[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

CN112224061B - 能量转换装置、动力系统及车辆 - Google Patents

能量转换装置、动力系统及车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN112224061B
CN112224061B CN201910582155.3A CN201910582155A CN112224061B CN 112224061 B CN112224061 B CN 112224061B CN 201910582155 A CN201910582155 A CN 201910582155A CN 112224061 B CN112224061 B CN 112224061B
Authority
CN
China
Prior art keywords
bridge arm
power switch
arm converter
external
converter
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
Application number
CN201910582155.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112224061A (zh
Inventor
梁树林
王超
刘宇
滕景翠
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BYD Co Ltd
Original Assignee
BYD Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BYD Co Ltd filed Critical BYD Co Ltd
Priority to CN201910582155.3A priority Critical patent/CN112224061B/zh
Publication of CN112224061A publication Critical patent/CN112224061A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112224061B publication Critical patent/CN112224061B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/22Constructional details or arrangements of charging converters specially adapted for charging electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60LPROPULSION 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
    • B60L53/00Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles
    • B60L53/20Methods of charging batteries, specially adapted for electric vehicles; Charging stations or on-board charging equipment therefor; Exchange of energy storage elements in electric vehicles characterised by converters located in the vehicle
    • B60L53/24Using the vehicle's propulsion converter for charging
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本发明涉及电子技术领域,提供一种能量转换装置、动力系统及车辆,能量转换装置包括:电感,其一端与外部充电口连接;第一桥臂变换器,其与电感的另一端连接,第一桥臂变换器连接在外部电池与第一外部电机之间;变压单元,其输入端与第一桥臂变换器连接;第二桥臂变换器,其分别与变压单元的输出端、外部电池连接,第二桥臂变换器连接在第二外部电机与外部电池之间。将该装置应用于交通工具时,能够使四驱车辆的电机驱动和电池充电的过程中复用第一桥臂变换器和第二桥臂变换器,提高了电路集成度,从而降低了电路成本,减小了电路体积,解决了现有的电机驱动与充电系统总体电路集成度低、体积大且成本高的问题。

Description

能量转换装置、动力系统及车辆
技术领域
本申请属于电子技术领域,尤其涉及一种能量转换装置、动力系统及车辆。
背景技术
近些年来,随着电动汽车技术的不断发展,电动汽车的性能显著提升,在当前市场上,电动汽车一般有两种,一种是双驱电动汽车,另一种是四驱电动汽车,由于四驱电动汽车相对于双驱电动汽车具有更好的性能,因此,四驱电动汽车的市场前景被人们所看好,而电机驱动和电池充电作为四驱电动汽车中的核心技术,得到了广泛的关注。目前,现有的四驱电动汽车的电机驱动电路和电池充电电路一般是相互独立,两种电路结构相互隔离,互不干涉,电机驱动电路用于给两个电机驱动,电池充电电路用于给电池充电。
然而,虽然分别采用两种电路能够实现电机驱动和电池充电的过程,但是,由于上述方法中两种电路的电路结构之间相互隔离,相互独立,导致四驱电动汽车中电机驱动电路和电池充电的控制电路结构复杂,集成度低,体积大且成本高。
综上所述,现有技术中四驱电动汽车存在包括电机驱动电路和电池充电电路的总体控制电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题。
发明内容
本申请的目的在于提供一种能量转换装置、动力系统及车辆,旨在解决现有技术中四驱电动汽车存在包括电机驱动电路和电池充电电路的总体控制电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题。
本申请是这样实现的,一种能量转换装置,其包括:
电感,其一端与外部充电口连接;
第一桥臂变换器,其与电感的另一端连接,第一桥臂变换器连接在外部电池与第一外部电机之间;
变压单元,其输入端与第一桥臂变换器连接;
第二桥臂变换器,其分别与变压单元的输出端、外部电池连接,第二桥臂变换器连接在第二外部电机与外部电池之间;
外部电池通过第一桥臂变换器与第一外部电机连接,外部电池通过第二桥臂变换器与第二外部电机连接,外部充电口通过电感、第一桥臂变换器、变压单元、第二桥臂变换器与外部电池连接;
外部电池通过能量转换装置驱动第一外部电机和/或第二外部电机,外部充电口外接电源,并通过能量转换装置为外部充电充电。
本申请的另一目的在于提供一种动力系统,其包括上述能量转换装置和控制模块,其中,能量转换装置包括:
车载充电模块,其包括电感,电感的一端与外部充电口连接;
变压模块,其包括变压单元;
电机控制模块,其包括第一桥臂变换器和第二桥臂变换器,第一桥臂变换器分别与外部充电口、电感的另一端、变压单元的输入端连接,第二桥臂变换器分别与变压单元的输出端、外部电池连接;
外部电池通过第一桥臂变换器与第一外部电机连接,外部电池通过第二桥臂变换器与第二外部电机连接,外部充电口通过电感、第一桥臂变换器、变压单元、第二桥臂变换器与外部电池连接;
控制模块用于控制能量转换装置驱动第一外部电机和/或第二外部电机,外部充电口外接电源时,控制模块还用于控制能量转换装置为外部电池充电。
本申请的另一目的在于提供一种一种能量转换装置,其包括:
充电连接端组,其包括第一充电连接端和第二充电连接端;
电感,其一端与第一充电连接端连接;
第一桥臂变换器,其与电感的另一端连接,第一桥臂变换器与第二充电连接端连接;
第一驱动输出连接端组,其包括第一驱动输出连接端、第二驱动输出连接端和第三驱动输出连接端,第一驱动输出连接端、第二驱动输出连接端、第三驱动输出连接端分别与第一桥臂变换器连接;
变压单元,其输入端与第一桥臂变换器连接;
第二桥臂变换器,其与变压单元的输出端连接;
第二驱动输出连接端组,其包括第四驱动输出连接端、第五驱动输出连接端和第六驱动输出连接端,第四驱动输出连接端、第五驱动输出连接端、第六驱动输出连接端分别与第二桥臂变换器连接;
能量存储连接端组,其包括第一能量存储连接端和第二能量存储连接端,第一能量存储连接端分别与第一桥臂变换器、第二桥臂变换器连接,第二能量存储连接端分别与第一桥臂变换器、第二桥臂变换器连接。
本申请的另一目的在于提供一种动力系统,其包括上述能量转换装置和控制模块,其中,能量转换装置包括:
车载充电模块,其包括电感和充电连接端组,充电连接端组包括第一充电连接端和第二充电连接端,电感的一端与第一充电连接端连接;
变压模块,其包括变压单元;
电机控制模块,其包括第一桥臂变换器、第一驱动输出连接端组、第二桥臂变换器、第二驱动连接端组和能量存储连接端组,第一桥臂变换器分别与电感的另一端、第二充电连接端连接,第一驱动输出连接端组包括第一驱动输出连接端、第二驱动输出连接端和第三驱动输出连接端,第一驱动输出连接端、第二驱动输出连接端、第三驱动输出连接端分别与第一桥臂变换器连接,变压单元的输入端与第一桥臂变换器连接,变压单元的输出端与第二桥臂变换器连接,第二驱动输出连接端组包括第四驱动输出连接端、第五驱动输出连接端和第六驱动输出连接端,第四驱动输出连接端、第五驱动输出连接端、第六驱动输出连接端分别与第二桥臂变换器连接,能量存储连接端组包括第一能量存储连接端和第二能量存储连接端,第一能量存储连接端分别与第一桥臂变换器、第二桥臂变换器连接,第二能量存储连接端分别与第一桥臂变换器、第二桥臂变换器连接。
本申请的另一目的在于提供一种车辆,车辆包括上述动力系统。
本申请提供一种能量转换装置、动力系统及车辆,通过在能量转换装置中采用电感、第一桥臂变换器、第二桥臂变换器、变压单元,使得该能量转换装置可分时工作于驱动模式和直流充电模式,当用于进行驱动电机时,外部电池、第一桥臂变换器、第一外部电机形成驱动第一外部电机的第一驱动电路,和/或,外部电池、第二桥臂变换器、第二外部电机形成驱动第二电机的第二驱动电路,当用于直流充电时,外部充电口、电感、第一桥臂变换器、变压单元、第二桥臂变换器、外部电池形成对外部电池充电的直流充电电路。因此,在驱动电路和充电电路中,复用了第一桥臂变换器和第二桥臂变换器,既精简了电路结构,也提升了集成度,从而达到体积减小以及成本降低的目的,解决了现有技术中四驱电动汽车存在包括电机驱动电路和电池充电电路的总体控制电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题。
附图说明
图1是本申请第一实施例所提供的装置的模块结构示意图;
图2是本申请第一实施例所提供的装置的一部分结构示意图;
图3是本申请第一实施例所提供的装置的又一部分电路结构示意图;
图4是本申请第二实施例所提供的装置的一电路结构示意图;
图5是本申请第二实施例所提供的装置的又一电路结构示意图;
图6是本申请第二实施例所提供的电路再一电路结构示意图;
图7是本申请第三实施例所提供的装置的一电路结构示意图;
图8是本申请第三实施例所提供的装置的又一电路结构示意图;
图9是本申请第三实施例所提供的装置的一模块结构示意图;
图10是本申请第三实施例所提供的装置的再一电路结构示意图;
图11是本申请第四实施例所提供的装置的一电路结构示意图;
图12是本申请第五实施例提供的装置的一电路结构示意图;
图13是本申请第五实施例所提供的装置的又一电路结构示意图;
图14是本申请第六实施例所提供的装置的一电路结构示意图;
图15是本申请第七实施例所提供的装置的一电路结构示意图;
图16是本申请第八实施例所提供的装置的一电路结构示意图;
图17是本申请第九实施例所提供的装置的一电路结构示意图;
图18是本申请第十实施例所提供的装置的一电路示意图;
图19是本申请实施例所提供的装置的一工作原理示意图;
图20是本申请实施例所提供的装置的又一工作原理示意图;
图21是本申请第十实施例所提供的动力系统的模块结构示意图;
图22是本申请第十一实施例所提供的能量转换装置的模块结构示意图;
图23是本申请第十二实施例所提供的能量转换装置的电路结构示意图;
图24是本申请第十三实施例所提供的动力系统的模块结构示意图。
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。
以下结合具体附图对本申请的实现进行详细的描述:
图1-图3示出了本申请第一实施例所提供的能量转换装置1的模块结构,为了便于说明,仅示出了与本实施例相关的部分,详述如下:
如图1所示,本申请实施例所提供的能量转换装置1包括电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13和第二桥臂变换器14。
具体地,参见图1,电感11的一端与外部充电口2连接,电感11的另一端与第一桥臂变换器12连接,第一桥臂变换器12与变压单元13的输入端连接,变压单元13的输出端与第二桥臂变换器14连接,第二桥臂变换器14与外部电池3连接,第一桥臂变换器12连接在外部电池与第一外部电机4之间,第二桥臂变换器14连接在外部电池3与第二外部电机5之间,外部电池3通过第一桥臂变换器12与第一外部电机4连接,外部电池3通过第二桥臂变换器14与第二外部电机5连接,外部电池3通过电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14与外部电池3连接。
该能量转换装置1分时工作于驱动模式和充电模式。
当该能量转换装置1工作于驱动模式时,如图2所示,在驱动模式下,外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路。在第一驱动电路中,外部电池3向第一桥臂变换器12提供直流电,第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121将直流电转换为三相交流电,并将三相交流电输入第一外部电机4以驱动第一外部电机4运转,第一外部电机4输出交流电,并经由第一桥臂变换器12中的第二相桥臂122和第三相桥臂123转换输出直流电,回流给外部电池3。在第二驱动电路中,向第二桥臂变换器14提供直流电,第二桥臂变换器14中的第四相桥臂141将直流电转换为三相交流电,并将三相交流电输入第二外部电机5以驱动第二外部电机5运转,第二外部电机5输出交流电,并经由第二桥臂变换器14中的第五相桥臂142和第六相桥臂143转换输出直流电,回流给外部电池3。
当该能量转换装置1工作于直流充电模式时,如图3所示,在直流充电模式下,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成对外部电池3充电的直流充电电路。在上述充电模式下,外部充电口2为直流充电电路提供直流电源。
当外部充电口2提供的是直流电源时,如图3所示,外部充电口2、电感11、桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14以及外部电池3形成直流充电电路,此时,外部充电口2输出的直流电经过电感11和第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121进行升压,并输出直流电,第一桥臂变换器12中的第二相桥臂122和第三相桥臂123将第一相桥臂121输出的直流电转换并输出交流电,变压单元13将高频交流电转换并输出另一高频交流电,第二桥臂变换器14中的第四相桥臂141和第五相桥桥臂142将变压单元14输出的高频交流电进行整流并输出直流电以为外部电池3充电。
或者,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器中的第一相桥臂121、外部电池3形成直流充电电路,此时,外部充电口2输出的直流电经过电感11和第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121进行升压,并输出直流电以为外部电池3充电。
其中,对于电感11,在上述充电模式下,电感11用于电能的储存和释放。
其中,对于第一桥臂变换器12,第一桥臂变换器12至少包括并联连接的三相桥臂,每相桥臂均与外部电池3和第一外部电机4连接,每相桥臂包括串联连接的两个功率开关,在上述驱动模式下,第一桥臂变换器12用于将外部电池3输入的电能转换并输出三相交流电,以驱动第一外部电机4;在上述充电模式下,第一桥臂变换器12用于将充电回路中的电能转换并输出直流电或者高频交流电,同时增加充电功率,以对外部电池3充电。
其中,对于变压单元13,在上述充电模式下,变压单元13用于将充电回路中输入的交流电转换成另一交流电输出,实现对变压单元13两侧电路的隔离。
其中,对于第二桥臂变换器14,第二桥臂变换器14至少包括三并联的桥臂,每个桥臂包括串联连接的两个功率开关,在上述驱动模式下,第二桥臂变换器14用于将外部电池3输入的电能转换并输出三相交流电,以驱动第二外部电机5,在上述充电模式中,第二桥臂变换器14用于将充电回路中的交流电进行整流输出直流电以对外部电池3充电。
具体实施时,直流电源通过外接充电口2向该能量转换装置1提供直流电,并且直流电源可以是外部交流电源经过整流后的直流电,也可以是外部充电桩输出的直流电,此处不做具体限制。
此外,需要说明的是,具体工作时,该能量转换装置1不仅可以工作于上述的驱动模式和充电模式,后续将对该能量转换装置1的各种工作模式进行详细说明,此处不再赘述。
在本实施例中,通过采用包括电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14的能量转换装置1,使得该能量转换装置1分时工作于驱动模式和充电模式,当工作于驱动模式时,外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路;当用于充电时,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成充电电路,或者,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121、以及外部电池3形成充电电路,因此,在驱动电路和充电电路中,复用了第一桥臂变换器12和/或第二桥臂变换器14,从而既精简了电路结构,也提升了集成度,进而达到体积减小以及成本降低的目的,解决了现有包括电池充电电路和电机驱动电路的总体控制电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图4所示,第一桥臂变换器12包括并联连接的第一相桥臂121、第二相桥臂122和第三相桥臂123。
具体地,第一相桥臂121包括串联连接的第一功率开关Q1和第二功率开关Q2,第二相桥臂122包括串联连接的第三功率开关Q3和第四功率开关Q4,第三相桥臂123包括串联连接的第五功率开关Q5和第六功率开关Q6。
进一步地,第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的第一中点与电感11连接,第三功率开关Q3和第四功率开关Q4的第二中点与变压单元13连接,第五功率开关Q5和第六功率开关Q6的第三中点与变压单元13连接,第一功率开关Q1的第一端、第三功率开关Q3的第一端、第五功率开关Q5的第一端共接形成第一桥臂变换器12的第一汇流端,第二功率开关Q2的第二端、第四功率开关Q4的第二端、第六功率开关Q6的第二端共接形成第一桥臂变换器12的第二汇流端,第二汇流端与外部充电口2连接,第一汇流端与外部电池3的一端连接,第二汇流端与外部电池3的另一端连接,第一中点、第二中点、第三中点分别与第一外部电机4连接。
其中,第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的第一中点是指位于第一功率开关Q1与第二功率开关Q2的连接线上的点,第一外部电机的电机线圈通过该点同时与第一功率开关Q1和第二功率开关Q2连接,同理,可以推知第二中点和第三中点的位置,在此不再赘述。
需要说明的是,在本实施方式中,第一桥臂变换器12中多个功率开关可采用并联有二极管、且能执行开关动作的器件实现,例如功率三极管、金属-氧化层半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)等开关器件。
进一步地,当第一桥臂变换器12工作时,第一相桥臂121中的功率开关、第二相桥臂122的功率开关以及第三相桥臂123中的功率开关接收相差预设相位的控制信号;需要说明的是,在本实施例中,预设相位优选为120度角,而该优选的角度并不对预设相位造成限制。
进一步地,作为本申请一种实施方式,当能量转换装置1中的电感接收到直流电时,通过切换第一相桥臂121中的第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的通断状态,线圈能够进行电能的储存和释放,实现功率因数校正(Power Factor Correction,以下简称PFC),获得经过升压的直流电,通过切换第二相桥臂122中的第三功率开关Q3和第四功率开关,第三相桥臂123中的第五功率开关Q5和第六功率开关Q6的通断状态,将直流电转换为高频交流电。
在本实施例中,采用三相交错控制工作方式控制第一桥臂变换器12的三相桥臂,可使得该能量转换装置1充电时,直流侧纹波减小,且充电功率增大。另外,在直流充电模式时,第一相桥臂121能够与电感11配合,完成PFC,通过第一功率开关Q1进行升压并输出直流电压,通过控制第二相桥臂122和第三相桥臂123中的功率开关,将直流电转换为高频交流电,在驱动模式下,通过控制第一桥臂变换器12中的三相桥臂,将电池3输入的电能转换为三相交流电,实现对第一外部电机4的驱动。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图5所示,该能量转换装置1还包括第一电容C1,第一电容C1连接在第一汇流端和第二汇流端之间。
具体工作时,当该能量转换装置1处于充电模式时,第一电容C1对第一桥臂变换器12输出的电压进行滤波处理,并可根据第一桥臂变换器12输出的电压进行储能,以完成外部电池3的直流充电过程。同时,当能量转换装置1处于驱动模式时,第一电容C1为第一桥臂变换器12输入到的电压进行滤波处理。
在本实施方式中,通过在能量转换装置1中设置第一电容C1,使得该第一电容C1在对第一桥臂变换器12输出的电压进行滤波外,同时可根据第一桥臂变换器12输出的电压进行储能,以完成外部电池3的充电,以此保证能量转换装置1的正常充电功能外,还可保障其他杂波不会对充电过程进行干扰,同时,还能在能量转换装置1处于驱动模式时,对输入到第一桥臂变换器12的电压进行滤波处理。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图6所示,第一外部电机4包括第一电机线圈41,第一电机线圈41包括第一相线圈U1、第二相线圈V1和第三相线圈W1。
具体地,第一中点与第一相线圈U1连接,第二中点与第二相线圈V1连接,第三中点与第三相线圈W1连接。
在本实施例中,在驱动模式下,电池3、第一桥臂变换器14、第一电机线圈41可以形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,电池3提供直流电,第一桥臂变换器12将直流电转换为三相交流电,调整第一电机线圈41的电压电流,实现对第一外部电机4的驱动。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图7所示,第二桥臂变换器14包括并联连接的第四相桥臂141、第五相桥臂142和第六相桥臂143。
具体地,第四相桥臂141包括串联连接的第七功率开关Q7和第八功率开关Q8,第七功率开关Q7和第八功率开关Q8的第四中点与变压单元13的一输出端连接,第五相桥臂142包括串联连接的第九功率开关Q9和第十功率开关Q10,第九功率开关Q9和第十功率开关Q10的第五中点与变压单元13的另一输出端连接,第六相桥臂143包括串联连接的第十一功率开关Q11和第十二功率开关Q12,第七功率开关Q7的第一端、第九功率开关Q9的第一端、第十一功率开关Q11的第一端共接形成第二桥臂变换器14的第三汇流端,第八功率开关Q8的第二端、第十功率开关Q10的第二端、第十二功率开关Q12的第二端共接形成第二桥臂变换器14的第四汇流端,第三汇流端与外部电池3的一端连接,第四汇流端与外部电池3的另一端连接,第四中点、第五中点、第十一功率开关Q11和第十二功率开关Q12的第六中点分别与第二外部电机4连接。
需要说明的是,在本实施方式中,第二桥臂变换器14中多个功率开关可采用并联有二极管、且能执行开关动作的器件实现,例如功率三极管、金属-氧化层半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)等开关器件。
进一步地,作为本申请一种实施方式,当能量转换装置1中的第四相桥臂141和第五相桥臂141接收到交流电时,通过第四相桥臂141中的第七功率开关Q7、第八功率开关Q8和第五相桥臂141中的第九功率开关Q9和第十功率开关Q10将交流电整流转为为直流电,以供电池3充电。
在本实施例中,在直流充电模式下,第五相桥臂142和第六相桥臂143配合作用,将变压单元13输出的高频交流电转换为直流电,在驱动模式下,通过控制第二桥臂变换器14中的三相桥臂,将外部电池3输入的电能转换为三相交流电,实现对第二外部电机5的驱动。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图8所示,第二外部电机5包括第二电机线圈51,第二电机线圈121包括第四相线圈U2、第五相线圈V2和第六相线圈W2。
具体地,第四中点与第四相线圈U2连接,第五中点与第五相线圈V2连接,第六中点与第六相线圈W2连接。
在本实施例中,在驱动模式下,外部电池3、第二桥臂变换器14、第二电机线圈51、第二外部电机5形成第二驱动电路,外部电池3提供直流电,第二桥臂变换器14将直流电转换为三相交流电,调整第二电机线圈51的电压电流,实现对第二外部电机5的驱动。
需要说明的是,参见图9,本实施例中的第一桥臂变换器12和第二桥臂变换器14还可以是其他的多相桥臂变换器,譬如:六相桥臂变换器。此时,第一桥臂变换器12具有六相桥臂,分别是相互并联的第一相桥臂121、第二相桥臂122、第三相桥臂123,第十相桥臂、第十一相桥臂、第十二相桥臂,每相桥臂均与外部电池3和第一外部电池4连接,每相桥臂包括串联连接的两个功率开关,和/或,第二桥臂变换器14具有六相桥臂,分别是相互并联连接的第四相桥臂141、第五相桥臂142、第六相桥臂143、第十三相桥臂、第十四相桥臂、第十五相桥臂,每相桥臂均与外部电池3和第二外部电机5连接,每相桥臂包括串联连接的两个功率开关。另外,如图4所示,与变压单元16连接的桥臂不仅限于第二相桥臂122和第三相桥臂123,还可以是能够将直流电转换为交流电的其他桥臂,例如可以是第三相桥臂123,第十一相桥臂,此处不做具体限制。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图10所示,该能量转换装置1还包括第二电容C2,第二电容C2连接在第三汇流端和第四汇流端之间。
具体工作时,当该能量转换装置1处于充电模式时,第二电容C2对第二桥臂变换器14输出的电压进行滤波处理,并可对第二桥臂变换器14输出的电压进行储能,以完成外部电池3的直流充电过程。同时,当能量转换装置1处于驱动模式时,第二电容C2为第二桥臂变换器14输入到的电压进行滤波处理。
在本实施方式中,通过在能量转换装置1中设置第二电容C2,使得该第二电容C2在对第二桥臂变换器14输出的电压进行滤波,以完成外部电池3的充电,以此保证能量转换装置1的正常充电功能外,还可保障其他杂波不会对充电过程进行干扰,同时,还能在能量转换装置1处于驱动模式时,对输入到第二桥臂变换器14的电压进行滤波处理。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图11所示,该能量转换装置1还包括第三电容C3。
具体地,第三电容C3的一端与第四汇流端连接,第三电容C3的另一端与第四相线圈U2、第五相线圈V2、第六相线圈W2的共接点连接,第三电容C3的两端分别与外接第一蓄电池或车载放电口连接。
进一步地,第十一功率开关Q11和第十二功率开关Q12组成半桥电路,切换第十一功率开关Q11和第十二功率开关Q12的通断状态,给第一蓄电池或车载放电口供电,具体地,当第十一功率开关Q11导通,第十二功率开关Q12断开时,第二电容C2或者外部电池3提供的直流电时,第二电容C2、第二电机线圈51中的第六相线圈W2、第三电容C3形成储能电路,或者外部电池3、第二电机线圈51中的第六相线圈W2、第三电容C3形成储能电路,第六相线圈W2完成储能;当第十一功率开关Q11断开,第十二功率开关Q12导通时,第十二功率开关Q12、第六相线圈W2、第三电容C3形成释能电路,第六相线圈W2完成释能,输出经过降压的直流电,为第一蓄电池或车载放电口供电。
在本实施例中,当外部充电口2连接充电设备且车载放电口连接用电设备时,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、第二电容C2、第六相线圈W2、第三电容C3、第一蓄电池或车载放电口形成对用电设备的充电电路;当外部充电口2未连接充电设备且车载放电口连接用电设备时,或者,外部电池3、第二电容C2、第六相线圈W2、第三电容C3、第一蓄电池或车载放电口形成对用电设备的充电电路,进而使得充电回路与蓄电池充电回路或者车载放电口回路在工作时,彼此之间不会发生相互干扰,提高了电路可靠性,并且还可以使外部电池3对车载放电口连接的用电设备进行放电,增加了整体控制电路的功能。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图12所示,该能量转换装置1中的变压单元13包括还初级线圈T0和第一次级线圈T1。
具体地,初级线圈T0的一端与第二中点连接,初级线圈T0的另一端与第三中点连接,第一次级线圈T1与第二桥臂变换器14连接,使外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、初级线圈T0、第一次级线圈T1、第二桥臂变换器14以及外部电池3组成一直流充电回路。
在本实施方式中,通过采用包括初级线圈T0和第一次级线圈T1的变压单元13,可以在其构成的直流充电回路中将输入的高频交流电转换成另一高频交流电输出,并且实现了对变压单元13两侧电路的隔离,避免两侧电路之间出现的静电干扰,同时,在直流充电回路中,复用了第二相桥臂122和第三相桥臂123,将直流电转换为交流电,从而精简了电路结构,从而达到体积减小以及成本降低的目的。
具体地,作为本申请一种实施方式,如图13所示,该能量转换装置1还包括第一电感L1和第四电容C4。
参见图7,第一电感L1设置于初级线圈T0的一条边和和第二中点之间,第四电容C4设置于初级线圈T0的另一条边和和第三中点之间。
在本实施方式中,外部充电口2、电感11、第一相桥臂121、第二相桥臂122、第三相桥臂123、第一电感L1、第四电容C4、初级线圈T0、第一次级线圈T1、第一双向H桥15以及外部电池3形成直流充电电路,第一电感L1和第四电容C4在该直流充电电路产生谐振作用,协助第二相桥臂122和第三相桥臂123中的功率开关实现软开关。
作为本申请一种实施方式,参见图13,该能量转换装置1还包括第二电感L2和第五电容C5。
第二电感L2设置于第一次级线圈T1的一条边和第四中点之间,第五电容C5设置于第一次级线圈T1的另一条边和第五中点之间。
在本实施例中,外部充电口2、电感11、第一相桥臂121、第二相桥臂122、第三相桥臂123、初级线圈T0、第一次级线圈T1、第二电感L2、第五电容C5、第七功率开关Q7、第八功率开关Q8、第九功率开关Q9、第十功率开关Q10以及外部电池3形成直流充电电路,第二电感L2和第五电容C5在该直流充电电路产生谐振作用,协助第四相桥臂141和第五相桥臂142中的功率开关实现软开关。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图14所示,该能量转换装置1中的变压单元13还包括第二次级线圈T2。
具体地,第二次级线圈T2通过第一双向H桥15与第二蓄电池或车载放电口连接,当对蓄电池进行充电时,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第一双向H桥15形成对蓄电池的充电电路,当外部充电口2连接充电设备且车载放电口连接用电设备时,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第一双向H桥15形成对用电设备的充电电路,当外部充电口2未连接充电设备且车载放电口连接用电设备时,外部电池3、第一桥臂变换器14、变压单元13、第一双向H桥15形成对用电设备的放电电路。
在本实施例中,通过采用包括初级线圈T0、第一次级线圈T1和第二次级线圈T2的变压单元13,使得该能量转换装置1在工作时,可通过外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、初级线圈T0、第二次级线圈T2、第一双向H桥15、以及蓄电池或车载放电口组成蓄电池充电回路或者车载放电口回路,进而使得直流充电回路与蓄电池充电回路或者车载放电口回路在工作时,彼此之间不会发生相互干扰,提高了电路可靠性,并且还可以使外部电池3对车载放电口连接的用电设备进行放电,增加了整体控制电路的功能。
进一步地,作为本申请一种实施方式,该能量转换装置1中的第一双向H桥15包括第七相桥臂151和第八相桥臂152。
具体地,第七相桥臂151包括串联连接的第十三功率开关Q13和第十四功率开关Q14,第八相桥臂152包括串联连接的第十五功率开关Q15和第十六功率开关Q16。
其中,第十三功率开关Q13和第十四功率开关Q14的第七中点与第二次级线圈T2的一端连接,第十五功率开关15和第十六功率开关Q16的第八中点与第二次级线圈T2的另一端连接,第十三功率开关Q13的第一端和第十四功率开关Q14的第一端共接形成第一双向H桥15的第五汇流端,第十四功率开关Q14的第二端和第十六功率开关Q16的第二端共接形成第一双向H桥15的第六汇流端,第五汇流端与第二蓄电池或车载放电口的一端连接,第六汇流端与第二蓄电池或车载放电口的另一端连接。
在本实施方式中,在外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、初级线圈T0、第二次级线圈T2、第一双向H桥15以及蓄电池或车载放电口组成蓄电池充电回路或者车载放电口回路中,通过采用由第七相桥臂151和第八相桥臂152构成的第一双向H桥15,能够将第二次级线圈T2输出的交流电转换为直流电,以对第二蓄电池或者车载放电口进行充电。
需要说明的是,在本申请实施例中,第一双向H桥15中的多个功率开关可采用并联有二极管、且能执行开关动作的器件实现,例如功率三极管、金属-氧化层半导体场效晶体管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)、绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)等开关器件。
另外,需要说明的是,在第五汇流端和第六汇流端之间可以设置电容,用于对第一双向H桥输出的直流电进行滤波处理。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图15所示,当外部充电口2为交流充电口21,该能量转换装置1还包括第一整流模块16a。
具体地,第一整流模块16a分别与交流充电口21、电感11、第一桥臂变换器12连接。其中,第一整流模块16a可以包含整流桥,整流桥的第一输入端和第二输入端分别与交流充电口21连接,整流桥的一个输出端与电感11连接,整流桥的另一个输出端与第一桥臂变换器12连接。
在本实施例中,交流充电口21、第一整流模块16a、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,或者,交流充电口21、第一整流模块16a、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成交流充电电路,在上述交流充电电路中,第一整流模块16a将交流充电口21输入的交流电整流为直流电以供给外部电池3充电。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、第一整流模块16a以及交流充电口21形成交流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂121、电感11、第一整流模块16a以及交流充电口21形成交流放电电路,在上述交流放电电路中,通过切换第一整流模块16a中的功率开关,将直流电转换为交流电以供交流充电口21放电。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图16所示,外部充电口2为交流充电口21和直流充电口22,该能量转换装置1还包括第二整流模块16b。
具体地,第二整流模块16b分别与交流充电口21、电感11、第一桥臂变换器12连接。
在本实施方式中,交流充电口21、第二整流模块16b、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,或者,交流充电口21、第二整流模块16b、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成交流充电电路,在上述交流充电电路中,第二整流模块16b将交流充电口21输入的交流电整流为直流电以供给外部电池3充电。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、第二整流模块16b以及交流充电口21形成交流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂121、电感11、第二整流模块16b以及交流充电口21形成交流放电电路,在上述交流放电电路中,通过切换第二整流模块16b中的功率开关,将直流电转换为交流电以供交流充电口21放电。
在本实施方式中,直流充电口22、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成直流充电电路,或者,直流充电口22、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成直流充电电路。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、直流充电口22形成直流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂131、电感11、直流充电口22形成直流放电电路。
需要注意的是,第一整流模块16a和第二整流模块16b的结构可以是相同,也可以是不同,第一整流模块16a和第二整流模块16b均是可以将交流电转换为直流电的电路。
进一步地,作为本申请的一种实施方式,如图17所示,该能量转换装置1还包括预充模块17。
具体地,预充模块17包括串联连接的开关K和电阻R,预充模块17的一端与第二桥臂变换器14连接,预充模块17的另一端与外部电池3连接。
在本实施例中,该能量转换装置1中的开关K与电阻R组成预充模块17,当对外部电池3进行充电之前,开关K闭合,R完成预充后,外部充电口2再向该能量转换装置1提供电源。通过R进行预充,保护电路,降低了能量转换装置1的故障率。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图18所示,外部充电口2为交流充电口21和直流充电口22,该能量转换装置1还包括双向桥臂18。
具体地,双向桥臂18分别与交流充电口21、第一桥臂变换器12连接。
在本实施例中,交流充电口21、电感11、第一桥臂变换器12、双向桥臂18、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,在该能量转换装置1中,双向桥臂18和第一相桥臂131配合作用,形成一个双向H桥,将交流电转换为直流电,然后利用第二相桥臂132和第三相桥臂133将直流电转换为交流电,以使变压单元13接收到高频交流电,继而经过第一双向H桥整流为直流电,以供外部电池3充电。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、双向桥臂18、第一桥臂变换器12、电感11、交流充电口21形成交流放电电路。在该交流放电电路中,双向桥臂18和第一相桥臂131配合作用,形成一个双向H桥,将直流电转换为交流电,以供交流充电口21放电。
在本实施例中,交流充电口21、电感11、双向桥臂18、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,或者,交流充电口21、电感11、双向桥臂18、第一相桥臂121、外部电池3形成交流充电电路。
另外,在本实施例中,直流充电口22、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成直流充电电路;或者,直流充电口22、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成直流充电电路。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、直流充电口22形成直流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂131、电感11、直流充电口22形成直流放电电路。
进一步地,作为本申请一种实施方式,该能量转换装置1中的双向桥臂18包括串联连接的第十七功率开关Q17和第十八功率开关Q18。
具体地,第十七功率开关Q17和第十八功率开关Q18的第九中点与交流电充电口21连接,第十七功率开关Q17的第一端与第一桥臂变换器12的第一汇流端连接,第十八功率开关Q18的第二端与第一桥臂变换器12的第二汇流端连接。
在本实施例中,交流充电口21、电感11、第一桥臂变换器12、第十七功率开关Q17、第十八功率开关Q18、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,在该能量转换装置1中,第十七功率开关Q17和第十八功率开关Q18能够配合第一相桥臂131中的第一功率开关Q1和第二功率开关Q2形成双向H桥,以将交流电转换为直流电。
进一步地,由于交流充电时一般采用家用插排,并且常用的交流电源功率一般为7千瓦(kW),而直流充电一般采用的是专业充电桩,其功率一般为60kW至150kW,且大于100kW以上的快速直流充电桩是一种发展趋势,此外,电机驱动时的功率一般在100kW左右,因此从上述描述可以得知,车辆在电机驱动、直流充电、交流充电这三种情况下的功率等级差异很大,而功率差异对于功率开关的选择至关重要。
在本实施例中,第一桥臂变换器12和第二桥臂变换器14中的功率开关的类型与双向桥臂18中的功率开关的类型可以是相同的,也可以是不同的。具体地,由于大功率的功率开关比小功率的功率开关价格昂贵,因此基于能量转换装置1工作于电机驱动模式、直流充电模式、交流充电模式时所需要的不同功率考虑,第一桥臂变换器12和第二桥臂变换器14中的功率开关的类型与双向桥臂18中的功率开关的类型可以不同,即双向桥臂18和第一桥臂变换器12、第二桥臂变换器14可以采用不同功率等级的功率开关(例如高电流等级的MOSFET功率开关、低电流等级的MOSFET功率开关)或不同类型开关(例如大功率的IGBT功率开关、小功率的MOSFET功率开关)。具体的,在本实施例中,由于直流充电和电机驱动等大功率模式均用到第一桥臂变换器12,因此本实施例中第一桥臂变换器12采用大功率的IGBT功率开关实现,或高电流等级的MOSFET功率开关实现,而由于双向桥臂18主要工作于交流充电时,因此双向桥臂18可采用小功率的MOSFET实现,如此在保证能量转换装置1有效工作的同时可减少电路成本。
另一方面,由于交流充电时,双向桥臂18所需的开关频率较高(比如60kHz),因此需要采用可实现高频工作时效率较高的MOSFET功率开关或碳化硅MOSFET功率开关,而由于第一桥臂变换器12具有三相桥臂,并且其工作方式为三相交错控制,因此第一桥臂变换器12的功率开关所需频率较低,故第一桥臂变换器12和第二桥臂变换器14中的功率开关类型与双向桥臂18中的功率开关类型可以不同。
进一步地,作为本申请的一种实施方式,如图19所示,该能量转换装置还包括第一开关模块191、第二开关模块192、第三开关模块193、第四开关模块194和第五开关模块195。
具体地,第一开关模块191设置于交流充电口21和第一整流模块16a之间,第二开关模块192设置于直流充电口21和第一桥臂变换器12之间,第三开关模块193设置于第一电机线圈41和第一桥臂变换器12之间,第四开关模块194设置于第二电机线圈51和第二桥臂变换器14之间,第五开关模块195设置于第二桥臂变换器14与外部电池3之间。
进一步地,第一开关模块191包括开关K1和开关K2,其中,开关K1的一端与交流充电口21连接,开关K1的另一端与第一整流模块16a连接,开关K2的一端与交流充电口21连接,开关K2的另一端与第一整流模块16a连接。第二开关模块192包括开关K3和开关K4,其中,开关K3的一端与直流充电口22连接,开关K3的另一端与电感11连接,开关K4的一端与直流充电口22连接,开关K4的另一端与第二汇流端连接。第三开关模块193包括开关K5、开关K6和开关K7,其中,开关K5的一端与第一中点连接,开关K5的另一端与第一相线圈U1连接,开关K6的一端与第二中点连接,开关K6的另一端与第二相线圈V1连接,开关K7的一端与第三中点连接,开关K7的另一端与第三相线圈W1连接。第四开关模块194包括开关K8、开关K9和开关K10,其中,开关K8的一端与第四中点连接,开关K8的另一端与第四相线圈U2连接,开关K9的一端与第五中点连接,开关K9的另一端与第五相线圈V2连接,开关K10的一端与第六中点连接,开关K10的另一端与第六相线圈W2连接。第五开关模块195包括开关K11和开关K12,其中,开关K11的一端与第一汇流端连接,开关K11的另一端与外部电池3的一端连接,开关K12的一端与第二汇流端连接,开关K12的另一端与外部电池3的另一端连接。
在本实施例中,通过切换第一开关模块191、第二开关模块192、第三开关模块193、第四开关模块194和第五开关模块195中各个开关的通断状态,能够实现交流充电口21、第一整流模块16a、电感11、第一桥臂变变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,或者,交流充电口21、第一整流模块16a、电感11、第一相桥臂121、外部电池3形成交流充电电路;直流充电口22、电感11、第一桥臂变变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成直流充电电路,或者,直流充电口22、电感11、第一相桥臂121、外部电池3形成直流充电电路;外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路。
需要注意的是,外部电池3与第一桥臂变换器12之间设置有第一接触器开关,外部电池3与第二桥臂变换器14之间设置有第二接触器开关,第一接触器开关和第二接触器开关可以是同一个接触器开关,也可以两个相互独立的接触器开关。
为了能够更好理解本申请的内容,下面以图19所示的能量转换装置1为例,对本申请提供的能量转换装置1的工作原理进行具体说明,详述如下:
具体地,当能量转换装置1进行交流充电时,开关K1、开关K2闭合,开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,同时外部电池3与第一桥臂变换器12之间的接触器开关断开,通过开关K和电阻R完成预充,开关K11和开关K12闭合,此时交流充电口21输入交流电,第一整流模块16a将交流电进行整流并输出直流电,通过电感12、第一功率开关Q1和第二功率开关Q2完成PFC,并通过第三功率开关Q3、第四功率开关Q4、第五功率开关Q5和第六功率开关Q6实现直流交流转换(Direct Current to AlternatingCurrent,以下简称DC-AC),第三功率开关Q3和第四功率开关Q4输出高频交流正波,第五功率开关Q5和第六功率开关Q6输出高频交流负波,变压单元13和第二桥臂变换器14将第一桥臂变换器12输出的高频交流电进行变压整流处理,实现交流直流转换(AlternatingCurrent to Direct Current,以下简称AC-DC),输出直流电压,第四电容C4对直流电压进行滤波并给外部电池3充电。
或者,当能量转换装置1进行交流充电时,开关K1、开关K2闭合,开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,同时外部电池3与第一桥臂变换器12之间的接触器开关断开,通过开关K和电阻R完成预充,开关K11和开关K12闭合,此时交流充电口21输入交流电,第一整流模块16a将交流电进行整流并输出直流电,通过电感12、第一功率开关Q1和第二功率开关Q2完成PFC,第一功率开关Q1整流并通过第一电容C1滤波输出直流电压给外部电池3充电。
在本实施例中,本申请提供的能量转换装置1通过控制各个开关的通断,以使交流充电口21接收的交流电经过第一整流模块16a、电感11、第一桥臂变换器12、第一电容C1、变压单元13、第二桥臂变换器14、第二电容C2后向外部电池3进行交流充电,并且交流充电方式不局限于一种方式,即该能量转换装置1的交流充电方式多方案冗余,并且工作电压可以自行调节,以此提高了充电效率的同时,且可使得能量转换装置1的交流充电功能得到有效保障。
进一步地,如图19,能量转换装置1为直流充电时,开关K3和K4闭合,开关K1、开关K2、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,同时外部电池3与第一桥臂变换器12之间的接触器开关断开,同时外部电池3与第一桥臂变换器12之间的接触器开关断开,通过开关K和电阻R完成预充,开关K11和开关K12闭合,此时直流充电口22输出直流电,通过电感11、第一功率开关Q1和第二功率开关Q2完成PFC,并通过第三功率开关Q3、第四功率开关Q4、第五功率开关Q5和第六功率开关Q6实现DC-AC转换,第三功率开关Q3和第四功率开关Q4输出高频交流正波,第五功率开关Q5和第六功率开关Q6输出高频交流负波,变压单元13和第二桥臂变换器14中的第四相桥臂141、第五相桥臂142将第一桥臂变换器12输出的高频交流电进行变压整流处理,实现AC-DC转换,输出直流电压,第二电容C2对直流电压进行滤波并给外部电池3充电。
或者,能量转换装置1为直流充电时,开关K3和K4闭合,开关K1、开关K2、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,同时外部电池3与第一桥臂变换器12之间的接触器开关断开,同时外部电池3与第一桥臂变换器12之间的接触器开关断开,通过开关K和电阻R完成预充,开关K11和开关K12闭合,此时直流充电口22输出直流电,通过电感11、第一功率开关Q1和第二功率开关Q2完成PFC,第一功率开关Q1整流并通过第一电容C1滤波输出直流电压给外部电池3充电。
进一步地,第十一功率开关Q11和第十二功率开关Q12组成半桥电路,切换第十一功率开关Q11和第十二功率开关Q12的通断状态,给第一蓄电池或车载放电口供电,具体地,当第十一功率开关Q11导通,第十二功率开关Q12断开时,第二电容C2或者外部电池3提供的直流电时,第二电容C2、第二电机线圈51中的第六相线圈W2、第三电容C3形成储能电路,或者外部电池3、第二电机线圈51中的第六相线圈W2、第三电容C3形成储能电路,第六相线圈W2完成储能;当第十一功率开关Q11断开,第十二功率开关Q12导通时,第十二功率开关Q12、第六相线圈W2、第三电容C3形成释能电路,第六相线圈W2完成释能,输出经过降压的直流电,为第一蓄电池或车载放电口供电。
具体地,当能量转换装置1进行交流充电时,开关K1、开关K2、开关K11、开关K12闭合,开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,以使此时交流充电口21输出的交流电能够在第一整流模块16a、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、第二电容C2、第三电容C3、第六相线圈W2的作用下通过第一蓄电池或车载放电口放电。
进一步地,开关K3、开关K4、开关K11、开关K12闭合,开关K1、开关K2、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,以使此时直流充电口22输出的交流电能够在电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、第二电容C2、第三电容C3、第六相线圈W2的作用下通过第一蓄电池或车载放电口放电。
进一步地,开关K11、开关K12闭合,开关K1、开关K2、开关K3、K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,以使外部电池3输出的直流电在第二电容C2、第三电容C3、第六相线圈W2的作用下通过第一蓄电池或车载放电口放电。
或者,开关K11、开关K12闭合,开关K1、开关K2、开关K3、K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,以使外部电池3输出的直流电在第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、第二电容C2、第三电容C3、第六相线圈W2的作用下通过第一蓄电池或车载放电口放电。
进一步地,如图20所示,能量转换装置1的变压单元13还包括第二次级线圈T2。
能量转换装置1为直流充电或交流充电时,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14形成对蓄电池或与车载放电口用电设备充电的充电电路。
进一步地,该能量转换装置1还可以工作于放电模式,为能够更好地理解本申请的工作原理,下面以图20所示的能量转换装置1为例,对本申请的工作原理进行说明。
具体地,参见图20,当能量转换装置1工作于交流放电模式时,开关K1、开关K2、开关K11、开关K12闭合,开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,以使外部电池3输出的高压直流电在第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11的作用下通过交流充电口22向外放电。
进一步地,参见图20,当能量转换装置1工作于直流放电模式时,开关K3、开关K4、开关K11、开关K12闭合,开关K1、开关K2、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,以使外部电池3输出的高压直流电在第二桥臂变换器14、变压单元14、第一桥臂变换器12、电感11的作用下通过直流充电口22向外放电。
进一步地,参见图20,当该能量转换装置1通过第二蓄电池或车载放电口进行放电时,开关K1和开关K2闭合,开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10、开关K11、开关K12断开,交流充电口21、第一整流模块16a、电感11、第一桥臂变换器12、初级线圈T0、第二次级线圈T2、第一双向H桥15以及第二蓄电池或车载放电口形成交流放电电路;
或者,开关K3和开关K4闭合,开关K1、开关K2、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10、开关K11、开关K12断开,直流充电口22、第一整流模块16a、电感11、第一桥臂变换器12、初级线圈T0、第二次级线圈T2、第一双向H桥15以及第二蓄电池或车载放电口形成直流放电电路;
或者,开关K11和开关K12闭合,开关K1、开关K2、开关K3、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8、开关K9、开关K10断开,外部电池3、第二桥臂变换器14、初级线圈T0、第二次级线圈T2、第一双向H桥15以及第二蓄电池或车载放电口形成外部电池3的放电电路。
需要说明的是,在本实施例中,能量转换装置1的交流放电工作模式与其的交流充电工作模式原理相反,因此该能量转换装置1的交流放电工作模式的具体工作原理可参考其交流充电模式的具体工作过程,此处不再赘述。
在本实施例中,本申请提供的能量转换装置1通过将电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13以及第二桥臂变换器14集成在一个电路中,可以利用第一桥臂变换器12实现第一外部电机4驱动,利用第二桥臂变换器14实现第二外部电机5驱动,还可以利用第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121与电感11进行配合,实现PFC的同时,增加第一相桥臂121输出的电压,又可以利用第一桥臂变换器12中的第二相桥臂122和第三相桥臂123将直流电转换为交流电,利用第二桥臂变换器14中的第四相桥臂141和第五相桥臂142将交流电转换为直流电,同时还能够通过该能量转换装置1进行车辆电池的交流充放电和直流充放电,复用了第一桥臂变换器12和第二桥臂变换器14,精简了电路结构,提高了电路集成度的同时,降低了电路成本,减小了电路体积,并且电路结构简单。
此外,由于本申请提供的能量转换装置1既可以工作在交流充电模式,又可以工作在交流放电模式,从而将增加了充电的应用场景,拓展了应用范围。
如图21所示,本申请还提出了一种动力系统6,该动力系统6包括能量转换装置1和控制模块64,其中,能量转换装置1包括车载充电模块61、变压模块62和电机控制模块63。
其中,车载充电模块61包括电感11,电感11的一端与外部充电口2连接;变压模块61包括变压单元13;电机控制模块63包括第一桥臂变换器12和第二桥臂变换器14,电感11的另一端与第一桥臂变换器12连接,第一桥臂变换器12与变压单元13的输入端连接,变压单元13的输出端与第二桥臂变换器14连接,第二桥臂变换器14与外部电池3连接,第一桥臂变换器12连接在外部电池与第二外部电机4之间,第二桥臂变换器14连接在外部电池3与第二外部电机5之间,外部电池3通过第一桥臂变换器12与第一外部电机4连接,外部电池3通过第二桥臂变换器13与第二外部电机5连接,外部电池3通过电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14与外部电池3连接。控制模块64用于控制外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路,还用于控制外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成对外部电池3充电的充电电路。
进一步地,该系统6中的能量转换装置1还包括开关模块,开关模块包括第一开关模块191、第二开关模块192、第三开关模块193、第四开关模块194和第五开关模块195,控制模块64用于控制开关模块,以实现充电模式和驱动模式的切换。
需要注意的是,开关模块中的第一开关模块191、第二开关模块192、第三开关模块193、第四开关模块194和第五开关模块195可参见图18和图19,控制模块64控制开关模块中的各个开关单元和能量转换装置1中的功率开关,以切换能量转换装置1的工作模式。
具体地,在驱动模式下,外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路。在第一驱动电路中,外部电池3向第一桥臂变换器12提供直流电,第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121将直流电转换为三相交流电,并将三相交流电输入第一外部电机4以驱动第一外部电机4运转,第一外部电机4输出交流电,并经由第一桥臂变换器12中的第二相桥臂122和第三相桥臂123转换输出直流电,回流给外部电池3。在第二驱动电路中,向第二桥臂变换器14提供直流电,第二桥臂变换器14中的第四相桥臂141将直流电转换为三相交流电,并将三相交流电输入第二外部电机5以驱动第二外部电机5运转,第二外部电机5输出交流电,并经由第二桥臂变换器14中的第五相桥臂142和第六相桥臂143转换输出直流电,回流给外部电池3。
具体地,当该能量转换装置1工作于直流充电模式时,在直流充电模式下,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成对外部电池3充电的直流充电电路。在上述充电模式下,外部充电口2为直流充电电路提供直流电源。
当外部充电口2提供的是直流电源时,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14以及外部电池3形成直流充电电路,此时,外部充电口2输出的直流电经过电感11和第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121进行升压,并输出直流电,第一桥臂变换器12中的第二相桥臂122和第三相桥臂123将第一相桥臂131输出的直流电转换并输出交流电,变压单元13将高频交流电转换并输出另一高频交流电,第二桥臂变换器14中的第四相桥臂141和第五相桥桥臂151将变压单元14输出的高频交流电进行整流并输出直流电以为外部电池3充电。
或者,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器中的第一相桥臂121、外部电池3形成直流充电电路,此时,外部充电口2输出的直流电经过电感11和第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121进行升压,并输出直流电以为外部电池3充电。
或者,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、以及外部充电口2形成直流放电电路,外部电池3、第一桥臂变换器12、电感11、以及外部充电口2形成直流放电电路。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图15所示,该动力系统6中的能量转换装置1还包括第一整流模块16a,此时外部充电口2为交流充电口21。
具体地,第一整流模块16a分别与交流充电口21、电感11、第一桥臂变换器12连接。其中,第一整流模块16a可以包含整流桥,整流桥的第一输入端和第二输入端分别与交流充电口21连接,整流桥的一个输出端与电感11连接,整流桥的另一个输出端与第一桥臂变换器12连接。
在本实施例中,通过控制模块61控制开关模块中各个开关的通断状态,以实现交流充电模式和驱动模式的切换,当切换到交流充电模式时,交流充电口21、第一整流模块16a、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,或者,交流充电口21、第一整流模块16a、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成交流充电电路,在上述交流充电电路中,第一整流模块16a将交流充电口21输入的交流电整流为直流电以供给外部电池3充电。
当切换到于驱动模式时,外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、第一整流模块16a以及交流充电口21形成交流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂131、电感11、第一整流模块16a以及交流充电口21形成交流放电电路,在上述交流放电电路中,通过切换第一整流模块16a中的功率开关,将直流电转换为交流电以供交流充电口21放电。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图16所示,外部充电口2为交流充电口21和直流充电口22,该能量转换装置1还包括第二整流模块16b。
具体地,第二整流模块16b分别与交流充电口21、电感11、第一桥臂变换器12连接。
在本实施方式中,交流充电口21、第二整流模块16b、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,或者,交流充电口21、第二整流模块16b、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成交流充电电路,在上述交流充电电路中,第二整流模块16b将交流充电口21输入的交流电整流为直流电以供给外部电池3充电。
在本实施例中,通过控制模块64控制开关模块中各个开关的通断状态,以实现交流充电模式、直流充电模式和驱动模式的切换,当切换到交流充电模式时,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、第二整流模块16b以及交流充电口21形成交流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂131、电感11、第二整流模块16b以及交流充电口21形成交流放电电路,在上述交流放电电路中,通过切换第二整流模块16b中的功率开关,将直流电转换为交流电以供交流充电口21放电。
当切换到于驱动模式时,外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路。
在本实施方式中,直流充电口22、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成直流充电电路,或者,直流充电口22、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成直流充电电路。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、直流充电口22形成直流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂131、电感11、直流充电口22形成直流放电电路。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图18所示,外部充电口2为交流充电口21和直流充电口22,该能量转换装置1还包括双向桥臂18。
具体地,双向桥臂18分别与交流充电口21、第一桥臂变换器12连接。
在本实施例中,交流充电口21、电感11、第一桥臂变换器12、双向桥臂18、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,在该能量转换装置1中,双向桥臂18和第一相桥臂131配合作用,形成一个双向H桥,将交流电转换为直流电,然后利用第二相桥臂132和第三相桥臂133将直流电转换为交流电,以使变压单元13接收到高频交流电,继而经过第一双向H桥整流为直流电,以供外部电池3充电。
在本实施例中,通过控制模块54控制开关模块中各个开关的通断状态,以实现交流充电模式、直流充电模式和驱动模式的切换,当切换到交流充电模式时,交流充电口21、电感11、双向桥臂18、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,或者,交流充电口21、电感11、双向桥臂18、第一相桥臂121、外部电池3形成交流充电电路。
当切换到于驱动模式时,外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、双向桥臂18、第一桥臂变换器12、电感11、交流充电口21形成交流放电电路。在该交流放电电路中,双向桥臂18和第一相桥臂131配合作用,形成一个双向H桥,将直流电转换为交流电,以供交流充电口21放电。
另外,在本实施例中,当且切换到直流充电模式时,直流充电口22、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成直流充电电路;或者,直流充电口22、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成直流充电电路。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、直流充电口22形成直流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂131、电感11、直流充电口22形成直流放电电路。
进一步地,作为本申请的一种实施方式,如图17所示,该能量转换装置1还包括预充模块17。
具体地,预充模块17包括串联连接的开关K和电阻R,预充模块17的一端与第二桥臂变换器14连接,预充模块17的另一端与外部电池3连接。
在本实施例中,该能量转换装置1中的开关K与电阻R组成预充模块17,当对外部电池3进行充电之前,开关K闭合,R完成预充后,外部充电口2再向该能量转换装置1提供电源。通过R进行预充,保护电路,降低了能量转换装置1的故障率。
进一步地,作为本申请一种实施方式,电机控制模块63、车载充电模块61、变压模块62集成在第一箱体中;需要说明的是,在本身请的其他实施例中,电机控制模块63、车载充电模块61、变压模块62也可以分开设置在两个或三个箱体中,此处不做具体限制。
在本实施例中,将电机控制模块63、车载充电模块61、变压模块62集成在第一箱体中,可使得动力系统6的整体结构更加紧凑,进而缩小了动力系统6的体积,从而减小了应用该动力系统6的车辆的重量。
进一步地,作为本申请一种实施方式,动力系统6还包括第一减速机和第二减速机,第一减速机与第一外部电机4动力耦合,第二减速机与第二外部电机5动力耦合,第一减速机、第一外部电机4、第二减速机和第二外部电机5集成于第二箱体中。
进一步地,作为本申请一种实施方式,第一箱体与第二箱体固定连接。
具体实施时,第一箱体和第二箱体可采用任何具有固定作用的连接件连接,或者第一箱体上设置有可与第二箱体连接的固定件,或者第二箱体上设置有可与第一箱体连接的固定件,此处不做具体限制。
在本实施例中,将第一箱体和第二箱体固定,可有效防止第一箱体和第二箱体之间分离,从而保证电机控制模块63、车载充电模块61、变压模块62、第一减速机、第一外部电机4、第二减速机和第二外部电机5之间不会因箱体脱落而发生故障,提高了动力系统6的工作可靠性与稳定性。
需要注意的是,在本实施例中的动力系统6中的能量转换装置1、控制模块64以及开关模块的详细工作原理具体工作过程可参考前述关于能量转换装置1的详细描述,此处不再赘述。
如图22所示,本申请提出了一种能量转换装置7,该能量转换装置7包括充电连接端组71、电感11、第一桥臂变换器12、第一驱动输出连接端组72、第二驱动输出连接端组73、变压单元13、第二桥臂变换器14、能量存储连接端组74。
具体地,参见图22,充电连接端组71包括第一充电连接端711和第二充电连接端712,电感11的一端与第一充电连接端711连接,第一桥臂变换器12与电感11的另一端连接,第一桥臂变换器12与第二充电连接端712连接,第一驱动输出连接端组72包括第一驱动输出连接端721、第二驱动输出连接端722和第三驱动输出连接端723,第一驱动输出连接端721、第二驱动输出连接端722、第三驱动输出连接端723分别与第一桥臂变换器12连接,变压单元13输入端与第一桥臂变换器12连接,第二桥臂变换器14与变压单元13的输出端连接,第二桥臂变换器14连接在第二外部电机5与外部电池3之间,第二驱动输出连接端组73包括第四驱动输出连接端731、第五驱动输出连接端732和第六驱动输出连接端733,第四驱动输出连接端731、第五驱动输出连接端732、第六驱动输出连接端733分别与第二桥臂变换器14连接,能量存储连接端组74包括第一能量存储连接端741和第二能量存储连接端742,第一能量存储连接端741分别与第一桥臂变换器12、第二桥臂变换器14连接,第二能量存储连接端742分别与第一桥臂变换器12、第二桥臂变换器14连接。
进一步地,充电连接端组71中的第一充电连接端711和第二充电连接端712可以分别与外部充电口2连接,第一驱动输出连接端组72中的第一驱动输出连接端721、第二驱动输出连接端722和第三驱动输出连接端723可以分别与第一外部电机4连接,第二驱动输出连接端组73中的第四驱动输出连接端731、第五驱动输出连接端732和第六驱动输出连接端733可以分别与第二外部电机5连接,能量存储连接端组74中的第一能量存储连接端741和第二能量存储连接端742可以分别与外部电池3连接。
在本实施例中,通过充电连接端组71向电感11、第一桥臂变换器12供电,电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13以及第二桥臂变换器14通过能量存储连接端组74形成对外部电池3充电的充电电路,外部电池3和第一桥臂变换器12通过第一驱动输出连接端组72和能量存储连接端组74向第一外部电机4供电,以驱动第一外部电机4,外部电池3和第二桥臂变换器14通过第二驱动输出连接端组73和能量存储连接端组74向第二外部电机5供电,以驱动第二外部电机5。
进一步地,作为本申请一种实施方式,充电连接端组71与外部充电口2连接,充电连接端组71采用连接线、接插件或连接接口中的一种,第一驱动输出连接端组72与第一外部电机4连接,第二驱动输出连接端组73与第二外部电机5连接,第一驱动输出连接端组73采用连接线、接插件或连接接口中的一种,能量存储连接端组74与外部电池3连接,能量存储连接端组74采用连接线、接插件或连接接口中的一种。
进一步地,作为本申请一种实施方式,第一驱动输出连接端721、第二驱动输出连接端722和第三驱动输出连接端723分别与第一外部电机4中的第一电机线圈41中的第一相线圈U1、第二相线圈V1、第三相线圈W2连接,第一驱动输出连接端721、第二驱动输出连接端722和第三驱动输出连接端723均包括驱动连接线、驱动输出接插件或者能量储存连接接口。
进一步地,作为本申请一种实施方式,第四驱动输出连接端731、第五驱动输出连接端732和第六驱动输出连接端733分别与第二外部电机5中的第二电机线圈51中的第四相线圈U2、第五相线圈V2、第六相线圈W2连接,第四驱动输出连接端731、第五驱动输出连接端732和第六驱动输出连接端733均包括驱动连接线、驱动输出接插件或者能量储存连接接口。
进一步地,作为本申请一种实施方式,外部电池3分别与第一能量存储连接端741、第二能量存储连接端742连接,第一能量存储连接端741、第二能量存储连接端742均包括能量存储连接线、能量存储接插件或能量存储连接接口。
进一步地,作为本申请的一种实施方式,如图23所示,该能量转换装置7的第一桥臂变换器12包括并联连接的第一相桥臂121、第二相桥臂122和第三相桥臂123。
具体地,第一相桥臂121包括串联连接的第一功率开关Q1和第二功率开关Q2,第二相桥臂122包括串联连接的第三功率开关Q3和第四功率开关Q4,第三相桥臂123包括串联连接的第五功率开关Q5和第六功率开关Q6。
进一步地,第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的第一中点分别与电感11、第一驱动输出连接端721连接,第三功率开关Q3和第四功率开关Q4的第二中点分别与变压单元13、第二驱动输出连接端722连接,第五功率开关Q5和第六功率开关Q6的第三中点分别与与变压单元13、第三驱动输出连接端723连接,第一功率开关Q1的第一端、第三功率开关Q3的第一端、第五功率开关Q5的第一端共接形成第一桥臂变换器12的第一汇流端,第二功率开关Q2的第二端、第四功率开关Q4的第二端、第六功率开关Q6的第二端共接形成第一桥臂变换器12的第二汇流端,第二汇流端与第二充电连接端712连接,第一汇流端与第一能量存储连接端741连接,第二汇流端与第二能量存储连接端742连接,第一驱动输出连接端721、第二驱动输出连接端722、第三驱动输出连接端723分别与第一外部电机4连接。
其中,第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的第一中点是指位于第一功率开关Q1与第二功率开关Q2的连接线上的点,第一驱动输出连接端721通过该点同时与第一功率开关Q1和第二功率开关Q2连接,同理,可以推知第二中点和第三中点的位置,在此不再赘述。
进一步地,作为本申请一种实施方式,参见图6,第一外部电机4包括第一电机线圈41,第一电机线圈41包括第一相线圈U1、第二相线圈V1和第三相线圈W1。
具体地,第一驱动输出连接端721与第一相线圈U1连接,第二驱动输出连接端722与第二相线圈V1连接第三驱动输出连接端723与第三相线圈W1连接。
在本实施例中,在驱动模式下,电池3、第二桥臂变换器14、第一电机线圈72可以形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,电池3提供直流电,第一桥臂变换器12将直流电转换为三相交流电,调整第一电机线圈41的电压电流,实现对第一外部电机4的驱动。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图23所示,第二桥臂变换器14包括并联连接的第四相桥臂141、第五相桥臂142和第六相桥臂143。
具体地,第四相桥臂141包括串联连接的第七功率开关Q7和第八功率开关Q8,第七功率开关Q7和第八功率开关Q8的第四中点分别与变压单元13的一输出端、第四驱动输出连接端731连接,第五相桥臂142包括串联连接的第九功率开关Q9和第十功率开关Q10,第九功率开关Q9和第十功率开关Q10的第五中点分别与变压单元13的另一输出端、第五驱动输出连接端732连接,第六相桥臂143包括串联连接的第十一功率开关Q11和第十二功率开关Q12,第十一功率开关Q11和第十二功率开关Q12的第六中点与第六驱动输出连接端733连接,第七功率开关Q7的第一端、第九功率开关Q9的第一端、第十一功率开关Q11的第一端共接形成第二桥臂变换器14的第三汇流端,第八功率开关Q8的第二端、第十功率开关Q10的第二端、第十二功率开关Q12的第二端共接形成第二桥臂变换器14的第四汇流端,第三汇流端与外部电池3的一端连接连接,第四汇流端与外部电池3的另一端连接,第四驱动输出连接端731、第五驱动输出连接端732、第六驱动输出连接端733分别与第二外部电机4连接。
在本实施例中,在直流充电模式下,第五相桥臂142和第六相桥臂143配合作用,将变压单元13输出的高频交流电转换为直流电,在驱动模式下,通过控制第二桥臂变换器14中的三相桥臂,将外部电池3输入的电能转换为三相交流电,实现对第二外部电机5的驱动。
进一步地,作为本申请一种实施方式,参见图8,第二外部电机5包括第二电机线圈51,第二电机线圈51包括第四相线圈U2、第五相线圈V2和第六相线圈W2。
具体地,第四驱动输出连接端731与第四相线圈U2连接,第五驱动输出连接端732与第五相线圈V2连接,第六驱动输出连接端733与第六相线圈W2连接。
在本实施例中,在驱动模式下,外部电池3、第二桥臂变换器14、第二电机线圈51、第二外部电机5形成第二驱动电路,外部电池3提供直流电,第二桥臂变换器14将直流电转换为三相交流电,调整第二电机线圈51的电压电流,实现对第二外部电机5的驱动。
进一步地,作为本申请一种实施方式,参见图12,该能量转换装置7中的变压单元13包括还初级线圈T0和第一次级线圈T1。
具体地,初级线圈T0的一端与第二中点连接,初级线圈T0的另一端与第三中点连接,第一次级线圈T1与第二桥臂变换器14连接,使外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、初级线圈T0、第一次级线圈T1、第二桥臂变换器14以及外部电池3组成一直流充电回路。
在本实施方式中,通过采用包括初级线圈T0和第一次级线圈T1的变压单元13,可以在其构成的直流充电回路中将输入的高频交流电转换成另一高频交流电输出,并且实现了对变压单元13两侧电路的隔离,避免两侧电路之间出现的静电干扰,同时,在直流充电回路中,复用了第二相桥臂122和第三相桥臂123,将直流电转换为交流电,从而精简了电路结构,从而达到体积减小以及成本降低的目的。
进一步地,作为本申请一种实施方式,参见图14,该能量转换装置7中的变压单元13还包括第二次级线圈T2。
具体地,第二次级线圈T2通过第一双向H桥15与第二蓄电池或车载放电口连接,当对蓄电池进行充电时,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第一双向H桥15形成对蓄电池的充电电路,当外部充电口2连接充电设备且车载放电口连接用电设备时,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第一双向H桥15形成对用电设备的充电电路,当外部充电口2未连接充电设备且车载放电口连接用电设备时,外部电池3、第一桥臂变换器14、变压单元13、第一双向H桥15形成对用电设备的放电电路。
在本实施例中,通过采用包括初级线圈T0、第一次级线圈T1和第二次级线圈T2的变压单元13,使得该能量转换装置7在工作时,可通过外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、初级线圈T0、第二次级线圈T2、第一双向H桥15、以及蓄电池或车载放电口组成蓄电池充电回路或者车载放电口回路,进而使得直流充电回路与蓄电池充电回路或者车载放电口回路在工作时,彼此之间不会发生相互干扰,提高了电路可靠性,并且还可以使外部电池3对车载放电口连接的用电设备进行放电,增加了整体控制电路的功能。
在本实施例中,本申请提供的能量转换装置7通过将电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13以及第二桥臂变换器14集成在一个电路中,可以利用第一桥臂变换器12实现第一外部电机4驱动,利用第二桥臂变换器14实现第二外部电机5驱动,还可以利用第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121与电感11进行配合,实现PFC的同时,增加第一相桥臂121输出的电压,又可以利用第一桥臂变换器12中的第二相桥臂122和第三相桥臂123将直流电转换为交流电,利用第二桥臂变换器14中的第四相桥臂141和第五相桥臂142将交流电转换为直流电,同时还能够通过该能量转换装置7进行车辆电池的交流充放电和直流充放电,复用了第一桥臂变换器12和第二桥臂变换器14,精简了电路结构,提高了电路集成度的同时,降低了电路成本,减小了电路体积,并且电路结构简单。
此外,由于本申请提供的能量转换装置7既可以工作在交流充电模式,又可以工作在交流放电模式,从而将增加了充电的应用场景,拓展了应用范围。
需要注意的是,由于能量转换装置8和上述能量转换装置1的工作原理相同,且,电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13以及第二桥臂变换器14之间的连接关系和结构相同,因此,此处不再详细描述能量转换装置8工作原理。
如图24所示,本申请还提出了一种动力系统8,该动力系统8包括能量转换装置7和控制模块84,其中,能量转换装置7包括车载充电模块81、变压模块82和电机控制模块83。
具体地,车载充电模块81包括电感11和充电连接端组71,充电连接端组71包括第一充电连接端711和第二充电连接端712,电感11的一端与第一充电连接端711连接,变压模块82包括变压单元13,电机控制模块83包括第一桥臂变换器12、第一驱动输出连接端组72、第二桥臂变换器14、第二驱动连接端组73和能量存储连接端组74,第一桥臂变换器12分别与电感11的另一端、第二充电连接端712连接,第一桥臂变换器12连接在外部电池3与第一外部电机4之间,第一驱动输出连接端组72包括第一驱动输出连接端721、第二驱动输出连接端722和第三驱动输出连接端723,第一驱动输出连接端721、第二驱动输出连接端722、第三驱动输出连接端723分别与第一桥臂变换器12连接,变压单元13的输入端与第一桥臂变换器12连接,变压单元13的输出端与第二桥臂变换器14连接,第二桥臂变换器14连接在第二外部电机5与外部电池3之间,第二驱动输出连接端组73包括第四驱动输出连接端731、第五驱动输出连接端732和第六驱动输出连接端733,第四驱动输出连接端731、第五驱动输出连接端732、第六驱动输出连接端733分别与第二桥臂变换器14连接,能量存储连接端组74包括第一能量存储连接端741和第二能量存储连接端742,第一能量存储连接端741分别与第一桥臂变换器12、第二桥臂变换器14连接,第二能量存储连接端742分别与第一桥臂变换器12、第二桥臂变换器14连接。
进一步地,作为本申请的一种实施方式,如图23所示,该能量转换装置7的第一桥臂变换器12包括并联连接的第一相桥臂121、第二相桥臂122和第三相桥臂123。
具体地,第一相桥臂121包括串联连接的第一功率开关Q1和第二功率开关Q2,第二相桥臂122包括串联连接的第三功率开关Q3和第四功率开关Q4,第三相桥臂123包括串联连接的第五功率开关Q5和第六功率开关Q6。
进一步地,第一功率开关Q1和第二功率开关Q2的第一中点分别与电感11、第一驱动输出连接端721连接,第三功率开关Q3和第四功率开关Q4的第二中点分别与变压单元13、第二驱动输出连接端722连接,第五功率开关Q5和第六功率开关Q6的第三中点分别与与变压单元13、第三驱动输出连接端723连接,第一功率开关Q1的第一端、第三功率开关Q3的第一端、第五功率开关Q5的第一端共接形成第一桥臂变换器12的第一汇流端,第二功率开关Q2的第二端、第四功率开关Q4的第二端、第六功率开关Q6的第二端共接形成第一桥臂变换器12的第二汇流端,第二汇流端与第二充电连接端712连接,第一汇流端与第一能量存储连接端741连接,第二汇流端与第二能量存储连接端742连接,第一驱动输出连接端721、第二驱动输出连接端722、第三驱动输出连接端723分别与第一外部电机4连接。
进一步地,作为本申请一种实施方式,如图23所示,第二桥臂变换器14包括并联连接的第四相桥臂141、第五相桥臂142和第六相桥臂143。
具体地,第四相桥臂141包括串联连接的第七功率开关Q7和第八功率开关Q8,第七功率开关Q7和第八功率开关Q8的第四中点分别与变压单元13的一输出端、第四驱动输出连接端731连接,第五相桥臂142包括串联连接的第九功率开关Q9和第十功率开关Q10,第九功率开关Q9和第十功率开关Q10的第五中点分别与变压单元13的另一输出端、第五驱动输出连接端732连接,第六相桥臂143包括串联连接的第十一功率开关Q11和第十二功率开关Q12,第十一功率开关Q11和第十二功率开关Q12的第六中点与第六驱动输出连接端733连接,第七功率开关Q7的第一端、第九功率开关Q9的第一端、第十一功率开关Q11的第一端共接形成第二桥臂变换器14的第三汇流端,第八功率开关Q8的第二端、第十功率开关Q10的第二端、第十二功率开关Q12的第二端共接形成第二桥臂变换器14的第四汇流端,第三汇流端与外部电池3的一端连接连接,第四汇流端与外部电池3的另一端连接,第四驱动输出连接端731、第五驱动输出连接端732、第六驱动输出连接端733分别与第二外部电机4连接。
在本实施例中,在直流充电模式下,第五相桥臂142和第六相桥臂143配合作用,将变压单元13输出的高频交流电转换为直流电,在驱动模式下,通过控制第二桥臂变换器14中的三相桥臂,将外部电池3输入的电能转换为三相交流电,实现对第二外部电机5的驱动。
具体地,当该能量转换装置7工作于直流充电模式时,在直流充电模式下,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成对外部电池3充电的直流充电电路。在上述充电模式下,外部充电口2为直流充电电路提供直流电源。
当外部充电口2提供的是直流电源时,外部充电口2、电感11、桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14以及外部电池3形成直流充电电路,此时,外部充电口2输出的直流电经过电感11和第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121进行升压,并输出直流电,第一桥臂变换器12中的第二相桥臂122和第三相桥臂123将第一相桥臂131输出的直流电转换并输出交流电,变压单元13将高频交流电转换并输出另一高频交流电,第二桥臂变换器14中的第四相桥臂141和第五相桥桥臂151将变压单元14输出的高频交流电进行整流并输出直流电以为外部电池3充电。
或者,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器中的第一相桥臂121、外部电池3形成直流充电电路,此时,外部充电口2输出的直流电经过电感11和第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121进行升压,并输出直流电以为外部电池3充电。
进一步地,作为本申请一种实施方式,参见图6,第一外部电机4包括第一电机线圈41,第一电机线圈41包括第一相线圈U1、第二相线圈V1和第三相线圈W1。
具体地,第一驱动输出连接端721与第一相线圈U1连接,第二驱动输出连接端722与第二相线圈V1连接第三驱动输出连接端723与第三相线圈W1连接。
在本实施例中,在驱动模式下,电池3、第一桥臂变换器14、第一电机线圈41可以形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,电池3提供直流电,第一桥臂变换器12将直流电转换为三相交流电,调整第一电机线圈41的电压电流,实现对第一外部电机4的驱动。
进一步地,作为本申请一种实施方式,参见图8,第二外部电机5包括第二电机线圈51,第二电机线圈121包括第四相线圈U2、第五相线圈V2和第六相线圈W2。
具体地,第四驱动输出连接端731与第四相线圈U2连接,第五驱动输出连接端732与第五相线圈V2连接,第六驱动输出连接端733与第六相线圈W2连接。
在本实施例中,在驱动模式下,外部电池3、第二桥臂变换器14、第二电机线圈51、第二外部电机5形成第二驱动电路,外部电池3提供直流电,第二桥臂变换器14将直流电转换为三相交流电,调整第二电机线圈51的电压电流,实现对第二外部电机5的驱动。
进一步地,该系统8中的能量转换装置7还包括开关模块,开关模块包括第一开关模块191、第二开关模块192、第三开关模块193、第四开关模块194和第五开关模块195,控制模块64用于控制开关模块,以实现充电模式和驱动模式的切换。
需要注意的是,开关模块中的第一开关模块191、第二开关模块192、第三开关模块193、第四开关模块194和第五开关模块195可参见图18和图19,控制模块84控制开关模块中的各个开关单元和能量转换装置7中的功率开关,以切换能量转换装置7的工作模式。
具体地,通过控制模块84控制开关模块,以实现直流充电模式和驱动模式的切换,在驱动模式下,外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路。在第一驱动电路中,外部电池3向第一桥臂变换器12提供直流电,第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121将直流电转换为三相交流电,并将三相交流电输入第一外部电机4以驱动第一外部电机4运转,第一外部电机4输出交流电,并经由第一桥臂变换器12中的第二相桥臂122和第三相桥臂123转换输出直流电,回流给外部电池3。在第二驱动电路中,向第二桥臂变换器14提供直流电,第二桥臂变换器14中的第四相桥臂141将直流电转换为三相交流电,并将三相交流电输入第二外部电机5以驱动第二外部电机5运转,第二外部电机5输出交流电,并经由第二桥臂变换器14中的第五相桥臂142和第六相桥臂143转换输出直流电,回流给外部电池3。
在直流充电模式下,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14以及外部电池3形成直流充电电路,此时,外部充电口2输出的直流电经过电感11和第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121进行升压,并输出直流电,第一桥臂变换器12中的第二相桥臂122和第三相桥臂123将第一相桥臂131输出的直流电转换并输出交流电,变压单元13将高频交流电转换并输出另一高频交流电,第二桥臂变换器14中的第四相桥臂141和第五相桥桥臂142将变压单元14输出的高频交流电进行整流并输出直流电以为外部电池3充电。
或者,外部充电口2、电感11、第一桥臂变换器中的第一相桥臂121、外部电池3形成直流充电电路,此时,外部充电口2输出的直流电经过电感11和第一桥臂变换器12中的第一相桥臂121进行升压,并输出直流电以为外部电池3充电。
或者,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、以及外部充电口2形成直流放电电路,外部电池3、第一桥臂变换器12、电感11、以及外部充电口2形成直流放电电路。
进一步地,作为本申请一种实施方式,参见图15,该动力系统8中的能量转换装置7还包括第一整流模块16a,此时外部充电口2为交流充电口21。
具体地,第一整流模块16a分别与第一充电连接端711、第二充电连接端712、电感11、第一桥臂变换器12连接。其中,第一整流模块16a可以包含整流桥,整流桥的第一输入端和第二输入端分别与第一充电连接端711、第二充电连接端712连接,整流桥的一个输出端与电感11连接,整流桥的另一个输出端与第一桥臂变换器12连接。
在本实施例中,通过控制模块61控制开关模块中各个开关的通断状态,以实现交流充电模式和驱动模式的切换,当切换到交流充电模式时,交流充电口21、第一整流模块16a、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,或者,交流充电口21、第一整流模块16a、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成交流充电电路,在上述交流充电电路中,第一整流模块16a将交流充电口21输入的交流电整流为直流电以供给外部电池3充电。
当切换到于驱动模式时,外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、第一整流模块16a以及交流充电口21形成交流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂131、电感11、第一整流模块16a以及交流充电口21形成交流放电电路,在上述交流放电电路中,通过切换第一整流模块16a中的功率开关,将直流电转换为交流电以供交流充电口21放电。
进一步地,作为本申请一种实施方式,参见图16,外部充电口2为交流充电口21和直流充电口22,该能量转换装置7还包括第二整流模块16b。
具体地,第二整流模块16b分别与第一充电连接端711、第二充电连接端712、电感11、第一桥臂变换器12连接。
在本实施方式中,交流充电口21、第二整流模块16b、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,或者,交流充电口21、第二整流模块16b、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成交流充电电路,在上述交流充电电路中,第二整流模块16b将交流充电口21输入的交流电整流为直流电以供给外部电池3充电。
在本实施例中,通过控制模块64控制开关模块中各个开关的通断状态,以实现交流充电模式、直流充电模式和驱动模式的切换,当切换到交流充电模式时,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、第二整流模块16b以及交流充电口21形成交流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂131、电感11、第二整流模块16b以及交流充电口21形成交流放电电路,在上述交流放电电路中,通过切换第二整流模块16b中的功率开关,将直流电转换为交流电以供交流充电口21放电。
当切换到于驱动模式时,外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路。
在本实施方式中,直流充电口22、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成直流充电电路,或者,直流充电口22、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成直流充电电路。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、直流充电口22形成直流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂131、电感11、直流充电口22形成直流放电电路。
进一步地,作为本申请一种实施方式,参见图18,外部充电口2为交流充电口21和直流充电口22,该能量转换装置7还包括双向桥臂18。
具体地,双向桥臂18分别第二充电连接端712、第一桥臂变换器12连接。
在本实施例中,交流充电口21、电感11、第一桥臂变换器12、双向桥臂18、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,在该能量转换装置7中,双向桥臂18和第一相桥臂131配合作用,形成一个双向H桥,将交流电转换为直流电,然后利用第二相桥臂132和第三相桥臂133将直流电转换为交流电,以使变压单元13接收到高频交流电,继而经过第二桥臂变换器14整流为直流电,以供外部电池3充电。
在本实施例中,通过控制模块54控制开关模块中各个开关的通断状态,以实现交流充电模式、直流充电模式和驱动模式的切换,当切换到交流充电模式时,交流充电口21、电感11、双向桥臂18、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成交流充电电路,或者,交流充电口21、电感11、双向桥臂18、第一相桥臂121、外部电池3形成交流充电电路。
当切换到于驱动模式时,外部电池3、第一桥臂变换器12和第一外部电机4形成驱动第一外部电机4的第一驱动电路,和/或,外部电池3、第二桥臂变换器14和第二外部电机5形成驱动第二外部电机5的第二驱动电路。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、双向桥臂18、第一桥臂变换器12、电感11、交流充电口21形成交流放电电路。在该交流放电电路中,双向桥臂18和第一相桥臂131配合作用,形成一个双向H桥,将直流电转换为交流电,以供交流充电口21放电。
另外,在本实施例中,当且切换到直流充电模式时,直流充电口22、电感11、第一桥臂变换器12、变压单元13、第二桥臂变换器14、外部电池3形成直流充电电路;或者,直流充电口22、电感11、第一相桥臂131、外部电池3形成直流充电电路。
在本实施例中,外部电池3、第二桥臂变换器14、变压单元13、第一桥臂变换器12、电感11、直流充电口22形成直流放电电路,或者,外部电池3、第一相桥臂131、电感11、直流充电口22形成直流放电电路。
进一步地,作为本申请的一种实施方式,参见图17,该能量转换装置7还包括预充模块17。
具体地,预充模块17包括串联连接的开关K和电阻R,预充模块17的一端与第二桥臂变换器14连接,预充模块17的另一端与外部电池3连接。
在本实施例中,该能量转换装置7中的开关K与电阻R组成预充模块17,当对外部电池3进行充电之前,开关K闭合,R完成预充后,外部充电口2再向该能量转换装置7提供电源。通过R进行预充,保护电路,降低了能量转换装置7的故障率。
进一步地,作为本申请一种实施方式,电机控制模块83、车载充电模块81、变压模块82和控制模块84集成在第一箱体中;需要说明的是,在本身请的其他实施例中,电机控制模块83、车载充电模块81、变压模块82以及控制模块84也可以分开设置在两个或三个箱体中,此处不做具体限制。
在本实施例中,将电机控制模块83、车载充电模块81、变压模块82以及控制模块84集成在第一箱体中,可使得动力系统8的整体结构更加紧凑,进而缩小了动力系统8的体积,从而减小了应用该动力系统8的车辆的重量。
进一步地,作为本申请一种实施方式,动力系统8还包括第一减速机和第二减速机,第一减速机与第一外部电机4动力耦合,第二减速机与第二外部电机5动力耦合,第一减速机、第一外部电机4、第二减速机和第二外部电机5集成于第二箱体中。
进一步地,作为本申请一种实施方式,第一箱体与第二箱体固定连接。
具体实施时,第一箱体和第二箱体可采用任何具有固定作用的连接件连接,或者第一箱体上设置有可与第二箱体连接的固定件,或者第二箱体上设置有可与第一箱体连接的固定件,此处不做具体限制。
在本实施例中,将第一箱体和第二箱体固定,可有效防止第一箱体和第二箱体之间分离,从而保证电机控制模块83、车载充电模块81、变压模块82、控制模块84、第一减速机、第一外部电机4、第二减速机和第二外部电机5之间不会因箱体脱落而发生故障,提高了动力系统8的工作可靠性与稳定性。
需要注意的是,在本实施例中的动力系统8中的能量转换装置7、控制模块84以及开关模块的详细工作原理具体工作过程可参考前述关于能量转换装置7的详细描述,此处不再赘述。
本申请提供的车辆通过采用包括车载充电模块81、电机控制模块83、控制模块84以及变压模块82的动力系统8,使得车辆在应用该动力系统8时,可分时工作于驱动模式、直流充电模式以及交流充电模式,进而实现采用同一电路结构进行车辆的电机驱动和电池充电,电路集成度高且电路结构简单,从而降低了电路成本,减小了电路体积,解决了现有的电机驱动与充电系统总体电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题。
进一步地,本申请还提供了一种车辆,该车辆包括上述实施例描述的动力系统6或动力系统8。本申请实施例车辆中的动力系统的具体工作原理,可参考前述关于动力系统6或动力系统8详细描述,此处不再赘述。
在本申请中,本申请提供的车辆通过采用包括车载充电模块61、变压模块62、电机控制模块63以及控制模块64的动力系统6或者采用包括车载充电模块81、变压模块82、电机控制模块83以及控制模块84的动力系统8,使得车辆在应用动力系统6或者动力系统8时,可分时工作于驱动模式、直流充电模式以及交流充电模式,进而实现采用同一电路结构进行车辆的电机驱动和电池充电,电路集成度高且电路结构简单,从而降低了电路成本,减小了电路体积,解决了现有的电机驱动与充电系统总体电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (43)

1.一种能量转换装置,其特征在于,包括:
电感,其一端与外部充电口连接;
第一桥臂变换器,其与所述电感的另一端连接,所述第一桥臂变换器连接在外部电池与第一外部电机之间;
变压单元,其输入端与所述第一桥臂变换器连接;
第二桥臂变换器,其分别与所述变压单元的输出端、所述外部电池连接,所述第二桥臂变换器连接在第二外部电机与所述外部电池之间;
所述外部电池通过所述第一桥臂变换器与所述第一外部电机连接,所述外部电池通过第二桥臂变换器与所述第二外部电机连接,所述外部充电口通过电感、第一桥臂变换器、变压单元、第二桥臂变换器与所述外部电池连接;
所述外部电池通过能量转换装置驱动所述第一外部电机和/或所述第二外部电机,所述外部充电口外接电源,并通过能量转换装置为所述外部电池充电。
2.如权利要求1所述的能量转换装置,其特征在于,所述外部电池、所述第一桥臂变换器、所述第一外部电机形成驱动所述第一外部电机的第一驱动电路,和/或,所述外部电池、所述第二桥臂变换器、所述第二外部电机形成驱动所述第二外部电机的第二驱动电路;
所述外部充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成对所述外部电池充电的充电电路;
所述第一驱动电路复用所述第一桥臂变换器;
所述第二驱动电路复用所述第二桥臂变换器;
所述充电电路复用所述第一桥臂变换器和所述第二桥臂变换器。
3.如权利要求1所述的装置,其特征在于,所述第一桥臂变换器包括:
第一相桥臂,其包括串联连接的第一功率开关和第二功率开关,所述第一功率开关和所述第二功率开关的第一中点分别与所述电感、所述第一外部电机连接;
第二相桥臂,其包括串联连接的第三功率开关和第四功率开关,所述第三功率开关和所述第四功率开关的第二中点分别与所述变压单元、所述第一外部电机连接;
第三相桥臂,其包括串联连接的第五功率开关和第六功率开关,所述第五功率开关和所述第六功率开关的第三中点分别与所述变压单元、所述第一外部电机连接;
所述第一功率开关的第一端、所述第三功率开关的第一端、所述第五功率开关的第一端共接形成所述第一桥臂变换器的第一汇流端;
所述第二功率开关的第二端、所述第四功率开关的第二端、所述第六功率开关的第二端共接形成所述第一桥臂变换器的第二汇流端;
所述第一汇流端与所述外部电池的一端连接,所述第二汇流端与所述外部电池的另一端连接。
4.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述第二桥臂变换器包括:
第四相桥臂,其包括串联连接的第七功率开关和第八功率开关,所述第七功率开关和所述第八功率开关的第四中点与所述变压单元、所述第二外部电机连接;
第五相桥臂,其包括串联连接的第九功率开关和第十功率开关,所述第九功率开关和第十功率开关的第五中点与所述变压单元、所述第二外部电机连接;
第六相桥臂,其包括串联连接的第十一功率开关和第十二功率开关,所述第十一功率开关和所述第十二功率开关的第六中点与所述第二外部电机连接;
所述第七功率开关的第一端、所述第九功率开关的第一端、所述第十一功率开关的第一端共接形成所述第二桥臂变换器的第三汇流端;
所述第八功率开关的第二端、所述第十功率开关的第二端、所述第十二功率开关的第二端共接形成所述第二桥臂变换器的第四汇流端;
所述第三汇流端与所述外部电池的一端连接,所述第四汇流端与所述外部电池的另一端连接。
5.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述第一外部电机包括:
第一电机线圈,其包括第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈;
所述第一中点与所述第一相线圈连接,所述第二中点与所述第二相线圈连接,所述第三中点与所述第三相线圈连接。
6.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述第二外部电机包括:
第二电机线圈,其包括第四相线圈、第五相线圈和第六相线圈;
所述第四中点与所述第四相线圈连接,所述第五中点与所述第五相线圈连接,所述第六中点与所述第六相线圈连接。
7.如权利要求3所述的装置,其特征在于,其还包括:
第一电容,其连接在所述第一汇流端与所述第二汇流端之间。
8.如权利要求4所述的装置,其特征在于,其还包括:
第二电容,其连接在所述第三汇流端与所述第四汇流端之间。
9.如权利要求6所述的装置,其特征在于,其还包括:
第三电容,其一端与所述第四汇流端连接,所述第三电容的另一端与所述第四相线圈的、所述第五相线圈、所述第六相线圈共接形成的共接点连接,所述第三电容的两端与外接第一蓄电池或车载放电口连接。
10.如权利要求4所述的装置,其特征在于,所述变压单元包括:
初级线圈,其一端与所述第二中点连接,另一端与所述第三中点连接;
第一次级线圈,其一端与所述第四中点连接,另一端与所述第五中点连接。
11.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述初级线圈与所述第二中点之间设有第七电感,所述初级线圈与所述第三中点之间设有第四电容。
12.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述第一次级线圈与所述第五中点之间设有第八电感,所述第一次级线圈与所述第四中点之间设有第五电容。
13.如权利要求10所述的装置,其特征在于,所述变压单元还包括:
第二次级线圈,其通过第一双向H桥与第二蓄电池或车载放电口连接。
14.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述外部充电口为交流充电口,所述装置还包括:
第一整流模块,其分别与所述交流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器的第二汇流端连接;
所述交流充电口、所述第一整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
或,所述交流充电口、所述第一整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路。
15.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述外部充电口为交流充电口和直流充电口,所述装置还包括:
第二整流模块,其分别与所述交流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器的第二汇流端连接;所述直流充电口分别与所述电感、所述第二汇流端连接;
所述交流充电口、所述第二整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器形成对所述外部电池充电的交流充电电路或交流放电电路;
或,所述交流充电口、所述第二整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
或,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
或,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路。
16.如权利要求1所述的装置,其特征在于,其还包括:
预充模块,其包括串联连接的预充开关和电阻,所述预充模块的一端与所述第二桥臂变换器连接,所述预充模块的另一端与所述外部电池的一端连接。
17.如权利要求3所述的装置,其特征在于,所述外部充电口为交流充电口和直流充电口,所述能量转换装置还包括:
双向桥臂,其分别与所述交流充电口、所述第一桥臂变换器连接;
所述直流充电口分别与所述电感、所述第一桥臂变换器连接;
所述交流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述双向桥臂、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
或,所述交流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器中的第一相桥臂、所述双向桥臂、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
或,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路。
18.如权利要求17所述的装置,其特征在于,所述双向桥臂包括:
串联连接的第十七功率开关和第十八功率开关,所述第十七功率开关和所述第十八功率开关的第九中点与所述交流充电口连接,所述第十七功率开关的第一端与所述第一桥臂变换器的第一汇流端连接,所述第十八功率开关的第二端与所述第一桥臂变换器的第二汇流端连接。
19.一种动力系统,其特征在于,其包括权利要求1-18任意一项所述的能量转换装置和控制模块,所述能量转换装置包括:
车载充电模块,其包括电感,所述电感的一端与外部充电口连接;
变压模块,其包括变压单元;
电机控制模块,其包括第一桥臂变换器和第二桥臂变换器,所述第一桥臂变换器分别与所述外部充电口、所述电感的另一端、所述变压单元的输入端连接,所述第二桥臂变换器分别与所述变压单元的输出端、外部电池连接;
所述外部电池通过第一桥臂变换器与第一外部电机连接,所述外部电池通过第二桥臂变换器与第二外部电机连接,所述外部充电口通过电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器与所述外部电池连接;
所述控制模块用于控制能量转换装置驱动所述第一外部电机和/或所述第二外部电机,所述外部充电口外接电源时,所述控制模块还用于控制所述能量转换装置为所述外部电池充电。
20.如权利要求19所述的动力系统,其特征在于,所述能量转换装置还包括:
预充模块,其包括串联连接的预充开关和电阻,所述预充模块的一端与所述第二桥臂变换器连接,所述预充模块的另一端与所述外部电池的一端连接。
21.如权利要求19所述的动力系统,其特征在于,其还包括开关模块,所述外部充电口为交流充电口,所述能量转换装置还包括:
第一整流模块,其分别与所述交流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器连接;
所述控制模块用于控制所述开关模块,以实现交流充电模式和驱动模式的切换;
在所述交流充电模式下,所述交流充电口、所述第一整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路,
或所述交流充电口、所述第一整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
在所述驱动模式下,所述外部电池、所述第一桥臂变换器、所述第一外部电机形成第一驱动电路,和/或,所述外部电池、所述第二桥臂变换器、所述第二外部电机形成第二驱动电路。
22.如权利要求19所述的动力系统,其特征在于,其还包括开关模块,所述外部充电口为交流充电口和直流充电口,所述能量转换装置还包括:
第二整流模块,其分别与所述交流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器连接;所述直流充电口分别与所述电感、所述第一桥臂变换器连接;
所述控制模块用于控制所述开关模块,以实现交流充电模式、直流充电模式和驱动模式的切换;
在所述交流充电模式下,所述交流充电口、所述第二整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
或,所述交流充电口、所述第二整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
在所述直流充电模式下,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
或,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
在所述驱动模式下,所述外部电池、所述第一桥臂变换器、所述第一外部电机形成第一驱动电路,和/或,所述外部电池、所述第二桥臂变换器、所述第二外部电机形成第二驱动电路。
23.如权利要求19所述的动力系统,其特征在于,其还包括开关模块,所述外部充电口为交流充电口和直流充电口,所述能量转换装置还包括:
双向桥臂,其分别与所述交流充电口、所述第一桥臂变换器连接;
所述直流充电口分别与所述电感、所述第一桥臂变换器连接;
所述控制模块用于控制所述开关模块,以实现交流充电模式、直流充电模式和驱动模式的切换;
在所述交流充电模式下,所述交流充电口、所述电感、所述双向桥臂、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
或,所述交流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器中的第一相桥臂、所述双向桥臂、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
在所述直流充电模式下,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
或,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
在所述驱动模式下,所述外部电池、所述第一桥臂变换器、所述第一外部电机形成第一驱动电路,和/或,所述外部电池、所述第二桥臂变换器、所述第二外部电机形成第二驱动电路。
24.如权利要求19所述的动力系统,其特征在于,所述车载充电模块、所述电机控制模块、所述变压模块和所述控制模块集成在第一箱体中。
25.如权利要求24所述的动力系统,其特征在于,还包括:
第一减速机,其与所述第一外部电机动力耦合;
第二减速机,其与所述第二外部电机动力耦合;
所述第一减速机、所述第一外部电机、第二减速机和所述第二外部电机集成于第二箱体中。
26.如权利要求25所述的动力系统,其特征在于,所述第一箱体与所述第二箱体固定连接。
27.一种能量转换装置,其特征在于,包括:
充电连接端组,其包括第一充电连接端和第二充电连接端;
电感,其一端与所述第一充电连接端连接;
第一桥臂变换器,其与所述电感的另一端连接,所述第一桥臂变换器与所述第二充电连接端连接;
第一驱动输出连接端组,其包括第一驱动输出连接端、第二驱动输出连接端和第三驱动输出连接端,所述第一驱动输出连接端、所述第二驱动输出连接端、所述第三驱动输出连接端分别与所述第一桥臂变换器连接;
变压单元,其输入端与所述第一桥臂变换器连接;
第二桥臂变换器,其与所述变压单元的输出端连接;
第二驱动输出连接端组,其包括第四驱动输出连接端、第五驱动输出连接端和第六驱动输出连接端,所述第四驱动输出连接端、所述第五驱动输出连接端、所述第六驱动输出连接端分别与所述第二桥臂变换器连接;
能量存储连接端组,其包括第一能量存储连接端和第二能量存储连接端,所述第一能量存储连接端分别与所述第一桥臂变换器、所述第二桥臂变换器连接,所述第二能量存储连接端分别与所述第一桥臂变换器、所述第二桥臂变换器连接。
28.如权利要求27所述的能量转换装置,其特征在于,所述充电连接端组、所述第一驱动输出连接端组、所述第二驱动输出连接端组、所述能量存储连接端组采用连接线、接插件或连接接口中的一种。
29.如权利要求27所述的能量转换装置,其特征在于,所述第一桥臂变换器包括:
第一相桥臂,其包括串联连接的第一功率开关和第二功率开关,所述第一功率开关和所述第二功率开关的第一中点分别与所述电感、所述第一驱动输出连接端连接;
第二相桥臂,其包括串联连接的第三功率开关和第四功率开关,所述第三功率开关和所述第四功率开关的第二中点分别与所述变压单元、所述第二驱动输出连接端连接;
第三相桥臂,其包括串联连接的第五功率开关和第六功率开关,所述第五功率开关和所述第六功率开关的第三中点分别与所述变压单元、所述第三驱动输出连接端连接;
所述第一功率开关的第一端、所述第三功率开关的第一端、所述第五功率开关的第一端共接形成所述第一桥臂变换器的第一汇流端;所述第二功率开关的第二端、所述第四功率开关的第二端、所述第六功率开关的第二端共接形成所述第一桥臂变换器的第二汇流端,所述第一能量存储连接端与所述第一汇流端连接,所述第二能量存储连接端与所述第二汇流端连接。
30.如权利要求29所述的能量转换装置,其特征在于,所述变压单元包括:
初级线圈,其一端与所述第二相桥臂的中点连接,另一端与所述第三相桥臂的中点连接;
第一次级线圈,其与所述第二桥臂变换器连接。
31.如权利要求30所述的能量转换装置,其特征在于,所述变压单元还包括:
第二次级线圈,其通过第一双向H桥与蓄电池或车载放电口连接。
32.如权利要求30所述的能量转换装置,其特征在于,所述第二桥臂变换器包括:
第四相桥臂,其包括串联连接的第七功率开关和第八功率开关,所述第七功率开关和所述第八功率开关的第四中点与分别所述第一次级线圈的一端、所述第四驱动输出连接端连接;
第五相桥臂,其包括串联连接的第九功率开关和第十功率开关,所述第九功率开关和第十功率开关的第五中点与所述第一次级线圈的另一端、所述第五驱动输出连接端连接;
第六相桥臂,其包括串联连接的第十一功率开关和第十二功率开关,第十一功率开关和第十二功率开关的第六中点与所述第六驱动输出连接端连接;
所述第七功率开关的第一端、所述第九功率开关的第一端、所述第十一功率开关的第一端共接形成所述第二桥臂变换器的第三汇流端;所述第八功率开关的第二端、所述第十功率开关的第二端、所述第十二功率开关的第二端共接形成所述第二桥臂变换器的第四汇流端;
所述第一能量存储连接端与第三汇流端连接,所述第二能量存储连接端与所述第四汇流端连接。
33.一种动力系统,其特征在于,其包括27-32任意一项所述的能量转换装置和控制模块,其中,所述能量转换装置包括:
车载充电模块,其包括电感和充电连接端组,所述充电连接端组包括第一充电连接端和第二充电连接端,所述电感的一端与所述第一充电连接端连接;
变压模块,其包括变压单元;
电机控制模块,其包括第一桥臂变换器、第一驱动输出连接端组、第二桥臂变换器、第二驱动输出连接端组和能量存储连接端组,所述第一桥臂变换器分别与所述电感的另一端、所述第二充电连接端连接,所述第一驱动输出连接端组包括第一驱动输出连接端、第二驱动输出连接端和第三驱动输出连接端,所述第一驱动输出连接端、所述第二驱动输出连接端、所述第三驱动输出连接端分别与所述第一桥臂变换器连接,所述变压单元的输入端与所述第一桥臂变换器连接,所述变压单元的输出端与所述第二桥臂变换器连接,第二驱动输出连接端组包括第四驱动输出连接端、第五驱动输出连接端和第六驱动输出连接端,所述第四驱动输出连接端、所述第五驱动输出连接端、所述第六驱动输出连接端分别与所述第二桥臂变换器连接,能量存储连接端组包括第一能量存储连接端和第二能量存储连接端,所述第一能量存储连接端分别与第一桥臂变换器、第二桥臂变换器连接,所述第二能量存储连接端分别与第一桥臂变换器、所述第二桥臂变换器连接。
34.如权利要求33所述的动力系统,其特征在于,所述第一桥臂变换器包括:
第一相桥臂,其包括串联连接的第一功率开关和第二功率开关,所述第一功率开关和所述第二功率开关的第一中点分别与所述电感、所述第一驱动输出连接端连接;
第二相桥臂,其包括串联连接的第三功率开关和第四功率开关,所述第三功率开关和所述第四功率开关的第二中点分别与所述变压单元、所述第二驱动输出连接端连接;
第三相桥臂,其包括串联连接的第五功率开关和第六功率开关,所述第五功率开关和所述第六功率开关的第三中点分别与所述变压单元、所述第三驱动输出连接端连接;
所述第一功率开关的第一端、所述第三功率开关的第一端、所述第五功率开关的第一端共接形成所述第一桥臂变换器的第一汇流端;所述第二功率开关的第二端、所述第四功率开关的第二端、所述第六功率开关的第二端共接形成所述第一桥臂变换器的第二汇流端;所述第一能量存储连接端与所述第一汇流端连接,所述第二能量存储连接端与所述第二汇流端连接。
35.如权利要求33所述的动力系统,其特征在于,所述第二桥臂变换器包括:
第四相桥臂,其包括串联连接的第七功率开关和第八功率开关,所述第七功率开关和所述第八功率开关的第四中点与分别第一次级线圈的一端、所述第四驱动输出连接端连接;
第五相桥臂,其包括串联连接的第九功率开关和第十功率开关,所述第九功率开关和第十功率开关的第五中点与所述第一次级线圈的另一端、所述第五驱动输出连接端连接;
第六相桥臂,其包括串联连接的第十一功率开关和第十二功率开关,第十一功率开关和第十二功率开关的第六中点与所述第六驱动输出连接端连接;
所述第七功率开关的第一端、所述第九功率开关的第一端、所述第十一功率开关的第一端共接形成所述第二桥臂变换器的第三汇流端;所述第八功率开关的第二端、所述第十功率开关的第二端、所述第十二功率开关的第二端共接形成所述第二桥臂变换器的第四汇流端;
所述第一能量存储连接端与所述第三汇流端连接,所述第二能量存储连接端与所述第四汇流端连接。
36.如权利要求33所述的动力系统,其特征在于,所述第一充电连接端、所述第二充电连接端分别与外部充电口连接,所述第一驱动输出连接端、所述第二驱动输出连接端、所述第三驱动输出连接端分别与第一外部电机的第一相线圈、第二相线圈、第三相线圈连接,所述第四驱动输出连接端、所述第五驱动输出连接端、所述第六驱动输出连接端分别与第二外部电机的第四相线圈、第五相线圈、第六相线圈,外部电池分别与所述第一能量存储连接端、所述第二能量存储连接端连接;
所述能量转换装置还包括开关模块,所述控制模块用于控制所述开关模块,以实现直流充电模式和驱动模式的切换;
在所述直流充电模式下,直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
或,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
在所述驱动模式下,所述外部电池、所述第一桥臂变换器、第一外部电机形成驱动所述第一外部电机的第一驱动电路,和/或,所述外部电池、所述第二桥臂变换器、第二外部电机形成驱动所述第二外部电机的第二驱动电路。
37.如权利要求33所述的动力系统,其特征在于,外部充电口为交流充电口,所述能量转换装置还包括第一整流模块,所述第一整流模块分别与所述交流充电口、所述第一充电连接端、所述第二充电连接端连接;
所述控制模块用于控制开关模块,以实现交流充电模式和驱动模式的切换;
在所述交流充电模式下,所述交流充电口、所述第一整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
或,所述交流充电口、所述第一整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
在所述驱动模式下,所述外部电池、所述第一桥臂变换器、第一外部电机形成驱动所述第一外部电机的第一驱动电路,和/或,所述外部电池、所述第二桥臂变换器、第二外部电机形成驱动所述第二外部电机的第二驱动电路。
38.如权利要求33所述的动力系统,其特征在于,外部充电口为交流充电口和直流充电口,所述能量转换装置还包括第二整流模块,所述第二整流模块分别与所述交流充电口、所述第一充电连接端、所述第二充电连接端连接;所述直流充电口分别与所述第一充电连接端、所述第二充电连接端连接;
所述控制模块用于控制开关模块,以实现交流充电模式、直流充电模式、驱动模式的切换;
在所述交流充电模式下,所述交流充电口、所述第二整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器形成对外部电池充电的交流充电电路;
或,所述交流充电口、所述第二整流模块、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
在所述直流充电模式下,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
或,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
在所述驱动模式下,所述外部电池、所述第一桥臂变换器、第一外部电机形成驱动所述第一外部电机的第一驱动电路,和/或,所述外部电池、所述第二桥臂变换器、第二外部电机形成驱动所述第二外部电机的第二驱动电路。
39.如权利要求33所述的动力系统,其特征在于,所述能量转换装置还包括双向桥臂,所述双向桥臂分别与所述第二充电连接端、第一汇流端、第二汇流端连接;
所述控制模块用于控制开关模块,以实现交流充电模式、直流充电模式、驱动模式的切换;
在所述交流充电模式下,交流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述双向桥臂、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
或,所述交流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器中的第一相桥臂、所述双向桥臂、所述外部电池形成交流充电电路或交流放电电路;
在所述直流充电模式下,直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器、所述变压单元、所述第二桥臂变换器、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
或,所述直流充电口、所述电感、所述第一桥臂变换器的第一相桥臂、所述外部电池形成直流充电电路或直流放电电路;
在所述驱动模式下,所述外部电池、所述第一桥臂变换器、第一外部电机形成驱动所述第一外部电机的第一驱动电路,和/或,所述外部电池、所述第二桥臂变换器、第二外部电机形成驱动所述第二外部电机的第二驱动电路。
40.如权利要求33所述的动力系统,其特征在于,所述车载充电模块、所述变压模块和所述电机控制模块集成在第一箱体中。
41.如权利要求40所述的动力系统,其特征在于,其还包括:
第一减速机,其与第一外部电机动力耦合;
第二减速机,其与第二外部电机动力耦合;
所述第一减速机、所述第一外部电机、第二减速机和所述第二外部电机集成于第二箱体中。
42.如权利要求41所述的动力系统,其特征在于,所述第一箱体与所述第二箱体固定连接。
43.一种车辆,其特征在于,所述车辆包括如权利要求19至26任意一项所述的动力系统,或包括权利要求33至42任意一项所述的动力系统。
CN201910582155.3A 2019-06-30 2019-06-30 能量转换装置、动力系统及车辆 Active CN112224061B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910582155.3A CN112224061B (zh) 2019-06-30 2019-06-30 能量转换装置、动力系统及车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910582155.3A CN112224061B (zh) 2019-06-30 2019-06-30 能量转换装置、动力系统及车辆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112224061A CN112224061A (zh) 2021-01-15
CN112224061B true CN112224061B (zh) 2022-07-15

Family

ID=74111442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910582155.3A Active CN112224061B (zh) 2019-06-30 2019-06-30 能量转换装置、动力系统及车辆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112224061B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113147432B (zh) * 2021-03-10 2024-04-19 东北大学 一种便携式电动汽车能量互助装置及其控制方法
CN117429279A (zh) * 2022-07-15 2024-01-23 比亚迪股份有限公司 动力驱动电路、系统、方法和车辆
CN117526479A (zh) * 2022-07-29 2024-02-06 比亚迪股份有限公司 充放电电路、充放电控制方法和车辆

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101626915A (zh) * 2007-03-07 2010-01-13 丰田自动车株式会社 混合动力车辆
CN101801708A (zh) * 2007-09-10 2010-08-11 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置及控制方法
CN101803147A (zh) * 2007-09-10 2010-08-11 丰田自动车株式会社 蓄电装置的充电控制装置以及充电控制方法
CN201699468U (zh) * 2010-05-28 2011-01-05 浙江奥力电器有限公司 交流电机驱动与电池充电集成系统
CN102371997A (zh) * 2010-08-19 2012-03-14 汽车零部件研究及发展中心有限公司 电动汽车用充电和电机驱动混合装置及电动汽车
CN105429536A (zh) * 2014-09-12 2016-03-23 乐金电子研发中心(上海)有限公司 一种集成起动发电系统
CN109774499A (zh) * 2019-02-03 2019-05-21 爱驰汽车有限公司 双电池包供电装置及其控制方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101626915A (zh) * 2007-03-07 2010-01-13 丰田自动车株式会社 混合动力车辆
CN101801708A (zh) * 2007-09-10 2010-08-11 丰田自动车株式会社 车辆的控制装置及控制方法
CN101803147A (zh) * 2007-09-10 2010-08-11 丰田自动车株式会社 蓄电装置的充电控制装置以及充电控制方法
CN201699468U (zh) * 2010-05-28 2011-01-05 浙江奥力电器有限公司 交流电机驱动与电池充电集成系统
CN102371997A (zh) * 2010-08-19 2012-03-14 汽车零部件研究及发展中心有限公司 电动汽车用充电和电机驱动混合装置及电动汽车
CN105429536A (zh) * 2014-09-12 2016-03-23 乐金电子研发中心(上海)有限公司 一种集成起动发电系统
CN109774499A (zh) * 2019-02-03 2019-05-21 爱驰汽车有限公司 双电池包供电装置及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112224061A (zh) 2021-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111434514B (zh) 能量转换装置、动力系统及车辆
CN111434513B (zh) 一种车辆及其能量转换装置与动力系统
CN109687722B (zh) 一种电动汽车用集成多模式功率转换器及其控制方法
JP3477850B2 (ja) 電気自動車用充電器
CN112224053B (zh) 一种能量转换装置、动力系统及车辆
CN112224059B (zh) 能量转换装置、动力系统及车辆
CN112224061B (zh) 能量转换装置、动力系统及车辆
CN112208371B (zh) 能量转换装置、动力系统及车辆
CN112224058B (zh) 能量转换装置、动力系统以及车辆
CN112224060B (zh) 一种车辆及其能量转换装置与动力系统
CN112224057B (zh) 一种车辆及其能量转换装置与动力系统
CN112224063B (zh) 能量转换装置、动力系统及车辆
CN112224064B (zh) 一种能量转换装置、动力系统及车辆
CN112224050B (zh) 能量转换装置、动力系统以及车辆
CN112224038B (zh) 一种能量转换装置、动力系统及车辆
CN112224055B (zh) 能量转换装置、动力系统以及车辆
CN112224062B (zh) 能量转换装置、动力系统以及车辆
CN112224052B (zh) 能量转换装置、动力系统以及车辆
CN213861886U (zh) 一种宽范围输出的集成车载充电机
CN112389177B (zh) 集成式电驱动系统与包括该系统的电动车辆
CN212811577U (zh) 交直流变换装置
WO2024186042A1 (ko) 전기자동차용 충전 시스템
CN117656882A (zh) 充电系统、车辆及充电控制方法
CN116409166A (zh) 集成式电驱动系统与包括该系统的车辆
CN117656881A (zh) 车辆充电系统、车辆和充电控制方法

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