CN108879895A - 电动汽车能量传输***及传输方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电动汽车能量传输***及传输方法，所述电动汽车能量传输***包括依次连接的交流电源、电感模块、第一全桥整流逆变模块、第二全桥整流逆变模块、变压器及谐振补偿模块、第三全桥整流逆变模块和动力电池模块，其中：所述变压器及谐振补偿模块包括变压器、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和第一开关；所述变压器的原边的输入端连接所述第一电感，所述变压器的原边的输出端连接所述第一电容；所述变压器的副边的输入端连接所述第二电感，所述变压器的副边的输出端连接所述第二电容和与所述第二电容并联的第一开关。

Description

电动汽车能量传输***及传输方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，特别涉及一种电动汽车能量传输***及传输方法。
背景技术
车载充电机主要用于为电动汽车(EV/PHEV)提供电能，车载充电机一般为两级电路，第一级为PFC(功率因数校正)环节，第二级为DC/DC环节，其DC/DC部分结构又以LLC拓扑使用最为广泛，但随着新能源汽车技术的不断深入发展，对动力电池包向非车载负载供电(V2L)、动力电池包对电网供电(V2G)或动力电池包之间互相供电(V2V)等技术的需求越来越迫切，因此车载充电机除了满足电动汽车正常的充电需求外，还应兼顾反向充电功能。目前本领域现有技术主要存在以下不足：
(1)双向车载充电机在大部分工况中都处于正向充电状态，只有极少时间处于反向充电状态，故应充分考虑实际工况对双向车载充电机***设计的影响。由于LLC拓扑结构传输效率优于其它拓扑，故应保证在正向充电时，充电机DC/DC部分总是以LLC拓扑结构形式出现，但目前的双向车载充电机并未考虑这一点。
(2)车载动力电池电压呈逐年上升趋势，这意味着串联单体电池节数的增加，因此动力电池包电压波动范围也相应变大，但在现有技术条件下的车载充电机输出电压范围有限，难以实现输出全电压范围覆盖。另外，双向车载充电机中功率调节自由度利用率较低，一般仅限于调频率和调脉宽，难以实现***充电功率的灵活调节。
(3)动力电池是一个具有强电压源特性的容性负载，需进行恒流/恒压(CC/CV)充电。车载充电机DC/DC部分具有电压源属性，在进行恒流充电过程中，需要把两个电压源(车载充电机DC/DC部分和动力电池)并联起来，因动力电池的恒压源属性，且其内阻是不断变化的，若要实现充电电流恒定，则必然要求闭环控制带宽较高，在加上车载充电机PFC部分的闭环控制需求，会引起控制芯片负载率过高的风险。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车能量传输***及传输方法，以实现部分正向充电工况下，车载充电机工作于传统典型的LLC单向充电模式，保证车载充电机工作效率。
为解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车能量传输***，所述电动汽车能量传输***包括依次连接的交流电源、电感模块、第一全桥整流逆变模块、第二全桥整流逆变模块、变压器及谐振补偿模块、第三全桥整流逆变模块和动力电池模块，其中：
所述变压器及谐振补偿模块包括变压器、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和第一开关；
所述变压器的原边的输入端连接所述第一电感，所述变压器的原边的输出端连接所述第一电容；
所述变压器的副边的输入端连接所述第二电感，所述变压器的副边的输出端连接所述第二电容和与所述第二电容并联的第一开关。
可选的，在所述的电动汽车能量传输***中，所述电动汽车能量传输***还包括第四电容，所述第四电容与所述第三全桥整流逆变模块的直流侧并联；所述第三全桥整流逆变模块的直流侧连接所述动力电池模块；所述第三全桥整流逆变模块的交流侧的两端分别连接所述第二电容和第二电感。
可选的，在所述的电动汽车能量传输***中，所述电动汽车能量传输***还包括第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块、第四驱动采样模块、第一采样模块、第二采样模块和主控制器，其中：
所述第一驱动采样模块对所述第一全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第一采样信号；
所述第二驱动采样模块对所述第二全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第二采样信号；
所述第三驱动采样模块对所述第三全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第三采样信号；
所述第四驱动采样模块对所述变压器及谐振补偿模块的输入输出信号进行采样，得到第四采样信号；
所述第一采样模块对所述交流电源的输入输出信号进行采样，得到第五采样信号；
所述第二采样模块对所述动力电池模块的输入输出信号进行采样，得到第六采样信号；
所述主控制器采集所述第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号、第四采样信号、第五采样信号和第六采样信号，并根据多个采样信号的幅值，向第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块和第四驱动采样模块发送第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号，以使第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块和第四驱动采样模块分别输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号；
所述第一驱动采样模块为所述第一全桥整流逆变模块提供第一驱动信号；
所述第二驱动采样模块为所述第二全桥整流逆变模块提供第二驱动信号；
所述第三驱动采样模块为所述第三全桥整流逆变模块提供第三驱动信号；
所述第四驱动采样模块为所述变压器及谐振补偿模块提供第四驱动信号。
可选的，在所述的电动汽车能量传输***中，所述第一全桥整流逆变模块、所述第二全桥整流逆变模块和所述第三全桥整流逆变模块均包括四个功率开关管，所述功率开关管包括场效应晶体管、双极型晶体管或绝缘栅双极型晶体管。
可选的，在所述的电动汽车能量传输***中，所述第一开关为继电器，或者，所述第一开关包括第一场效应晶体管和第二场效应晶体管，所述第一场效应晶体管的漏极和所述第二场效应晶体管的漏极相连，所述第一场效应晶体管的源极和所述第二场效应晶体管的源极分别连接所述第二电容的两端。
可选的，在所述的电动汽车能量传输***中，所述第一电感和所述第二电感分别为所述变压器的原边和副边的漏感。
可选的，在所述的电动汽车能量传输***中，所述电动汽车能量传输***还包括第二开关，所述第二开关与所述第一电容并联。
可选的，在所述的电动汽车能量传输***中，所述电感模块包括第三电感，所述交流电源连接所述第一全桥整流逆变模块的交流侧，所述第三电感串接在交流电源和所述第一全桥整流逆变模块的交流侧之间。
可选的，在所述的电动汽车能量传输***中，所述电动汽车能量传输***还包括第三电容，所述第三电容与所述第一全桥整流逆变模块的直流侧并联；
所述第一全桥整流逆变模块的直流侧连接所述第二全桥整流逆变模块的直流侧，所述第二全桥整流逆变模块的交流侧的两端分别连接所述第一电容和第一电感。
本发明还提供一种基于上述的电动汽车能量传输***的电动汽车能量传输方法，包括：
第一正向充电工作模式下，所述第一开关闭合，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于脉冲频率调制/LLC控制模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于主动整流模式或被动整流模式；
第二正向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
所述第三全桥整流逆变模块工作于PWM控制模式或被动整流模式；
第三正向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
所述第三全桥整流逆变模块工作于被动整流模式；
第一反向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于SPWM逆变控制模式，第二全桥整流逆变模块工作于被动整流模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
第二反向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于SPWM逆变控制模式，第二全桥整流逆变模块工作于被动整流模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
其中：Lm为变压器的原边绕组和副边绕组互感，Lrp为第一电感的感抗，Crp为第一电容的容值，Lrs为第二电感的感抗，Crs为第二电容的容值。
在本发明提供的电动汽车能量传输***及传输方法中，通过变压器的副边设置于第二电容并联的第一开关，可以实现第一开关闭合时，第二电容被短路，第二全桥整流逆变模块、第一电感、第二电感和第一电容形成的电路可工作于脉冲频率调制/LLC控制模式，实现了车载充电机的工作效率。
进一步的，首先，在一定输出电压范围内，保证***处于LLC控制模式，保证***效率。其次，当输出电压过高或者过低时，通过切换为准谐振控制模式，使***具有恒流特性或者恒压特性，保证***全电压范围运行。另外，通过准谐振控制，实现能量反向流动。
附图说明
图1是本发明一实施例电动汽车能量传输***示意图；
图中所示：1-交流电源；2-电感模块；3-第一全桥整流逆变模块；4-第二全桥整流逆变模块；5-变压器及谐振补偿模块；6-第三全桥整流逆变模块；7-动力电池模块；8-第一采样模块；9-第一驱动采样模块；10-第二驱动采样模块；11-第三驱动采样模块；12-第四驱动采样模块；13-第二采样模块；14-主控制器。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的电动汽车能量传输***及传输方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于提供一种电动汽车能量传输***及传输方法，以实现正向充电工况下，车载充电机工作于传统典型的LLC单向充电模式，保证车载充电机工作效率。当动力电池电压范围超出传统典型LLC单向充电模式电压范围时，所述***可以由传统典型的LLC单向充电模式切换为恒流源准谐振控制模式，以适应动力电池电压全范围应用。通过所述***及传输方法，在保证正向全电压范围或者正向高效率工作的基础上，亦可实现反向电能传输的功能。
为实现上述思想，本发明提供了一种电动汽车能量传输***及传输方法，所述电动汽车能量传输***包括依次连接的交流电源、电感模块、第一全桥整流逆变模块、第二全桥整流逆变模块、变压器及谐振补偿模块、第三全桥整流逆变模块和动力电池模块，其中：所述变压器及谐振补偿模块包括变压器、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和第一开关；所述变压器的原边的输入端连接所述第一电感，所述变压器的原边的输出端连接所述第一电容；所述变压器的副边的输入端连接所述第二电感，所述变压器的副边的输出端连接所述第二电容和与所述第二电容并联的第一开关。
<实施例一>
本实施例提供一种电动汽车能量传输***，如图1所示，所述电动汽车能量传输***包括依次连接的交流电源1、电感模块2、第一全桥整流逆变模块3、第二全桥整流逆变模块4、变压器及谐振补偿模块5、第三全桥整流逆变模块6和动力电池模块7，其中：所述变压器及谐振补偿模块5包括变压器、第一电感Lrp、第二电感Lrs、第一电容Crp、第二电容Crs和第一开关S；所述变压器的原边的输入端连接所述第一电感Lrp，所述变压器的原边的输出端连接所述第一电容Crp；所述变压器的副边的输入端连接所述第二电感Lrs，所述变压器的副边的输出端连接所述第二电容Crs和与所述第二电容Crs并联的第一开关S。其中，电感模块2和第一全桥整流逆变模块3构成车载充电机AC/DC部分，第二全桥整流逆变模块4、变压器及谐振补偿模块5和第三全桥整流逆变模块6构成车载充电机DC/DC部分(以下简称为DC/DC)。
具体的，在所述的电动汽车能量传输***中，所述电感模块包括第三电感L1，所述交流电源1连接所述第一全桥整流逆变模块3的交流侧，所述第三电感L1串接在交流电源1和所述第一全桥整流逆变模块3的交流侧之间。所述电动汽车能量传输***还包括第三电容CDC，所述第三电容CDC与所述第一全桥整流逆变模块3的直流侧并联；所述第一全桥整流逆变模块3的直流侧连接所述第二全桥整流逆变模块4的直流侧，所述第二全桥整流逆变模块4的交流侧的两端分别连接所述第一电容Crp和第一电感Lrp。
进一步的，在所述的电动汽车能量传输***中，所述电动汽车能量传输***还包括第四电容CB，所述第四电容CB与所述第三全桥整流逆变模块6的直流侧并联；所述第三全桥整流逆变模块6的直流侧连接所述动力电池模块7；所述第三全桥整流逆变模块6的交流侧的两端分别连接所述第二电容Crs和第二电感Lrs。
如图1所示，在所述的电动汽车能量传输***中，所述电动汽车能量传输***还包括第一驱动采样模块9、第二驱动采样模块10、第三驱动采样模块11、第四驱动采样模块12、第一采样模块8、第二采样模块13和主控制器14，其中：所述第一驱动采样模块9对所述第一全桥整流逆变模块3的输入输出信号进行采样，得到第一采样信号；所述第二驱动采样模块10对所述第二全桥整流逆变模块4的输入输出信号进行采样，得到第二采样信号；所述第三驱动采样模块11对所述第三全桥整流逆变模块6的输入输出信号进行采样，得到第三采样信号；所述第四驱动采样模块12对所述变压器及谐振补偿模块5的输入输出信号进行采样，得到第四采样信号；所述第一采样模块8对所述交流电源1的输入输出信号进行采样，得到第五采样信号；所述第二采样模块13对所述动力电池模块7的输入输出信号进行采样，得到第六采样信号；所述主控制器14采集所述第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号、第四采样信号、第五采样信号和第六采样信号，并根据多个采样信号的幅值，向第一驱动采样模块9、第二驱动采样模块10、第三驱动采样模块11和第四驱动采样模块12发送第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号，以使第一驱动采样模块9、第二驱动采样模块10、第三驱动采样模块11和第四驱动采样模块12分别输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号；所述第一驱动采样模块9为所述第一全桥整流逆变模块3提供第一驱动信号；所述第二驱动采样模块10为所述第二全桥整流逆变模块4提供第二驱动信号；所述第三驱动采样模块11为所述第三全桥整流逆变模块6提供第三驱动信号；所述第四驱动采样模块12为所述变压器及谐振补偿模块5提供第四驱动信号。
另外，在所述的电动汽车能量传输***中，所述第一全桥整流逆变模块3、所述第二全桥整流逆变模块4和所述第三全桥整流逆变模块6均包括四个功率开关管，所述功率开关管包括场效应晶体管(简称为MOS管)、双极型晶体管(简称为BJT)或绝缘栅双极型晶体管(简称为IGBT)。所述第一开关S为继电器，或者，所述第一开关S包括第一场效应晶体管和第二场效应晶体管，所述第一场效应晶体管的漏极和所述第二场效应晶体管的漏极相连，所述第一场效应晶体管的源极和所述第二场效应晶体管的源极分别连接所述第二电容的两端，两个场效应管的栅极相连接，同时导通或关断，两个场效应管的漏极连接，两个场效应管的二极管用于分别断开不同方向的电流，可以防止场效应管断开电路时，与漏极相连的二极管导通。另外，所述第一电感Lrp和所述第二电感Lrs可以为所述变压器的漏感，所述结构中Lrp和Lrs可以为额外添加的电感、变压器漏感或者二者的组合。所述电动汽车能量传输***还可以包括第二开关，所述第二开关与所述第一电容Crp并联，即Crp两端也可以并联一个开关S1，则反向充电工况下，DC/DC也可工作于LLC控制模式。
在本实施例提供的电动汽车能量传输***中，通过变压器的副边设置于第二电容Crs并联的第一开关S，可以实现第一开关S闭合时，第二电容Crs被短路，第二全桥整流逆变模块4、第一电感Lrp、第二电感Lrs和第一电容Crp形成的电路可工作于脉冲频率调制/LLC控制模式，实现了车载充电机的工作效率。
综上，上述实施例对电动汽车能量传输***的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。
<实施例二>
本实施例还提供一种基于上一实施例中的电动汽车能量传输***的电动汽车能量传输方法，包括：
第一正向充电工作模式下，所述第一开关闭合，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于脉冲频率调制/LLC控制模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于主动整流模式或被动整流模式；
第二正向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
所述第三全桥整流逆变模块工作于PWM控制模式或被动整流模式；
第三正向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
所述第三全桥整流逆变模块工作于被动整流模式；
第一反向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于SPWM逆变控制模式，第二全桥整流逆变模块工作于被动整流模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
第二反向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于SPWM逆变控制模式，第二全桥整流逆变模块工作于被动整流模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
其中：Lm为变压器的原边绕组和副边绕组互感，Lrp为第一电感的感抗，Crp为第一电容的容值，Lrs为第二电感的感抗，Crs为第二电容的容值。
其中，功率因数校正模式是指配合第三电感和第三电容的阻抗值，调整第一全桥整流逆变模块3的工作频率，以使第一全桥整流逆变模块3直流侧的电压或电流同相位导通，最大限度的提高功率。主动整流模式是指由第三驱动采样模块向第三全桥整流逆变模块输出第三驱动信号，使第三全桥整流逆变模块中的场效应管或IGBT导通或关断，实现整流；或由第二驱动采样模块向第二全桥整流逆变模块输出第二驱动信号，使第二全桥整流逆变模块中的场效应管或IGBT导通或关断，实现整流。被动整流模式是指第二全桥整流逆变模块或第三全桥整流逆变模块中的场效应管或IGBT全部关断，由于场效应管或IGBT并联的二极管实现自动整流。
第一正向充电工作模式(简称为工作模式1)：
当第一开关S处于闭合状态，第一全桥整流逆变模块3工作于PFC控制模式，第二全桥整流逆变模块4工作于PFM/LLC控制模式，第三全桥整流逆变模块6工作于主动或被动整流模式，则此时车载充电机工作于传统典型的LLC单向充电模式，可确保正向充电工况下的双向车载充电机具有较高的***传输效率。
第二正向充电工作模式(简称为工作模式2)：
当第一开关S处于断开状态状态，第一全桥整流逆变模块3工作于PFC控制模式，第二全桥整流逆变模块4工作于准谐振控制模式，且工作频率为(Lm为原边和副边互感，即变压器励磁电感)，第三全桥整流逆变模块6工作于被动整流或PWM控制模式，则此时车载充电机工作于一种基于准谐振控制的恒流源模式，即此时的车载充电机输出电流的大小与动力电池模块7的电压无关，当动力电池模块7的电压超出工作模式1下的输出电压范围时，可通过切换至工作模式2继续对动力电池模块7进行恒流充电。在工作模式2下，车载充电机输出电流的大小由第一全桥整流逆变模块3输出电压大小、第二全桥整流逆变模块4输出正负方波频率及脉宽大小、变压器原边与副边互感Lm大小决定，同时由于此时的车载充电机具有恒流源特性，可通过控制第三全桥整流逆变模块6的上两管或下两管同时导通或关断，并引入PWM控制，可以进一步调节车载充电机输出电流大小，从而解决了双向车载充电机中功率调节自由度利用率较低，仅限于调频率和调脉宽，难以实现***充电功率的灵活调节的问题。
第三正向充电工作模式(简称为工作模式3)
当第一开关S处于断开状态，第一全桥整流逆变模块3工作于PFC控制模式，第二全桥整流逆变模块4工作于准谐振控制模式，且工作频率为第三全桥整流逆变模块6工作于被动整流模式，则车载充电机工作于一种基于准谐振控制的恒压源模式，其输出电压的大小由第一全桥整流逆变模块3输出电压大小、第二全桥整流逆变模块4输出正负方波脉宽大小及变压器原边与副边匝数决定。由于第一全桥整流逆变模块3输出电压理论上可以达到无穷大，故此工作模式下的车载充电机输出电压可覆盖实际应用中动力电池模块7的电压波动范围。当动力电池包电压超出工作模式1下的输出电压范围时，可通过切换至工作模式3继续对动力电池进行恒压充电，从而解决了车载充电机输出电压范围有限，难以实现输出全电压范围覆盖的问题。
第一反向充电工作模式(简称为工作模式4)
当第一开关S处于断开状态，第三全桥整流逆变模块6工作于准谐振控制模式，且工作频率为第二全桥整流逆变模块4工作于被动整流模式，则车载充电机的DC/DC部分工作于一种基于准谐振控制的恒压源模式，此时第二全桥整流逆变模块4的输出电压由第三全桥整流逆变模块6输出正负方波的脉宽和幅值决定。第一全桥整流逆变模块3工作于SPWM逆变控制模式，则此时车载充电机可以实现反向充电功能，实现V2L或V2G等功能。
当车载充电机处于工作模式2、工作模式3和工作模式4时，DC/DC部分均处于准谐振控制，此时的DC/DC部分具有电流源或电压源特性，对于工作模式2来说，可利用其自身性质对动力电池进行充电，则此时***可处于开环控制状态，无需快速的闭环控制反馈，进而解决了闭环控制带宽较高，引起控制芯片负载率过高的风险的问题，对于工作模式3和4来说，由于工作于准谐振工况下，DC/DC部分输出电流只与其输出电压相关联，并不受到动力电池模块的恒压源影响(虽然动力电池模块的恒压源电压随着充电过程而增加)，DC/DC部分的闭环控制只需要较长周期中检测电流即可，因此相对于传统DC/DC闭环控制中，需要实时采样电流以保持恒流状态而言，本实施例中的方案对于控制芯片负载也不会产生较大的负担。
第二反向充电工作模式(简称为工作模式5)
由于第一全桥整流逆变模块3在进行SPWM逆变控制时，其逆变输出电压为50Hz/220Vrms的正弦交流电，故第一全桥整流逆变模块3输入电压必须大于311V，这样才可以保证逆变输出的波形不发生畸变。若假设动力电池模块7的电压很低，则车载充电机在工作模式4下第二全桥整流逆变模块4的输出电压也相应会变低，这极有可能导致反向充电工况下***逆变输出波形失真，因此需要工作模式5来解决所述问题，工作模式5的***模块配置方法与工作模式4很相似，但工作模式4的DC/DC部分处于开环控制，而工作模式5的DC/DC部分则需要处于闭环控制。
当第一开关S处于断开状态，第三全桥整流逆变模块6工作于准谐振控制模式，且工作频率为(Lm为原边和副边互感)，第二全桥整流逆变模块4工作于被动整流模式，则车载充电机DC/DC部分工作于一种基于准谐振控制的恒流源模式，此时由于DC-Link第三电容CDC的存在，第二全桥整流逆变模块4的输出电压会不断上升，必须对其进行闭环控制。当动力电池模块7的电压低于SPWM逆变所需阈值时，则可以将工作模式4切换至工作模式5，以确保***在反向充电工况且动力电池电压较低的情况下正常运行。
进一步的，首先，在一定输出电压范围内，保证***处于LLC控制模式，保证***效率。其次，当输出电压过高或者过低时，通过切换为准谐振控制模式，使***具有恒流特性或者恒压特性，保证***全电压范围运行。另外，通过准谐振控制，实现能量反向流动。
本实施例中的电动汽车能量传输方法可以实现：
(1)可确保大部分正向充电工况下，DC/DC部分处于LLC控制工作模式，保证车载充电机工作效率。
(2)利用工作模式2和工作模式3可实现动力电池任意电压范围的恒流/恒压充电。
(3)通过谐振补偿策略和准谐振控制方法，使DC/DC部分具有恒流源及恒压源特性，即使用开环控制替代了闭环控制，减小了控制芯片的负载率。
(4)所提双向车载充电机***工作模式多样，可根据实际电能传输方向及具体使用情况进行配置。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种电动汽车能量传输***，其特征在于，所述电动汽车能量传输***包括依次连接的交流电源、电感模块、第一全桥整流逆变模块、第二全桥整流逆变模块、变压器及谐振补偿模块、第三全桥整流逆变模块和动力电池模块，其中：
所述变压器及谐振补偿模块包括变压器、第一电感、第二电感、第一电容、第二电容和第一开关；
所述变压器的原边的输入端连接所述第一电感，所述变压器的原边的输出端连接所述第一电容；
所述变压器的副边的输入端连接所述第二电感，所述变压器的副边的输出端连接所述第二电容和与所述第二电容并联的第一开关。
2.如权利要求1所述的电动汽车能量传输***，其特征在于，所述电动汽车能量传输***还包括第四电容，所述第四电容与所述第三全桥整流逆变模块的直流侧并联；所述第三全桥整流逆变模块的直流侧连接所述动力电池模块；所述第三全桥整流逆变模块的交流侧的两端分别连接所述第二电容和第二电感。
3.如权利要求1所述的电动汽车能量传输***，其特征在于，所述电动汽车能量传输***还包括第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块、第四驱动采样模块、第一采样模块、第二采样模块和主控制器，其中：
所述第一驱动采样模块对所述第一全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第一采样信号；
所述第二驱动采样模块对所述第二全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第二采样信号；
所述第三驱动采样模块对所述第三全桥整流逆变模块的输入输出信号进行采样，得到第三采样信号；
所述第四驱动采样模块对所述变压器及谐振补偿模块的输入输出信号进行采样，得到第四采样信号；
所述第一采样模块对所述交流电源的输入输出信号进行采样，得到第五采样信号；
所述第二采样模块对所述动力电池模块的输入输出信号进行采样，得到第六采样信号；
所述主控制器采集所述第一采样信号、第二采样信号、第三采样信号、第四采样信号、第五采样信号和第六采样信号，并根据多个采样信号的幅值，向第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块和第四驱动采样模块发送第一控制信号、第二控制信号、第三控制信号和第四控制信号，以使第一驱动采样模块、第二驱动采样模块、第三驱动采样模块和第四驱动采样模块分别输出第一驱动信号、第二驱动信号、第三驱动信号和第四驱动信号；
所述第一驱动采样模块为所述第一全桥整流逆变模块提供第一驱动信号；
所述第二驱动采样模块为所述第二全桥整流逆变模块提供第二驱动信号；
所述第三驱动采样模块为所述第三全桥整流逆变模块提供第三驱动信号；
所述第四驱动采样模块为所述变压器及谐振补偿模块提供第四驱动信号。
4.如权利要求1所述的电动汽车能量传输***，其特征在于，所述第一全桥整流逆变模块、所述第二全桥整流逆变模块和所述第三全桥整流逆变模块均包括四个功率开关管，所述功率开关管包括场效应晶体管、双极型晶体管或绝缘栅双极型晶体管。
5.如权利要求1所述的电动汽车能量传输***，其特征在于，所述第一开关为继电器，或者，所述第一开关包括第一场效应晶体管和第二场效应晶体管，所述第一场效应晶体管的漏极和所述第二场效应晶体管的漏极相连，所述第一场效应晶体管的源极和所述第二场效应晶体管的源极分别连接所述第二电容的两端。
6.如权利要求1所述的电动汽车能量传输***，其特征在于，所述第一电感和所述第二电感分别为所述变压器的原边和副边的漏感。
7.如权利要求1所述的电动汽车能量传输***，其特征在于，所述电动汽车能量传输***还包括第二开关，所述第二开关与所述第一电容并联。
8.如权利要求1所述的电动汽车能量传输***，其特征在于，所述电感模块包括第三电感，所述交流电源连接所述第一全桥整流逆变模块的交流侧，所述第三电感串接在交流电源和所述第一全桥整流逆变模块的交流侧之间。
9.如权利要求1所述的电动汽车能量传输***，其特征在于，所述电动汽车能量传输***还包括第三电容，所述第三电容与所述第一全桥整流逆变模块的直流侧并联；
所述第一全桥整流逆变模块的直流侧连接所述第二全桥整流逆变模块的直流侧，所述第二全桥整流逆变模块的交流侧的两端分别连接所述第一电容和第一电感。
10.一种基于权利要求1所述的电动汽车能量传输***的电动汽车能量传输方法，其特征在于，包括：
第一正向充电工作模式下，所述第一开关闭合，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于脉冲频率调制/LLC控制模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于主动整流模式或被动整流模式；
第二正向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
所述第三全桥整流逆变模块工作于PWM控制模式或被动整流模式；
第三正向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于功率因数校正模式，第二全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
所述第三全桥整流逆变模块工作于被动整流模式；
第一反向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于SPWM逆变控制模式，第二全桥整流逆变模块工作于被动整流模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
第二反向充电工作模式下，所述第一开关断开，第一全桥整流逆变模块工作于SPWM逆变控制模式，第二全桥整流逆变模块工作于被动整流模式，所述第三全桥整流逆变模块工作于准谐振控制模式，且工作频率为：
其中：Lm为变压器的原边绕组和副边绕组互感，Lrp为第一电感的感抗，Crp为第一电容的容值，Lrs为第二电感的感抗，Crs为第二电容的容值。
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