CN118473064B - 充电系统、储能系统和车辆 - Google Patents
充电系统、储能系统和车辆 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118473064B CN118473064B CN202410934586.2A CN202410934586A CN118473064B CN 118473064 B CN118473064 B CN 118473064B CN 202410934586 A CN202410934586 A CN 202410934586A CN 118473064 B CN118473064 B CN 118473064B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- leakage current
- transformer
- filter
- charging system
- module
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 41
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 64
- 230000001629 suppression Effects 0.000 claims abstract description 53
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 29
- 230000005284 excitation Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 34
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 description 15
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 4
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000011217 control strategy Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L53/00—Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
- B60L53/50—Charging stations characterised by energy-storage or power-generation means
- B60L53/53—Batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
- H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
- H02J3/322—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means the battery being on-board an electric or hybrid vehicle, e.g. vehicle to grid arrangements [V2G], power aggregation, use of the battery for network load balancing, coordinated or cooperative battery charging
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/0029—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
- H02J7/00304—Overcurrent protection
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/02—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from AC mains by converters
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
- H02J2310/40—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle
- H02J2310/48—The network being an on-board power network, i.e. within a vehicle for electric vehicles [EV] or hybrid vehicles [HEV]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Abstract
本申请公开了一种充电系统、储能系统和车辆,属于充电领域。充电系统,包括:非隔离充电机,非隔离充电机连接于电网与储能装置之间,非隔离充电机的相线和零线之间设置有至少一个电容模块;有源漏电流抑制电路,有源漏电流抑制电路包括电源装置,电源装置用于给有源漏电流抑制电路提供电源激励以使有源漏电流抑制电路产生与充电系统中的漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流。本申请的充电系统,能够有效实现漏电流抑制,且结构简单,控制复杂度低,设计成本低,具有较高的可靠性和广泛的适用场景。
Description
技术领域
本申请属于充电系统领域,尤其涉及一种充电系统、储能系统和车辆。
背景技术
对于非隔离式电动汽车车载充电机(On-board Charger,OBC),由于交流侧与直流侧直接相连,使得交流输入电网侧的共模电压能够传递到直流侧的安规Y电容和分布Y电容,从而产生较大的工频漏电流,如果漏电流的值超过检测阈值,外部充电设备会中断充电流程,进而影响用户体验。相关技术中,缺少有效的漏电流抑制方法,且漏电流抑制成本较高。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种充电系统、储能系统和车辆,能够有效实现漏电流抑制,且结构简单,控制复杂度低,设计成本低,具有较高的可靠性和广泛的适用场景。
第一方面,本申请提供了一种充电系统,该系统包括:
非隔离充电机,所述非隔离充电机连接于电网与储能装置之间,所述非隔离充电机的相线和零线之间设置有至少一个电容模块;
有源漏电流抑制电路,所述有源漏电流抑制电路包括电源装置,所述有源漏电流抑制电路分别与所述电网的地线和所述至少一个电容模块中第一目标电容模块的中性点连接;所述电源装置用于给所述有源漏电流抑制电路提供电源激励以使所述有源漏电流抑制电路产生与所述充电系统中的漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流。
根据本申请的充电系统,通过设置独立于原有电路的控制逻辑的有源漏电流抑制电路以产生与充电系统的电路中漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流注入至充电系统的电路中,使地线上的净漏电流趋近于0,从而能够有效实现漏电流抑制,且结构简单,控制复杂度低,设计成本低,具有较高的可靠性和广泛的适用场景。
根据本申请的一个实施例,所述有源漏电流抑制电路,还包括:
第一Y电容;
第一变压器,所述第一变压器的原边与所述电源装置连接,所述第一变压器的副边的第一端经所述第一Y电容与所述地线连接,所述第一变压器的副边的第二端与所述第一目标电容模块的中性点连接。
根据本申请的一个实施例,所述有源漏电流抑制电路,还包括:第二变压器,
所述第二变压器的原边用于接入所述电网,所述第二变压器和所述第一变压器串联或并联连接,其中,
在所述第一变压器与所述第二变压器串联的情况下,所述第二变压器的副边的第三端与所述第一目标电容模块的中性点连接,所述第二变压器的副边的第四端与所述第一变压器的副边的第二端连接;
在所述第一变压器与所述第二变压器并联的情况下,所述第二变压器的副边的第三端与所述至少一个电容模块中第二目标电容模块的中性点连接,所述第二变压器的副边的第四端经第二Y电容与所述地线连接。
根据本申请的一个实施例,所述电源装置包括:有源漏电流抑制激励电路,所述有源漏电流抑制激励电路与所述第一变压器的原边连接。
根据本申请的一个实施例,所述电源装置包括:
电压源模块,所述电压源模块的输出端与所述第一变压器的原边连接;
第一采样模块,所述第一采样模块与所述电压源模块连接,用于采集所述地线的漏电流,并基于所述漏电流控制所述电压源模块。
根据本申请的一个实施例,所述电压源模块,包括:
第一电池、第一高频逆变器、第一低通滤波器和第一滤波器,所述第一滤波器的输出端与所述第一变压器的原边连接;所述第一采样模块与所述第一高频逆变器连接。
根据本申请的一个实施例,所述电压源模块,包括:
整流电路、第一DC/DC变换器、第二高频逆变器、第二低通滤波器和第二滤波器,所述第二滤波器的输出端与所述第一变压器的原边连接,所述整流电路接入所述电网;所述第一采样模块与所述第二高频逆变器连接。
根据本申请的一个实施例,所述电压源模块,包括:
第二DC/DC变换器、第三高频逆变器、第三低通滤波器和第三滤波器,所述第三滤波器的输出端与所述第一变压器的原边连接,所述第二DC/DC变换器的输入端接入所述储能装置的两端;所述第一采样模块与所述第三高频逆变器连接。
根据本申请的一个实施例,所述电源装置包括:
第三DC/DC变换器、第四高频逆变器、第四低通滤波器和第四滤波器,所述第四滤波器的第一输出端经所述有源漏电流抑制电路所包括的第一Y电容与所述地线连接,所述第四滤波器的第二输出端与所述第一目标电容模块的中性点连接,所述第三DC/DC变换器的输入端接入所述储能装置的两端;
与所述第四高频逆变器连接的第二采样模块,所述第二采样模块用于采集所述地线的漏电流,并基于所述漏电流控制所述第四高频逆变器。
根据本申请的一个实施例,所述非隔离充电机包括:第一子滤波器、H桥电路和第二子滤波器,其中,
所述第一子滤波器的输入端用于接入所述电网;所述第二子滤波器的输出端与所述储能装置连接;
所述电容模块设置于所述第一子滤波器的输入端之前,或者所述电容模块设置于所述第一子滤波器与所述H桥电路之间,或者所述电容模块设置于所述H桥电路的输出端之后,或者所述电容模块设置于所述第二子滤波器之后。
根据本申请的一个实施例,还包括:
开关模块,所述开关模块设置于所述电网和所述非隔离充电机之间的相线和零线;
第三开关,所述第三开关设置于所述有源漏电流抑制电路和所述非隔离充电机之间。
第二方面,本申请提供了一种储能系统,该储能系统包括:
储能装置;
如第一方面所述的充电系统,所述充电系统与所述储能装置连接。
第三方面,本申请提供了一种车辆,该车辆包括:
如第二方面所述的储能系统。
根据本申请的车辆,通过设置独立于原有电路的控制逻辑的有源漏电流抑制电路以产生与充电系统的电路中漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流注入至充电系统的电路中,使地线上的净漏电流趋近于0,从而能够有效实现漏电流抑制,且结构简单,控制复杂度低,设计成本低,具有较高的可靠性和广泛的适用场景。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果之一:
通过设置独立于原有电路的控制逻辑的有源漏电流抑制电路以产生与充电系统的电路中漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流注入至充电系统的电路中,使地线上的净漏电流趋近于0,从而能够有效实现漏电流抑制,且结构简单,控制复杂度低,设计成本低,具有较高的可靠性和广泛的适用场景。
进一步地,直接通过第一Y电容来实现反向漏电流注入而无需借助变压器,进一步减少系统元器件,降低漏电流抑制电路成本。
更进一步地,通过设置多个开关,可以实现对单相输入与三相输入的兼容,进一步提高该充电系统的适用场景及范围。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本申请实施例提供的充电系统的结构示意图之一;
图2是本申请实施例提供的充电系统的结构示意图之二;
图3是本申请实施例提供的充电系统的结构示意图之三;
图4是本申请实施例提供的充电系统的结构示意图之四;
图5是本申请实施例提供的充电系统的结构示意图之五;
图6是本申请实施例提供的充电系统的结构示意图之六;
图7是本申请实施例提供的充电系统的结构示意图之七;
图8是本申请实施例提供的充电系统的结构示意图之八;
图9是本申请实施例提供的充电系统的结构示意图之九;
图10是本申请实施例提供的充电系统的结构示意图之十。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。此外,说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一,字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的充电系统和车辆进行详细地说明。
如图1所示,该充电系统包括:非隔离充电机20和有源漏电流抑制电路40。
非隔离充电机20连接于电网10与储能装置30之间,用于实现交流到直流的转换。
其中,电网10可以包括单相输入电网或三相输入电网。
储能装置30可以包括各种类型的储能电池等。
在一些实施例中,可以在三相输入电网的各相线以及零线中设置开关模块50以控制对应支路的通断,从而实现单相充电模式以及三相充电模式之间的切换。
可以理解的是,充电系统可以包括桩端和车端,其中,桩端由电网10的交流源提供电能输入,车端包括非隔离充电机20,通过非隔离充电机20将交流转换为直流以给储能装置30充电。
在车辆充电过程中,单相电网10交流输入包含的共模电压会对电路中存在的安规Y电容以及高压器件对车身地的分布Y电容进行充放电,从而形成共模电流,即漏电流Ileak;该漏电流通过地线返回到电网10输入侧,会造成电磁干扰问题;如果超过外部充电设备的漏电流设计阈值,则会导致充电中止,降低用户充电体验;如果地线出现故障,甚至会威胁人身安全。
如图2所示,非隔离充电机20包括至少一个电容模块。
电容模块设置于相线与零线之间。
在一些实施例中,电容模块可以包括串联连接的第一子电容和第二子电容。
其中,第一子电容和第二子电容串联连接后设置于电网10的L线和N线之间,如图5中的C1和C2,如图5中的C3和C4,以及如图5中的C5和C6所示。
电容模块的中性点,即第一子电容和第二子电容之间的电位中点。
电容模块的数量可以为一个或多个。
如图3所示,在一些实施例中,非隔离充电机20可以包括:串联连接的第一子滤波器21、H桥电路22和第二子滤波器23。
在该实施例中,第一子滤波器21的输入端与电网10的相线连接,用于接入电网10的交流电。
在一些实施例中,第一子滤波器21和第二子滤波器23可以包括π型滤波器或其他类别的EMI滤波器等,本申请不作限定。
第一子滤波器21的输入端用于接入电网10的交流电。
第二子滤波器23的输出端与储能装置30连接。
在一些实施例中,电容模块可以设置于第一子滤波器21的输入端之前,可以设置于第一子滤波器21的输出端与H桥电路22的输入端之间,可以设置于H桥电路22的输入端之后,或者还可以设置于第二子滤波器23的输出端之后,本申请对此不作限定。
有源漏电流抑制电路40包括:电源装置。
电源装置用于给有源漏电流抑制电路40提供电源激励以使有源漏电流抑制电路40产生与充电系统的电路中的漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流,从而将该反向漏电流注入至充电系统。
目标范围为一个较小的范围,具体可基于用户自定义。
差异度可以为差值或比值等。
可以理解的是,在差异度不超过目标范围的情况下,可近似认为反向漏电流的幅值与充电系统的电路中的漏电流的幅值相同或基本相同。
在一些实施例中,有源漏电流抑制电路40分别与电网10的地线和至少一个电容模块中第一目标电容模块的中性点连接。
其中,第一目标电容模块可以为至少一个电容模块中的任意一个。
电源装置用于给有源漏电流抑制电路40提供电源激励以使有源漏电流抑制电路40产生与充电系统的电路中的漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流,通过第一目标电容模块将反向漏电流注入至充电系统的电路中,使地线上的净漏电流趋近于0,从而实现漏电流抑制。
需要说明的是,基于不同类型的电源装置,有源漏电流抑制电路40可以对应设置为不同的结构,例如,可以通过变压器将有源漏电流抑制激励电路与第一Y电容CY1串联连接,以实现有源漏电流抑制;或者,可以直接将电源装置以及第一Y电容CY1串联连接,以实现有源漏电流抑制,本申请不作限定。
有源漏电流抑制电路40的具体设置方式将在下文实施例中进行说明,本申请在此暂不作赘述。
发明人在研发过程中发现,相关技术中,存在设置隔直电容抑制漏电流,或者根据交流输入、直流母线电压及地线漏电流采样值来调整PFC占空比以减小低频漏电流,或者匹配整车的Y电容参数来设置无源工频变压器漏电流抑制电路以减小低频漏电流的方式,以上方式存在灵活度低、设计难度大、电路复杂程度高、设计成本高且抑制效果较差等问题。
在本申请中,通过有源漏电流抑制方法能够消除Y电容值漂移产生的影响,从而能够匹配不同的整车设计以及适应各种工作环境条件,具有较高的灵活度;对新增电路元件的要求较低,抑制电路所需的Y电容容值低,能够满足具有高耐压要求的车载充电机应用场景需求;除此之外,该有源漏电流抑制电路40的控制逻辑独立于原有电路的控制逻辑,控制复杂度低,同时不会影响电路原有的电气性能。
根据本申请实施例提供的充电系统,通过设置独立于原有电路的控制逻辑的有源漏电流抑制电路40以产生与充电系统的电路中漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流注入至充电系统的电路中,使地线上的净漏电流趋近于0,从而能够有效实现漏电流抑制,且结构简单,控制复杂度低,设计成本低,具有较高的可靠性和广泛的适用场景。
如图2所示,在一些实施例中,有源漏电流抑制电路40,可以包括:第一Y电容CY1和第一变压器T1。
在该实施例中,电源装置为用于提供激励的装置。
第一变压器T1的原边与电源装置连接,第一变压器T1的副边的第一端经第一Y电容CY1与地线连接,以提供电压参考。
第一变压器T1的副边的第二端与第一目标电容模块的中性点连接,将反向漏电流注入到电路中,使地线上的净漏电流趋近于0。
在实际执行过程中,电源装置产生激励,通过第一变压器T1生成与采样漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流,并通过电容模块的中性点注入充电系统的电路中,使地线上的净漏电流趋近于0,从而实现漏电流抑制。
其中,第一目标电容模块可以为至少一个电容模块中的任意电容模块。
例如,如图2所示,第一变压器T1的副边的第二端可以接入设置于第一子滤波器21的输入之前的电容模块的中性点;或者如图3所示,第一变压器T1的副边的第二端可以接入设置于第一子滤波器21的输出与H桥电路22的输入之间的电容模块的中性点;或者如图4所示,第一变压器T1的副边的第二端可以接入设置于H桥电路22的输入之后的电容模块的中性点,以进行反向漏电流的注入。
在一些实施例中,有源漏电流抑制电路40,还可以包括:第二变压器T2。
在该实施例中,第二变压器T2可以与第一变压器T1串联连接,或者也可以与第一变压器T1并联连接。
如图4所示,其中,第二变压器T2的原边设置于电网10的L线和N线之间,用于接入电网10交流电。
第二变压器T2用于产生大部分工频反向漏电流。
电源装置和第一变压器T1用于对整车Y电容波动以及电网10电压波动导致的漏电流变化进行补偿,以实现漏电流抑制。
继续参考图4,在第一变压器T1与第二变压器T2串联的情况下,第二变压器T2的副边的第三端与第一目标电容模块的中性点连接,第二变压器T2的副边的第四端与第一变压器T1的副边的第二端连接。
反向漏电流经与第二变压器T2的副边的第三端连接的第一目标电容模块的中性点注入至主电路中,实现漏电流抑制。
如图5所示,在第二变压器T2与第一变压器T1并联连接的情况下,第二变压器T2的副边的第三端与至少一个电容模块中第二目标电容模块的中性点连接,第二变压器T2的副边的第四端经第二Y电容CY2与地线连接。
其中,第二目标电容模块可以为多个电容模块中与第一目标电容模块不同的电容模块。
例如,第二变压器T2的第三端与设置于第一子滤波器21之前的电容模块的中性点连接,第四端经第二Y电容CY2接入电网10的地线;第一变压器T1的第二端与设置于H桥输入端和/或输出端的电容模块的中性点连接,第一端经第一Y电容CY1接入电网10的地线。
根据本申请实施例提供的充电系统,通过设置第二变压器,可以进一步实现对漏电流的精确抑制。
下面对电源装置的结构进行具体说明。
继续参考图4,在一些实施例中,电源装置可以包括:有源漏电流抑制激励电路。
在该实施例中,有源漏电流抑制激励电路与第一变压器T1的原边连接,用于提供激励源。
在一些实施例中,电源装置可以包括:电压源模块和第一采样模块。
在该实施例中,电压源模块用于提供电压输入以及进行电压转化等。
电压源模块的输出端与第一变压器的原边连接。
第一采样模块与电压源模块连接,用于采集地线的漏电流,并基于漏电流采样值控制电压源模块。
其中,电压源模块的电压输入来源可以包括:电网10的交流输入、低压电池输入以及储能装置30的电压输入等。
电压输入来源不同,电压源模块所对应的具体结构可能有所差异,下面对电压源模块的结构进行说明。
如图6所示,在一些实施例中,电压源模块可以包括:第一电池、第一高频逆变器、第一低通滤波器和第一滤波器。
在该实施例中,第一电池为低压电池,例如可以为12V或13.8V的蓄电池等。
第一滤波器可以包括但不限于:π型滤波器或其他类别的EMI滤波器等。
第一高频逆变器用于将低压直流电转换为高频交流电。
第一低通滤波器用于过滤开关频率下的电压分量并保留相对低频的电压分量。
继续参考图6,第一电池、高频逆变器、低通滤波器和第一滤波器串联连接,且第一滤波器的输出端与第一变压器T1的原边连接。
第一变压器T1的副边的连接方式与上述实施例类似,例如可以连接于第一Y电容CY1和第一目标电容模块之间,产生反向漏电流;或者也可以与第二变压器T2串联连接等,本申请在此不作赘述。
第一采样模块与第一高频逆变器连接,用于采集地线的漏电流,并基于采样值来控制第一高频逆变模块的占空比,从而调整高频交流电压的频率和幅值,生成对应的反向漏电流,实现漏电流精确抑制。
在一些实施例中,第一采样模块还可以包括控制器和漏电流采样模块,其中,漏电流采样模块设置于电网10的地线,控制器分别与高频逆变器和漏电流采样模块连接,控制器控制漏电流采样模块对地线上的漏电流采样,并通过反馈控制来确定第一高频逆变器的占空比,从而调整高频交流电压的频率和幅值。
如图7所示,在一些实施例中,电压源模块可以包括:整流电路、第一DC/DC变换器、第二高频逆变器、第二低通滤波器和第二滤波器。
在该实施例中,整流电路、第一DC/DC变换器、第二高频逆变器、第二低通滤波器和第二滤波器依次连接,且整流电路的输入端用于接入电网10交流电。
其中,整流电路用于将电网10的交流电压转换为高压直流电压。
第一DC/DC变换器即直流对直流转换器,用于将高压直流电转换为低压直流电。
第二高频逆变器用于将低压直流电转换为高频交流电。
第二低通滤波器用于过滤高频交流电中开关频率下的电压分量并保留相对低频的电压分量。
第二滤波器可以包括但不限于:π型滤波器或其他类别的EMI滤波器等。
第二滤波器的输出端与第一变压器T1的原边连接。
第一采样模块用于采集地线的漏电流,并基于漏电流采样值控制高频逆变器。
第一采样模块的连接方式以及控制逻辑已在上文实施例中进行说明,在此不作赘述。
如图8所示,在一些实施例中,电压源模块可以包括:第二DC/DC变换器、第三高频逆变器、第三低通滤波器和第三滤波器。
在该实施例中,第二DC/DC变换器、第三高频逆变器、第三低通滤波器和第三滤波器依次连接,且第二DC/DC变换器的输入端接入储能装置30的两端,由储能装置30所输出的高压直流电作为有源漏电流抑制电路40的激励源。
第二DC/DC变换器用于将储能装置30提供的高压直流电转换为低压直流电。
在一些实施例中,第三滤波器可以包括但不限于:π型滤波器或其他类别的EMI滤波器等。
第三高频逆变器、第三低通滤波器、第三滤波器和第一采样模块对应的连接方式和具体执行逻辑与上文实施例类似,本申请在此不作赘述。
如图9所示,在一些实施例中,电源装置还可以包括:第三DC/DC变换器、第四高频逆变器、第四低通滤波器、第四滤波器和第二采样模块。
在该实施例中,第三DC/DC变换器的输入端接入储能装置30的两端,由储能装置30所输出的高压直流电作为有源漏电流抑制电路40的激励源。
第三DC/DC变换器、第四高频逆变器、第四低通滤波器和第四滤波器依次连接。
在一些实施例中,第四滤波器可以包括但不限于:π型滤波器或其他类别的EMI滤波器等。
其中,第四滤波器的第一输出端经第一Y电容CY1与地线连接,第四滤波器的第二输出端与第一目标电容模块的中性点连接。
例如,第四滤波器的第二输出端可以接入第一子滤波器21之前的电容模块的中性点,或者可以接入H桥电路22前后的电容模块的中性点。
第二采样模块与第四高频逆变器连接,并基于地线漏电流采样值控制第四高频逆变器。
第二采样模块还可以包括控制器和漏电流采样模块,具体设置方式与第一采样模块类似,本申请在此不作赘述。
根据本申请实施例提供的充电系统,可直接通过第一Y电容来实现反向漏电流注入而无需借助变压器,进一步减少系统元器件,降低漏电流抑制电路成本。
如图1和图10所示,在一些实施例中,该系统还可以包括:开关模块50和第三开关K61。
在该实施例中,开关模块包括:多个第一开关、第二开关和多个第四电容。
其中,电网10的各相线以及零线中分别至少设置有至少一个第一开关,在第一开关闭合的情况下,该第一开关所设置的支路导通。
第二开关的一端设置于电网10的零线对应的第一开关和电网10的N相端口之间,第二开关的另一端设置于电网10的任一相线对应的第一开关与非隔离充电机20之间。
第四电容设置于目标相线与零线之间。
其中,目标相线包括A相线、B相线和C相线中的至少一个相线。
第三开关K61设置于有源漏电流抑制电路40和非隔离充电机20之间。
继续参考图10,第三开关K61可以连接于第一变压器T1的副边的第二端与第四电容之间。
继续参考图10,例如,在有源漏电流抑制电路40包括第一变压器T1、电源装置和第一Y电容CY1的情况下,第一变压器T1的副边的第一端经第一Y电容CY1与地线连接,副边的第二端经第三开关K61与各第四电容的第一端连接。
其中,电源装置可以为上述实施例所提出的有源漏电流抑制激励电路、第一电池、电网10的交流电或储能装置30的输出等任意形式。
在其他实施例中,有源漏电流抑制电路40还可以为如图9所示的电路结构,本申请在此不作限定。
例如,继续参考图10,第一开关可以包括:开关K51、开关K52、开关K53和开关K54等。
当闭合开关K51、第二开关K55以及第三开关K61时,该电路工作在单相输入模式,此时,有源漏电流抑制电路40被接入,用来抑制单相输入模式下工频和高频漏电流。
当闭合开关K51、开关K52、开关K53和开关K54时,该电路工作在三相输入模式,通过控制策略优化可以抑制电池电压对地波动,有源漏电流抑制电路40无需工作因而不被接入,高频漏电流可通过非隔离充电机20中所包括的第一子滤波器21和第二子滤波器23中的共模电感来抑制。
根据本申请实施例提供的充电系统,通过设置多个开关,可以实现对单相输入与三相输入的兼容,进一步提高该充电系统的适用场景及范围。
本申请实施例还提供一种储能系统。
该储能系统包括:储能装置30和如上任意实施例所述的充电系统。
在该实施例中,充电系统与储能装置30连接。
根据本申请实施例提供的储能系统,通过设置独立于原有电路的控制逻辑的有源漏电流抑制电路40以产生与充电系统的电路中漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流注入至充电系统的电路中,使地线上的净漏电流趋近于0,从而能够有效实现漏电流抑制,且结构简单,控制复杂度低,设计成本低,具有较高的可靠性和广泛的适用场景。
本申请实施例还提供一种车辆。
该车辆包括如上任意实施例所述的储能系统。
在该实施例中,该储能系统设置于车辆本体,用于给车辆供电。
根据本申请实施例提供的车辆,通过设置独立于原有电路的控制逻辑的有源漏电流抑制电路40以产生与充电系统的电路中漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流注入至充电系统的电路中,使地线上的净漏电流趋近于0,从而能够有效实现漏电流抑制,且结构简单,控制复杂度低,设计成本低,具有较高的可靠性和广泛的适用场景。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外,需要指出的是,本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能,还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能,例如,可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法,并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外,参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述,但是本申请并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本申请的启示下,在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本申请的保护之内。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (13)
1.一种充电系统,其特征在于,包括:
非隔离充电机,所述非隔离充电机连接于电网与储能装置之间,所述非隔离充电机的相线和零线之间设置有至少一个电容模块;
有源漏电流抑制电路,所述有源漏电流抑制电路包括电源装置,所述有源漏电流抑制电路分别与所述电网的地线和所述至少一个电容模块中第一目标电容模块的中性点连接;所述电源装置用于给所述有源漏电流抑制电路提供电源激励以使所述有源漏电流抑制电路产生与所述充电系统中的漏电流的幅值的差异度不超过目标范围且相位相反的反向漏电流;
所述有源漏电流抑制电路包括第一Y电容,所述第一Y电容与所述地线连接;
所述电源装置与所述第一Y电容串联连接。
2.根据权利要求1所述的充电系统,其特征在于,所述有源漏电流抑制电路,还包括:
第一变压器,所述第一变压器的原边与所述电源装置连接,所述第一变压器的副边的第一端经所述第一Y电容与所述地线连接,所述第一变压器的副边的第二端与所述第一目标电容模块的中性点连接。
3.根据权利要求2所述的充电系统,其特征在于,所述有源漏电流抑制电路,还包括:第二变压器,
所述第二变压器的原边用于接入所述电网,所述第二变压器和所述第一变压器串联或并联连接,其中,
在所述第一变压器与所述第二变压器串联的情况下,所述第二变压器的副边的第三端与所述第一目标电容模块的中性点连接,所述第二变压器的副边的第四端与所述第一变压器的副边的第二端连接;
在所述第一变压器与所述第二变压器并联的情况下,所述第二变压器的副边的第三端与所述至少一个电容模块中第二目标电容模块的中性点连接,所述第二变压器的副边的第四端经第二Y电容与所述地线连接。
4.根据权利要求2所述的充电系统,其特征在于,所述电源装置包括:有源漏电流抑制激励电路,所述有源漏电流抑制激励电路与所述第一变压器的原边连接。
5.根据权利要求2所述的充电系统,其特征在于,所述电源装置包括:
电压源模块,所述电压源模块的输出端与所述第一变压器的原边连接;
第一采样模块,所述第一采样模块与所述电压源模块连接,用于采集所述地线的漏电流,并基于所述漏电流控制所述电压源模块。
6.根据权利要求5所述的充电系统,其特征在于,所述电压源模块,包括:
第一电池、第一高频逆变器、第一低通滤波器和第一滤波器,所述第一滤波器的输出端与所述第一变压器的原边连接;所述第一采样模块与所述第一高频逆变器连接。
7.根据权利要求5所述的充电系统,其特征在于,所述电压源模块,包括:
整流电路、第一DC/DC变换器、第二高频逆变器、第二低通滤波器和第二滤波器,所述第二滤波器的输出端与所述第一变压器的原边连接,所述整流电路接入所述电网;所述第一采样模块与所述第二高频逆变器连接。
8.根据权利要求5所述的充电系统,其特征在于,所述电压源模块,包括:
第二DC/DC变换器、第三高频逆变器、第三低通滤波器和第三滤波器,所述第三滤波器的输出端与所述第一变压器的原边连接,所述第二DC/DC变换器的输入端接入所述储能装置的两端;所述第一采样模块与所述第三高频逆变器连接。
9.根据权利要求1所述的充电系统,其特征在于,所述电源装置包括:
第三DC/DC变换器、第四高频逆变器、第四低通滤波器和第四滤波器,所述第四滤波器的第一输出端经所述有源漏电流抑制电路所包括的第一Y电容与所述地线连接,所述第四滤波器的第二输出端与所述第一目标电容模块的中性点连接,所述第三DC/DC变换器的输入端接入所述储能装置的两端;
与所述第四高频逆变器连接的第二采样模块,所述第二采样模块用于采集所述地线的漏电流,并基于所述漏电流控制所述第四高频逆变器。
10.根据权利要求1-9任一项所述的充电系统,其特征在于,所述非隔离充电机包括:第一子滤波器、H桥电路和第二子滤波器,其中,
所述第一子滤波器的输入端用于接入所述电网;所述第二子滤波器的输出端与所述储能装置连接;
所述电容模块设置于所述第一子滤波器的输入端之前,或者所述电容模块设置于所述第一子滤波器与所述H桥电路之间,或者所述电容模块设置于所述H桥电路的输出端之后,或者所述电容模块设置于所述第二子滤波器之后。
11.根据权利要求1-9任一项所述的充电系统,其特征在于,还包括:
开关模块,所述开关模块设置于所述电网和所述非隔离充电机之间的相线和零线;
第三开关,所述第三开关设置于所述有源漏电流抑制电路和所述非隔离充电机之间。
12.一种储能系统,其特征在于,包括:
储能装置;
如权利要求1-11任一项所述的充电系统,所述充电系统与所述储能装置连接。
13.一种车辆,其特征在于,包括:
如权利要求12所述的储能系统。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410934586.2A CN118473064B (zh) | 2024-07-12 | 2024-07-12 | 充电系统、储能系统和车辆 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202410934586.2A CN118473064B (zh) | 2024-07-12 | 2024-07-12 | 充电系统、储能系统和车辆 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN118473064A CN118473064A (zh) | 2024-08-09 |
CN118473064B true CN118473064B (zh) | 2025-03-11 |
Family
ID=92152706
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202410934586.2A Active CN118473064B (zh) | 2024-07-12 | 2024-07-12 | 充电系统、储能系统和车辆 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN118473064B (zh) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103782472A (zh) * | 2011-06-22 | 2014-05-07 | 雷诺股份公司 | 用于车辆车载电池充电器的补偿系统及补偿方法 |
EP3876406A1 (de) * | 2020-03-04 | 2021-09-08 | EPA GmbH | Verfahren und vorrichtung zur kompensation eines ableitstroms in einem emv-filter |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2984621B1 (fr) * | 2011-12-14 | 2014-01-17 | Renault Sa | Systeme et procede de compensation de courants de fuite a haute frequence pour vehicule automobile. |
US9718373B2 (en) * | 2011-12-31 | 2017-08-01 | Shenzhen Byd R&D Company Limited | Electric vehicle and discharging apparatus thereof |
CN204030940U (zh) * | 2014-08-13 | 2014-12-17 | 台州学院 | 一种抑制光伏漏电流的有源共模噪声抑制器 |
KR102659238B1 (ko) * | 2018-12-12 | 2024-04-18 | 현대자동차주식회사 | 저주파 누설전류를 감소시킬 수 있는 충전 장치 |
DE102019121961A1 (de) * | 2019-08-15 | 2021-02-18 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Kompensationsvorrichtung zur Kompensation von Ableitströmen |
-
2024
- 2024-07-12 CN CN202410934586.2A patent/CN118473064B/zh active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103782472A (zh) * | 2011-06-22 | 2014-05-07 | 雷诺股份公司 | 用于车辆车载电池充电器的补偿系统及补偿方法 |
EP3876406A1 (de) * | 2020-03-04 | 2021-09-08 | EPA GmbH | Verfahren und vorrichtung zur kompensation eines ableitstroms in einem emv-filter |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN118473064A (zh) | 2024-08-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Fang et al. | An integrated trap-LCL filter with reduced current harmonics for grid-connected converters under weak grid conditions | |
Rastogi et al. | Filtering of harmonic currents and damping of resonances in power systems with a hybrid-active filter | |
CN111315615B (zh) | 包括dc/dc转换器的车辆充电器 | |
Shukla et al. | A power factor profile‐improved EV charging system using bridgeless Buckboost‐Cuk converter | |
Chen et al. | Common-mode noise reduction with impedance balancing in DC-fed motor drives | |
Dey et al. | Supercapacitor implementation for PV power generation system and integration | |
CN118473064B (zh) | 充电系统、储能系统和车辆 | |
Carvalho et al. | Analysis, design and implementation of an isolated full-bridge converter for battery charging | |
Ahmad et al. | Design and analysis of a modular magnetically coupled quadratic boost topology with a damping network for DC microgrid | |
KR102660347B1 (ko) | 누설전류를 감소시킬 수 있는 충전 시스템 | |
KR102542941B1 (ko) | 저주파 누설전류를 감소시킬 수 있는 충전 장치 | |
Pan et al. | Output current ripple-free PWM inverters | |
Gomathi et al. | Investigation of a Bidirectional ZVS Resonant Converter for Renewable Energy Applications | |
JP7504206B2 (ja) | 充電器のための単相三相ハイブリッド型フィルタシステム | |
CN118473063B (zh) | 充电系统、储能系统和车辆 | |
Adamowicz et al. | Five-phase EV drive with switched-autotransformer (LCCAt) inverter | |
Nguyen et al. | Transformer-based quasi-Z-source inverters with high boost ability | |
Lee et al. | An Improved PWM Method of Inverter PFC for Non-Isolated OBC | |
Schultheiss et al. | Volumetric evaluation of passive components in multilevel three-phase active front-end AC-DC converters | |
Lee et al. | Non-isolated On-Board Charger Capable of Reducing Common Mode Leakage Current and Balancing Voltage of Y-capacitor on High Voltage Battery | |
Vyshakh et al. | Performance enhanced BLIL PFC boost converter for PHEV battery chargers | |
Lai et al. | Passive ripple mirror circuit and its application in pulse-width modulated DC-DC converters | |
Preethi et al. | Design and control of bidirectional onboard charger for an electric vehicle | |
WO2020169210A1 (en) | Noise filtering in a battery module | |
Wei et al. | Six transformer based asymmetrical embedded Z-source inverters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |