CN114290927B - 一种能量转换装置、动力系统及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供了一种能量转换装置、动力系统及车辆，该能量转换装置包括第一开关组，第二开关组，第三开关组，三相变换器，电机线圈，桥臂电路和三端口变换器。该能量转换装置集成了交流充电、电机驱动和直流充电功能，安装在电动汽车上能够提高汽车集成度，简化电动汽车结构布局，降低电动汽车成本和体积。

Description

一种能量转换装置、动力系统及车辆

技术领域

本申请实施例涉及能源技术领域，尤其涉及一种能量转换装置、动力系统及车辆。

背景技术

在能源技术领域，电动汽车的充电技术一直是研究人员的重要研发方向。电动汽车上不仅有充电相关的充电器、电池，还有搭载的多种电机，例如驱动汽车行走的电机、空调压缩机里面的电机等。电动汽车上的这些功能组件都是单独的布局，导致电动汽车结构布局复杂，集成度低，体积大，成本高。

为提高汽车集成度，简化电动汽车结构布局，降低电动汽车成本和体积，有必要对电动汽车的充电功能和电机驱动功能进行集成。

发明内容

本申请实施例提供了一种能量转换装置、动力系统及车辆，该装置集成了充电功能和电机驱动功能，安装在电动汽车上能够提高汽车集成度，简化电动汽车结构布局，降低电动汽车成本和体积。

第一方面，本申请实施例提供一种能量转换装置，包括第一开关组，第二开关组，第三开关组，三相变换器，电机线圈，桥臂电路和三端口变换器；三相变换器的直流端通过第一开关组与第一电池的输出端连接；三相变换器的交流端连接电机线圈；三相变换器的直流端还连接桥臂电路的直流端；桥臂电路的交流端通过第三开关组连接交流充电口；电机线圈的汇流端通过第三开关组连接交流充电口；三端口变换器的第一端连接第一电池的输入端，三端口变换器的第二端连接桥臂电路的直流端，三端口变换器的第三端连接第二电池；第一电池的输入端通过第二开关组连接直流充电口。该能量转换装置在第一开关组断开，第二开关组断开，第三开关组闭合时，可以进行交流充电；在第一开关组闭合，第二开关组断开，第三开关组断开时，可以进行电机驱动；在第一开关组断开，第二开关组闭合，第三开关组断开时，可以进行直流充电。因此，该能量转换装置集成了交流充电、电机驱动和直流充电功能，安装在电动汽车上能够提高汽车集成度，简化电动汽车结构布局，降低电动汽车成本和体积。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，第一开关组和第二开关组由接触器K1和接触器K2组成；接触器K1的一端连接第一电池的第一端，接触器K1的其中两个触点分别连接三相变换器的第一直流端，直流充电口的第一接口；接触器K2的一端连接第一电池的第二端，接触器K2的其中两个触点分别连接三相变换器的第二直流端，直流充电口的第二接口。在该实现方式中，接触器K1和接触器K2均有三个触点状态；当接触器K1和接触器K2均处于第一触点状态时，第一开关组闭合，第二开关组断开；当接触器K1和接触器K2均处于第二触点状态时，第一开关组和第二开关组均断开；当接触器K1和接触器K2均处于第三触点状态时，第二开关组闭合，第一开关组断开。该实现方式采用两个触发器即可完成上述第一开关组和第二开关组的功能，进一步提高了能量转换装置的集成度。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，三端口变换器的第一端通过第四开关组连接第一电池的输入端。在该实现方式中，第四开关组可以用于控制三端口变换器与第一电池之间的导通和关断，使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，第四开关组内嵌在第一电池内部。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，第四开关组包括第五开关和第六开关；第五开关与一电阻串联后与第六开关并联；第六开关串联在第一电池的输入端与三端口变换器的第一端之间。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，第五开关和第六开关具体为继电器。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，第一开关组内嵌在第一电池内部。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，桥臂电路包括两个串联的电容或两个串联的二极管或两个串联的开关管。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

结合第一方面，在本申请实施例的一种实现方式中，三端口变换器包括第一变换器，第二变换器，第三变换器和变压器；第一变换器的一端连接三端口变换器的第一端，第一变换器的另一端连接变压器的第一绕组；第二变换器的一端连接三端口变换器的第二端，第二变换器的另一端连接变压器的第二绕组；第三变换器的一端连接三端口变换器的第三端，第三变换器的另一端连接变压器的第三绕组。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

第二方面，本申请实施例提供一种动力系统，包括电机和如第一方面的能量转换装置；能量转换装置的电机线圈用于驱动电机。

结合第二方面，在本申请实施例的一种实现方式中，该动力系统还包括减速器；减速器与电机接合，用于控制电机转速。该实现方式使得本申请实施例提供的方案更具全面性。

第三方面，本申请实施例提供一种车辆，包括如第一方面的能量转换装置或包括如第二方面的动力系统。

附图说明

图1为本申请实施例提供的能量转换装置的示意图；

图2a为本申请实施例提供的三相变换器、电机线圈和桥臂电路的三种实现方式之一的示意图；

图2b为本申请实施例提供的三相变换器、电机线圈和桥臂电路的三种实现方式之二的示意图；

图2c为本申请实施例提供的三相变换器、电机线圈和桥臂电路的三种实现方式之三的示意图；

图3为本申请实施例提供的磁集成三端口变换器的示意图；

图4为本申请实施例提供的开关组的一种示意图；

图5a为本申请实施例提供的触发器组合的示意图；

图5b为本申请实施例提供的单个触发器的内部结构示意图；

图6为本申请实施例提供的另一种能量转换装置的示意图；

图7为本申请实施例提供的第四开关的示意图；

图8为本申请实施例提供的第一个应用例的示意图；

图9为本申请实施例提供的第二个应用例的示意图；

图10为本申请实施例提供的第三个应用例的示意图；

图11为本申请实施例提供的一种动力系统的示意图；

图12为本申请实施例提供的一种电动汽车的示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种能量转换装置、动力系统及车辆，该装置集成了充电功能和电机驱动功能，安装在电动汽车上能够提高汽车集成度，简化电动汽车结构布局，降低电动汽车成本和体积。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必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，以便这里描述的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。此外，术语“包括”和“对应于”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

为了下述各实施例的描述清楚简洁，首先给出相关技术的简要介绍：

对于电动汽车的充电功能和电机驱动功能的集成，一般有两类方案。其中一类方案是非隔离型的集成充电方案，非隔离型充电即充电口到高压电池之间无变压器进行隔离。即这种充电方案高压电池和充电口是直接的电气连接关系，存在一定的安规风险，目前电动汽车上基本不采用这种非隔离型的充电方案。

另一类方案是隔离型的集成充电方案，即充电口和高压电池之间的变压电路至少有一个变压器进行隔离。交流口输入后进行整流再升压，后级再进行隔离变换给高压电池充电。这类隔离型充电方案无论是单独的充电方案还是集成式的充电方案都是目前电动汽车充电的主要形式。

随着电动车技术的发展，对长续航要求越来越高，因此对电池的容量提出了更高的要求，电池电压也越来越高。因此，越来越多的电动汽车采用高压电池来为汽车行驶提供能量。并且，电动汽车还配备有低压电池来为汽车上的电子设备供电。兼顾电动汽车上的高压电池和低压电池，本申请实施例提出了一种能量转换装置，动力系统及车辆，能够对电动汽车的充电功能和电机驱动功能进行集成，提高汽车集成度，简化电动汽车结构布局，降低电动汽车成本和体积。

图1为本申请实施例提供的能量转换装置的示意图。该能量转换装置集成了充电功能和电机驱动功能。该能量转换装置包括第一开关组，第二开关组，第三开关组，三相变换器，电机线圈，桥臂电路和三端口变换器。以下就该能量转换装置的各个部件进行详细的介绍：

一、第一电池和第二电池；

在本申请实施例中，第一电池可以是高压电池，第二电池可以是低压电池。其中，高压电池一般用于给电机驱动提供电能，低压电池一般给车辆上的电子设备提供电能。高压电池的输出电压一般可达几百伏，而低压电池的输出电压一般为12V。

第一电池的输出端通过第一开关组连接三相变换器。当能量转换装置切换到电机驱动模式时，第一开关组闭合，第一电池输出的电能通过三相变换器传输到电机线圈，给电机驱动。

第一电池的输入端连接到三端口变换器的第一端。当能量转换装置切换到交流充电模式时，第三开关组闭合，交流充电口输入的电能经过第三开关组、复用的电机线圈、三相变换器、桥臂电路、三端口变换器到达第一电池，实现第一电池的充电。可以理解的是，交流充电口输入的电能也可以经过第三开关组、复用的电机线圈、三相变换器、桥臂电路、三端口变换器给第二电池充电。

第一电池的输入端还可以通过第二开关组连接直流充电口。当能量转换装置切换到直流充电模式时，第二开关组闭合，直流充电口输入的电能可以通过第二开关组到达第一电池，给第一电池充电。

因此，本申请实施例的能量转换装置一共有三种工作模式，分别是电机驱动模式，交流充电模式和直流充电模式，为防止各个模式冲突，各个开关组可按照表1的示例进行闭合或断开。

表1

第一开关组	第二开关组	第三开关组	工作模式
				断开	断开	闭合	交流充电模式
闭合	断开	断开	电机驱动模式
				断开	闭合	断开	直流充电模式

由上述描述可知，本申请实施例提供的能量转换装置采用简单的电路结构即可实现三种模式，并且将电动汽车的充电功能和电机驱动功能进行了集成，提高了汽车集成度，简化了电动汽车结构布局，降低了电动汽车成本和体积。

在一些实施例中，能量转换装置在交流充电模式时，也支持将第一电池的能量逆变转化为交流电，通过交流充电口给其它设备供电。

二、三相变换器、电机线圈和桥臂电路；

在本申请实施例中，当能量转换装置处于电机驱动模式时，三相变换器的功能是将第一电池的高压直流电转换为三相交流电输出至电机线圈，以驱动电机。在本申请实施例中，电机可以是驱动汽车行走的电机也可以是电动汽车上空调压缩机用的电机，或者电动汽车上其他类似电机，本申请实施例对该电机的具体作用不做限定。

当能量转换装置处于交流充电模式时，三相变换器与桥臂电路配合作为整流器(AC/DC变换器)将交流充电口输入的交流电转换为直流电(一般是进行整流和升压)。然后直流电可以通过三端口变换器传输至第一电池，实现第一电池的充电。

为实现上述功能，三相变换器可以是三相三桥臂变换器，也可以是三相四桥臂变换器，本申请实施例对此不做限定。而桥臂电路可以是两个串联的电容或两个串联的二极管或两个串联的开关管。桥臂电路的两个直流端还可以并联一个电容。请参阅图2a，图2b和图2c，图2a，图2b和图2c为本申请实施例提供的三相变换器、电机线圈和桥臂电路的三种实现方式。

如图2a所示，三相变换器201的三个交流端分别连接到电机线圈203的三个绕组上。电机线圈203的三个绕组的汇流端通过第三开关组连接交流充电口。桥臂电路202包括两个串联的电容，并且两个串联的电容与另一电容并联。两个串联的电容的中间为桥臂电路202的交流端，通过第三开关组连接交流充电口。两个串联的电容的两端为桥臂电路202的直流端，与三相变换器201的直流端连接。其中，三相变换器201的直流端包括第一直流端2011和第二直流端2012。

如图2b所示，三相变换器201的三个交流端分别连接到电机线圈203的三个绕组上。电机线圈203的三个绕组的汇流端通过第三开关组连接交流充电口。桥臂电路202包括两个串联的开关管，并且两个串联的开关管与另一开关管并联。两个串联的开关管的中间为桥臂电路202的交流端，通过第三开关组连接交流充电口。两个串联的开关管的两端为桥臂电路202的直流端，与三相变换器201的直流端连接。

如图2c所示，三相变换器201的三个交流端分别连接到电机线圈203的三个绕组上。电机线圈203的三个绕组的汇流端通过第三开关组连接交流充电口。桥臂电路202包括两个串联的二极管，并且两个串联的二极管与另一二极管并联。两个串联的二极管的中间为桥臂电路202的交流端，通过第三开关组连接交流充电口。两个串联的二极管的两端为桥臂电路202的直流端，与三相变换器201的直流端连接。

三、三端口变换器；

如图1所示，在本申请实施例中，三端口变换器的第一端连接第一电池的输入端，三端口变换器的第二端连接桥臂电路的直流端，三端口变换器的第三端连接第二电池。

具体地，三端口变换器可以是常见的三端口直流变换器，也可以是本申请实施例提供的如图3所示的磁集成三端口变换器。

如图3所示，三端口变换器包括第一变换器301，第二变换器302，第三变换器303和变压器304；第一变换器301的一端连接三端口变换器的第一端，第一变换器301的另一端连接变压器304的第一绕组；第二变换器302的一端连接三端口变换器的第二端，第二变换器302的另一端连接变压器304的第二绕组；第三变换器303的一端连接三端口变换器的第三端，第三变换器303的另一端连接变压器304的第三绕组。并且，三端口变换器的第三端连接第二电池305。

在本申请实施例中，第一变换器301用于三端口变换器第一端的直流电转换为交流电传输到变压器304的第一绕组，并通过变压器304转换到三端口变换器内部的其他变换器。或将来自三端口变换器内部的其他变换器的交流电能转换为直流电能通过三端口变换器第一端传输出去。

同理，第二变换器302用于三端口变换器第二端的直流电转换为交流电传输到变压器304的第二绕组，并通过变压器304转换到三端口变换器内部的其他变换器。或将来自三端口变换器内部的其他变换器的交流电能转换为直流电能通过三端口变换器第二端传输出去。

同理，第三变换器303用于三端口变换器第三端的直流电转换为交流电传输到变压器304的第二绕组，并通过变压器304转换到三端口变换器内部的其他变换器。或将来自三端口变换器内部的其他变换器的交流电能转换为直流电能通过三端口变换器第二端传输至第二电池305。

可以理解的是，变压器304的三个绕组可以分别是不同的匝数，以配合三端口变换器的第一端、第二端和第三端的电压倍率。

四、第一开关组、第二开关组和第三开关组；

在本申请实施例中，开关组(包括第一开关组、第二开关组和第三开关组)可以包括多个开关，以同时控制多个端口的闭合断开。示例性的，图4为本申请实施例提供的开关组的一种示意图。如图4所示，开关组可以包括开关K1和开关K2，分别控制两条线路的导通和关断。

在本申请实施例中，多个开关组可以集成为两个触发器。如图5a所示，触发器组合500包括触发器501和触发器502。触发器501的一端(即左侧端口)连接第一电池的第一端，触发器501的触点1连接三相变换器的第一直流端，触点2不连接其他器件，触点3连接直流充电口的第一接口。触发器502的一端(即左侧端口)连接第一电池的第二端，触发器501的触点1连接三相变换器的第二直流端，触点2不连接其他器件，触点3连接直流充电口的第二接口。可以理解的是，第一电池的第一端和第二端可以是第一电池的正负极连接端，且第一电池的第一端和第二端能够实现输入输出功能(可通过电池控制芯片实现)。三相变换器的第一直流端和第二直流端可以如上述图2a所示的第一直流端2011和第二直流端2012。

图5b为单个触发器的内部结构示意图。该触发器的一端可以连接器件，另一端可以通过三个触点分别连接不同的器件，也可以不连接任何器件。当触发器处于不同的触点状态时，可以实现不同的连接。

因此，如图5a所示的触发器组合500，在触发器501和触发器502同时处于第一触点状态(即触发器501和触发器502均接至触点1)时，第一电池可以通过触发器组合500连接到三相变换器，相当于第一开关组闭合，第二开关组断开。在触发器501和触发器502同时处于第二触点状态(即触发器501和触发器502均接至触点2)时，第一电池通过触发器组合500没有连接到任何器件，相当于第一开关组和第二开关组均断开。在触发器501和触发器502同时处于第三触点状态(即触发器501和触发器502均接至触点3)时，第一电池可以通过触发器组合500连接到直流充电口，相当于第一开关组断开，第二开关组闭合。

在本申请实施例中，触发器501和触发器502可以是大电流接触器，以承受直流充电口的大电流。

在一些实施例中，如图1所示的能量转换装置还可以在第一电池和三端口变换器之间设置第四开关组。即第四开关组串联在第一电池的输入端和三端口变换器的第一端之间，如图6所示。

在如图6所示的实施例中，当第四开关组闭合时，第一电池的电能也可以通过第四开关组、三端口变换器到达第二电池，给第二电池充电，实现交流充电。当第四开关组断开时，第一电池与三端口变换器断开连接。

在如图6所示的实施例中，在能量转换装置的电机驱动模式和直流充电模式中，第四开关组既可以闭合，也可以断开。当第四开关组闭合时，第一电池的电能可以通过XXX、三端口变换器到达第二电池，给第二电池充电。若第四开关组断开，则第一电池无法给第二电池充电。

在如图6所示的实施例中，第四开关组可以包括开关K3，电阻R1和开关K4，如图7所示。其中，开关K3与电阻R1串联后与开关K4并联在同一条线路，用于控制该线路的导通和关断。此时开关组中的另一条线路可以不需要开关来控制。

在上述实施例中，在一些情况下，上述的触发器也可以用继电器或者其他开关代替，本申请实施例对此不做限定。

根据上述实施例，本申请还提供几种应用场景如下：

图8为本申请实施例提供的第一个应用例的示意图。如图8所示，该应用例包括高压电池801、三相桥臂变换器802、直流母线电容803、磁集成三端口变换器804、低压电池805、直流快充充电口806、电机线圈807、交流滤波器808、交流充电口809、触发器K1、触发器K2、触发器K3和触发器K4。

在本应用例中，高压电池801与前述图1对应的各个实施例中的第一电池类似，此处不再赘述。三相桥臂变换器802与前述图1对应的各个实施例中的三相变换器的其中一种实现方式(图2a对应的实现方式)类似，此处不再赘述。直流母线电容803与前述图1对应的各个实施例中的桥臂电路的其中一种实现方式类似，即图2c对应的实现方式，本申请在此不做赘述。磁集成三端口变换器804与前述图1对应的各个实施例中的三端口变换器的其中一个实现方式(图3对应的实现方式)类似，此处不再赘述。低压电池805与前述图1对应的各个实施例中的第二电池类似，此处不再赘述。直流快充充电口806与前述图1对应的各个实施例中的直流充电口类似，此处不再赘述。电机线圈807与前述图1对应的各个实施例中的电机线圈类似，此处不再赘述。交流充电口809与前述图1对应的各个实施例中的交流充电口类似，此处不再赘述。

交流滤波器808为用于对从交流充电口809输入的交流电进行滤波处理。交流滤波器808与传统的交流滤波设备类似，此处不再赘述。

触发器K1和触发器K2组成第一开关组和第二开关组的开关组合，具体地，与前述图5a所示的触发器组合500类似，触发器K1与前述图5a所示的触发器501类似，触发器K2与前述图5a所示的触发器502类似，此处不再赘述。

触发器K3和触发器K4组成的开关组与前述图4对应的开关组类似，此处不再赘述。

在本应用例中，由于和直流快充功能进行集成，因此触发器K1和触发器K2可以是大电流接触器，此方案比较适合于充电和驱动电机行走的控制器进行集成。

图9为本申请实施例提供的第二个应用例的示意图。如图9所示，该应用例包括直流快充充电口901、高压电池902、三相桥臂变换器903、直流母线电容904、磁集成三端口变换器905、低压电池906、电机线圈907、交流滤波器908、交流充电口909、触发器K1、触发器K2、触发器K3、触发器K4、触发器K5、触发器K6、触发器K7、触发器k8和电阻R1。

在本应用例中，高压电池902与前述图1对应的各个实施例中的第一电池类似，此处不再赘述。三相桥臂变换器903与前述图1对应的各个实施例中的三相变换器的其中一种实现方式(图2a对应的实现方式)类似，此处不再赘述。直流母线电容904与前述图1对应的各个实施例中的桥臂电路的其中一种实现方式类似，即图2c对应的实现方式，本申请在此不做赘述。磁集成三端口变换器905与前述图1对应的各个实施例中的三端口变换器的其中一个实现方式(图3对应的实现方式)类似，此处不再赘述。低压电池906与前述图1对应的各个实施例中的第二电池类似，此处不再赘述。直流快充充电口907与前述图1对应的各个实施例中的直流充电口类似，此处不再赘述。电机线圈907与前述图1对应的各个实施例中的电机线圈类似，此处不再赘述。交流滤波器908与前述图8对应的应用例中交流滤波器808类似，此处不再赘述。交流充电口909与前述图1对应的各个实施例中的交流充电口类似，此处不再赘述。

触发器K3和触发器K4组成类似图4的开关组，类似前述图1对应的各个实施例中的第一开关组，用于控制高压电池902与三相桥臂变换器903之间的导通和关断。在本应用例中，触发器K3和触发器K4可以是内嵌在高压电池902内部的开关(相当于图1中第一开关组内嵌在第一电池内部)。

触发器K1和触发器K2组成类似图4的开关组，用于在触发器K3和触发器K4均闭合时，控制直流快充充电口901与高压电池902之间的导通和关断。

触发器K5和触发器K6组成类似图4的开关组，类似前述图1对应的各个实施例中的第三开关组，用于控制交流充电口909的接入。

继电器K7、继电器K8和电阻R1组成与图7类似的开关组，用于控制高压电池902与磁集成三端口变换器905之间的导通和关断。

在本应用例中，触发器K3和触发器K4可以内嵌在高压电池902内部，因此通过从高压电池902引出两个接线端子，可以将磁集成三端口变换器905的高压输出端和高压电池902相连，同时仅增加小电流的继电器(继电器K7、继电器K8和电阻R1)进行控制其导通和关断，即可实现交流充电，直流充电和电机驱动三种功能。这里的电机可以是驱动汽车行走的电机也可以是电动汽车上空调压缩机用的电机，或者电动汽车上其他类似电机。

图10为本申请实施例提供的第三个应用例的示意图。该应用例包括：直流快充充电口1001、高压电池1002、三相桥臂变换器1003、直流母线电容1004、磁集成三端口变换器1005、低压电池1006、电机线圈1007、交流滤波器1008、交流充电口1009、触发器K1、触发器K2、触发器K3、触发器K4、触发器K5、触发器K6、触发器K7、触发器k8。

在本应用例中，高压电池1002与前述图1对应的各个实施例中的第一电池类似，此处不再赘述。三相桥臂变换器1003与前述图1对应的各个实施例中的三相变换器的其中一种实现方式(图2a对应的实现方式)类似，此处不再赘述。直流母线电容1004与前述图1对应的各个实施例中的桥臂电路的其中一种实现方式类似，即图2c对应的实现方式，本申请在此不做赘述。磁集成三端口变换器1005与前述图1对应的各个实施例中的三端口变换器的其中一个实现方式(图3对应的实现方式)类似，此处不再赘述。低压电池1006与前述图1对应的各个实施例中的第二电池类似，此处不再赘述。直流快充充电口1007与前述图1对应的各个实施例中的直流充电口类似，此处不再赘述。电机线圈1007与前述图1对应的各个实施例中的电机线圈类似，此处不再赘述。交流滤波器1008与前述图8对应的应用例中交流滤波器808类似，此处不再赘述。交流充电口1009与前述图1对应的各个实施例中的交流充电口类似，此处不再赘述。

触发器K3和触发器K4组成类似图4的开关组，类似前述图6对应的各个实施例中的第四开关组，用于控制高压电池1002与磁集成三端口变换器1005之间的导通和关断。在本应用例中，触发器K3和触发器K4可以是内嵌在高压电池1002内部的开关(相当于图6中第四开关组内嵌在第一电池内部)。

触发器K1和触发器K2组成类似图4的开关组，用于在触发器K3和触发器K4均闭合时，控制直流快充充电口1001与高压电池1002之间的导通和关断。

触发器K5和触发器K6组成类似图4的开关组，类似前述图1对应的各个实施例中的第三开关组，用于控制交流充电口1009的接入。

继电器K7和继电器K8组成类似图4的开关组，类似前述图6对应的各个实施例中的第一开关组，用于控制高压电池1002与三相桥臂变换器1003之间的导通和关断。

在本应用例中，增加了继电器K7和继电器K8，通常由于交流充电的功率相对于驱动汽车行走的电机功率来说比较说比较小，而电动汽车上空调压缩机的功率和交流充电机的功率相当，因此将交流充电和空调压缩机控制进行集成，从而可以使得继电器K7和继电器K8选取比较小电流的继电器，可以取得更好的收益。

图11为本申请实施例提供的一种动力系统的示意图。该动力系统包括能量转换装置1101、电机1102和减速器1103。

该能量转换装置1101的内部电路与前述图1对应的各个实施例提供的能量转换装置类似，此处不再赘述。可以理解的是，该能量转换装置1101中的电机线圈同时也是电机1102的电机线圈。

该能量转换装置1101的外壳如图11所示，外壳上设置有直流充电口1104和交流充电口1105。直流充电口1104的旁边还标注了“+”“-”两个符号，用于表示直流充电口的正负极接口。直流充电口1104与能量转换装置1101内部电路的连接与前述图1、图6对应的各个实施例中的直流充电口或前述图8、图9、图10对应的各个应用例中的直流快充充电口类似，此处不再赘述。交流充电口1105与能量转换装置1101内部电路的连接与前述图1、图6对应的各个实施例中的交流充电口或前述图8、图9、图10对应的各个应用例中的交流充电口类似，此处不再赘述。

在本申请实施例中，该能量转换装置1101可以同时设置有直流充电口1104和交流充电口1105，也可以仅设置直流充电口1104或交流充电口1105，本申请实施例对此不做限定。

如图11所示，减速器1103与电机1102接合，用于控制电机1102的转速。减速器1103与其他电动汽车的减速器类似，此处不再赘述。

图12为本申请实施例提供的一种电动汽车的示意图。该电动汽车1200包括如前述图11对应的各个实施例提供的动力系统、汽车外壳，该动力系统设置在该汽车外壳内，该动力系统的直流充电口1201和交流充电口1202设置在汽车外壳上。该动力系统的电机连接电动汽车1200的车轮，用于驱动车轮转动，为电动汽车1200的行驶提供动力。

在本申请实施例中，直流充电口1201和交流充电口1202可以设置在汽车外壳的前后两侧，也可以设置在同一侧，本申请实施例对直流充电口1201和交流充电口1202的位置不做限定。

在本申请实施例中，电动汽车1200可以同时设置有直流充电口1104和交流充电口1105，也可以仅设置直流充电口1104或交流充电口1105，本申请实施例对此不做限定。

在另一些实施例中，电动汽车1200可以包括如前述图1对应的各个实施例提供的能量转换装置、电机、汽车外壳等。该能量转换装置的直流充电口1201和交流充电口1202设置在汽车外壳上。该电机连接电动汽车1200的车轮，用于驱动车轮转动，为电动汽车1200的行驶提供动力。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种能量转换装置，其特征在于，包括第一开关组，第二开关组，第三开关组，三相变换器，电机线圈，桥臂电路和三端口变换器；

所述三相变换器的直流端通过所述第一开关组与第一电池的输出端连接；

所述三相变换器的交流端连接电机线圈；

所述三相变换器的直流端还连接所述桥臂电路的直流端；

所述桥臂电路的交流端通过所述第三开关组连接交流充电口；

所述电机线圈的汇流端通过所述第三开关组连接所述交流充电口；

所述三端口变换器的第一端连接所述第一电池的输入端，所述三端口变换器的第二端连接所述桥臂电路的直流端，所述三端口变换器的第三端连接第二电池；

所述第一电池的输入端通过所述第二开关组连接直流充电口；

所述第一开关组和所述第二开关组由接触器K1和接触器K2组成；

所述接触器K1的一端连接所述第一电池的第一端，所述接触器K1包括第一触点、第二触点以及第三触点，所述第一触点连接所述三相变换器的第一直流端，所述第二触点不连接任何器件，所述第三触点连接所述直流充电口的第一接口；

所述接触器K2的一端连接所述第一电池的第二端，所述接触器K2包括第四触点、第五触点以及第六触点，所述第四触点连接所述三相变换器的第二直流端，所述第五触点不连接任何器件，所述第六触点连接所述直流充电口的第二接口。

2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述三端口变换器的第一端通过第四开关组连接所述第一电池的输入端。

3.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述第四开关组内嵌在所述第一电池内部。

4.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述第四开关组包括第五开关和第六开关；

所述第五开关与一电阻串联后与所述第六开关并联；

所述第六开关串联在所述第一电池的输入端与所述三端口变换器的第一端之间。

5.根据权利要求4所述的能量转换装置，其特征在于，所述第五开关和所述第六开关具体为继电器。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的能量转换装置，其特征在于，所述桥臂电路包括两个串联的电容或两个串联的二极管或两个串联的开关管。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的能量转换装置，其特征在于，所述三端口变换器包括第一变换器，第二变换器，第三变换器和变压器；

所述第一变换器的一端连接所述三端口变换器的第一端，所述第一变换器的另一端连接所述变压器的第一绕组；

所述第二变换器的一端连接所述三端口变换器的第二端，所述第二变换器的另一端连接所述变压器的第二绕组；

所述第三变换器的一端连接所述三端口变换器的第三端，所述第三变换器的另一端连接所述变压器的第三绕组。

8.一种动力系统，其特征在于，包括电机和权利要求1至7任意一项所述的能量转换装置；

所述能量转换装置的电机线圈用于驱动所述电机。

9.根据权利要求8所述的动力系统，其特征在于，还包括减速器；

所述减速器与所述电机接合，用于控制所述电机转速。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至7任意一项所述的能量转换装置或包括权利要求8或9的动力系统。