用于為機動車輛蓄電池充電的系統的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及為機動車輛蓄電池充電、具體地為電動機動車輛的抽取用蓄電池充電的技術領域。
【背景技術】
[0002]存在著可連接到各種類型的電氣網絡(不同數量的相、可變功率)的充電系統。
[0003]然而，這些網絡各自的約束不是非常兼容的并且非常難以獲得每種類型的電氣網絡的良好能效。
[0004]例如，申請FR 2943188披露了一種蓄電池充電系統，其包括旨在連接到電力供應網絡的整流器輸入級以及旨在連接到蓄電池的逆變器輸出級。該設備包括用于在由電力供應網絡供應的最大電流所準備的電流值周圍并且基于至少等于由輸入級整流的最大電壓和蓄電池電壓之間的系數來調節源自輸入級的平均電流的裝置。
[0005]該設備可用三相或單相網絡操作。但是，它并不提供低功率單相網絡的良好性能。更不利的是電動汽車的大部分私人用戶不具有三相系統而是連接到例如在法國其頻率為50Hz并且電壓為230V的單相電氣網絡。
【發明內容】
[0006]鑒于前述內容，本發明的一個目標是提供至少部分地解決了前述缺點的一種用于為蓄電池充電的系統。
[0007]具體地，本發明的目標是提供一種能夠以不同電氣網絡的良好性能并且具體是用三相網絡和用單相網絡來操作的充電系統。
[0008]本發明的一個目標是提供與多種不同類型的電力供應網絡的良好兼容性。
[0009]本發明的另一個目標是還要增大充電系統的能量效率。
[0010]根據第一方面，本發明的主題是一種用于為旨在連接到電力供應網絡的機動車輛蓄電池充電的系統，所述電力供應網絡是一個第一多相電力供應網絡或者是具有比該第一網絡的功率更低的功率的一個第二多相或相單電力供應網絡，該系統包括:
[0011]-一個濾波級，包括多個電容器；
[0012]-一個第一整流器級，包括多個開關；以及
[0013]-一個逆變器級，旨在連接該蓄電池。
[0014]根據一個總體特征，該充電系統包括:
[0015]-一個第二整流器級，包括多個開關，所述第二整流器級旨在與該濾波級以及該第一整流器級的至少一部分并聯地連接在所述電力供應網絡與該蓄電池之間；以及
[0016]-一個電容器，其電容低于該濾波級的這些電容器的電容、連接在兩個相之間或者連接在該第二電力供應網絡的一個相和一個零線之間。
[0017]因此，除專用于多相高功率電力供應網絡的濾波級和第一整流器級之外，該充電系統會配備有一個第二整流器級和一個濾波電容器。高功率在此被理解為是指例如高于3kff的功率并且低功率被理解為例如低于3kW。
[0018]濾波級和第一整流器級是針對多相高功率電力供應系統確定大小的。這種大小確定并非是針對低功率和/或非三相(例如，單相)電力供應系統來優化的。通過將更適合于低功率非三相網絡的第二整流器級和電容器與整流器級和濾波級并聯連接，就在使用該電力供應網絡時，使得該充電系統的性能增加。這兩個元器件對整流器級和濾波級進行補充以便使得能夠對源自低功率非三相網絡的電流進行處理而不通過濾波級或第一整流器級。
[0019]進一步地，通過將具有更低值的濾波電容器置于電力供應網絡的兩個相或者一個相與一個零線之間，就降低了該充電系統的濾波電容，這允許顯著降低無功電流并且由此增加功率因數。
[0020]根據一個實施例，第二整流器級的這些開關包括針對該第二電力供應網絡確定大小的多個電子元器件。
[0021]第二整流器級的這些元器件的大小可例如是針對其功率低于3kW的電力供應網絡來確定的。
[0022]為了在高功率電氣網絡上用整流器抽取電流，必須提供由兩個半導體單元組成的多個開關。由于第二整流器級專用于在低功率和/或單相電氣網絡上抽取電流，因此無需再使用兩個半導體單元。通過使用針對低功率確定大小的第二整流器級開關，就可以降低導通損耗。
[0023]因此，例如，在為第二整流器級開關選擇例如由單個單元組成的MOSFET或IGBT晶體管(本領域技術人員已知的術語)時，可容易地降低與流經整流器級的電流的值成比例的導通損耗。由于這種降低導通損耗而產生的性能增益甚至更顯著，這在于當網絡的功率低時，流經整流器級的電流的值與電氣網絡的電流的值之間的比率增加。
[0024]根據一個實施例，第二整流器級包括兩個分支，第一分支連接第二電力供應網絡的一個相并且第二分支連接第二電力供應網絡的零線。
[0025]該充電系統因此可與單相網絡一起使用。
[0026]根據一個實施例，第二整流器級包括兩個分支，第一分支連接第二電力供應網絡的一個第一相并且第二分支連接第二電力供應網絡的一個第二相。
[0027]該充電系統因此可與兩相網絡一起使用。
[0028]根據另一個實施例，第二整流器級的第一分支是通過濾波級的這些電容器之一連接第二電力供應網絡的一個相的。
[0029]這種分支因為給定的計算串聯的兩個電容器的合成電容的定律而是有利的，與更低容量的電容器相比，合成電容被進一步降低。
[0030]根據另一個實施例，第二整流器級包括至少兩個分支，其第一分支由第一整流器級的一個分支形成。
[0031]因此，無需再使用四個開關和兩個分支來產生第二整流器級。這使得能夠節省成本。
[0032]根據一個實施例，該充電系統包括一個切換裝置，其被配置成用于將第一電力供應網絡的電流切換到濾波級和第一整流器級并且將第二電力供應網絡的電流切換到第二整流器級。
[0033]因此，可將電流從第一電力供應網絡切換到專用于一個低功率單相網絡的一個整流器級。
[0034]為了確定所連接的電力供應網絡是一個第一電力供應網絡還是一個第二電力供應網絡，該充電系統可配備有一個測量所連接的電力供應網絡的功率并且確定該電力供應網絡的相數的裝置。根據一個實施例，當功率低于某個閾值(例如，3kW)并且所確定的相數嚴格地小于3時，則確定所連接的電力供應網絡是一個第二電力供應網絡。相比之下，如果這兩個條件之一未被滿足，則確定所連接的電力供應網絡是一個第一電力供應網絡。
[0035]根據本實施例的一個特征，該切換裝置包括:
[0036]-一個開關，其旨在與所述電力供應網絡以及該濾波級串聯連接，當連接該第一電力供應網絡時所述開關采取“通”狀態并且當連接該第二電力供應網絡時采取“斷”狀態；以及
[0037]-該第二整流器級的這些開關，當連接該第一電力供應網絡時所述開關采取“斷”狀態并且當連接該第二電力供應網絡時采取“通”狀態。
[0038]根據本實施例的另一個特征，該切換裝置包括:
[0039]-該第一整流器級的一部分開關，當連接該第二電力供應網絡時，該第一整流器級的所述部分開關采取“斷”狀態；以及
[0040]-該第二整流器級的一部分開關，當連接該第一電力供應網絡時，該第二整流器級的所述部分開關采取“斷”狀態。
[0041]于是就無需再將專用開關用于切換，而重復使用了該第一和該第二整流器級的這些開關。
【附圖說明】
[0042]在研宄了實施例的詳述的、非限定性的描述以及附圖后，本發明的其他特征和優點將變得清楚，在附圖中:
[0043]-圖1示意性地展示了根據現有技術的一種用于為蓄電池充電的系統；并且
[0044]-圖2至圖4展