zhuān)利中，通過(guò)在不同模式下對(duì)元器件進(jìn)行復(fù)用，簡(jiǎn)化了整體的電路，實(shí)現(xiàn)了電機(jī)控制器、單相慢速充電機(jī)、三相快速充電機(jī)、單相電源逆變器、三相電源逆變器、大功率雙向dc/dc、小功率雙向dc/dc七種功能的集成；集成后的電路大幅度減少了功率開(kāi)關(guān)管和各類(lèi)儲(chǔ)能元器件的個(gè)數(shù)，較大程度降低了電動(dòng)汽車(chē)制造成本。在該方案中，前級(jí)pfc單相工作時(shí)為無(wú)橋圖騰柱pfc電路，三相橋臂中多余的一組橋臂沒(méi)有用于實(shí)現(xiàn)交錯(cuò)并聯(lián)，因此輸入電流紋波較大，不利于輸入濾波器的設(shè)計(jì)。

5、中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)cn107947309b公開(kāi)了兼容單相三相交流電源的充電控制電路。在該專(zhuān)利中，通過(guò)兩個(gè)繼電器開(kāi)關(guān)組合實(shí)現(xiàn)了單三相電路的兼容運(yùn)行，以較少的功率器件同時(shí)完成單相和三相兼容運(yùn)行，在使用單相交流電源時(shí)仍然能保持較高功率的輸出。所提出的充電模塊具有電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。在該專(zhuān)利中，沒(méi)有考慮輸入濾波器的設(shè)計(jì)，因此難以在實(shí)際工程中直接應(yīng)用。

6、綜上所述，現(xiàn)有單相和三相兼容運(yùn)行的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，單相與三相的輸入濾波器是分離的，因此，增加了系統(tǒng)的成本，增大了車(chē)載充電器的體積，影響了效率的進(jìn)一步提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷，本發(fā)明提出一種單相和三相兼容的車(chē)載充電器。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種一種單相和三相兼容的車(chē)載充電器，包括交流電源輸入端、emc濾波裝置和三相整流器、控制器、串接在emc濾波裝置與交流電源之間的第一開(kāi)關(guān)k1、以及串接在所述emc濾波裝置與三相整流器之間的第二開(kāi)關(guān)k2；所述控制器用于在交流電源為三相電時(shí)，控制所述第一開(kāi)關(guān)k1和所述第二開(kāi)關(guān)k2動(dòng)作，使所述三相電通過(guò)所述emc濾波裝置中的三相線對(duì)應(yīng)輸送至所述三相整流器中的三相線，以進(jìn)行三相整流；在所述交流電源為單相電時(shí)，控制所述第一開(kāi)關(guān)k1和所述第二開(kāi)關(guān)k2動(dòng)作，使所述單相電通過(guò)所述emc濾波裝置中的一相線輸送至所述三相整流器的一相線以進(jìn)行單相整流、或輸送至所述三相整流器中的兩相線，以進(jìn)行單相交錯(cuò)并聯(lián)整流。

3、優(yōu)選的，所述第一開(kāi)關(guān)k1包括第一定端、第一動(dòng)端和第二動(dòng)端，所述第二開(kāi)關(guān)k2包括第二定端、第三動(dòng)端和第四動(dòng)端；所述第一定端連接所述emc濾波裝置中的一相，所述第一動(dòng)端連接所述交流電源輸入端中與所述第一定端所接相一致的一相，所述第二動(dòng)端連接所述交流電源輸入端中的零線n；所述第三動(dòng)端和所述第四動(dòng)端分別連接所述emc濾波裝置中未連接所述第一定端的兩相，所述第二定端連接所述三相整流器中的與所述第三動(dòng)端和所述第四動(dòng)端對(duì)應(yīng)的兩相中的一相。

4、優(yōu)選的，在所述交流電源為三相電時(shí)，所述第一定端與所述第一動(dòng)端之間連通，所述第一定端與所述第二動(dòng)端之間斷開(kāi)，所述第二定端所接相與所述第三動(dòng)端所接相相同時(shí)、所述第二定端與所述第三動(dòng)端之間連通，所述第二定端與所述第四動(dòng)端之間斷開(kāi)，所述第二定端所接相與所述第四動(dòng)端所接相相同時(shí)、所述第二定端與所述第四動(dòng)端之間連通，所述第二定端與所述第三動(dòng)端之間斷開(kāi)，以進(jìn)行所述三相整流；在所述交流電源為單相電時(shí)，所述第一定端與所述第一動(dòng)端之間斷開(kāi)，所述第一定端與所述第二動(dòng)端之間連通，所述第二定端與所述第三動(dòng)端和所述第四動(dòng)端中的與所述第二定端所接相相同的動(dòng)端之間連通，與所述第二定端所接相不同的動(dòng)端之間斷開(kāi)，以進(jìn)行所述單相整流、或所述第二定端與所述第三動(dòng)端和所述第四動(dòng)端中的與所述第二定端所接相不同的動(dòng)端之間連通，與所述第二定端所接相相同的動(dòng)端之間斷開(kāi)，以進(jìn)行所述單相交錯(cuò)并聯(lián)整流。

5、優(yōu)選的，所述交流電源輸入端包括a相線la1、b相線lb1、c相線lc1和零線n，所述emc濾波裝置包括濾波輸入a相l(xiāng)a2、濾波輸入b相l(xiāng)b2、濾波輸入c相l(xiāng)c2、濾波輸出a相l(xiāng)a3、濾波輸出b相l(xiāng)b3和濾波輸出c相l(xiāng)c3，所述三相整流器包括整流a相l(xiāng)a4、整流b相l(xiāng)b4、整流c相l(xiāng)c4。

6、可選的，所述第一定端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸入c相l(xiāng)c2，所述第一動(dòng)端連接所述交流電源中的c相線lc1，所述a相線la1連接所述濾波輸入a相l(xiāng)a2，所述b相線lb1連接所述濾波輸入b相l(xiāng)b2；所述第三動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出a相l(xiāng)a3，所述第四動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出b相l(xiāng)b3，所述第二定端連接所述三相整流器中的整流b相l(xiāng)b4，所述濾波輸出a相l(xiāng)a3連接所述整流a相l(xiāng)a4，所述濾波輸出c相l(xiāng)c3連接所述整流c相l(xiāng)c4；或者所述第三動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出a相l(xiāng)a3，所述第四動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出b相l(xiāng)b3，所述第二定端連接所述三相整流器中的整流a相l(xiāng)a4，所述濾波輸出b相l(xiāng)b3連接所述整流b相l(xiāng)b4，所述濾波輸出c相l(xiāng)c3連接所述整流c相l(xiāng)c4。

7、可選的，所述第一定端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸入b相l(xiāng)b2，所述第一動(dòng)端連接所述交流電源中的b相線lb1，所述a相線la1連接所述濾波輸入a相l(xiāng)a2，所述c相線lc1連接所述濾波輸入c相l(xiāng)c2；所述第三動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出a相l(xiāng)a3，所述第四動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出c相l(xiāng)c3，所述第二定端連接所述三相整流器中的整流c相l(xiāng)c4，所述濾波輸出a相l(xiāng)a3連接所述整流a相l(xiāng)a4，所述濾波輸出b相l(xiāng)b3連接所述整流b相l(xiāng)b4；或者所述第三動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出a相l(xiāng)a3，所述第四動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出c相l(xiāng)c3，所述第二定端連接所述三相整流器中的整流a相l(xiāng)a4，所述濾波輸出b相l(xiāng)b3連接所述整流b相l(xiāng)b4，所述濾波輸出c相l(xiāng)c3連接所述整流c相l(xiāng)c4。

8、可選的，所述第一定端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸入a相l(xiāng)a2，所述第一動(dòng)端連接所述交流電源中的a相線la1，所述b相線lb1連接所述濾波輸入b相l(xiāng)b2，所述c相線lc1連接所述濾波輸入c相l(xiāng)c2；所述第三動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出b相l(xiāng)b3，所述第四動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出c相l(xiāng)c3，所述第二定端連接所述三相整流器中的整流c相l(xiāng)c4，所述濾波輸出a相l(xiāng)a3連接所述整流a相l(xiāng)a4，所述濾波輸出b相l(xiāng)b3連接所述整流b相l(xiāng)b4；或者所述第三動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出b相l(xiāng)b3，所述第四動(dòng)端連接所述emc濾波裝置中的濾波輸出c相l(xiāng)c3，所述第二定端連接所述三相整流器中的整流b相l(xiāng)b4，所述濾波輸出a相l(xiāng)a3連接所述整流a相l(xiāng)a4，所述濾波輸出c相l(xiāng)c3連接所述整流c相l(xiāng)c4。

9、優(yōu)選的，所述第一開(kāi)關(guān)k1和所述第二開(kāi)關(guān)k2均采用一個(gè)單刀雙擲繼電器；或者所述第一開(kāi)關(guān)k1采用兩個(gè)單刀單擲繼電器組合，所述兩個(gè)單刀單擲繼電器中的一個(gè)觸點(diǎn)并接后作為所述第一定端，未并接的觸點(diǎn)分別作為所述第一動(dòng)端和所述第二動(dòng)端；或者所述第二開(kāi)關(guān)k2采用兩個(gè)單刀單擲繼電器組合，所述兩個(gè)單刀單擲繼電器中的一個(gè)觸點(diǎn)并接后作為所述第二定端，未并接的觸點(diǎn)分別作為所述第三動(dòng)端和所述第四動(dòng)端。

10、優(yōu)選的，所述emc濾波裝置包括依次連接的第一濾波器、第一共模電感、第二濾波器、第二共模電感和第三濾波器。

11、優(yōu)選的，所述第一共模電感和所述第二共模電感采用相同結(jié)構(gòu)，皆包括一個(gè)集成磁芯和繞制在所述集成磁芯上的三個(gè)繞組，所述三個(gè)繞組逐一對(duì)應(yīng)串接在所述三相線中。

12、優(yōu)選的，所述第一開(kāi)關(guān)k1的位置還包括集成在所述emc濾波裝置的輸入端，所述第二開(kāi)關(guān)k2串接在所述第一濾波器的輸入側(cè)、或串接在所述第一濾波器與所述第一共模電感之間、或串接在所述第一共模電感與所述第二濾波器之間、或安裝在所述第二濾波器內(nèi)兩組濾波電容之間、或串接在所述第二濾波器與所述第二共模電感之間、或串接在所述第二共模電感與第三濾波器之間、或安裝在所述第三濾波器內(nèi)兩組濾波電容之間。

13、本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：

14、本發(fā)明根據(jù)輸入采樣信號(hào)判斷交流電源輸入為三相電或單相電，從而控制繼電器開(kāi)關(guān)的開(kāi)斷，實(shí)現(xiàn)了單三相的兼容運(yùn)行；同時(shí)單三相工作時(shí)使用統(tǒng)一的濾波電路，因此減少了濾波器件與開(kāi)關(guān)器件的數(shù)量，進(jìn)一步減小了系統(tǒng)的體積與成本；本發(fā)明僅使用了兩個(gè)繼電器開(kāi)關(guān)，電路工作原理簡(jiǎn)單，控制系統(tǒng)成本低，僅通過(guò)繼電器開(kāi)關(guān)的切換，實(shí)現(xiàn)了單三相的兼容運(yùn)行；同時(shí)，簡(jiǎn)化了輸入濾波器的設(shè)計(jì)，單三相工作時(shí)使用同一套濾波設(shè)備，且不需要增加額外的元器件，降低了系統(tǒng)的成本與體積。

15、需要指出：現(xiàn)有單三相工作的三相變換器，在其單相工作時(shí)，采用選用a相、b相和c相中任意相作為火線，n線作為零線，這時(shí)需要共模電感有四組線圈，分別連接a相、b相、c相和n線，以屏蔽單相工作時(shí)a相/b相/c相與n線之間的共模干擾。本發(fā)明中采用三個(gè)繞組的共模電感，在單相工作時(shí)，輸入接口處采用選擇b相、c相、n線三者之一接零線，emc濾波裝置內(nèi)部利用繼電器接在b相和c相中的一相，并不額外增加共模電感繞組，因此本發(fā)明共模電感只有三個(gè)繞組。因此，本發(fā)明降低了共模電感的設(shè)計(jì)難度，節(jié)省共模電感成本；其次，配合上本發(fā)明公開(kāi)的交錯(cuò)并聯(lián)工作方式，一定程度上還能減小共模電感損耗。