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CN115817231B - 电动汽车及其充电装置 - Google Patents

电动汽车及其充电装置 Download PDF

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CN115817231B
CN115817231B CN202211613744.1A CN202211613744A CN115817231B CN 115817231 B CN115817231 B CN 115817231B CN 202211613744 A CN202211613744 A CN 202211613744A CN 115817231 B CN115817231 B CN 115817231B
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Abstract

本公开关于一种电动汽车及其充电装置及电动汽车,所述电动汽车的充电装置包括:分别与充电桩的正极和负极相连的第一电机和第二电机,第一电机和第二电机用于提供等效电感,这样可以充分利用电动汽车的两个电机;分别与第一电机和第二电机相连的第一逆变器和第二逆变器,且第一逆变器和第二逆变器分别与电动汽车的电池相连;分别控制第一逆变器和第二逆变器的第一控制器和第二控制器,这样可以解决两个独立控制器需要开关频率级别通讯的问题。该电动汽车的充电装置即可以作为升压电路使用,以将充电桩提供的低电压转换为高电压,且能够降低电流纹波,还可以作为降压电路使用,以将高电压转换为低电压。

Description

电动汽车及其充电装置
技术领域
本公开涉及电动汽车技术领域,尤其涉及一种电动汽车及其充电装置。
背景技术
电动汽车高压充电技术分为两类:一类是高压快充,高压快充是通过地面的充电桩直接供给电动汽车的电池充电;另一类是市电慢充,市电慢充是通过车载充电器将市电220V交流电转换为直流的电池电压,以给电池充电。目前主要是应用高压快充技术给电池充电,市面上的充电桩普遍以适应400V级别的电池为主,充电电压较低,但是随着电池技术的发展,车辆会采用电压更高的电池如800V的电池。
因此,如何将充电桩提供的400V的低电压转换为如800V的高电压是目前亟待解决的问题。
发明内容
本公开提供一种电动汽车及其充电装置,以至少解决相关技术中的将充电桩所提供的400V的低电压转换为如800V的高电压的技术问题。本公开的技术方案如下:
根据本公开实施例的第一方面,提供一种电动汽车的充电装置,包括:分别与充电桩的正极和负极相连的第一电机和第二电机,所述第一电机和所述第二电机用于提供等效电感;分别与所述第一电机和所述第二电机相连的第一逆变器和第二逆变器,且所述第一逆变器和所述第二逆变器分别与所述电动汽车的电池相连;分别控制所述第一逆变器和所述第二逆变器的第一控制器和第二控制器,所述第一控制器用于对所述第一逆变器进行控制,所述第二控制器用于对所述第二逆变器进行控制。
在本公开的一个实施例中,所述第一电机和所述第一逆变器构成第一支路,所述第二电机和所述第二逆变器构成第二支路,其中,所述第一支路与所述电池串联,且所述第二支路与所述电池串联。
在本公开的一个实施例中,所述第一电机通过第一外接电感与所述充电桩的正极相连;
和/或,所述第二电机通过第二外接电感与所述充电桩的负极相连。
在本公开的一个实施例中,所述第一电机和所述第二电机为所述电动汽车的驱动电机。
在本公开的一个实施例中,所述第一电机和所述第二电机的中心抽头分别与所述充电桩的正极和负极相连,所述第一电机和所述第二电机的三相端分别与所述第一逆变器和所述第二逆变器相连。
在本公开的一个实施例中,所述第一控制器用于控制所述第一逆变器的上半桥处于导通状态,和所述第一逆变器的下半桥处于断开状态,且所述第二控制器用于控制所述第二逆变器的上半桥和下半桥交替导通。
在本公开的一个实施例中,所述第二控制器用于控制所述第二逆变器的下半桥处于导通状态,和所述第二逆变器的上半桥处于断开状态,且所述第一控制器用于控制所述第一逆变器的上半桥和下半桥交替导通。
在本公开的一个实施例中,所述第一逆变器和所述第二逆变器中的各开关管均并联续流二极管。
在本公开的一个实施例中,所述第一控制器用于控制所述第一逆变器的上半桥的各所述开关管和下半桥的各所述开关管均处于断开状态,且所述第二控制器用于控制所述第二逆变器的上半桥的各所述开关管和下半桥的各所示开关管交替导通。
在本公开的一个实施例中,所述第二控制器用于控制所述第二逆变器的上半桥的各所述开关管和下半桥的各所述开关管均处于断开状态,且所述第一控制器用于控制所述第一逆变器的上半桥的各所述开关管和下半桥的各所述开关管交替导通。
根据本公开实施例的第二方面,还提供了一种电动汽车,其包括本公开第一方面实施例提出的电动汽车的充电装置。
在本公开的一个实施例中,所述第一电机和所述第二电机分别为所述电动汽车的前驱动电机和后驱动电机。
在本公开的一个实施例中,所述第一电机和所述第二电机均为所述电动汽车的前驱动电机或后驱动电机。
本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果:
通过本公开的实施例,本公开的电动汽车的充电装置包括:分别与充电桩的正极和负极相连的第一电机和第二电机,第一电机和第二电机用于提供等效电感,该充电装置可以不外接电感,或仅外接一个较小的电感,有助于车辆减重,降低成本;分别与第一电机和第二电机相连的第一逆变器和第二逆变器,且第一逆变器和第二逆变器分别与电动汽车的电池相连;分别控制第一逆变器和第二逆变器的第一控制器和第二控制器,第一控制器用于对第一逆变器进行控制,第二控制器用于对第二逆变器进行控制,这样可以解决两个独立控制器需要开关频率级别通讯的问题。该电动汽车的充电装置使电动汽车上的两个电机被充分利用,即可以作为升压电路使用,以提升充电回路的电感值,将充电桩提供的400V的低电压转换为如800V的高电压,并且能够降低电流纹波,还可以作为降压电路使用,以降低放电回路的电感值,将电池的高电压如800V降低至如400V的低电压。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本公开的实施例,并与说明书一起用于解释本公开的原理,并不构成对本公开的不当限定。
图1是相关技术中的电动汽车的充电装置的示意图;
图2是根据本公开实施例的电动汽车的充电装置的示意图;
图3是根据本公开一个实施例的电动汽车的充电装置的电路图;
图4是根据本公开一个实施例的电动汽车的充电装置作为升压电路使用时的电感充磁阶段的示意图;
图5是根据本公开一个实施例的电动汽车的充电装置作为升压电路使用时的电感续流阶段的示意图;
图6是根据本公开另一个实施例的电动汽车的充电装置作为升压电路使用时的电感充磁阶段的示意图;
图7是根据本公开另一个实施例的电动汽车的充电装置作为升压电路使用时的电感续流阶段的示意图;
图8是根据本公开一个实施例的电动汽车的充电装置作为降压电路使用时的电感充磁阶段的示意图;
图9是根据本公开一个实施例的电动汽车的充电装置作为降压电路使用时的电感续流阶段的示意图;
图10是根据本公开另一个实施例的电动汽车的充电装置作为降压电路使用时的电感充磁阶段的示意图;
图11是根据本公开另一个实施例的电动汽车的充电装置作为降压电路使用时的电感续流阶段的示意图;
图12是根据本公开实施例的电动汽车的方框示意图;
图13是根据一示例性实施例示出的一种电动汽车的结构示意图;
图14是根据一示例性实施例示出的另一种电动汽车的结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域普通人员更好地理解本公开的技术方案,下面将结合附图,对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
需要说明的是,本公开的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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,以便这里描述的本公开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。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
下面参考附图描述本公开实施例的电动汽车的充电装置和电动汽车。
在介绍本公开实施例的电动汽车的充电装置之前,先来介绍下相关技术是如何将充电桩提供的400V电压转换为级别更高的电压如800V的。
电动汽车高压充电技术分为两类:一类是高压快充,高压快充是通过地面的充电桩直接供给电动汽车的电池充电;另一类是市电慢充,市电慢充是通过车载充电器将市电220V交流电转换为直流的电池电压,以给电池充电。目前主要是应用高压快充技术给电池充电,市面上的充电桩普遍以适应400V级别的电池为主,充电电压较低,但是随着电池技术的发展,车辆会采用电压更高级别的电池如800V的电池。
为了解决市面上已经大量铺设的400V充电桩不能匹配800V高压电池的情况,现有的技术方案包括以下几种:
第一种是铺设新的充电桩,新的充电桩要求供电电压范围较宽,既可以给400V电压等级电池充电,也可以给800V电压等级电池充电;
第二种是在电动汽车上安装独立的400V转800V的直流-直流转换器,以实现电压的转换;
第三种是利用电驱动系统的硬件实现400V转800V相同的功能。其实现原理如图1:电机的中心抽头与充电桩正极相连,电机的三相线与逆变器的三相桥的桥臂相连,三相桥直流侧正负极分别与电动汽车的电池正负极相连,构成三相交错(或不交错)并联升压的直流-直流转换器。该方案与上述第一种方案和第二种方案相比,复用了大部分电驱动系统的硬件,因此是400V升压至800V较为常见的解决方案。
但是,该方案在实践中也有缺点,由于电机的三相绕组并联,导致整体电感量较小,充电过程中会导致电流波纹较大。因此,不得不在外面设置一个电感(即外接电感),但是该电感体积和重量都比较大。
为了解决上述问题,本公开了一种新的电动汽车的充电装置,该充电装置充分利用了电动汽车上的两个电机,即可以作为升压电路使用,以提升充电回路的电感值,将充电桩提供的400V的低电压转换为如800V的高电压,并且能够降低电流纹波,还可以作为降压电路使用,以降低放电回路的电感值,将电池的高电压如800V降低至如400V的低电压。
图2是根据本公开实施例的电动汽车的充电装置的示意图。
如图2,本公开实施例的电动汽车的充电装置100,包括:第一电机101、第二电机102、第一逆变器103和第二逆变器104、第一控制器105和第二控制器106。
其中,第一电机101和第二电机102分别与充电桩200的正极和负极相连,第一电机101和第二电机102用于提供等效电感。第一逆变器103与第一电机101相连,第二逆变器104与第二电机102相连,且第一逆变器103和第二逆变器104分别与电动汽车的电池300相连。第一控制器105用于对第一逆变器103进行控制。第二控制器106用于对第二逆变器104进行控制。
在本公开的实施例中,第一电机101和第二电机102为电动汽车中的驱动电机,例如,第一电机101为电动汽车的前驱动电机,第二电机102为电动汽车的后驱动电机;又如,第一电机101为电动汽车的后驱动电机,第二电机102为电动汽车的前驱动电机;再如,当电动汽车的前驱动电机有两个时,第一电机101和第二驱动电机可均为电动汽车的前驱动电机;还如,当电动汽车的后驱动电机有两个时,第一电机101和第二驱动电机可均为电动汽车的后驱动电机。第一逆变器103和第二逆变器104分别采用三相全桥式逆变器;第一逆变器103采用三相半桥式逆变器,第二逆变器104采用三相全桥式逆变器;第一逆变器103采用三相全桥式逆变器,第二逆变器104采用三相半桥式逆变器。
在需要给电动汽车的电池300充电时,用户可以将充电桩200的充电枪与车辆相连,这样使得充电桩200的正负极分别与第一电机101和第二电机102相连,充电桩200通过充电装置100给电池300充电,此时的充电装置100作为升压电路使用。具体由第一控制器105控制第一逆变器103,和第二控制器106控制第二逆变器104,以使第一电机101和第二电机102为升压电路提供等效电感,以提升充电桩200的供电电压,这样便可实现充电桩200以400V的供电电压给电动汽车的电池300提供800V的供电电压。
在需要使用电动汽车的电池300供电时,充电装置100作为降压电路使用。具体由第一控制器105控制第一逆变器103,和第二控制器106控制第二逆变器104,以使第一电机101和第二电机102为降压电路提供等效电感,以降低电池300的供电电压,这样便可以实现将电池300的800V的供电电压降低至400V。
由此,本公开实施例的电动汽车的充电装置,包括:分别与充电桩的正极和负极相连的第一电机和第二电机,第一电机和第二电机用于提供等效电感,这样就无需外接电感,或者外接一个较小的电感,有助于车辆减重,降低成本;分别与第一电机和第二电机相连的第一逆变器和第二逆变器,且第一逆变器和第二逆变器分别与电动汽车的电池相连;分别控制第一逆变器和第二逆变器的第一控制器和第二控制器,第一控制器用于对第一逆变器进行控制,第二控制器用于对第二逆变器进行控制,这样可以解决两个独立控制器需要开关频率级别通讯的问题。由此,该电动汽车的充电装置使电动汽车上的两个电机被充分利用,即可以作为升压电路使用,以提升充电回路的电感值,将充电桩提供的400V的低电压转换为如800V的高电压,并且能够降低电流纹波,还可以作为降压电路使用,以降低放电回路的电感值,将电池的高电压如800V降低至如400V的低电压。
为使本领域技术人员更清楚地了解本公开,下面结合图3-图11对本公开的电动汽车的充电装置100的硬件结构进行说明。
如图3-图11所示,本公开实施例的电动汽车的充电装置100,由第一电机101和第一逆变器103构成第一支路,由第二电机102和第二逆变器104构成第二支路,其中,第一支路与电池300串联,且第二支路与电池300串联。
如图3-图11所示,第一电机101和第二电机102的中心抽头分别与充电桩200的正极和负极相连,第一电机101和第二电机102的三相(U相、V相、W相)端分别与第一逆变器103和第二逆变器104相连。
其中,第一电机101的U相等效电感为LA1,第一电机101的V相等效电感为LB1,第一电机101的W相等效电感为LC1。第一逆变器103的上半桥包括第一开关管M11、第二开关管M12和第三开关管M13,第一逆变器103的下半桥包括第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16。第二电机102的U相等效电感为LA2,第二电机102的V相等效电感为LB2,第二电机102的W相等效电感为LC2。第二逆变器104的上半桥包括第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23,第二逆变器104的下半桥包括第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26。第一逆变器103的第一开关管M11、第二开关管M12、第三开关管M13、第四开关管M14、第五开关管M15、第六开关管M16的控制端均与第一控制器105(图3-图7中未示出第一控制器105)相连,以及第二逆变器104的第一开关管M21、第二开关管M22、第三开关管M23、第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26的控制端均与第二控制器106(图3-图7中未示出第二控制器106)连接。
下面结合本公开的示例对通过电动汽车的充电装置100将充电桩的电压升高的过程进行说明。
示例一:
第一控制器105用于控制第一逆变器103的上半桥处于导通状态,和第一逆变器103的下半桥处于断开状态,且第二控制器106用于控制第二逆变器104的上半桥和下半桥交替导通。
结合图4,电动汽车的充电装置100作为升压电路使用时的电感充磁阶段过程为:第一控制器105控制第一逆变器103的上半桥的第一开关管M11、第二开关管M12和第三开关管M13处于常通状态,以及下半桥的第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16处于常断状态,同时第二控制器106控制第二逆变器104的上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23处于导通状态,以及下半桥的第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26处于断开状态。此时,充电桩200给第一电机101的等效电感LA1、LB1、LC1和第二电机102的等效电感LA2、LB2、LC2充磁,即电感充磁阶段。
结合图5,电动汽车的充电装置100作为升压电路使用时的电感续流阶段过程为:第一控制器105控制第一逆变器103的上半桥的第一开关管M11、第二开关管M12和第三开关管M13处于常通状态,以及下半桥的第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16处于常断状态,同时第二控制器106控制第二逆变器104的上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23处于断开状态,以及下半桥的第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26处于导通状态。此时,第一电机101的等效电感LA1、LB1、LC1和第二电机102的等效电感LA2、LB2、LC2产生的电动势如400V与充电桩200提供的供电电压如400V叠加,给电动汽车的电池300供电,即可以给电动汽车的电池提供800V的电压。
示例二:
第二控制器106用于控制第二逆变器104的下半桥处于导通状态,和第二逆变器104的上半桥处于断开状态,且第一控制器105用于控制第一逆变器103的上半桥和下半桥交替导通。
结合图6,电动汽车的充电装置100作为升压电路使用时的电感充磁阶段过程为:第二控制器106控制第二逆变器104的下半桥的第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26处于常通状态,以及上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23处于常断状态,同时,第一控制器105控制第一逆变器103的下半桥的第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16处于导通状态,以及上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23处于断开状态。此时,充电桩200给第一电机101的等效电感LA1、LB1、LC1和第二电机102的等效电感LA2、LB2、LC2充磁,即电感充磁阶段。
结合图7,电动汽车的充电装置100作为升压电路使用时的电感续流阶段过程为:第二控制器106控制第二逆变器104的下半桥的第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26处于常通状态,以及上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23处于常断状态,同时,第一控制器105控制第一逆变器103的下半桥的第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16处于断开状态,以及上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23处于导通状态。此时,第一电机101的等效电感LA1、LB1、LC1和第二电机102的等效电感LA2、LB2、LC2产生的电动势如400V与充电桩200提供的供电电压如400V叠加,给电动汽车的电池300供电,即可以给电动汽车的电池提供800V的电压。
需要说明的是,示例二的升压控制方式相当于切换了示例一升压电路中的主从关系。
由此,充电桩可以通过电动汽车的充电装置完成给电动汽车中电池的充电。
下面结合本公开的示例对通过电动汽车的充电装置100将电动汽车中电池进行降低的过程进行说明。
示例三:
第一控制器105用于控制第一逆变器103的上半桥处于导通状态,和第一逆变器103的下半桥处于断开状态,且第二控制器106用于控制第二逆变器104的上半桥和下半桥交替导通。
如图8所示,电动汽车的充电装置100作为降压电路使用时的电感充磁阶段过程为:第一控制器105控制第一逆变器103的上半桥的第一开关管M11、第二开关管M12和第三开关管M13处于常通状态,以及下半桥的第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16处于常断状态,同时第二控制器106控制第二逆变器104的下半桥的第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26处于导通状态,以及上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23处于断开状态。此时,电动汽车的电池300给第一电机101的等效电感LA1、LB1、LC1和第二电机102等效电感LA2、LB2、LC2充磁。
结合图9,电动汽车的充电装置100作为降压电路使用时的电感续流阶段过程为:第一控制器105控制第一逆变器103的上半桥的第一开关管M11、第二开关管M12和第三开关管M13处于常通状态,以及下半桥的第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16处于常断状态,同时第二控制器106控制第二逆变器104的上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23处于导通状态,以及下半桥的第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26处于断开状态。此时,第一电机101的等效电感LA1、LB1、LC1和第二电机102的等效电感LA2、LB2、LC2消耗400V电压,那么可将电动汽车的电池300的电压降低。
示例四:
第二控制器106用于控制第二逆变器104的下半桥处于导通状态,和第二逆变器104的上半桥处于断开状态,且第一控制器105用于控制第一逆变器103的上半桥和下半桥交替导通。
结合图10,电动汽车的充电装置100作为降压电路使用时的电感充磁阶段过程为:第一控制器105控制第一逆变器103的上半桥的第一开关管M11、第二开关管M12和第三开关管M13处于导通状态,以及下半桥的第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16处于断开状态,同时第二控制器106控制第二逆变器104的下半桥的第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26处于常通状态,以及上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23处于常断状态。此时,电动汽车的电池300给第一电机101的等效电感LA1、LB1、LC1和第二电机102等效电感LA2、LB2、LC2充磁。
结合图11,电动汽车的充电装置100作为降压电路使用时的电感续流阶段过程为:第一控制器105控制第一逆变器103的上半桥的第一开关管M11、第二开关管M12和第三开关管M13断开状态,以及下半桥的第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16处于导通状态,同时第二控制器106控制第二逆变器104的上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23处于常断状态,以及下半桥的第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26处于常通状态。此时,第一电机101的等效电感LA1、LB1、LC1和第二电机102的等效电感LA2、LB2、LC2消耗400V电压,那么可将电动汽车的电池300的电压降低。
需要说明的是,示例四的控制方式相当于切换了降压电路中的主从关系。
由此,电动汽车中的电池完通过电动汽车的充电装置可以降低电压。
为了获取更高的电压或者给更高电压的电池充电,可以在第一电机101的中心抽头和充电桩200的正极之间设置第一外接电感L(如图3至图11所示),和/或,在第二电机102的中心抽头和充电桩200的负极之间设置第二外接电感(图中未示出)。
参照图3至图11,第一逆变器103和第二逆变器104的各开关管均并联续流二极管。其中,关于第一逆变器103的部分,其上半桥的第一开关管M11对应设置一个续流二极管D11、第二开关管M12对应设置一个续流二极管D12、第三开关管M13对应设置一个续流二极管D13,其下半桥的第四开关管M14对应设置一个续流二极管D14、第五开关管M15对应设置一个续流二极管D15和第六开关管M16对应设置一个续流二极管D16。关于第二逆变器104的部分,其上半桥的第一开关管M21对应设置一个续流二极管D21、第二开关管M22对应设置一个续流二极管D22、第三开关管M23对应设置一个续流二极管D23,其下半桥的第四开关管M24对应设置一个续流二极管D24、第五开关管M25对应设置一个续流二极管D25和第六开关管M26对应设置一个续流二极管D26。
基于第一逆变器103和第二逆变器104的各开关管均并联续流二极管的前提下,对通过电动汽车的充电装置100将充电桩的电压升高的过程,还可通过下述示例五的控制过程实现。
示例五:
第一控制器105用于控制第一逆变器103的上半桥的各开关管和下半桥的各开关管均处于断开状态,同时第二控制器106用于控制第二逆变器104的上半桥的各开关管和下半桥的各开关管交替导通。
由于第一逆变器103中续流二极管在上电之后,各续流二极管处于导通状态,所以该示例五可以通过第一控制器105控制第一逆变器103的上半桥的第一开关管M11、第二开关管M12和第三开关管M13,以及下半桥的第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16均处于断开状态。同时,第二控制器106用于控制第二逆变器104的上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23,以及下半桥的第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26交替导通。即可将电动汽车的充电装置100作为升压电路或降压电路使用,以对应将充电桩的电压升高至电动汽车的电池所需的电压,或者将电动汽车的电池的电压降低。
需要说明的是,第二控制器106控制第二逆变器104的上半桥和下半桥交替导通的过程可见上述对示例一和实例三的说明,具体这里不再赘述。
基于第一逆变器103和第二逆变器104的各开关管均并联续流二极管的前提下,对通过电动汽车的充电装置100将电动汽车的电池300的电压降低的过程,还可通过下述示例六的控制过程实现。
示例六:
第二控制器106用于控制第二逆变器104的上半桥的各开关管和下半桥的各开关管均处于断开状态,同时第一控制器105用于控制第一逆变器103的上半桥的各开关管和下半桥的各开关管交替导通。
由于第二逆变器104中续流二极管在上电之后,各续流二极管处于导通状态,所以该示例六可以通过第二控制器106控制第一逆变器103的上半桥的第一开关管M21、第二开关管M22和第三开关管M23,以及下半桥的第四开关管M24、第五开关管M25和第六开关管M26均处于断开状态。同时,第一控制器105控制第一逆变器103的上半桥的第一开关管M11、第二开关管M12和第三开关管M13,以及下半桥的第四开关管M14、第五开关管M15和第六开关管M16交替导通。即可将电动汽车的充电装置100作为升压电路或降压电路使用,以对应将充电桩的电压升高至电动汽车的电池所需的电压,或者将电动汽车的电池的电压降低。
需要说明的是,第一控制器105控制第一逆变器103的上半桥和下半桥交替导通的过程可见上述对示例二和示例四的说明,具体这里不再赘述。
还需要说明的是,在上述各示例的描述中,逆变器的上半桥或下半桥都是同步导通或者同步断开的。在本公开的其它示例中,还可以控制逆变器的上半桥和下半桥采用错相驱动的方式,例如,不完全控制上半桥导通,仅控制与电机的U相和W相相连的逆变器的开关管导通,具体可以根据实际需要的电感值进行确定具体需要控制哪相的开关管,这些控制方式也均在本公开的保护范围之内。
综上所述,通过本公开的实施例,本公开的电动汽车的充电装置包括:分别与充电桩的正极和负极相连的第一电机和第二电机,第一电机和第二电机用于提供等效电感,该充电装置可以不外接电感,或仅外接一个较小的电感,有助于车辆减重,降低成本;分别与第一电机和第二电机相连的第一逆变器和第二逆变器,且第一逆变器和第二逆变器分别与电动汽车的电池相连;分别控制第一逆变器和第二逆变器的第一控制器和第二控制器,第一控制器用于对第一逆变器进行控制,第二控制器用于对第二逆变器进行控制,这样可以解决两个独立控制器需要开关频率级别通讯的问题。由此,该电动汽车的充电装置使电动汽车上的两个电机被充分利用,即可以作为升压电路使用,以提升充电回路的电感值,将充电桩提供的400V的低电压转换为如800V的高电压,并且能够降低电流纹波,还可以作为降压电路使用,以降低放电回路的电感值,将电池的高电压如800V降低至如400V的低电压。
图12是根据本公开实施例的电动汽车的方框示意图。
如图12,本公开实施例的电动汽车1000,包括:上述实施例提供的电动汽车的充电装置100。
其中,电动汽车通过电动汽车的充电装置100与充电桩200相连,实现充电桩200给电动汽车的电池300供电。
如图13,第一电机101和第二电机102可以分别为电动汽车的前驱动电机和后驱动电机。例如,第一电机101为电动汽车的前驱动电机,第二电机102为电动汽车的后驱动电机;或者,第一电机101为电动汽车的后驱动电机,第二电机102为电动汽车的前驱动电机。
如图14,第一电机101和第二电机102均为电动汽车的前驱动电机或后驱动电机。例如,当电动汽车的前驱动电机有两个时,第一电机101和第二驱动电机可均为电动汽车的前驱动电机;又如,当电动汽车的后驱动电机有两个时,第一电机101和第二驱动电机可均为电动汽车的后驱动电机。
其中,第一电机101的中心抽头与充电桩200的正极相连,第二电机102的中心抽头与充电桩200的负极,第一电机101和第二电机102分别与电动汽车的电池300串联。
需要说明的是,本公开的电动汽车中未披露的细节,请参考本公开实施例的电动汽车的充电装置中所披露的细节,具体这里不再赘述。
本公开实施例的电动汽车,通过利用各自的控制器解决两个独立控制器需要开关频率级别通讯的问题,并且通过充分将电动汽车上的两个电机利用,即可以将充电桩提供的400V的低电压转换为如800V的高电压,并且能够降低电流纹波,还可以将电池的高电压如800V降低至如400V的低电压。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种电动汽车的充电装置,其特征在于,包括:
分别与充电桩的正极和负极相连的第一电机和第二电机,所述第一电机和所述第二电机用于提供等效电感;
分别与所述第一电机和所述第二电机相连的第一逆变器和第二逆变器,且所述第一逆变器和所述第二逆变器分别与所述电动汽车的电池相连;
分别控制所述第一逆变器和所述第二逆变器的第一控制器和第二控制器,所述第一控制器用于对所述第一逆变器进行控制,所述第二控制器用于对所述第二逆变器进行控制;
其中,所述第一控制器用于控制所述第一逆变器的上半桥的各开关管和下半桥的各开关管均处于断开状态,且所述第二控制器用于控制所述第二逆变器的上半桥的各所述开关管和下半桥的各所述开关管交替导通。
2.如权利要求1所述的充电装置,其特征在于,所述第一电机和所述第一逆变器构成第一支路,所述第二电机和所述第二逆变器构成第二支路,其中,所述第一支路与所述电池串联,且所述第二支路与所述电池串联。
3.如权利要求1所述的充电装置,其特征在于,所述第一电机通过第一外接电感与所述充电桩的正极相连;
和/或,所述第二电机通过第二外接电感与所述充电桩的负极相连。
4.如权利要求1所述的充电装置,其特征在于,所述第一电机和所述第二电机为所述电动汽车的驱动电机。
5.如权利要求1所述的充电装置,其特征在于,所述第一电机和所述第二电机的中心抽头分别与所述充电桩的正极和负极相连,所述第一电机和所述第二电机的三相端分别与所述第一逆变器和所述第二逆变器相连。
6.如权利要求1-5任一项所述的充电装置,其特征在于,其中,
所述第一控制器用于控制所述第一逆变器的上半桥处于导通状态,和所述第一逆变器的下半桥处于断开状态,且所述第二控制器用于控制所述第二逆变器的上半桥和下半桥交替导通。
7.如权利要求1-5任一项所述的充电装置,其特征在于,其中,
所述第二控制器用于控制所述第二逆变器的下半桥处于导通状态,和所述第二逆变器的上半桥处于断开状态,且所述第一控制器用于控制所述第一逆变器的上半桥和下半桥交替导通。
8.如权利要求1-5任一项所述的充电装置,其特征在于,所述第一逆变器和所述第二逆变器中的各开关管均并联续流二极管。
9.如权利要求8所述的充电装置,其特征在于,其中,
所述第二控制器用于控制所述第二逆变器的上半桥的各所述开关管和下半桥的各所述开关管均处于断开状态,且所述第一控制器用于控制所述第一逆变器的上半桥的各所述开关管和下半桥的各所述开关管交替导通。
10.一种电动汽车,其特征在于,包括:如权利要求1-9任一项所述的充电装置。
11.如权利要求10所述的电动汽车,其特征在于,所述第一电机和所述第二电机分别为所述电动汽车的前驱动电机和后驱动电机。
12.如权利要求10所述的电动汽车,其特征在于,所述第一电机和所述第二电机均为所述电动汽车的前驱动电机或后驱动电机。
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