CN222004944U - 实现升压、降压充放电的分布式动力总成和电动汽车 - Google Patents

Abstract

一种升压降压充电的分布式动力总成和电动汽车，涉及新能源汽车领域，可应用于纯电动车辆及混动车辆。分布式动力总成包括第一驱动电机、第二驱动电机、充电开关以及电机控制器，第一功率电路的每相桥臂的一端用于通过正直流母线连接动力电池的正极和直流电源或负载的正极，每相桥臂的另一端用于通过负直流母线连接动力电池的负极和直流电源或负载的负极，第二功率电路的每相桥臂的一端用于连接动力电池的正极，每相桥臂的另一端用于连接动力电池的负极，充电开关的两端分别用于连接两个功率电路的任意一相桥臂的中点或者驱动电机的中心抽头。根据本申请的方案，通过复用双动力总成，实现升压、降压充放电，结构简单，降低了成本。

Description

实现升压、降压充放电的分布式动力总成和电动汽车

技术领域

本申请涉及新能源汽车领域，并且更具体地，涉及一种实现升压、降压充放电的分布式动力总成和电动汽车。

背景技术

随着新能源电动汽车的普及，解决电动车的充电焦虑也越来越成为行业发展的重中之重，高压平台成为发展趋势。当前电动汽车上配置的动力电池电压通常为600V至800V，当前充电桩两种输出规格，200～500V，200～750V及以上。当整车电池电压平台750V高于充电桩输出电压时，无法进行快充。比如，电池电压500～750V，在室外使用200～500V充电桩无法进行快充。而当充电桩电压范围更高，但是电池电压较低时，一般是直接进行直充，即电池电压和充电桩电压相等，进行直接的直流充电。而这种充电受限于充电桩输出的电流能力，比如充电桩线缆发热等，一般充电桩输出电流最大是250A。

目前对于升压充电需要单独增加一个带继电器的配电盒子，通过配电盒子实现升压，但这样又增加了整个装置的体积和成本。

随着电动车操控性能提升需求的趋势越来越迫切，比如许多品牌推出了双电机驱动版本。

因此，如何实现双电机电动汽车的升压、降压充放电功能，是亟需解决的问题。

实用新型内容

本申请提供一种实现升压、降压充放电的分布式动力总成和电动汽车，通过复用动力总成双电机，在左右驱动电机之间增加一个开关，实现升压、降压充电或放电，结构简单，降低了成本。

第一方面，本申请提供了一种用于电动汽车的分布式动力总成30，分布式动力总成包括第一驱动电机、第二驱动电机、充电开关以及电机控制器。第一驱动电机和第二驱动电机分别用于驱动电动汽车的两个前轮或两个后轮。电机控制器包括第一功率电路、第二功率电路，第一功率电路的三相桥臂的桥臂中点分别用于连接第一驱动电机的三相绕组，第二功率电路的三相桥臂的桥臂中点分别用于连接第二驱动电机的三相绕组。第一功率电路的每相桥臂的一端用于通过正直流母线连接动力电池的正极和直流电源或负载的正极，第一功率电路的每相桥臂的另一端用于通过负直流母线连接动力电池的负极和直流电源或负载的负极。第二功率电路的每相桥臂的一端用于连接动力电池的正极，第二功率电路的每相桥臂的另一端用于连接动力电池的负极。充电开关的一端用于连接第一驱动电机的中心抽头或者第一功率电路的任一相桥臂的桥臂中点，充电开关的另一端用于连接第二驱动电机的中心抽头或者第二功率电路的任一相桥臂的桥臂中点。

在现有的双电机架构的基础上，通过复用双驱动电机的三相绕组，在两个驱动电机之间增加了一个充电开关，从而可以通过电机控制器内开关管的控制和充电开关的通断实现对动力电池的升压或者降压充电，或者实现动力电池对其他电源或负载的升压或者降压充电和供电。

充电开关可以设置在两个驱动电机的三相绕组的中心抽头之间，充电开关也可以设置在一个驱动电机的三相绕组的中心抽头和另一个驱动电机的三相桥臂的任意一相桥臂中点之间，充电开关也可以设置在一个驱动电机的三相桥臂的任意一相桥臂中点和另一个驱动电机的三相桥臂的任意一相桥臂中点之间。

根据本申请的方案，通过复用动力总成的双驱动电机，在左右驱动电机之间增加一个开关，实现升压、降压充电或放电，结构简单，降低了成本。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，充电开关闭合，分布式动力总成用于从直流电源接收供电并为动力电池充电或者用于接收动力电池供电并为负载供电。充电开关断开，电机控制器用于接收动力电池供电并驱动第一驱动电机和第二驱动电机。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，正直流母线和负直流母线中至少一条母线上设置有运行开关，充电开关闭合，正直流母线或负直流母线上的运行开关断开，分布式动力总成用于从直流电源接收供电并为动力电池充电或者用于接收动力电池供电并为负载供电；充电开关断开，运行开关闭合，电机控制器用于接收动力电池供电并驱动第一驱动电机和第二驱动电机。

当电动汽车在行驶过程中，动力电池为分布式动力总成30提供能源，从而分布式动力总成30的驱动电机输出扭矩驱动电动汽车运行，容易理解的，此时充电开关断开。当电动汽车运行时，两个功率电路都连接动力电池，并控制输入驱动电机的电流，正直流母线和负直流母线都处于导通状态。

当电动汽车进行充电或放电时，正直流母线和负直流母线中任意一个处于导通状态，另一个处于断开状态。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在分布式动力总成用于从直流电源接收供电并为动力电池充电过程中，电机控制器用于控制第一功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通并控制第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管的开关周期包括第一时段和第二时段，在第一时段，第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管导通，第一驱动电机的绕组和第二驱动电机的绕组用于从直流电源接收供电并充电；在第二时段，第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管关断，第一驱动电机的绕组和第二驱动电机的绕组共同用于和直流电源一起为动力电池充电。

当电动汽车进行充电时，连接直流电源，由于动力电池电压通常为600V至800V，而当前直流电源例如充电桩通常有两种输出规格：200～500V，200～750V及以上。当直流电源和动力电池的电压不匹配时，闭合充电开关，通过动力总成内开关管的控制，可以实现对动力电池的升压充电或者降压充电。

当直流电源的电压低于动力电池的电压时，需要对直流电源的电压进行升压以对动力电池更好地充电。当电流从直流电源的一端经过第一功率电路进入第一驱动电机的三相绕组，经过充电开关进入第二驱动电机的三相绕组，最后回到直流电源的另一端。此时电流经过励磁回路，动力电池不与直流电源相通，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态。

当电流从直流电源的一端经过第一功率电路进入第一驱动电机的三相绕组，经过充电开关进入第二驱动电机的三相绕组，再经过第二功率电路进入动力电池的一端，经过动力电池回到直流电源的另一端。此时电流经过续流回路，动力电池与直流电源和驱动电机的三相绕组串联，动力电池两端的电压大于直流电源输出的电压即升压充电。

当动力总成中电流经过励磁回路时，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，三相绕组的电压增大。当动力总成中电流经过续流回路时，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，三相绕组的电压减小，动力电池的充电电压等于直流电源的电压加上驱动电机的三相绕组的电压。

功率电路可以三相工作，此时功率电路的三相桥臂的上桥臂开关管状态保持一致，下桥臂开关管状态保持一致。功率电路也可以两相或单相工作，此时功率电路的三相桥臂中任意两相桥臂的上桥臂开关管状态保持一致，下桥臂开关管状态保持一致。下文不再赘述。

应理解地，第一功率电路和第二功率电路可以按不同相数进行工作，即第一功率电路和第二功率电路进行控制的开关管数量可以不一致，下文不再赘述。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在分布式动力总成用于从直流电源接收供电并为动力电池充电过程中，电机控制器用于控制第一功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通并控制第二功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管的开关周期包括第一时段和第二时段，在第一时段，第一功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管导通，第一驱动电机的绕组和第二驱动电机的绕组共同用于和直流电源一起为动力电池充电；在第二时段，第一功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管关断，第一驱动电机的绕组和第二驱动电机的绕组用于为动力电池充电。

当直流电源的电压高于动力电池的电压时，需要对直流电源的电压进行降压以对动力电池更好地充电。

当电流从直流电源的一端经过第一功率电路进入第一驱动电机的三相绕组，经过充电开关进入第二驱动电机的三相绕组，再经过第二功率电路进入动力电池的一端，经过动力电池回到直流电源的另一端。此时电流经过励磁回路，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，直流电源此时同时为驱动电机的三相绕组和动力电池进行充电，因此动力电池两端的电压要低于直流电源输出的电压即进行降压充电。

当电流从驱动电机的三相绕组的一端经过第二功率电路进入动力电池的一端，经过动力电池回到三相绕组的另一端。此时电流经过续流回路，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，由于之前三相绕组充电时电压小于直流电源输出的电压，因此放电给动力电池充电时，电压仍小于直流电源的电压。

当动力总成中电流经过励磁回路时，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，三相绕组的电压增大，直流电源的电压等于三相绕组的电压机上动力电池的电压。当动力总成中电流经过续流回路时，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，三相绕组的电压减小，动力电池的充电电压等于三相绕组的电压。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在分布式动力总成用于接收动力电池供电并为负载供电过程中，电机控制器用于控制第一功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通并控制第二功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第一功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管的开关周期包括第一时段和第二时段，在第一时段，第一功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管导通，第一驱动电机的绕组和第二驱动电机的绕组用于从动力电池接收供电并充电；在第二时段，第一功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管关断，第一驱动电机的绕组和第二驱动电机的绕组共同用于和动力电池一起为负载供电。

当电动汽车进行放电时，连接其他负载，该负载可以是用电设备或者其他外部电源，由于动力电池电压通常为600V至800V，而其他负载的电压不一定一致，本申请中，负载的电压可以理解为其他电源的充电电压或者用电设备使用时的额定电压。当直流电源和负载的电压不匹配时，闭合充电开关，通过动力总成内开关管的控制，可以实现对动力电池的升压放电或者降压放电。

当负载的电压高于动力电池的电压时，需要对动力电池的电压进行升压以更好输出电流。

当电流从动力电池的一端经过第二功率电路进入第二驱动电机的三相绕组，经过充电开关进入第一驱动电机的三相绕组，最后回到动力电池的另一端。此时电流经过励磁回路，负载不与动力电池相通，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态。

当电流从动力电池的一端经过第二功率电路进入第二驱动电机的三相绕组，经过充电开关进入第一驱动电机的三相绕组，再经过第一功率电路进入负载的一端，经过负载回到动力电池的另一端。此时电流经过续流回路，动力电池与负载和驱动电机的三相绕组串联，负载两端的电压大于动力电池输出的电压即升压放电。

当动力总成中电流经过励磁回路时，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，三相绕组的电压增大。当动力总成中电流经过续流回路时，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，三相绕组的电压减小，负载两端的电压等于动力电池的电压加上驱动电机的三相绕组的电压。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，在分布式动力总成用于接收动力电池供电并为负载供电过程中，电机控制器用于控制第一功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通并控制第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管的开关周期包括第一时段和第二时段，在第一时段，第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管关断，第一驱动电机的绕组和第二驱动电机的绕组用于和负载一起接收动力电池的供电；在第二时段，第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管导通，第一驱动电机的绕组和第二驱动电机的绕组共同用于为负载供电。

当负载需要的电压低于动力电池的电压时，需要对动力电池输出的电压进行降压。对于与负载两端相连接的电机控制器，与另一个电机控制器连接的一侧的三相桥臂的开关管保持断开，另一侧的三相桥臂的开关管中至少一个保持闭合，其余开关管保持断开。对于与动力电池两端相连接的电机控制器，三相桥臂中至少一相桥臂的两侧开关管交替闭合，从而控制分布式动力总成30的电流在励磁回路和续流回路中来回切换。

当电流从动力电池的一端经过第二功率电路进入第二驱动电机的三相绕组，经过充电开关进入第一驱动电机的三相绕组，再经过第一功率电路进入负载的一端，经过负载回到直流电源的另一端。此时电流经过励磁回路，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，动力电池此时同时为驱动电机的三相绕组和负载进行供电，因此负载两端的电压要低于动力电池输出的电压即进行降压放电。

当电流从驱动电机的三相绕组的一端经过第一功率电路进入负载的一端，经过负载回到三相绕组的另一端。此时电流经过续流回路，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，由于之前三相绕组充电时电压小于动力电池输出的电压，因此放电给负载供电时，电压仍小于动力电池的电压。

当动力总成中电流经过励磁回路时，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，三相绕组的电压增大，动力电池的电压等于三相绕组的电压机上负载的电压。当动力总成中电流经过续流回路时，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，三相绕组的电压减小，负载两端电压等于三相绕组的电压。

结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，充电开关从控制设备接收控制信号，控制信号用于控制充电开关的闭合或断开，控制设备包括以下至少一种设备：动力电池的电池管理设备、电机控制器或整车控制器。

充电开关的闭合或断开可以由控制信号控制，该控制信号可以是由动力总成中任意一个电机控制器或者动力电池管理设备或者整车控制器发送。

第二方面，本申请提供了一种电动汽车，该电动汽车包括如第一方面及第一方面各实现方式中的分布式动力总成30和动力电池，动力电池用于从分布式动力总成接收电流以进行充电，或者，动力电池用于向分布式动力总成输出电流以驱动第一驱动电机和第二驱动电机。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，电动汽车还包括控制设备，控制设备包括动力电池的电池管理设备和整车控制器，控制设备用于控制充电开关的闭合或断开，充电开关断开，电动汽车用于在动力电池的供电下运行；充电开关闭合，电动汽车通过直流电源对动力电池进行充电，或者电动汽车通过动力电池对负载进行供电。

结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，充电开关闭合，电动汽车通过分布式动力总成对直流电源进行降压或升压并对动力电池进行充电，或者电动汽车通过分布式动力总成对动力电池进行降压或升压并对负载进行供电。

具体地，其它方面的有益效果可以参考第一方面描述的有益效果，此处不再赘述。

附图说明

图1是本申请实施例提供的一种电动汽车的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种分布式动力总成的示意图；

图3是本申请实施例提供的一种充电架构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种分布式动力总成的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的一种分布式动力总成升压充电示意图；

图6是本申请实施例提供的一种分布式动力总成降压充电示意图；

图7是本申请实施例提供的一种分布式动力总成升压放电示意图；

图8是本申请实施例提供的一种分布式动力总成降压放电示意图；

图9是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成的结构示意图；

图10是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成的结构示意图；

图11是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成升压充电示意图；

图12是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成降压充电示意图；

图13是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成升压放电示意图；

图14是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成降压放电示意图；

图15是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成的结构示意图；

图16是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成的结构示意图；

图17是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成升压充电示意图；

图18是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成降压充电示意图；

图19是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成升压放电示意图；

图20是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成降压放电示意图；

图21是本申请实施例提供的另一种分布式动力总成的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。本申请中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置A和B的设备”不应局限为仅由部件A和B组成的设备。本申请中使用的术语“耦合”指的是直接或间接连接。例如，A与B耦合，既可以是A与B直接连接，也可以是A与B之间通过一个或多个其它电学元器件间接连接，例如可以是A与C直接连接，C与B直接连接，从而使得A与B之间通过C实现了连接。以下，省略对相同或相似情况的说明。

传统的动力总成无论是前驱动力总成还是后驱动力总成，都是通过一个电机驱动两个前轮和两个后轮，对电动汽车的动力性的要求随着电动汽车的发展而越来越高，为了适应这一趋势，分布式动力总成得以发展。分布式动力总成指的是一个动力总成会同时装载两个电机，两个电机中的每个电机用于驱动电动汽车的一个车轮，例如前驱分布式动力总成，两个电机中的每个电机用于驱动电动汽车的一个前轮，而后驱分布式动力总成的两个电机中的每个电机用于驱动电动汽车的一个后轮。分布式动力总成可以大大提高电动汽车的动力性能。

图1为本申请实施例提供的一种电动汽车的示意图。如图1所示，电动汽车10包括动力电池20、分布式动力总成30和整车控制器40(图1中未示出)。分布式动力总成30包括两个驱动电机，本申请对动力总成的分布方式不做限定。动力电池20与分布式动力总成30连接，在电动汽车10没有连接直流电源的情况下，动力电池20可以为分布式动力总成30供电。动力电池20和直流电源连接，在电动汽车连接直流电源的情况下，直流电源可以通过分布式动力总成30为动力电池20充电。整车控制器40可以向动力总成发送指令，从而控制电动汽车10的运行或充电。

图2为本申请实施例提供的一种分布式动力总成的示意图。分布式动力总成包括电机控制器、第一驱动电机312和第二驱动电机322。第一驱动电机312和第二驱动电机322分别用于驱动电动汽车的两个前轮或两个后轮电机。电机控制器第一功率电路311和第二功率电路321。功率电路可以是采用绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolartransistor，IGBT)组成电路，包括三个桥臂，驱动电机可以包括三相绕组，三个桥臂的桥臂中点分别连接驱动电机的三相绕组。第一功率电路311的三相桥臂的桥臂中点分别用于连接第一驱动电机312的三相绕组，第二功率电路321的三相桥臂的桥臂中点分别用于连接第二驱动电机322的三相绕组。三个桥臂的桥臂中点分别输出三相电流为驱动电机的三相绕组供电。该功率电路中IGBT的通断控制信号由的控制装置提供。电机控制器可以通过内部功率器件的通断产生调制电压，进而激励电机三相绕组产生电流。

本申请主要应用于电动汽车供配电场景，具体可以是轿车、货车、客运客车等不同类型汽车中的任意一种，还可以是三轮车、二轮车、火车等载人或者载货的运输装置，或者其他用动力电池驱动的其他类型的交通工具。电动汽车包括但不限于纯电动汽(pureelectric vehicle/battery electric vehicle，pure EV/battery EV)、混合动力汽车(hybrid electric vehicle，HEV)、增程式电动汽车(range extended electric vehicle，REEV)、插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle，PHEV)、新能源汽车(newenergy vehicle，NEV)等。

本申请实施例中的驱动电机包括但不限于三相或多相、轴向或径向永磁同步电机，三相或多相交流异步电动机、三相或多相、轴向或径向永磁辅助式同步磁阻电机，以及三相或多相、轴向或径向电励磁同步电机等。本申请实施例中的驱动电机其结构与常见的电机结构相同，内部包括转子、定子铁心、定子绕组。当驱动电机为多相绕组电机，其电机相数可以为3相、5相、6相、9相等。为了描述的简洁，以下以三相驱动电机为例，对本申请的方案进行阐述，多相的情况可以类似参考三相驱动电机的说明。

本申请实施例中的动力电池可以为锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池或者钠离子电池等，在此不做限定。从规模而言，本申请实施例中的动力电池可以为电芯单体，也可以是电池模组或电池包，在此不做限定。从应用场景而言，该动力电池可应用于汽车、轮船等动力装置内。例如，可以应用于动力汽车，以为动力汽车的电机供电，作为电动汽车的动力源。该动力电池还可为电动汽车中的其他用电器件供电，比如车内空调、车载播放器等供电。为了便于描述，以下将以动力电池应用于电动汽车(或称新能源汽车)为例，对本申请的方案进行阐述。

随着电动汽车的发展和普及，充电问题越来越被关注。

目前充电桩可能有两种电压输出规格，200～500V，200～750V及以上。当动力电池的电压平台与充电桩的电压规格不匹配时，可能导致无法进行快速充电。对此，目前充电电压变换方案如图3所示，可以通过复用动力总成中的电机绕组对充电桩输出的电压进行升压后向动力电池提供，进而使动力电池的电压平台与充电桩的电压规格匹配。

如图3所示，为了实现上述功能，需要在额外配置升压充电的配电盒以及相关控制电路，增加了成本和制造难度。而且随着电动车操控性能提升需求的趋势越来越迫切，推出了许多双电机驱动版本的电动汽车。

基于上述问题，本申请提供了一种升压降压充电的分布式动力总成和电动汽车，通过复用双驱动电机的动力总成，在两个驱动电机之间增加一个开关，可以实现升压/降压充电，结构简单，降低了成本。

图4是本申请提供的一种分布式动力总成的结构示意图。

如图4所示，分布式动力总成30包括第一功率电路311、第二功率电路321和充电开关K1。

每个驱动电机包括三相绕组，三相绕组用于通过中心抽头相互连接。

第一功率电路311包括并联的三相桥臂，每相桥臂包括上桥臂开关管和下桥臂开关管，每相桥臂的桥臂中点用于连接第一驱动电机312中的一相绕组。

第二功率电路321包括并联的三相桥臂，每相桥臂包括上桥臂开关管和下桥臂开关管，每相桥臂的桥臂中点用于连接第二驱动电机322中的一相绕组。

第一功率电路311的每相桥臂的一端用于通过正直流母线连接动力电池的正极和直流电源或负载的正极，第一功率电路311的每相桥臂的另一端用于通过负直流母线连接动力电池的负极和所述直流电源或负载的负极。

第二功率电路321的每相桥臂的一端用于连接动力电池的正极，第二功率电路321的每相桥臂的另一端用于连接动力电池的负极。

第一功率电路311的每相桥臂的一端用于连接第二功率电路321的每相桥臂的一端。

在一种可能的实现方式中，正直流母线和负直流母线中至少一条母线上设置有运行开关。

在一种可能的实施例中，正直流母线上设置有第一运行开关S1，负直流母线上设置有第二运行开关S2。

在另一种可能的实施例中，正直流母线上设置有第一运行开关S1。

在另一种可能的实施例中，负直流母线上设置有第二运行开关S2。

在一种可能的实现方式中，正直流母线通过第一运行开关S1断开，即两个功率电路的负极端连接导通。

正直流母线或负直流母线上的运行开关断开，分布式动力总成30用于从直流电源接收供电并为动力电池充电或者用于接收动力电池供电并为负载供电。

运行开关闭合，电机控制器用于接收动力电池供电并驱动第一驱动电机312和第二驱动电机322。

充电开关K1的一端用于连接第一驱动电机312的中心抽头，充电开关K1的另一端用于连接第二驱动电机322的中心抽头。

充电开关K1可以是金属氧化物半导体场效应管MOSFET、绝缘栅双极型晶体管IGBT及其并联二极管、二极管或继电器等各种开关。

从图4的电路图中可以看出，第一功率电路311和第二功率电路的每个开关管两端并联了一个续流二极管，续流二极管用于续流，续流二极管的导通方向和开关管相反。

在一种可能的实施例中，充电开关K1闭合，分布式动力总成30用于从直流电源接收电流并向动力电池输出电流，分布式动力总成30通过功率电路的开关将直流电源输出电压提高或降低。

在另一种可能的实施例中，充电开关K1闭合，分布式动力总成30用于从动力电池接收电流并向负载输出电流，分布式动力总成30通过功率电路的开关将动力电池输出电压提高或降低。

在另一种可能的实施例中，充电开关K1断开，分布式动力总成30用于从动力电池接收电流并驱动第一驱动电机312和第二驱动电机322。

图5是上述分布式动力总成进行升压充电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于从直流电源接收供电并为动力电池充电过程中，电机控制器用于控制第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通，其他开关管关断，控制第二功率电路321的至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段。

示例性地，第一功率电路311中的上桥臂开关管T11、T13、T15保持导通，下桥臂T12、T14、T16保持关断，第二功率电路321中的下桥臂开关管进行在每个开关周期内以预设占空比导通。第二功率电路321中的下桥臂开关管的每个开关周期包括第一时段和第二时段。在第一时段，第二功率电路321中的下桥臂开关管导通，在第二时段，第二功率电路321中的下桥臂开关管关断。

如图5中的(a)所示，在第一时段内，分布式动力总成30中电流经过励磁回路。电流从直流电源的一端经过第一功率电路311，由于上桥臂开关管T11、T13、T15保持导通，从而电流进入第一驱动电机312的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第二驱动电机322的三相绕组。由于第二功率电路321上桥臂开关管T21、T23、T25关断，下桥臂T22、T24、T26导通，从而电流经过第二功率电路321的下桥臂回到直流电源的另一端。此时电流经过励磁回路，动力电池不与直流电源相通，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，三相绕组的电压增大。

如图5中的(b)所示，在第二时段，分布式动力总成30中电流经过续流回路。电流从直流电源的一端经过第一功率电路311，由于上桥臂开关管T11、T13、T15保持导通，从而电流进入第一驱动电机312的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第二驱动电机322的三相绕组。由于第二功率电路321上桥臂开关管T21、T23、T25关断，下桥臂T22、T24、T26关断，从而电流经过第二功率电路321的上桥臂开关管T21、T23、T25的续流二极管进行续流而流入动力电池，经过动力电池然后回到直流电源的另一端。此时电流经过续流回路，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，三相绕组的电压减小，动力电池的充电电压等于直流电源的电压加上驱动电机的三相绕组的电压。

从而，分布式动力总成30在上述励磁电路和续流电路中交替运行，直流电源通过复用双驱动电机为动力电池进行升压充电。

图6是上述分布式动力总成进行降压充电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于从直流电源接收供电并为动力电池充电过程中，电机控制器用于控制第二功率电路321的三相桥臂的开关管保持关断，第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段。在第一时段，第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管导通，在第二时段，第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管关断。

示例性地，第一功率电路311中的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通。

如图6中的(a)所示，在第一时段内，分布式动力总成30中电流经过励磁回路。电流从直流电源的一端经过第一功率电路311，由于上桥臂开关管T11、T13、T15导通，从而电流进入第一驱动电机312的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第二驱动电机322的三相绕组。电流经过第二功率电路321的上桥臂T21、T23、T25的续流二极管进行续流进入动力电池，经过动力电池然后回到直流电源的另一端。此时电流经过励磁回路，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，直流电源此时同时为驱动电机的三相绕组和动力电池进行充电，因此动力电池两端的电压要低于直流电源输出的电压，动力电池两端的电压与三相绕组两端的电压的和等于直流电源的输出电压。

如图6中的(b)所示，在第二时段内，分布式动力总成30中电流经过续流回路。电流从驱动电机的三相绕组的一端经过第二功率电路321，电流通过上桥臂开关管T21、T23、T25保持的续流二极管尽进行续流而流入动力电池。然后电流经过动力电池进入第一功率电路311。由于第一功率电路上桥臂开关管T11、T13、T15关断，下桥臂T12、T14、T16关断，从而电流经过第一功率电路311的下桥臂开关管的续流二极管进行续流回到驱动电机三相绕组的另一端。此时电流经过续流回路，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，由于之前三相绕组充电时电压小于直流电源输出的电压，因此放电给动力电池充电时，电压仍小于直流电源的电压，三相绕组的电压减小，动力电池的充电电压等于三相绕组的电压。

从而，分布式动力总成30在上述励磁电路和续流电路中交替运行，直流电源通过复用双驱动电机为动力电池进行降压充电。

应理解地，上述是第一功率电路311和第二功率电路321三相桥臂都进行工作的情况，第一功率电路311也可以两相或者单相进行工作，第二功率电路321也可以两相或者单相进行工作。

示例性地，当升压充电时，第一功率电路311的三相桥臂的上桥臂开关管T11、T13、T15中只要有至少个保持导通即可，可以是两个，也可以是一个，其余开关管始终保持关断。第二功率电路321的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂的开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，例如只有T21和T22进行在每个开关周期内以预设占空比导通，上述仅仅是一种示例，也可以是其他桥臂的组合。

容易理解地，降压充电的情况也是类似的，此处不再赘述。

图7是上述分布式动力总成30进行升压放电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于接收动力电池供电并为负载供电过程中，电机控制器用于控制第二功率电路321的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管导通，其他开关管关断，控制第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的下桥臂开关管的开关周期包括两个时段，在第一时段导通，在第二时段关断。

示例性地，第二功率电路321中的上桥臂开关管T21、T23、T25保持导通，下桥臂T22、T24、T26保持关断，第一功率电路311中的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通。

如图7中的(a)所示，在第一时段，分布式动力总成30中电流经过励磁回路。电流从动力电池的一端经过第二功率电路321，由于上桥臂开关管T21、T23、T25保持导通，从而电流进入第二驱动电机322的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第一驱动电机312的三相绕组。由于第一功率电路311上桥臂开关管T11、T13、T15关断，下桥臂T12、T14、T16导通，从而电流经过第一功率电路311的下桥臂回到动力电池的另一端。此时电流经过励磁回路，动力电池不与负载相通，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，三相绕组的电压增大。

如图7中的(b)所示，在第二时段内，分布式动力总成30中电流经过续流回路。电流从动力电池的一端经过第二功率电路321，由于上桥臂开关管T21、T23、T25保持导通，从而电流进入第二驱动电机322的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第一驱动电机312的三相绕组。由于第一功率电路311上桥臂开关管T11、T13、T15关断，下桥臂T12、T14、T16关断，从而电流经过第一功率电路311的上桥臂开关管的续流二极管进行续流而流入负载，经过负载然后回到动力电池的另一端。此时电流经过续流回路，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，三相绕组的电压减小，负载两端的电压等于动力电池的电压加上驱动电机的三相绕组的电压。

从而，分布式动力总成30在上述励磁电路和续流电路中交替运行，动力电池通过复用双驱动电机为负载进行升压供电。

图8是上述分布式动力总成30进行降压放电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于接收动力电池供电并为负载供电过程中，电机控制器第一功率电路311的三相桥臂的开关管均关断；第二功率电路321的三相桥臂中至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，第二功率电路321的三相桥臂中至少一相桥臂的下桥臂开关管的开关周期包括两个时段，在第一时段导通，在第二时段关断。

示例性地，第一功率电路311中的三相桥臂的开关管关断，下桥臂T12、T14、T16关断，第二功率电路321中的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通。

如图8中的(a)所示，在第一时段，第二功率电路321的上桥臂开关管导通而下桥臂开关管关断分布式动力总成30中电流经过续流回路。电流从动力电池的一端经过第二功率电路321，由于上桥臂开关管T21、T23、T25保持导通，从而电流进入第二驱动电机322的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第一驱动电机312的三相绕组。由于第一功率电路311上桥臂开关管T11、T13、T15关断，下桥臂T12、T14、T16关断，电流通过第一功率电路311的上桥臂开关管的续流二极管进行续流而进入负载，经过负载然后回到动力电池的另一端。此时电流经过励磁回路，动力电池不与负载相通，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，三相绕组的电压增大，动力电池的电压等于负载电压与三相绕组的电压之和。

如图8中的(b)所示，在第二时段，第二功率电路321的上桥臂开关管关断。分布式动力总成30中电流经过励磁回路。电流从三相绕组的一端经过第一功率电路311，由于第一功率电路311上桥臂开关管T11、T13、T15关断，下桥臂T12、T14、T16关断，从而电流通过第一功率电路311上桥臂开关管T11、T13、T15以及下桥臂T12、T14、T16的续流二极管进行续流。此时电流经过续流回路，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，三相绕组的电压减小，负载两端的电压等于三相绕组的电压。

从而，分布式动力总成30在上述励磁电路和续流电路中交替运行，动力电池通过复用双驱动电机为负载进行降压供电。

图9是本申请提供的另一种分布式动力总成示意图。

如图9所示，该分布式动力总成30与图4提供的分布式动力总成30的拓扑结构类似，区别在于两个电机控制器连接的一端不同。

在一种可能的实现方式中，负直流母线的运行开关断开，即两个功率电路的一段通过正极端连接。

该分布式动力总成30升压、降压充电和放电控制方式类似，可以参见上述描述，此处不再赘述。

图10是本申请提供的另一种分布式动力总成示意图。

如图10所示，该分布式动力总成30与图4提供的分布式动力总成30类似，区别在于：充电开关K1的一端用于连接第一功率电路311的三相桥臂的任意一相桥臂中点，充电开关K1的另一端用于连接第二功率电路321的第二驱动电机322的中心抽头。

图11是上述分布式动力总成进行升压充电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于从直流电源接收供电并为动力电池充电过程中，电机控制器用于控制第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通，其他开关管关断，控制第二功率电路321的至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段，第一时段导通，第二时段关断。

示例性地，第一功率电路311中的上桥臂开关管T11、T13保持导通，下桥臂T12、T14、T16保持关断。上桥臂开关管T15也可以保持导通，此时则不使用第一驱动电机312的三相绕组。第二功率电路321中的下桥臂开关管进行在每个开关周期内以预设占空比导通。

如图11中的(a)所示，在第一时段内，分布式动力总成30中电流经过励磁回路。电流从直流电源的一端经过第一功率电路311，由于上桥臂开关管T11、T13保持导通，从而电流进入第一驱动电机312的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第二驱动电机322的三相绕组。由于第二功率电路321上桥臂开关管T21、T23、T25关断，下桥臂T22、T24、T26导通，从而电流经过第二功率电路321的下桥臂回到直流电源的另一端。此时电流经过励磁回路，动力电池不与直流电源相通，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，三相绕组的电压增大。

如图11中的(b)所示，在第二时段内，分布式动力总成30中电流经过续流回路。电流从直流电源的一端经过第一功率电路311，由于上桥臂开关管T11、T13保持导通，从而电流进入第一驱动电机312的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第二驱动电机322的三相绕组。由于第二功率电路321上桥臂开关管T21、T23、T25关断，下桥臂T22、T24、T26关断，从而电流通过第二功率电路321的上桥臂开关管的续流二极管进行续流进入动力电池，经过动力电池然后回到直流电源的另一端。此时电流经过续流回路，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，三相绕组的电压减小，动力电池的充电电压等于直流电源的电压加上驱动电机的三相绕组的电压。

从而，分布式动力总成30在上述励磁电路和续流电路中交替运行，直流电源通过复用双驱动电机为动力电池进行升压充电。

图12是上述分布式动力总成进行降压充电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于从直流电源接收供电并为动力电池充电过程中，电机控制器用于控制第二功率电路321的三相桥臂的开关管关断，第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段，在第一时段导通，第二时段关断。

示例性地，第二功率电路321中的上桥臂开关管T21、T23、T25、下桥臂T22、T24、T26保持关断，第一功率电路311中的上桥臂开关管T11、T13在每个开关周期内以预设占空比导通。下桥臂开关管T15也可以在每个开关周期内以预设占空比导通，此时则不使用第一驱动电机312的三相绕组进行升压或降压控制。

如图12中的(a)所示，在第一时段内，分布式动力总成30中电流经过励磁回路。电流从直流电源的一端经过第一功率电路311，由于上桥臂开关管T11、T13导通，从而电流进入第一驱动电机312的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第二驱动电机322的三相绕组。由于第二功率电路321上桥臂开关管T21、T23、T25保持关断，下桥臂T22、T24、T26保持关断，从而电流经过第二功率电路321的上桥臂的开关管的续流二极管进行续流进入动力电池，经过动力电池然后回到直流电源的另一端。此时电流经过励磁回路，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，直流电源此时同时为驱动电机的三相绕组和动力电池进行充电，因此动力电池两端的电压要低于直流电源输出的电压，动力电池两端的电压与三相绕组两端的电压的和等于直流电源的输出电压。

如图12中的(b)所示，在第二时段内，分布式动力总成30中电流经过续流回路。电流从驱动电机的三相绕组的一端经过第二功率电路321，由于上桥臂开关管T21、T23、T25保持关断，从而电流进入动力电池，然后电流经过动力电池进入第一功率电路311。由于第一功率电路311上桥臂开关管T11、T13、T15关断，下桥臂T12、T14、T16关断，从而电流经过第一功率电路311的下桥臂的续流二极管进行续流回到驱动电机三相绕组的另一端。此时电流经过续流回路，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，由于之前三相绕组充电时电压小于直流电源输出的电压，因此放电给动力电池充电时，电压仍小于直流电源的电压，三相绕组的电压减小，动力电池的充电电压等于三相绕组的电压。

从而，分布式动力总成30在上述励磁电路和续流电路中交替运行，直流电源通过复用双驱动电机为动力电池进行降压充电。

应理解地，上述的升压充电和降压充电过程为第一功率电路311和第二功率电路321以两相进行工作，第一功率电路311也可以单相进行工作，第二功率电路321也可以单相进行工作。单相进行工作的情况与两相工作类似，此处不再赘述。

图13是上述分布式动力总成进行升压放电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于接收动力电池供电并为负载供电过程中，电机控制器用于控制第二功率电路321的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管导通，其他开关管关断，控制第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段，第一时段导通，第二时段关断。

示例性地，第二功率电路321中的上桥臂开关管T21、T23、T25保持导通，下桥臂T22、T24、T26保持关断，第一功率电路311下桥臂开关管T12、T14进行在每个开关周期内以预设占空比导通。

具体的励磁回路和续流回路描述可以参见前文中的描述，此处不再赘述。

图14是上述分布式动力总成进行降压放电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于接收动力电池供电并为负载供电过程中，电机控制器第一功率电路311的三相桥臂的开关管关断；第二功率电路321的三相桥臂中至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段，第一时段关断(如图14a所示)，第二时段导通(如图14b所示)。

示例性地，第一功率电路311中的上桥臂开关管T11、T13保持导通，下桥臂T12、T14、T15、T16保持关断，第二功率电路321中的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通。

具体的励磁回路和续流回路描述可以参见前文中的描述，此处不再赘述。

图15是本申请提供的另一种分布式动力总成示意图。

如图15所示，该分布式动力总成30与图10提供的分布式动力总成30的拓扑结构类似，区别在于两个电机控制器连接的一端不同。

在一种可能的实现方式中，负直流母线的运行开关断开，即两个功率电路的一段通过正极端连接。

该分布式动力总成30升压、降压充电和放电控制方式类似，可以参见上述描述，此处不再赘述。

图16是本申请提供的另一种分布式动力总成示意图。

如图16所示，该分布式动力总成30与图4和图10提供的分布式动力总成30类似，区别在于：充电开关K1的一端用于连接第一功率电路311的三相桥臂的任意一相桥臂中点，充电开关K1的另一端用于连接第二功率电路321的三相桥臂的任意一相桥臂中点。

图17是上述分布式动力总成进行升压充电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于从直流电源接收供电并为动力电池充电过程中，电机控制器用于控制第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通，其他开关管关断，控制第二功率电路321的至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段，第一时段导通，第二时段关断。

示例性地，第一功率电路311中的上桥臂开关管T11、T13保持导通，下桥臂T12、T14、T16保持关断。上桥臂开关管T15也可以保持导通，此时则不使用第一驱动电机312的三相绕组。第二功率电路321中的下桥臂开关管T22、T24在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段。第二功率电路321的下桥臂开关管T26在每个开关周期内以预设占空比导通，此时则不使用第二驱动电机322的三相绕组。

如图17中的(a)所示，在第一时段内，分布式动力总成30中电流经过励磁回路。电流从直流电源的一端经过第一功率电路311，由于上桥臂开关管T11、T13保持导通，从而电流进入第一驱动电机312的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第二驱动电机322的三相绕组。由于第二功率电路321上桥臂开关管T21、T23、T25、T26关断，下桥臂T22、T24导通，从而电流经过第二功率电路321的两相下桥臂回到直流电源的另一端。此时电流经过励磁回路，动力电池不与直流电源相通，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，三相绕组的电压增大。

如图17中的(b)所示，在第二时段内，分布式动力总成30中电流经过续流回路。电流从直流电源的一端经过第一功率电路311，由于上桥臂开关管T11、T13保持导通，从而电流进入第一驱动电机312的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第二驱动电机322的三相绕组。由于第二功率电路321上桥臂开关管T21、T23、T25，下桥臂T22、T24、T25、T26关断，从而电流经过第二功率电路321的两相上桥臂的开关管的续流二极管进行续流进入动力电池，经过动力电池然后回到直流电源的另一端。此时电流经过续流回路，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，三相绕组的电压减小，动力电池的充电电压等于直流电源的电压加上驱动电机的三相绕组的电压。

从而，分布式动力总成30在上述励磁电路和续流电路中交替运行，直流电源通过复用双驱动电机为动力电池进行升压充电。

图18是上述分布式动力总成进行降压充电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于从直流电源接收供电并为动力电池充电过程中，电机控制器用于控制第二功率电路321的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通，其他开关管关断，第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段，第一时段导通，第二时段关断。

示例性地，第二功率电路321中的上桥臂开关管T21、T23保持导通，下桥臂T22、T24、T26保持关断。第二功率电路321中的上桥臂开关管T25也可以保持导通，此时则不使用第二驱动电机322的三相绕组进行升压或降压控制。第一功率电路311中的上桥臂开关管T12、T14在每个开关周期内以预设占空比导通。下桥臂开关管T16也可以在每个开关周期内以预设占空比导通，此时则不使用第一驱动电机312的三相绕组进行升压或降压控制。

如图18中的(a)所示，在第一时段内，分布式动力总成30中电流经过励磁回路。电流从直流电源的一端经过第一功率电路311，由于上桥臂开关管T11、T13导通，从而电流进入第一驱动电机312的三相绕组，然后电流经过充电开关K1进入第二驱动电机322的三相绕组。由于第二功率电路321上桥臂开关管T21、T23保持导通，下桥臂T22、T24、T25、T26保持关断，从而电流经过第二功率电路321的两相上桥臂进入动力电池，经过动力电池然后回到直流电源的另一端。此时电流经过励磁回路，驱动电机的三相绕组相当于电感，处于充电状态，直流电源此时同时为驱动电机的三相绕组和动力电池进行充电，因此动力电池两端的电压要低于直流电源输出的电压，动力电池两端的电压与三相绕组两端的电压的和等于直流电源的输出电压。

如图18中的(b)所示，在第二时段内，分布式动力总成30中电流经过续流回路。电流从驱动电机的三相绕组的一端经过第二功率电路321，由于上桥臂开关管T21、T23保持导通，从而电流进入动力电池，然后电流经过动力电池进入第一功率电路311。由于第一功率电路311上桥臂开关管T11、T13、T15、T16关断，下桥臂T12、T14关断，从而电流经过第一功率电路311的两相下桥臂的续流二极管进行续流回到驱动电机三相绕组的另一端。此时电流经过续流回路，驱动电机的三相绕组相当于电池，处于放电状态，由于之前三相绕组充电时电压小于直流电源输出的电压，因此放电给动力电池充电时，电压仍小于直流电源的电压，三相绕组的电压减小，动力电池的充电电压等于三相绕组的电压。

从而，分布式动力总成30在上述励磁电路和续流电路中交替运行，直流电源通过复用双驱动电机为动力电池进行降压充电。

应理解地，上述的升压充电和降压充电过程为第一功率电路311和第二功率电路321以两相进行工作，第一功率电路311也可以单相进行工作，第二功率电路321也可以单相进行工作。单相进行工作的情况与两相工作类似，此处不再赘述。

图19是上述分布式动力总成进行升压放电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于接收动力电池供电并为负载供电过程中，电机控制器用于控制第二功率电路321的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管导通，其他开关管关断，控制第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段，第一时段导通，第二时段关断。

示例性地，第二功率电路321中的上桥臂开关管T21、T23保持导通，下桥臂T22、T24、T25、T26保持关断，第一功率电路311中下桥臂开关管T12、T14在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段。

具体的励磁回路和续流回路描述可以参见前文中的描述，此处不再赘述。

图20是上述分布式动力总成30进行降压放电的电流示意图。

在分布式动力总成30用于接收动力电池供电并为负载供电过程中，电机控制器第一功率电路311的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管导通，其他开关管关断；第二功率电路321的三相桥臂中至少一相桥臂的上桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通，开关周期包括两个时段，第一时段导通，第二时段关断。

示例性地，第一功率电路311中的上桥臂开关管T11、T13保持导通，下桥臂T12、T14、T15、T16保持关断，第二功率电路321中的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通。

具体的励磁回路和续流回路描述可以参见前文中的描述，此处不再赘述。

图21是本申请提供的另一种分布式动力总成示意图。

如图15所示，该分布式动力总成30与图12提供的分布式动力总成30的拓扑结构类似，区别在于两个电机控制器连接的一端不同。

在一种可能的实现方式中，负直流母线的运行开关断开，即两个功率电路的一段通过正极端连接。

该分布式动力总成30升压、降压充电和放电控制方式类似，可以参见上述描述，此处不再赘述。

根据本申请的方案，在分布式动力总成内部增加一个开关，连接两个驱动电机，实现buck boost升降压充放电，结构简单，降低了成本。

本申请提供了一种电动汽车10。

该电动汽车10包括上述的分布式动力总成30和动力电池。

动力电池用于从分布式动力总成30接收电流以进行充电，或者，动力电池用于向分布式动力总成30输出电流以驱动第一驱动电机312和第二驱动电机322。

电动汽车还包括控制设备，控制设备可以包括动力电池的电池管理设备和整车控制器，控制设备还可以包括第一功率电路311和第二功率电路321。

电动汽车还包括控制设备，控制设备包括动力电池的电池管理设备和整车控制器，控制设备用于控制充电开关K1的闭合或断开，充电开关K1断开，电动汽车用于在动力电池的供电下运行；充电开关K1闭合，电动汽车通过直流电源对动力电池进行充电，或者电动汽车通过动力电池对负载进行供电。

该控制设备与充电开关K1之间具有信号连接，从而控制设备能够通过该信号连接向充电开关K1发送控制信号，进而控制充电开关K1的开闭。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

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

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，所述分布式动力总成包括第一驱动电机、第二驱动电机、充电开关以及电机控制器，所述第一驱动电机和所述第二驱动电机分别用于驱动电动汽车的两个前轮或两个后轮，所述电机控制器包括第一功率电路、第二功率电路，所述第一功率电路的三相桥臂的桥臂中点分别用于连接所述第一驱动电机的三相绕组，所述第二功率电路的三相桥臂的桥臂中点分别用于连接所述第二驱动电机的三相绕组；

所述第一功率电路的每相桥臂的一端用于通过正直流母线连接动力电池的正极和直流电源或负载的正极，所述第一功率电路的每相桥臂的另一端用于通过负直流母线连接动力电池的负极和所述直流电源或负载的负极，所述第二功率电路的每相桥臂的一端用于连接所述动力电池的正极，所述第二功率电路的每相桥臂的另一端用于连接所述动力电池的负极；

所述充电开关的一端用于连接所述第一驱动电机的中心抽头或者第一功率电路的任一相桥臂的桥臂中点，所述充电开关的另一端用于连接所述第二驱动电机的中心抽头或者第二功率电路的任一相桥臂的桥臂中点。

2.根据权利要求1所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，

所述充电开关闭合，所述分布式动力总成用于从所述直流电源接收供电并为所述动力电池充电或者用于接收所述动力电池供电并为所述负载供电；

所述充电开关断开，所述电机控制器用于接收所述动力电池供电并驱动所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。

3.根据权利要求1或2所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，所述正直流母线和所述负直流母线中至少一条母线上设置有运行开关，

所述充电开关闭合，所述正直流母线或所述负直流母线上的运行开关断开，所述分布式动力总成用于从所述直流电源接收供电并为所述动力电池充电或者用于接收所述动力电池供电并为所述负载供电；

所述充电开关断开，所述运行开关闭合，所述电机控制器用于接收所述动力电池供电并驱动所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。

4.根据权利要求2所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，在所述分布式动力总成用于从所述直流电源接收供电并为所述动力电池充电过程中，所述电机控制器用于：

控制所述第一功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通并控制所述第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通。

5.根据权利要求4所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，所述第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管的开关周期包括第一时段和第二时段，

在第一时段，所述第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管导通，所述第一驱动电机的绕组和所述第二驱动电机的绕组用于从所述直流电源接收供电并充电；

在第二时段，所述第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管关断，所述第一驱动电机的绕组和所述第二驱动电机的绕组共同用于和所述直流电源一起为所述动力电池充电。

6.根据权利要求2所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，在所述分布式动力总成用于从所述直流电源接收供电并为所述动力电池充电过程中，所述电机控制器用于：

控制所述第一功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通并控制所述第二功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通。

7.根据权利要求6所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，所述第一功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管的开关周期包括第一时段和第二时段，

在第一时段，所述第一功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管导通，所述第一驱动电机的绕组和所述第二驱动电机的绕组共同用于和所述直流电源一起为所述动力电池充电；

在第二时段，所述第一功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管关断，所述第一驱动电机的绕组和所述第二驱动电机的绕组用于为所述动力电池充电。

8.根据权利要求2所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，在所述分布式动力总成用于接收所述动力电池供电并为所述负载供电过程中，所述电机控制器用于：

控制所述第一功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通并控制所述第二功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通。

9.根据权利要求8所述实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，所述第一功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管的开关周期包括第一时段和第二时段，

在第一时段，所述第一功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管导通，所述第一驱动电机的绕组和所述第二驱动电机的绕组用于从所述动力电池接收供电并充电；

在第二时段，所述第一功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管关断，所述第一驱动电机的绕组和所述第二驱动电机的绕组共同用于和所述动力电池一起为所述负载供电。

10.根据权利要求2所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，在所述分布式动力总成用于接收所述动力电池供电并为所述负载供电过程中，所述电机控制器用于：

控制所述第一功率电路的至少一相桥臂的上桥臂开关管保持导通并控制所述第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管在每个开关周期内以预设占空比导通。

11.根据权利要求10所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，所述第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管的开关周期包括第一时段和第二时段，

在第一时段，所述第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管关断，所述第一驱动电机的绕组和所述第二驱动电机的绕组用于和所述负载一起接收所述动力电池的供电；

在第二时段，所述第二功率电路的至少一相桥臂的下桥臂开关管导通，所述第一驱动电机的绕组和所述第二驱动电机的绕组共同用于为所述负载供电。

12.根据权利要求1所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成，其特征在于，所述充电开关从控制设备接收控制信号，所述控制信号用于控制所述充电开关的闭合或断开，

所述控制设备包括以下至少一种设备：

所述动力电池的电池管理设备、所述电机控制器或整车控制器。

13.一种电动汽车，其特征在于，所述电动汽车包括如权利要求1至12中任一项所述的实现升压、降压充放电的分布式动力总成和动力电池，所述动力电池用于从所述分布式动力总成接收电流以进行充电，或者，所述动力电池用于向所述分布式动力总成输出电流以驱动所述第一驱动电机和所述第二驱动电机。

14.根据权利要求13所述的电动汽车，其特征在于，所述电动汽车还包括控制设备，所述控制设备包括所述动力电池的电池管理设备和整车控制器，所述控制设备用于控制所述充电开关的闭合或断开，

所述充电开关断开，所述电动汽车用于在所述动力电池的供电下运行；

所述充电开关闭合，所述电动汽车通过所述直流电源对所述动力电池进行充电，或者所述电动汽车通过动力电池对所述负载进行供电。

15.根据权利要求14所述的电动汽车，其特征在于，所述充电开关闭合，所述电动汽车通过所述分布式动力总成对所述直流电源进行降压或升压并对所述动力电池进行充电，或者

所述电动汽车通过所述分布式动力总成对所述动力电池进行降压或升压并对所述负载进行供电。