CN111347926B - 动力电池充放电装置、车辆及加热装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种动力电池充放电装置、车辆及加热装置，动力电池充电装置包括第一开关模块、三相逆变器、三相交流电机、储能模块、第二开关模块以及控制模块，控制模块将外部电源模块电压与动力电池电压进行对比，并根据对比结果通过控制第一开关模块、第二开关模块以及三相逆变器，使外部电源模块对动力电池进行升压充电、降压充电或者直接充电，还可以实现车辆内部的动力电池对用电模块进行升压充电、降压充电或者直接充电，同时使供电模块、三相逆变器以及三相交流电机组成加热电路，通过三相交流电机内部三相线圈和三相逆变器提供热源，加热换热介质后经过原冷却回路实现对车辆内待加热部件的加热，加热效率高，待加热部件升高快。

Description

动力电池充放电装置、车辆及加热装置

技术领域

本申请涉及汽车技术领域，尤其涉及一种动力电池充放电装置、车辆及加热装置。

背景技术

随着电动汽车的发展和快速普及，电动汽车动力电池的充电技术变得越来越重要，充电技术需要满足不同用户的需求，目前的升压充电电路一般是在充电桩和动力电池之间的正负母线增加一个可双向升降压的DC/DC桥式电路，低温电池加热一般是利用PTC加热器或者电热丝加热器在低温时对电池冷却回路的冷却液进行加热，通过冷却液来给电池电芯加热到预定温度。也有另一些方案是利用发动机控制器控制发动机在某一转速下匀速转动，且发动机带动发电机转动，通过发电机向动力电池单元快速充电及放电，达到预热电池包的目的。

对于利用发动机带动发电机转动给电池进行充放电来加热，只能应用于混合动力汽车，且发动机及发电机也会发出一定噪声，发动机也会排放污染废气。对于目前的升压充电电路需要单独增加DC/DC桥式电路以及相应的控制及检测电路等，增加了产品成本；对于使用PTC加热器加热电池，同样导致增加成本，且PTC加热器如果损坏后，导致二次成本增加。

发明内容

本申请的目的在于提供一种动力电池充放电装置、车辆及加热装置，以解决现有技术中存在对动力电池进行充电采用升压充电方式时需要增加升压电路以及对动力电池进行加热需要增加PTC加热器导致增加整个装置的体积和成本的问题，并且可实现车辆内动力电池升、降压充电和放电，具有任意车辆间的不同电压等级的电池间互相充电的补充电能的优势。

本申请是这样实现的，本申请第一方面提供一种动力电池充电装置，所述动力电池充电装置包括第一开关模块、三相逆变器、三相交流电机、储能模块、第二开关模块以及控制模块，所述动力电池充电装置通过所述第一开关模块连接至外部电源模块，所述动力电池充电装置通过所述第二开关模块连接至动力电池，所述三相逆变器连接在所述第一开关模块与所述第二开关模块之间，所述三相交流电机的三相线圈连接至所述三相逆变器的三相桥臂，所述储能模块的第一端连接所述三相交流电机的三相线圈的Y形连接点，所述储能模块的第二端与所述外部电源模块连接，所述储能模块的第三端与所述动力电池连接，所述控制模块分别与所述第一开关模块、所述三相逆变器、所述三相交流电机、所述第二开关模块以及所述储能模块连接；

所述控制模块将获取的所述外部电源模块的电压与获取的所述动力电池的电压进行对比，并根据对比结果通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述储能模块以及所述三相逆变器，使所述外部电源模块对所述动力电池进行升压充电、降压充电或者直接充电。

本申请第二方面提供一种动力电池放电装置，所述动力电池放电装置包括第一开关模块、三相逆变器、三相交流电机、储能模块、第二开关模块以及控制模块，所述动力电池放电装置通过所述第一开关模块连接至用电模块，所述动力电池放电装置通过所述第二开关模块连接至动力电池，所述三相逆变器连接在所述第一开关模块与所述第二开关模块之间，所述三相交流电机的三相线圈连接至所述三相逆变器的三相桥臂，所述储能模块的第一端连接所述三相交流电机的三相线圈的连接点，所述储能模块的第二端与所述用电模块连接，所述储能模块的第三端与所述动力电池连接，所述控制模块分别与所述第一开关模块、所述三相逆变器、所述三相交流电机、所述第二开关模块以及所述储能模块连接；

所述控制模块将获取的所述动力电池的电压与获取的所述用电模块的电压进行对比，并根据对比结果通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述储能模块以及所述三相逆变器，使所述动力电池对所述用电模块进行升压放电、降压放电或者直接放电。

本申请第三方面提供一种车辆的加热装置，所述加热装置包括开关模块、三相逆变器、三相交流电机、储能模块以及控制模块，所述加热装置通过所述开关模块连接至供电模块，所述三相交流电机的三相线圈连接至所述三相逆变器的三相桥臂，所述储能模块的第一端连接所述三相交流电机的三相线圈的Y形连接点，所述储能模块的第二端与所述供电模块连接，所述控制模块分别与所述开关模块、所述三相逆变器、所述三相交流电机以及所述储能模块连接；

所述控制模块获取待加热部件需要加热时，控制所述开关模块导通以及控制所述储能模块处于工作状态，并通过控制所述三相逆变器接收所述供电模块对所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行，以使所述储能模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机对流经所述储能模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个换热介质管线的换热介质进行加热。

本申请第四方面提供一种一种车辆，所述车辆还包括第一方面所述的动力电池充电装置或者第二方面所述的动力电池放电装置或者第三方面所述的加热装置。

本申请提出了一种动力电池充放电装置、车辆及加热装置，动力电池充电装置包括第一开关模块、三相逆变器、三相交流电机、储能模块、第二开关模块以及控制模块，控制模块将获取的外部电源模块的电压与动力电池的电压进行对比，并根据对比结果通过控制第一开关模块、第二开关模块以及三相逆变器，使外部电源模块对动力电池进行升压充电、降压充电或者直接充电，本申请技术方案实现了无论外部电源模块的电压高低，都可以给动力电池充电，并且兼容性适应性较强，同时不需要额外增加外部升压或者降压电路，减少了外加电路的成本，还可以实现车辆内部的动力电池对用电模块进行升压充电、降压充电或者直接充电，同时在充电的基础上使供电模块、三相逆变器以及三相交流电机组成加热电路，通过三相交流电机内部三相线圈和三相逆变器提供热源，加热换热介质后经过原冷却回路实现对车辆内待加热部件的加热，不需要使用发动机或者增加加热装置就可以实现提升待加热部件的温度，并且加热效率高，待加热部件升高快。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例一提供的动力电池充电装置的结构示意图；

图2是本申请实施例一提供的动力电池充电装置的另一结构示意图；

图3是本申请实施例一提供的动力电池充电装置的电路图；

图4是本申请实施例一提供的动力电池充电装置的电流路径图；

图5是本申请实施例一提供的动力电池充电装置的另一电流路径图；

图6是本申请实施例一提供的动力电池充电装置的另一电流路径图；

图7是本申请实施例一提供的动力电池充电装置的另一电流路径图；

图8是本申请实施例二提供的动力电池放电装置的结构示意图；

图9是本申请实施例二提供的动力电池放电装置的另一结构示意图；

图10是本申请实施例二提供的动力电池放电装置的电流路径图；

图11是本申请实施例二提供的动力电池放电装置的另一电流路径图；

图12是本申请实施例二提供的动力电池放电装置的另一电流路径图；

图13是本申请实施例二提供的动力电池放电装置的另一电流路径图；

图14是本申请实施例三提供的车辆的加热装置的结构示意图；

图15是本申请实施例三提供的车辆的加热装置的电流路径图；

图16是本申请实施例三提供的车辆的加热装置的另一电流路径图；

图17是本申请实施例三提供的车辆的加热装置的另一电流路径图；

图18是本申请实施例三提供的车辆的加热装置的另一电流路径图；

图19是本申请实施例六提供的一种车辆的结构示意图；

图20是本申请实施例六提供的一种车辆中的三相交流电机的内部结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

本申请实施例一提供一种动力电池充电装置，如图1所示，动力电池充电装置包括第一开关模块102、三相逆变器103、三相交流电机104、储能模块107、第二开关模块105以及控制模块108，动力电池充电装置通过第一开关模块102连接至外部电源模块101，动力电池充电装置通过第二开关模块105连接至动力电池106，三相逆变器103连接在第一开关模块102与第二开关模块105之间，三相交流电机104的三相线圈连接至三相逆变器103的三相桥臂，储能模块107的第一端连接三相交流电机104的三相线圈的Y形连接点，储能模块107的第二端与外部电源模块101连接，储能模块107的第三端与动力电池106连接，控制模块107分别与第一开关模块102、三相逆变器103、三相交流电机104、第二开关模块105以及储能模块107连接；

控制模块108将外部电源模块101的电压与动力电池106的电压进行对比，并根据对比结果通过控制第一开关模块102、第二开关模块105、储能模块107以及三相逆变器103，使外部电源模块101对动力电池106进行升压充电、降压充电或者直接充电。

其中，外部电源模块101可以是直流充电桩提供的直流电，也可以是单相、三相交流充电桩经过整流后输出的直流电；第一开关模块102用于使外部电源模块101与动力电池充电装置连接或者断开；三相交流电机104包括三相线圈，三相线圈连接于一个连接点，三相交流电机104可以是永磁同步电机或异步电机，并且该三相交流电机104为三相四线制，即在三相线圈的Y形连接点引出中性线，且中性线和储能模块107串联组成连接电路；三相逆变器103包括六个功率开关单元，功率开关可以是晶体管、IGBT、MOS管等器件类型，两个功率开关单元构成一相桥臂，共形成三相桥臂，每相桥臂中两个功率开关单元的连接点连接三相交流电机104中的一相线圈；第二开关模块105用于使动力电池106与动力电池充电装置连接或者断开；控制模块108可以采集动力电池106的电压、电流、温度、三相交流电机104的相电流、三相交流电机104绕组的温度、储能模块107的温度以及外部电源模块101的电压，控制模块108可以包括整车控制器、电机控制器的控制电路和BMS电池管理器电路，三者通过CAN线连接，控制模块108中的不同模块根据所获取的信息控制三相逆变器103中功率开关的导通和关断以实现不同电流回路的导通。

其中，当控制模块108检测到外部电源模块101接入电路时，例如，当直流充电枪插到直流充电桩接口时，控制模块108比较外部电源模块101的电压和动力电池106的电压大小，根据比较结果选择不同的充电方式对动力电池106进行充电，当外部电源模块101的最高输出低于动力电池106电压时，可以采用直流升压充电的方式为动力电池106进行充电，由于三相交流电机104的三相线圈和储能模块107可以存储电能，可以通过控制第一开关模块102、第二开关模块105以及三相逆变器103使外部电源模块101对三相交流电机104的三相线圈和储能模块107进行储能充电，再使外部电源模块101、储能模块107、三相交流电机104的三相线圈对动力电池106进行充电，在充电过程中由于储能模块107和三相交流电机104的三相线圈此时也输出电压，则将外部电源模块101输出的电压与储能模块107和三相线圈输出的电压进行叠加进而实现了对外部电源模块101的电压的升压，可以实现对动力电池106的正常充电；当控制模块108检测到外部电源模块101的最低输出电压高于动力电池106的电压时，控制模块108通过控制第一开关模块102、第二开关模块105以及三相逆变器103使外部电源对三相交流电机104、储能模块107以及动力电池106进行充电，再通过三相交流电机104和储能模块107对动力电池106电池进行放电，在充电过程中由于三相交流电机104和储能模块107的分压作用，以及放电过程中三相交流电机104和储能模块107的电压低于外部电源模块101的电压，可以实现对外部电源模块101的输出电压进行降压后对动力电池106进行充电，本申请实施例在三相交流电机中引出中性线，进而与动力电池、储能模块以及三相逆变器组成不同的充放电回路，通过控制模块检测到外部电源模块的最高输出电压低于动力电池电压时，采用原有的储能模块和三相交流电机对外部电源模块的电压进行升压后再给动力电池充电，控制模块检测到外部电源模块的最低输出电压高于动力电池电压时，采用原有的储能模块和三相交流电机对外部电源模块的电压进行降压后再给动力电池充电，控制模块检测到动力电池的电压位于外部电源模块的输出电压范围内时，直接对动力电池进行充电，实现了无论外部电源模块的电压高低，都可以给动力电池充电，并且兼容性适应性较强，同时不需要额外增加外部升压或者降压电路，减少了外加电路的成本。

作为一种实施方式，控制模块108检测到外部电源模块101的最高输出电压低于动力电池106的电压时，控制模块108通过控制第一开关模块102、第二开关模块105、储能模块107以及三相逆变器103，使外部电源模块101对储能模块107和三相交流电机104的三相线圈的储能过程以及外部电源模块101、储能模块107和三相交流电机104的三相线圈对动力电池106的充电过程交替进行，以使外部电源模块101对动力电池106进行升压充电。

其中，通过控制外部电源模块101对储能模块107和三相交流电机104的三相线圈的充电过程以及外部电源模块101、储能模块107和三相交流电机104的三相线圈对动力电池106的放电过程交替进行，使储能模块107和三相交流电机104的三相线圈存储电能后再输出电压，并与外部电源模块101输出的电压进行叠加，进而实现了对外部电源模块101的升压，可以实现外部电源模块101对动力电池106的正常充电。

进一步的，如图2所示，储能模块107包括第三开关123、第四开关124和储能器件130，储能器件130的第一端、第三开关123的第一端、第四开关124的第一端连接在一起，储能器件130的第二端为储能模块107的第一端，第三开关123的第二端为储能模块107的第二端，第四开关124的第二端为储能模块107的第三端。其中，第三开关123和第四开关124均与控制模块108连接。

进一步的，第一开关模块102包括第一开关121和第二开关122，第一开关121的第一端和第二开关122的第一端分别连接外部电源模块101的正极和负极；第二开关模块105包括第五开关125和第六开关126，第五开关125的第一端和第六开关126的第一端分别连接动力电池106的正极和负极；第二开关122的第二端、第五开关125的第二端以及三相逆变器103的第一端连接；第一开关121的第二端、第六开关126的第二端以及三相逆变器103的第二端连接。

在上述结构的基础上，在动力电池充电装置连接至外部电源模块101和动力电池106的状态，外部电源模块101、第三开关123、储能器件130、三相交流电机104、三相逆变器103以及121构成第一储能回路，外部电源模块101、第三开关123、储能器件130、三相交流电机104、三相逆变器103、第五开关125、动力电池106、第六开关126以及第一开关121构成第一充电回路；控制模块108检测到外部电源模块101的最高输出电压低于动力电池106的电压时，控制第一开关121、第三开关123、第五开关125以及第六开关126导通，并通过控制三相逆变器103使第一储能回路和第一充电回路交替导通。

其中，控制模块108控制第一开关121、第三开关123、第五开关125以及第六开关126导通，并向三相逆变器103输出PWM控制信号的导通时间段使外部电源模块101对该第一储能回路进行充电，之后PWM控制信号的关闭时间段控制第一充电回路导通，储能模块107和三相交流电机104均有电流输出，即在第一储能回路和第一充电回路交替导通的过程中，使三相逆变器103以及三相交流电机104先处于充电状态再处于放电状态，本实施方式中，通过设置第一开关、第三开关、第五开关以及第六开关，使外部电源模块、三相逆变器、三相交流电机以及动力电池形成储能和充电回路，并通过控制三相逆变器中不同的功率开关单元使第一储能回路和第一充电回路交替导通，实现了使外部电源模块对动力电池的升压充电。

作为另一种实施方式，控制模块108检测到外部电源模块101的最低输出电压高于动力电池106的电压时，控制模块108通过控制第一开关模块102、第二开关模块105、储能模块107以及三相逆变器103，使外部电源模块101对储能模块107、三相交流电机104的三相线圈和动力电池106的充电过程以及储能模块107和三相交流电机104的三相线圈对动力电池106的充电过程交替进行，以将外部电源模块101的充电电压进行降压后再对动力电池106进行充电。

请参见图2，在动力电池充电装置连接至外部电源模块101和动力电池106的状态，外部电源模块101、第二开关122、三相逆变器103、三相交流电机104、储能器件130、第四开关124、动力电池106、第六开关126以及第一开关121构成第一储能充电回路，三相交流电机104、储能器件130、第四开关124、动力电池106、第六开关126以及三相逆变器103构成第一续流充电回路；控制模块108检测到外部电源模块101的最低输出电压高于动力电池106的电压时，控制第一开关121、第二开关122、第四开关124以及第六开关126导通，并通过控制三相逆变器103使第一储能充电回路和第一续流充电回路交替导通，以使外部电源模块101对动力电池106进行降压充电。

其中，控制模块108控制第一开关121、第二开关122、第四开关124以及第六开关126导通，并向三相逆变器103输出PWM控制信号在导通时间段使外部电源模块101对该第一储能充电回路中的储能器件和动力电池同时进行储能和充电，之后在PWM控制信号的关闭时间段内控制第一续流充电回路导通，储能模块107和三相交流电机104均有电流输出，即在第一储能充电回路和第一续流充电回路交替导通的过程中，由于充电过程中三相交流电机104和储能模块107的分压作用，以及放电过程中三相交流电机104和储能模块107的电压低于外部电源模块101的最低输出电压，可以实现对外部电源模块101对动力电池106进行降压充电。

对于三相逆变器103，具体的，三相逆变器103包括第一功率开关单元、第二功率开关单元、第三功率开关单元、第四功率开关单元、第五功率开关以及第六功率开关，每个功率开关单元的控制端连接控制模块108，第一功率开关单元、第三功率开关单元以及第五功率开关单元的输入端共接为三相逆变器的第一端，第二功率开关单元、第四功率开关单元以及第六功率开关单元的输出端共接为三相逆变器的第二端，三相交流电机104的第一相线圈连接第一功率开关单元的输出端和第四功率开关单元的输入端，三相交流电机104的第二相线圈连接第三功率开关单元的输出端和第六功率开关单元的输入端，三相交流电机104的第三相线圈连接第五功率开关单元的输出端和第二功率开关单元的输入端。

其中，三相逆变器103中第一功率开关单元和第四功率开关单元构成A相桥臂，第三功率开关单元和第六功率开关单元构成B相桥臂，第五功率开关单元的输入端和第二功率开关单元构成C相桥臂，对三相逆变器103的控制方式可以是如下任一种或几种的组合：如可以实现A、B、C三相任一桥臂或任两桥臂，以及三桥臂共7种控制加热方式，灵活简单。通过桥臂的切换可以有利于实现加热功率的大中小选择，如对于小功率加热，可以选择任一相桥臂功率开关进行控制，且三相桥臂可以轮流切换，例如A相桥臂先单独工作，控制第一功率开关单元和第四功率开关单元实施加热一段时间，然后B相桥臂单独工作，控制第三功率开关单元和第六功率开关单元实施加热同样长的时间，再然后C相桥臂单独工作，控制第五功率开关单元和第二功率开关单元实施加热同样长的时间，再切换到A相桥臂工作，如此循环以实现三相逆变器103和三相线圈轮流通电发热，让三相发热更均衡；如对于中功率加热，可以选择任两相桥臂功率开关进行控制，且三相桥臂可以轮流切换，例如AB相桥臂先工作，控制第一功率开关单元、第四功率开关单元、第三功率开关单元和第六功率开关单元实施加热一段时间，然后BC相桥臂工作，控制第三功率开关单元、第六功率开关单元、第五功率开关单元和第二功率开关单元实施加热同样长的时间，再然后CA相桥臂工作，控制第五功率开关单元、第二功率开关单元、第一功率开关单元和第四功率开关单元实施加热同样长的时间，再然后切换到AB相桥臂工作，如此循环以实现三相逆变器103和三相线圈发热更均衡；如对于大功率加热，可以选择三相桥臂功率开关同步进行控制，且由于三相回路理论上均衡，从而三相电流均衡，实现三相逆变器103和三相线圈发热均衡三相电流为直流，其平均值基本一致，以及由于三相绕组对称，此时电机内部的三相合成磁动势基本为零，从而定子磁场基本为零，电机基本无转矩产生，这有利于大大减小传动系的应力。

下面通过具体的电路结构对本实施例技术方案进行具体说明：

图3为本实施例提供的动力电池充电装置的一种举例的电路图，为方便说明动力电池充电装置，上图忽略了其它电器设备，只考虑了外部电源模块101、储能模块107、动力电池106、三相逆变器103以及三相交流电机104，第一开关模块102包括开关K1和开关K2，第二开关模块105包括开关K5和开关K6，储能模块包括开关K3、开关K4和电感L，三相逆变器103中第一功率开关单元包括第一上桥臂VT1和第一上桥二极管VD1，第二功率开关单元包括第二下桥臂VT2和第二下桥二极管VD2，第三功率开关单元包括第三上桥臂VT3和第三上桥二极管VD3，第四功率开关单元包括第四下桥臂VT4和第四下桥二极管VD4，第五功率开关单元包括第五上桥臂VT5和第五上桥二极管VD5，第六功率开关单元包括第六下桥臂VT6和第六下桥二极管VD6，三相交流电机104是三相四线制，可以是永磁同步电机或异步电机，在三相线圈连结中点引出中性线，且中性线和电感L连接，电机三相线圈分别和三相逆变器103中的A、B、C上下桥臂之间连接，当控制模块108检测到外部电源模块101的最高输出电压低于动力电池106电压时，控制模块108的控制步骤具体包括：

步骤1，当直流充电枪插到直流充电桩接口时，电池管理器检测动力电池106的温度。

步骤2，判断当前动力电池106的温度是否低于预设温度。

步骤3，如果当前动力电池106的温度低于预设温度，则先进入动力电池106加热程序，将动力电池106的温度加热到高于预设温度。

步骤4，如果当前动力电池106的温度高于预设温度，则检测直流充电桩的最高输出电压Uin和动力电池106电压Udc，判断二者电压大小。

步骤5，当Uin<Udcmin时，认为直流充电桩电压低于电池电压，采用直流升压充电的方式给电池充电。

步骤6，如图4所示，电池管理器控制开关K1、开关K3接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的下桥功率开关导通，上桥功率开关关断，这时外部电源模块101放电，电流经过外部电源模块101正极、开关K3、电感L、三相交流电机104、三相逆变器103的下桥功率开关(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)、开关K1形成的第一储能回路，由外部电源模块101对电感L和电机三相线圈进行储能充电，此时三相线圈同时导通，电流同时增加，电感开始储能，此时电感电压左端为正，右端为负。

步骤7，如图5所示，电池管理器控制开关K1、开关K3、开关K5以及开关K6接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关导通，下桥功率开关关断，这时外部电源模块101放电，电流经过外部电源模块101正极、开关K3、电感L、三相交流电机104、三相逆变器103的上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、开关K5、动力电池106、开关K6、开关K1形成的第一充电回路，此时三相线圈中的电流通过三相上桥二极管同时续流，电感开始放电，电流同时减小，此时电感电压左端为负，右端为正，电感电压、三相线圈的电压与直流充电桩电压叠加，从而实现升压给电池充电。

步骤9，电池管理器采集电池充电电流，当电流小于所需充电功率对应的电流值时，电机控制器调节增加PWM导通占空比，当电流大于所需充电功率对应的电流值时，电机控制器调节减小PWM导通占空比，占空比的控制可以采用PI运算、PR运算或者滑模变结构控制算法进行计算，进行占空比的调控，直至满足充电功率为止，同时再检测电机三相电流、绕组温度，便于过流和过温控制。

步骤10，在电池充满电前，重复步骤2-9，如果电池充满电，则电机控制器关断三相逆变器103的6个功率开关、电池管理器断开开关K1、K3、K5、K6。

为方便理解，在图4和图5都标注有储能阶段、放电阶段的电流流向箭头。三相线圈的电感值即使不完全一致，也主要影响相电流的纹波斜率和峰峰值大小，三相电流为直流，其平均值基本一致，也即在充电过程中三相电流平均值基本一致，从而电机和逆变器三相发热基本一致，以及由于三相绕组对称，此时电机内部的三相合成磁动势基本为零，从而定子磁场基本为零，电机基本无转矩产生，这有利于大大减小传动系的应力。

图6和图7为本申请实施例一中外部电源模块降压给动力电池充电的电流路径示意图，与上述步骤不同点在于步骤6和步骤7：

步骤6，如图6所示，电池管理器控制开关K1、开关K2、开关K4、开关K6接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关导通，小桥功率开关关断，这时外部电源模块101放电，电流经过外部电源模块101正极、开关K2、三相逆变器103的上桥功率开关(第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5)、三相交流电机104、电感L、开关K4、动力电池106、开关K6、开关K1形成第一储能充电回路，由外部电源模块101对电感L和电机三相线圈进行充电，此时三相线圈同时导通，电流同时增加，电感开始储能，此时电感电压左端为负，右端为正。

步骤7，如图7所示，电池管理器控制开关K1、开关K2、开关K4以及开关K6接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关关断，下桥功率开关导通，这时三相交流电机104和电感L放电，电流经过三相交流电机104、电感L、开关K4、动力电池106、开关K6、下桥功率开关(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)形成的第一续流充电回路，此时三相线圈中的电流通过三相下桥二极管同时续流，电感开始放电，电流同时减小，此时电感电压左端为正，右端为负，从而实现降压给电池充电。

本申请实施例二提供一种动力电池放电装置，如图8所示，动力电池放电装置包括第一开关模块102、三相逆变器103、三相交流电机104、储能模块107、第二开关模块105以及控制模块108，动力电池放电装置通过第一开关模块102连接至用电模块140，动力电池放电装置通过第二开关模块105连接至动力电池106，三相逆变器103连接在第一开关模块102与第二开关模块105之间，三相交流电机104的三相线圈连接至三相逆变器103的三相桥臂，储能模块107的第一端连接三相交流电机104的三相线圈的Y形连接点，储能模块107的第二端与用电模块140连接，储能模块107的第三端与动力电池106连接，控制模块107分别与第一开关模块102、三相逆变器103、三相交流电机104、第二开关模块105以及储能模块107连接；控制模块108将动力电池106的电压与用电模块140的电压进行对比，并根据对比结果通过控制第一开关模块102、第二开关模块105以及三相逆变器103，使动力电池106对用电模块140进行升压放电、降压放电或者直接放电。

本申请实施例二与上述实施例一的不同点在于，实施例一中用于实现外部电源模块101对动力电池106进行充电，实施例二用于实现动力电池106对用电模块140进行放电，除了动力电池106可以直接对用电模块140放电外，动力电池106还可以进行升压给用电模块140放电，以及动力电池106降压给用电模块140放电。

其中，在启动车辆对对外放电模式时，当控制模块108检测到用电模块140接入电路时，例如，当电池插到车辆上的放电接口时，控制模块108比较动力电池106的电压和用电模块140电压大小，根据比较结果选择不同的放电方式对用电模块140进行放电，当动力电池106的最高输出电压低于用电模块140电压时，可以采用直流升压放电的方式为用电模块140进行放电，由于三相交流电机104的三相线圈和储能模块107可以存储电能，可以通过控制第一开关模块102、第二开关模块105以及三相逆变器103使动力电池106对三相交流电机104的三相线圈和储能模块107进行放电，再通过动力电池106、储能模块107、三相交流电机104的三相线圈对用电模块140进行放电，由于储能模块107和三相交流电机104的三相线圈此时也输出电压，则将动力电池106输出的电压与储能模块107和三相线圈输出的电压进行叠加进而实现了对用电模块140的升压放电，可以实现对用电模块140的正常放电；当控制模块108检测到动力电池106的最低输出电压高于用电模块140的电压时，控制模块108通过控制第一开关模块102、第二开关模块105以及三相逆变器103使动力电池106对三相交流电机104、储能模块107以及用电模块140进行放电，在通过三相交流电机104和储能模块107对动力电池106电池进行放电，在放电过程中由于三相交流电机104和储能模块107的分压作用，以及放电过程中三相交流电机104和储能模块107的电压低于动力电池106的电压，可以实现对动力电池106的输出电压进行降压后对用电模块140进行放电，本申请实施例在三相交流电机104中引出中性线，进而与动力电池106、储能模块107以及三相逆变器103组成不同的回路，通过控制模块108检测到动力电池106的电压低于用电模块140电压时，采用原有的储能模块107和三相交流电机104对动力电池106的电压进行升压后再给用电模块140放电，控制模块108检测到动力电池106的电压高于用电模块140电压时，采用原有的储能模块107和三相交流电机104对动力电池106的电压进行降压后再给用电模块140放电，控制模块108检测到用电模块140的电压位于动力电池106的输出电压范围内时，直接对用电模块140进行放电，实现了无论动力电池106的电压高低，都可以给用电模块140放电，并且兼容性适应性较强，同时不需要额外增加外部升压电路，减少了外加电路的成本。

作为一种实施方式，控制模块108检测到动力电池106的最高输出电压低于用电模块140的电压时，控制模块108通过控制第一开关模块102、第二开关模块105以及三相逆变器103，使动力电池106对储能模块107和三相交流电机104的三相线圈的放电过程以及动力电池106、储能模块107和三相交流电机104的三相线圈对用电模块140的放电过程交替进行，以将动力电池106的对用电模块140进行升压放电。

进一步的，如图9所示，储能模块107包括第三开关123、第四开关124和储能器件130，储能器件130的第一端、第三开关123的第一端、第四开关124的第一端连接在一起，储能器件130的第二端为储能模块107的第一端，第三开关123的第二端为储能模块107的第二端，第四开关124的第二端为储能模块107的第三端。其中，第三开关123和第四开关124均与控制模块108连接。

进一步的，第一开关模块102包括第一开关121和第二开关122，第一开关121的第一端和第二开关122的第一端分别连接用电模块140的正极和负极；第二开关模块105包括第五开关125和第六开关126，第五开关125的第一端和第六开关126的第一端分别连接动力电池106的正极和负极；第二开关122的第二端、第五开关125的第二端以及三相逆变器103的第一端连接；第一开关121的第二端、第六开关126的第二端以及三相逆变器103的第二端连接。

在上述结构的基础上，在动力电池放电装置连接至用电模块140和动力电池106的状态，动力电池106、第四开关124、储能器件130、三相交流电机104、三相逆变器103以及第六开关126构成第二储能回路，动力电池106、第四开关124、储能器件130、三相交流电机104、三相逆变器103、第二开关122、用电模块140、第一开关121以及第六开关126构成第一放电回路；控制模块108检测到动力电池106低于用电模块140的电压时，控制第一开关121、第二开关122、第四开关124以及第六开关126导通，并通过控制三相逆变器103使第二储能回路和第一放电回路交替导通。

其中，控制模块108控制第一开关121、第二开关122、第四开关124以及第六开关126导通，并向三相逆变器103输出PWM控制信号在导通时间段内使动力电池106对该第二储能回路进行放电，使第二储能回路构成一个电感储能回路，之后PWM控制信号在关闭时间段内控制第一放电回路导通，储能器件130和三相交流电机104均有电流输出，使第一放电回路形成一个电流续流回路，即在第二储能回路和第一放电回路交替导通的过程中，使三相逆变器103以及三相交流电机104先处于充电状态再处于放电状态，本实施方式中，通过设置第一开关121、第二开关122、第四开关124以及第六开关126，使用电模块140、三相逆变器103、三相交流电机104以及动力电池106形成不同的储能回路和放电回路，并通过控制第一开关121、第二开关122、第四开关124以及第六开关126处于导通并使第二储能回路和第一放电回路交替导通，实现了使动力电池106对用电模块140的升压放电。

作为另一种实施方式，控制模块108检测到动力电池106的电压高于用电模块140的电压时，控制模块108通过控制第一开关模块102、第二开关模块105以及三相逆变器103，使动力电池106对储能器件130、三相交流电机104的三相线圈和用电模块140的放电过程以及储能器件130和三相交流电机104的三相线圈对用电模块140的放电过程交替进行，以将动力电池106对用电模块140进行降压放电。

其中，在动力电池放电装置连接至用电模块140和动力电池106的状态，动力电池106、第五开关125、三相逆变器103、三相交流电机104、储能器件130、第三开关123、用电模块140、第一开关121以及第六开关126构成第一储能放电回路，三相交流电机104、储能器件130、第三开关123、用电模块140、第一开关121以及三相逆变器103构成第一续流放电回路；控制模块108检测到动力电池106的电压高于用电模块140的电压时，控制第一开关121、第三开关123、第五开关125以及第六开关126导通，并通过控制三相逆变器103使第一储能放电回路和第一续流放电回路交替导通。

其中，控制模块108控制第一开关121、第三开关123、第五开关125以及第六开关126导通，并向三相逆变器103输出PWM控制信号在导通时间段使用电模块140对该第一储能放电回路进行放电，之后PWM控制信号在关闭时间段控制第一续流放电回路导通，储能器件130和三相交流电机104均有电流输出，即在第一储能放电回路和第一续流放电回路交替导通的过程中，由于放电过程中三相交流电机104和储能器件130的分压作用，以及放电过程中三相交流电机104和储能器件130的电压低于用电模块140的电压，可以实现对用电模块140的输出电压进行降压后对动力电池106进行放电。

下面通过具体的电路结构对本实施例技术方案进行具体说明：

图10和图11为本实施例动力电池升压给其他用电设备放电的电感储能阶段一种实施例的电流路径示意图，为了实现升压充电方式，控制模块的步骤具体包括：

步骤1，当用电设备插到车辆放电接口时，检测动力电池106的温度。

步骤2，判断当前动力电池106的温度是否低于预设温度。

步骤3，如果当前动力电池106的温度低于预设温度，则先进入动力电池106加热程序，将动力电池106的温度加热到高于预设温度。

步骤4，如果当前动力电池106的温度高于预设温度，则检测直流充电接口的电压Uin和动力电池106电压Udc，判断二者电压大小。

步骤5，当Udcmax<Uin时，认为电池电压低于直流充电接口，采用电池升压给直流充电接口的其他设备充电。

步骤6，如图10所示，电池管理器控制开关K1、开关K2、开关K4、开关K6接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关关断，下桥功率开关导通，这时动力电池106放电，电流经过动力电池106正极、开关K4、电感L、三相交流电机104、三相逆变器103的下桥功率开关(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)、开关K6形成第二储能回路，由动力电池106对电感L和电机三相线圈进行充电，此时三相线圈同时导通，电流同时增加，电感开始储能，此时电感L的左端为正，右端为负。

步骤7，如图11所示，电池管理器控制开关K1、开关K2、开关K4、开关K6接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关导通，下桥功率开关关断，这时动力电池106放电，电流经过动力电池106正极、开关K4、电感L、三相交流电机104、三相逆变器103的上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、开关K2、外部电源模块101、开关K1以及开关K6形成的第一续流放电回路，此时三相线圈中的电流通过三相上桥二极管同时续流，电感开始放电，电流同时减小，此时电感L的左端为负，右端为正，电感电压和三相线圈的电压与直流充电桩电压叠加，从而实现升压给外部电源模块101充电。

步骤9，电池管理器采集充电接口的电流，当电流小于所需充电功率对应的电流值时，电机控制器调节增加PWM导通占空比，当电流大于所需充电功率对应的电流值时，电机控制器调节减小PWM导通占空比，直至满足充电功率为止，同时再检测电机三相电流，便于过流，过温控制；

步骤10，在充电接口完成充电前，重复步骤2-9，如果电池充满电，则电机控制器关断三相逆变器103的6个功率开关、电池管理器断开开关K1、K2、K4、K6；

为方便理解，在图10和图11都标注有储能阶段、放电阶段的电流流向箭头。三相线圈的电感值即使不完全一致，也主要影响相电流的纹波斜率和峰峰值大小，三相电流为直流，其平均值基本一致，也即在充电过程中三相电流平均值基本一致，从而电机和逆变器三相发热基本一致，以及由于三相绕组对称，此时电机内部的三相合成磁动势基本为零，从而定子磁场基本为零，电机基本无转矩产生，这有利于大大减小传动系的应力。

图12和图13为本申请实施例一中动力电池降压给外部电源模块充电的电流路径示意图，与上述步骤不同点在于步骤6和步骤7：

步骤6，如图12所示，电池管理器控制开关K1、开关K3、开关K5、开关K6接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关导通，下桥功率开关关断，这时动力电池106放电，电流经过动力电池106正极、开关K5、三相逆变器103的上桥功率开关(第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5)、三相交流电机104、电感L、开关K3、外部电源模块101、开关K1、开关K6形成第一储能放电回路，由动力电池106对电感L和电机三相线圈进行充电，此时三相线圈同时导通，电流同时增加，电感开始储能，此时电感电压左端为负，右端为正，同时对动力电池进行充电。

步骤7，如图13所示，电池管理器控制开关K1、开关K3、开关K5接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关关断，下桥功率开关导通，这时三相交流电机104和电感L放电，电流经过三相交流电机104、电感L、开关K3、外部电源模块101、开关K1、下桥功率开关(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)形成的第一续流放电回路，此时三相线圈中的电流通过三相下桥二极管同时续流，电感开始放电，电流同时减小，此时电感电压左端为正，右端为负，从而实现降压给外部电源模块101充电。

本申请实施例三提供车辆的加热装置，加热装置包括开关模块130、三相逆变器103、三相交流电机104、储能模块107以及控制模块108，加热装置通过开关模块130连接至供电模块140，三相交流电机104的三相线圈连接至三相逆变器103的三相桥臂，储能模块107的第一端连接三相交流电机104的三相线圈的Y形连接点，储能模块107的第二端与供电模块140连接，控制模块140分别与开关模块130、三相逆变器103、三相交流电机104以及储能模块107连接；

控制模块108获取待加热部件需要加热时，控制开关模块130导通以及控制储能模块107处于工作状态，并通过控制三相逆变器103接收供电模块140对储能模块107和三相交流电机104的三相线圈的充电过程以及储能模块107和三相交流电机104的三相线圈的放电过程交替进行，以使储能模块107、三相逆变器103以及三相交流电机104对流经储能模块107、三相逆变器103以及三相交流电机104中至少一个换热介质管线的换热介质进行加热。

其中，供电模块140可以是车辆内部的电源模块，也可以是车辆外部的电源模块，例如，供电模块140提供的电源可以是直流充电桩提供的直流电，也可以是单相、三相交流充电桩经过整流后输出的直流电，也可以是燃料电池发出的电能，也可以是增程器如发动机转动带动发电机发电，经发电机控制器整流后的直流电等电源形式，也可以是车辆内部的动力电池提供的电源。

本申请实施例在三相交流电机中引出N线，进而与供电模块、储能模块以及三相逆变器组成不同的回路，通过三相交流电机内部三相线圈、三相逆变器和储能模块及其内部发热器件来提供热源，加热换热介质后经过原冷却回路实现对待加热部件的加热，不需要使用发动机或者增加加热装置就可以实现提升待加热部件的温度，并且加热效率高，待加热部件温度升高快。

在具体实施例中，待加热部件和供电模块为同一部件，如动力电池。这样，不仅在形成电路回路的过程中，动力电池因内阻会使自身温度升高，且还可以通过将本申请中的加热装置所产生的热量传递给动力电池，即：在本申请中的加热装置既可以用于给动力电池充电，也可以用于动力电池给三相交流电机供电以驱动车轮旋转，还可以用于给需要加热的动力电池提供热源。

作为第一种实施方式，储能模块包括开关器件和储能器件，储能器件的第一端、开关器件的第一端连接在一起，储能器件的第二端为储能模块的第一端，开关器件的第二端为储能模块的第二端。

供电模块、开关器件、储能模块、三相交流电机、三相逆变器以及开关模块构成储能回路，三相交流电机、三相逆变器、开关模块以及储能模块构成续流回路；

控制模块获取待加热部件需要加热时，控制开关模块和开关器件导通，并通过控制三相逆变器使储能回路和续流回路交替导通，以使三相逆变器、储能模块以及三相交流电机对流经三相逆变器、储能模块、三相交流电机中至少一个换热介质管线的换热介质进行加热。

本实施方式中，通过控制三相逆变器使第一充电回路和放电回路交替导通，实现了使储能模块、三相逆变器以及三相交流电机对储能模块、三相逆变器以及三相交流电机中至少一个换热介质管线的换热介质进行加热，进而该被加热的换热介质流经待加热部件时，使待加热部件的温度升高。

作为一种实施方式，如图1所示，供电模块140为外部电源模块101，待加热器件均为动力电池120，由于电池的固有特性，在低温状态时动力电池106的充放电能力会大幅降低，会影响新能源汽车在寒冷地区的使用，为了使动力电池106正常工作，需要在动力电池106温度过低时提升动力电池106的温度，因此，通过控制模块108获取动力电池106的温度，可以采用电池管理器来获取动力电池106的温度，将动力电池106的温度与预设温度值进行比较来判断动力电池106是否处于低温状态，当检测到动力电池106的温度低于预设温度值时，可以通过提升流经动力电池106的换热介质的温度方式提高动力电池106的温度，当连接外部电源模块101时，可以借助外部电源模块101对流经动力电池106的换热介质进行加热，由于储能模块107、三相逆变器103以及三相交流电机104在工作的过程中均产生热量，因此，可以控制储能模块107、三相逆变器103以及三相交流电机104对流经动力电池106的冷却液进行加热，对冷却液加热的方式可以是使储能模块107、三相逆变器103以及三相交流电机104中交替工作，通过控制第一开关模块102、第二开关模块105以及三相逆变器103，使第一开关模块102、第二开关模块105、储能模块107、三相逆变器103、三相交流电机104以及外部电源模块101形成充电回路，使外部电源模块101通过充电回路对储能模块107和三相交流电机104进行充电，完成充电后关断外部电源模块101再使第一开关模块102、储能模块107、三相逆变器103以及三相交流电机104形成放电回路，使储能模块107和三相逆变器103进行放电，以实现储能模块107、三相逆变器103以及三相交流电机104对流经动力电池106的换热介质进行加热。本申请实施例在三相交流电机104中引出中性线，进而与外部电源模块101、储能模块107以及三相逆变器103组成不同的回路，通过三相交流电机104内部三相线圈、三相逆变器103和升压模块及其内部发热器件来提供热源，加热换热介质后经过原冷却回路实现对动力电池106的加热，不需要使用发动机或者增加加热装置就可以实现提升动力电池106的温度，并且加热效率高，动力电池106温度升高快。

进一步的，如图2所示，外部电源模块101、第三开关123、储能器件107、三相交流电机104、三相逆变器103以及第一开关121构成第一储能回路，三相交流电机104、三相逆变器103、第二开关122、第三开关123以及储能模块107构成第一续流回路；控制模块108检测动力电池106的温度低于预设温度值时，控制第一开关121、第二开关122以及第三开关123导通，并通过控制三相逆变器103使第一储能回路和第一续流回路交替导通。

其中，控制模块108控制第一开关121、第三开关123以及第三开关123导通，并向三相逆变器103输出PWM控制信号在导通时间段使外部电源模块101对该第一储能回路进行充电，在外部电源模块101对该电感储能电路进行充电的过程中，电感模块、三相交流电机104以及三相逆变器103开始工作为冷却液进行加热，之后PWM控制信号在关闭时间段控制第一续流回路导通，储能器件130和三相交流电机104均有电流输出，即在第一储能回路和第一续流回路交替导通的过程中，使储能器件130、三相逆变器103以及三相交流电机104处于工作状态，本实施方式中，通过使第一储能回路和第一续流回路交替导通，实现了使储能模块、三相逆变器以及三相交流电机对流经动力电池的换热介质进行加热。

图15和图16为本申请实施例三中外部电源模块给动力电池加热的一种实施例的电路路径示意图，在电感储能阶段：电池管理器控制开关K1、开关K2、开关K3接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关关断，下桥功率开关导通，这时外部电源模块101放电，电流经过外部电源模块101正极、开关K3、电感L、三相交流电机104、三相逆变器103的下桥功率开关(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)、开关K1形成第一储能回路，由外部电源模块101对电感L和电机三相线圈进行充电，此时三相线圈同时导通，电流同时增加，电感开始储能，此时电感电压左端为正，右端为负，图15与图4的不同点在于开关K2处于闭合状态。

电感放电阶段：如图16所示，电池管理器控制开关K1、开关K2、开关K3接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关导通，下桥功率开关关断，这时三相交流电机104和电感L放电，电流经过三相交流电机104、上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、开关K2、开关K3、电感L形成第一续流回路，此时三相线圈中的电流通过三相上桥二极管同时续流，电感开始放电，电流同时减小，此时电感电压左端为正，右端为负，控制模块通过向三相逆变器输出PWM控制信号控制电感和电机线圈中流过的电流大小，通过电流在电感和电机绕组中流动产热，实现给动力电池106加热。

作为另一种实施方式，供电模块为外部电源模块101，控制模块108检测动力电池106的温度低于预设温度值时，通过控制第二开关模块105以及三相逆变器103，使动力电池106对储能模块107和三相交流电机104的三相线圈的充电过程以及储能模块107和三相交流电机104的三相线圈的放电过程交替进行，以使储能模块107、三相逆变器103以及三相交流电机104对流经动力电池106的冷却液进行加热。

本实施方式与上述实施方式的不同点在于在未连接外部电源模块101时，可以通过动力电池106进行放电以实现对冷却液进行加热，通过控制第一开关模块102、第二开关模块105以及三相逆变器103，使第一开关模块102、第二开关模块105、储能模块107、三相逆变器103、三相交流电机104以及动力电池106形成储能回路，使动力电池106通过充电回路对储能模块107和三相交流电机104进行充电，完成充电后关断动力电池106再使第一开关模块102、储能模块107、三相逆变器103以及三相交流电机104形成续流回路，使储能模块107和三相逆变器103进行放电，以实现储能模块107、三相逆变器103以及三相交流电机104对流经动力电池106的冷却液进行加热。

进一步的，动力电池106、第四开关124、储能模块107、三相交流电机104、三相逆变器103以及第六开关126构成第二储能回路，三相交流电机104、三相逆变器103、第五开关125、第四开关124以及储能模块107构成第二续流回路；控制模块108检测动力电池106的温度低于预设温度值时，控制第四开关124、第五开关125以及第六开关126导通，并通过控制三相逆变器103使第二储能回路和第二续流回路交替导通。

其中，控制模块108控制第四开关124、第五开关125以及第六开关126导通，并向三相逆变器103输出PWM控制信号在导通时间段使动力电池106对该第二储能回路进行充电，在动力电池106对该电感储能电路进行充电的过程中，电感模块、三相交流电机104以及三相逆变器103开始工作为冷却液进行加热，之后PWM控制信号在关闭时间段控制第二续流回路路导通，储能器件130和三相交流电机104均有电流输出，使第二续流回路形成一个电流续流回路，即在第二储能回路和第二续流回路交替导通的过程中，使储能器件130、三相逆变器103以及三相交流电机104处于工作状态，本实施方式中，通过使第二储能回路和第二续流回路交替导通，实现了使储能模块、三相逆变器103以及三相交流电机104对流经动力电池106的换热介质进行加热。

图17为本申请实施例三中由动力电池输出电能进行加热的一种实施例的电流路径示意图，在电感储能阶段：电池管理器控制开关K2、开关K3、开关K4、开关K6接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关关断，下桥功率开关导通，这时动力电池106放电，电流经过动力电池106正极、开关K4、电感L、三相交流电机104、三相逆变器103的下桥功率开关(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)、开关K6形成第二储能回路，并构成一个电感储能回路，由动力电池106对电感L和电机三相线圈进行充电，此时三相线圈同时导通，电流同时增加，电感开始储能，此时电感电压左端为正，右端为负。

电感放电阶段：如图18所示，电池管理器控制开关K2、开关K3、开关K4、开关K6接通，电机控制器在PWM周期导通期间控制三相逆变器103的上桥功率开关导通，下桥功率开关关断，这时三相交流电机104和电感L放电，电流经过三相交流电机104、上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、开关K2、开关K3、电感L形成第二续流回路，此时三相线圈中的电流通过三相上桥二极管同时续流，电感开始放电，电流同时减小，此时电感电压左端为正，右端为负，控制模块通过向三相逆变器输出PWM控制信号控制电感和电机线圈中流过的电流大小，通过电流在电感和电机绕组中流动产热，实现给动力电池106加热。

本申请另一种实施例提供一种车辆，车辆还包括上述实施例提供的动力电池充电装置、动力电池放电装置或者加热装置。

具体的，如图19所示，控制模块包括整车控制器301、电池管理器302、第一电机控制器305以及第二电机控制器303，整车控制器301与电池管理器302、第一电机控制器305以及第二电机控制器303之间通过CAN总线连接，直流充电桩通过连接线路307与第一三相交流电机306电连接，直流充电桩通过连接线路310与第二三相交流电机304电连接，动力电池分别与第一电机控制器305与第二电机控制器303电连接，冷却液箱308、水泵309、第一三相交流电机306、第一电机控制器305、第二三相交流电机304、第二电机控制器、动力电池形成冷却液管路，电池管理器302用于采集动力电池信息，包括电压、电流、温度等信息，电机控制器用于控制三相逆变器上下桥功率开关及采集三相电流，整车控制器用于管理整车的运行及车上其他控制器设备。电池管理器302、电机控制器通过CAN线与整车控制器301通讯，整车控制器301检测到动力电池需要加热时，控制水泵309将冷却液从冷却液箱308中抽出，依次经过第一三相交流电机306、第一电机控制器305、第二三相交流电机304、第二电机控制器303流经动力电池，整车控制器301通过控制第一三相交流电机306、第一电机控制器305、第二三相交流电机304、第二电机控制器303工作以加热冷却液，进而当冷却液流经动力电池时，使动力电池的温度升高。

进一步的，如图20所示，三相交流电机102包括电机轴125a、定子组件127a以及电机壳体123a，电机轴125a上连接定子组件127a以及轴承座124a，定子组件127a设置于电机壳体123a内，电机壳体123a上设有供换热介质122a流入和流出的换热介质入口121a和换热介质出口126a，电机壳体123a与定子组件127a之间设有换热介质通道，换热介质通道连接换热介质入口121a和换热介质出口126a。

其中，电机壳体123a与定子组件127a之间设有换热介质通道的方式可以是电机壳体123a内设有螺旋形环绕定子组件127a的换热介质通道。

本方案中的三相交流电机，通过在电机壳体123a与定子组件127a之间设有换热介质通道，且换热介质通道连接换热介质入口121a和所述换热介质出口126a，使得换热介质通道内的换热介质能够有效吸收电机产生的热量，该方案无需在电机轴125a或定子组件127a内部开设通道，对电机本身的结构影响较小，实现方式简单，成本较低。

其中，通过控制三相逆变器使供电模块对三相线圈的充电过程以及三相线圈的放电过程交替进行，以使三相逆变器以及三相交流电机对通过电驱冷却回路流经三相逆变器以及三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热，使换热介质从三相交流电机的换热介质入口流入，通过定子组件对换热介质管线内的换热介质加热，进而该被加热的换热介质再通过电池冷却回路流经待加热部件时，使待加热部件的温度升高。

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技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (19)

1.一种动力电池充电装置，其特征在于，所述动力电池充电装置包括第一开关模块、三相逆变器、三相交流电机、储能模块、第二开关模块以及控制模块，所述动力电池充电装置通过所述第一开关模块连接至外部电源模块，所述动力电池充电装置通过所述第二开关模块连接至动力电池，所述三相逆变器连接在所述第一开关模块与所述第二开关模块之间，所述三相交流电机的三相线圈连接至所述三相逆变器的三相桥臂，所述储能模块的第一端连接所述三相交流电机的三相线圈的Y形连接点，所述储能模块的第二端与所述外部电源模块连接，所述储能模块的第三端与所述动力电池连接，所述控制模块分别与所述第一开关模块、所述三相逆变器、所述三相交流电机、所述第二开关模块以及所述储能模块连接；

所述控制模块将获取的所述外部电源模块的电压与获取的所述动力电池的电压进行对比，并根据对比结果通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述储能模块以及所述三相逆变器，使所述外部电源模块对所述动力电池进行升压充电、降压充电或者直接充电。

2.如权利要求1所述的动力电池充电装置，其特征在于，所述控制模块获取的所述外部电源模块的最高输出电压低于获取的所述动力电池的电压时，所述控制模块通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述储能模块以及所述三相逆变器，使所述外部电源模块对所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈的储能过程以及所述外部电源模块、所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述动力电池的充电过程交替进行，以使所述外部电源模块对所述动力电池进行升压充电。

3.如权利要求1所述的动力电池充电装置，其特征在于，所述控制模块检测到所述外部电源模块的最低输出电压高于所述动力电池的电压时，所述控制模块通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述储能模块以及所述三相逆变器，使所述外部电源模块对所述储能模块、所述三相交流电机的三相线圈和所述动力电池的充电过程以及所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述动力电池的充电过程交替进行，以使所述外部电源模块对所述动力电池进行降压充电。

4.如权利要求2或者3所述的动力电池充电装置，其特征在于，所述储能模块包括第三开关、第四开关和储能器件，所述储能器件的第一端、所述第三开关的第一端、所述第四开关的第一端连接在一起，所述储能器件的第二端为所述储能模块的第一端，所述第三开关的第二端为所述储能模块的第二端，所述第四开关的第二端为所述储能模块的第三端。

5.如权利要求4所述的动力电池充电装置，其特征在于，所述第一开关模块包括第一开关和第二开关，所述第一开关的第一端和所述第二开关的第一端分别连接所述外部电源模块的正极和负极；所述第二开关模块包括第五开关和第六开关，所述第五开关的第一端和所述第六开关的第一端分别连接所述动力电池的正极和负极；所述第二开关的第二端、所述第五开关的第二端以及所述三相逆变器的第一端连接；所述第一开关的第二端、所述第六开关的第二端以及所述三相逆变器的第二端连接。

6.如权利要求5所述的动力电池充电装置，其特征在于，在所述动力电池充电装置连接至所述外部电源模块和所述动力电池的状态，所述外部电源模块、所述第三开关、所述储能器件、所述三相交流电机、所述三相逆变器以及第一开关构成第一储能回路，所述外部电源模块、所述第三开关、所述储能器件、所述三相交流电机、所述三相逆变器、所述第五开关、所述动力电池、所述第六开关以及所述第一开关构成第一充电回路；

所述控制模块检测到所述外部电源模块的电压低于所述动力电池的电压时，控制所述第一开关、第三开关、第五开关以及第六开关导通，并通过控制所述三相逆变器使所述第一储能回路和第一充电回路交替导通，以使所述外部电源模块对所述动力电池进行升压充电。

7.如权利要求5所述的动力电池充电装置，其特征在于，在所述动力电池充电装置连接至所述外部电源模块和所述动力电池的状态，所述外部电源模块、所述第二开关、所述三相逆变器、所述三相交流电机、所述储能器件、所述第四开关、所述动力电池、所述第六开关以及所述第一开关构成第一储能充电回路，所述三相交流电机、所述储能器件、所述第四开关、所述动力电池、所述第六开关以及所述三相逆变器构成第一续流充电回路；

所述控制模块检测到所述外部电源模块的电压高于所述动力电池的电压时，控制所述第一开关、第二开关、第四开关以及第六开关导通，并通过控制所述三相逆变器使所述第一储能充电回路和所述第一续流充电回路交替导通，以使所述外部电源模块对所述动力电池进行降压充电。

8.一种动力电池放电装置，其特征在于，所述动力电池放电装置包括第一开关模块、三相逆变器、三相交流电机、储能模块、第二开关模块以及控制模块，所述动力电池放电装置通过所述第一开关模块连接至用电模块，所述动力电池放电装置通过所述第二开关模块连接至动力电池，所述三相逆变器连接在所述第一开关模块与所述第二开关模块之间，所述三相交流电机的三相线圈连接至所述三相逆变器的三相桥臂，所述储能模块的第一端连接所述三相交流电机的三相线圈的连接点，所述储能模块的第二端与所述用电模块连接，所述储能模块的第三端与所述动力电池连接，所述控制模块分别与所述第一开关模块、所述三相逆变器、所述三相交流电机、所述第二开关模块以及所述储能模块连接；

所述控制模块将获取的所述动力电池的电压与获取的所述用电模块的电压进行对比，并根据对比结果通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述储能模块以及所述三相逆变器，使所述动力电池对所述用电模块进行升压放电、降压放电或者直接放电。

9.如权利要求8所述的动力电池放电装置，其特征在于，所述控制模块检测到所述动力电池的最高输出电压低于所述用电模块的电压时，所述控制模块通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述储能模块以及所述三相逆变器，使所述动力电池对所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈的储能过程以及所述动力电池、所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述用电模块的放电过程交替进行，以使所述动力电池对所述用电模块进行升压放电。

10.如权利要求9所述的动力电池放电装置，其特征在于，所述控制模块检测到所述动力电池的最低输出电压高于所述用电模块的电压时，所述控制模块通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述储能模块以及所述三相逆变器，使所述动力电池对所述储能模块、所述三相交流电机的三相线圈和所述用电模块的放电过程以及所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述用电模块的放电过程交替进行，以使所述动力电池对所述用电模块进行降压放电。

11.如权利要求9或者10所述的动力电池放电装置，其特征在于，所述储能模块包括第三开关、第四开关和储能器件，所述储能器件的第一端、所述第三开关的第一端、所述第四开关的第一端连接在一起，所述储能器件的第二端为所述储能模块的第一端，所述第三开关的第二端为所述储能模块的第二端，所述第四开关的第二端为所述储能模块的第三端。

12.如权利要求11所述的动力电池放电装置，其特征在于，所述第一开关模块包括第一开关和第二开关，所述第一开关的第一端和所述第二开关的第一端分别连接所述用电模块的正极和负极；所述第二开关模块包括第五开关和第六开关，所述第五开关的第一端和所述第六开关的第一端分别连接所述动力电池的正极和负极；所述第二开关的第二端、所述第五开关的第二端以及所述三相逆变器的第一端连接；所述第一开关的第二端、所述第六开关的第二端以及所述三相逆变器的第二端连接。

13.如权利要求12所述的动力电池放电装置，其特征在于，在所述动力电池放电装置连接至所述用电模块和所述动力电池的状态，所述动力电池、所述第四开关、所述储能器件、所述三相交流电机、所述三相逆变器以及所述第六开关构成第二储能回路，所述动力电池、所述第四开关、所述储能器件、所述三相交流电机、所述三相逆变器、所述第二开关、所述用电模块、所述第一开关以及所述第六开关构成第一放电回路；

所述控制模块检测到所述动力电池低于所述用电模块的电压时，控制所述第一开关、所述第二开关、第四开关以及第六开关导通，并通过控制所述三相逆变器使所述第二储能回路和第一放电回路交替导通。

14.如权利要求12所述的动力电池放电装置，其特征在于，在所述动力电池放电装置连接至所述用电模块和所述动力电池的状态，所述动力电池、所述第五开关、所述三相逆变器、所述三相交流电机、所述储能器件、所述第三开关、所述用电模块、所述第一开关以及所述第六开关构成第一储能放电回路，所述三相交流电机、所述储能器件、所述第三开关、所述用电模块、所述第一开关以及所述三相逆变器构成第一续流放电回路；

所述控制模块检测到所述动力电池的电压高于所述用电模块的电压时，控制所述第一开关、所述第三开关、第五开关以及第六开关导通，并通过控制所述三相逆变器使所述第一储能放电回路和第一续流放电交替导通。

15.一种车辆的加热装置，其特征在于，所述加热装置包括开关模块、三相逆变器、三相交流电机、储能模块以及控制模块，所述加热装置通过所述开关模块连接至供电模块，所述三相交流电机的三相线圈连接至所述三相逆变器的三相桥臂，所述储能模块的第一端连接所述三相交流电机的三相线圈的Y形连接点，所述储能模块的第二端与所述供电模块连接，所述控制模块分别与所述开关模块、所述三相逆变器、所述三相交流电机以及所述储能模块连接；

所述控制模块获取待加热部件需要加热时，控制所述开关模块导通以及控制所述储能模块处于工作状态，并通过控制所述三相逆变器接收所述供电模块对所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行，以使所述储能模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机对流经所述储能模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个换热介质管线的换热介质进行加热。

16.如权利要求15所述的加热装置，其特征在于，所述储能模块包括开关器件和储能器件，所述储能器件的第一端、所述开关器件的第一端连接在一起，所述储能器件的第二端为所述储能模块的第一端，所述开关器件的第二端为所述储能模块的第二端。

17.如权利要求16所述的加热装置，其特征在于，所述供电模块、所述开关器件、所述储能器件、所述三相交流电机、所述三相逆变器以及所述开关模块构成储能回路，所述三相交流电机、所述三相逆变器、所述开关模块以及所述储能器件构成续流回路；

所述控制模块获取待加热部件需要加热时，控制所述开关模块和所述开关器件导通，并通过控制所述三相逆变器使所述储能回路和续流回路交替导通，以使所述三相逆变器、所述储能模块以及所述三相交流电机对流经所述三相逆变器、所述储能模块、所述三相交流电机中至少一个换热介质管线的换热介质进行加热。

18.一种车辆，其特征在于，所述车辆还包括权利要求1至7任一项所述的动力电池充电装置或者权利要求8至14任一项所述的动力电池放电装置或者权利要求15至17任一项所述的加热装置。

19.如权利要求18所述的车辆，其特征在于，所述三相交流电机包括电机轴、定子组件以及电机壳体，所述电机轴上连接所述定子组件，所述定子组件设置于所述电机壳体内，所述电机壳体上设有换热介质入口和换热介质出口，所述电机壳体与所述定子组件之间设有换热介质通道，所述换热介质通道连接所述换热介质入口和所述换热介质出口。

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