CN111347924A - 电机控制电路、车辆、加热方法及充放电方法 - Google Patents

电机控制电路、车辆、加热方法及充放电方法 Download PDF

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Abstract

本申请提出了一种电机控制电路、车辆、车辆的加热方法及充放电方法,电机控制电路包括升压模块、三相逆变器、三相交流电机、第一开关模块以及控制模块,在三相交流电机中引出N线,进而与动力电池、升压模块以及三相逆变器组成复用电路,通过采用该复用电路可以实现外部电源模块的升压充电、降压充电以及直接充电,还可以实现车辆内部动力电池对外部用电模块的升压放电、降压放电以及直接放电,还可以实现从外部电源模块或者从动力电池取电,控制升压模块、三相逆变器以及三相交流电机对流经升压模块、三相逆变器以及三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热,不需要额外增加外部升压或者降压电路或者加热电路,减少了外加电路的成本。

Description

电机控制电路、车辆、加热方法及充放电方法
技术领域
本申请涉及车辆技术领域,尤其涉及一种电机控制电路、车辆、加热方法及充放电方法。
背景技术
近几年新能源汽车蓬勃发展,基于锂离子的动力电池得到大量应用,由于电池的固有特性,在低温时动力电池的充放电能力会大幅降低,这将影响电动汽车在寒冷地区的使用。
为解决这一问题,现有技术中一种技术方案是通过电池管理***获取和发送动力电池单元的温度,如果低于预设温度阈值,则整车控制器通过CAN通讯命令发动机控制器控制发动机在某一转速下匀速转动,且发动机带动发电机转动,通过发电机向动力电池单元快速充电及放电,达到预热电池包的目的,该技术方案中由于能量传递路径上多了一个发动机,且发动机热效率很低,导致整个电池加热效率低下。
现有技术中另一种技术方案是当环境温度低,需要给动力电池加热时,水泵将换热介质由冷冻液箱抽出,经PTC加热器加热后送入动力电池液冷板,使得动力电池液冷板温度升高,再由动力电池液冷板给动力电池加热,从而提高动力电池寒冷条件下的工作性能。该技术方案中需要用到一个PTC加热器,导致增加成本,且PTC加热器如果损坏后,导致二次成本增加。
此外,随着电动汽车的发展和快速普及,电动汽车动力电池的充电技术变得越来越重要,充电技术需要满足不同用户的需求,目前的升压充电电路一般是在充电桩和动力电池之间的正负母线增加一个可双向升降压的DC/DC桥式电路,对于目前的升压充电电路需要单独增加DC/DC桥式电路以及相应的控制及检测电路等,增加了产品成本。
综上所述,现有技术中存在在低温状态下对动力电池进行加热时采用发动机进行加热导致电池加热效率低下以及采用PTC加热器进行加热导致成本增加的问题,另外对于目前的升压充电电路需要单独增加DC/DC桥式电路,也导致了二次成本增加。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电机控制电路、车辆、加热方法及充放电方法,以解决现有技术中存在对动力电池进行充电采用升压充电方式时需要增加升压电路以及对待加热部件进行加热需要增加PTC加热器导致增加整个装置的体积和成本的问题。
本申请是这样实现的,本申请第一方面提供一种电机控制电路,所述电机控制电路包括升压模块、第一开关模块、三相逆变器、三相交流电机以及第二开关模块,所述电机控制电路通过所述升压模块与外部电源模块连接,所述电机控制电路通过所述第二开关模块与动力电池连接,所述升压模块通过所述第一开关模块连接所述三相逆变器和所述第二开关模块,所述三相逆变器连接在所述三相交流电机和所述第二开关模块之间,所述升压模块还连接所述三相交流电机的三相线圈连接的中点,所述控制模块分别与所述升压模块、所述第一开关模块、所述三相逆变器、所述三相交流电机、所述第二开关模块以及所述动力电池连接。
本申请第二方面提供一种车辆的加热方法,基于第一方面所述的电机控制电路,所述加热方法包括:
所述控制模块获取待加热部件需要加热时,通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,以使所述升压模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机对流经所述升压模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热。
本申请第三方面提供一种车辆的加热方法,基于第一方面所述的电机控制电路,所述加热方法包括:
所述控制模块获取连接外部电源模块并且待加热部件需要加热时,通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,以使所述升压模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机对流经所述升压模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热。
本申请第四方面提供一种车辆的充电方法,基于第一方面所述的电机控制电路,所述充电方法包括:
所述控制模块获取到外部电源模块的最高输出电压低于所述动力电池的电压时,所述控制模块通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述外部电源模块、所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述动力电池的放电过程交替进行,使所述外部电源模块的充电电压进行升压至超过所述动力电池的电压后再对所述动力电池进行充电。
本申请第五方面提供一种车辆的放电方法,基于第一方面所述的电机控制电路,当所述电机控制电路连接所述用电模块时,所述放电方法包括:
获取所述用电模块的电压和所述动力电池的电压,并根据用电模块的电压和所述动力电池的电压选择放电方式,所述放电方式包括升压放电、降压放电以及直接放电;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述三相逆变器以及所述升压模块使所述动力电池输出直流电,并使所述述动力电池按照所选择的充电方式对所述用电模块进行放电。
本申请第六方面提供一种车辆,所述车辆还包括第一方面所述电机控制电路,所述车辆还包括驱动模块和换热介质管线,所述驱动模块连接所述控制模块;
所述控制模块控制所述驱动模块驱动所述换热介质管线中的换热介质流经所述储能模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个。
本申请提出了一种电机控制电路、车辆、加热方法及充放电方法,动力电池电机控制电路包括升压模块、三相逆变器、三相交流电机、第一开关模块以及控制模块,在三相交流电机中引出N线,进而与动力电池、升压模块以及三相逆变器组成复用电路,通过采用该复用电路可以实现外部电源模块对车辆内部动力电池的升压充电、降压充电以及直接充电,还可以实现车辆内部动力电池对外部用电模块的升压充电、降压充电以及直接充电,不需要额外增加外部升压或者降压电路,减少了外加电路的成本,此外,采用该复用电路还可以实现从外部电源模块或者从动力电池取电,控制升压模块、三相逆变器以及三相交流电机对流经升压模块、三相逆变器以及三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热,当换热介质流经待加热部件时,提升待加热部件的温度,不需要使用发动机或者增加电机控制电路就可以实现提升待加热部件的温度,加热效率高,待加热部件的温度升高较快。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例一提供的一种电机控制电路的结构示意图;
图2是本申请实施例一提供的一种电机控制电路的另一结构示意图;
图3是本申请实施例一提供的一种电机控制电路的另一结构示意图;
图4是本申请实施例一中图3提供的电机控制电路的电路图;
图5是本申请实施例一提供的电机控制电路的另一结构示意图;
图6是本申请实施例一中图5提供的电机控制电路的电路图;
图7是本申请实施例二提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于第一储能回路状态下的电流路径图;
图8是本申请实施例二提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于第二储能回路状态下的电流路径图;
图9是本申请实施例二提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于第一续流回路状态下的电流路径图;
图10是本申请实施例二提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于第二续流回路状态下的电流路径图;
图11是本申请实施例二提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于第三续流回路状态下的电流路径图;
图12是本申请实施例二提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于第四续流回路状态下的电流路径图;
图13是本申请实施例二提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于第三储能回路状态下的电流路径图;
图14是本申请实施例二提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于第四储能回路状态下的电流路径图;
图15是本申请实施例三提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于第一充电回路状态下的电流路径图;
图16是本申请实施例三提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于第二充电回路状态下的电流路径图;
图17是本申请实施例三提供的一种车辆的加热方法中电机控制电路处于直接充电状态下的电流路径图;
图18是本申请实施例四提供的一种车辆的放电方法中电机控制电路处于第一储能回路状态下的电流路径图;
图19是本申请实施例四提供的一种车辆的放电方法中电机控制电路处于第一放电回路状态下的电流路径图;
图20是本申请实施例四提供的一种车辆的放电方法中电机控制电路处于第二放电回路状态下的电流路径图
图21是本申请实施例五提供的一种车辆的结构示意图;
图22是本申请实施例五提供的一种车辆中的三相交流电机的内部结构示意图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
为了说明本申请的技术方案,下面通过具体实施例来进行说明。
本申请实施例一提供一种电机控制电路,如图1所示,电机控制电路包括升压模块102、第一开关模块103、三相逆变器104、三相交流电机105以及第二开关模块106,电机控制电路通过升压模块102与外部电源模块101连接,电机控制电路通过第二开关模块106与动力电池107连接,升压模块102通过第一开关模块连103接三相逆变器104和第二开关模块106,三相逆变器104连接在三相交流电机105和第二开关模块106之间,升压模块102还连接三相交流电机105的三相线圈连接的中点,控制模块108分别与升压模块102、第一开关模块103、三相逆变器104、三相交流电机105、第二开关模块106以及动力电池107连接。
其中,外部电源模块101提供的电源可以是直流充电桩提供的直流电,也可以是单相、三相交流充电桩经过整流后输出的直流电,也可以是燃料电池发出的电能,也可以是增程器如发动机转动带动发电机发电,经发电机控制器整流后的直流电等电源形式,或者,外部电源模块101包括依次连接的交流充电桩、滤波器和整流器,整流器连接升压模块102的第一端和第二端;升压模块102用于在接入动力电池107或者外部电源模块101的回路时存储电能或者释放电流以泵升电压,升压模块102可以包括储能单元以及功率开关单元,功率开关单元的控制端连接控制模块108,升压模块102中的功率开关单元根据控制模块108输出的信号进行导通或者关断,使储能单元接入不同的回路中进行充电或者放电;三相逆变器104包括六个功率开关单元,功率开关可以是晶体管、IGBT、MOS管等器件类型,两个功率开关单元构成一相桥臂,共形成三相桥臂,每相桥臂中两个功率开关单元的连接点连接三相交流电机105中的一相线圈,三相交流电机105包括三相线圈,三相线圈连接于一个中点,三相交流电机105可以是永磁同步电机或异步电机,并且该三相交流电机105为三相四线制,即在三相线圈连结中点引出中性线,且中性线和升压模块102串联组成连接电路;第一开关模块103用于使升压模块102与三相逆变器104连接进而形成不同的充电回路或者放电回路;第二开关模块106用于使动力电池107与电机控制电路连接或者断开;控制模块108可以采集动力电池107电压、电流、温度以及三相交流电机105的相电流,控制模块108可以包括整车控制器、电机控制器的控制电路和BMS电池管理器电路,三者通过CAN线连接,控制模块108中的不同模块根据所获取的信息控制升压模块102和三相逆变器104中功率开关的导通和关断以实现不同电流回路的导通。
本实施例在原有的三相交流电机及三相逆变器的基础上,设置第一开关模块、第二开关模块以及升压模块,当升压模块连接外部电源模块且动力电池处于低温状态下时,通过控制模块控制第一开关模块和第二开关模块实现外部电源模块与三相逆变器以及三相交流电机组成加热回路对待加热部件进行升温,当动力电池能够放电时,通过控制模块控制第一开关模块和第二开关模块实现动力电池与三相逆变器以及三相交流电机组成加热回路使待加热部件进行升温,还可以实现控制第一开关模块和第二开关模块使外部电源模块通过三相逆变器和三相交流电机组成充电回路对动力电池进行充电以及使动力电池对外部用电模块进行放电,仅是通过控制开关的不同组合,可以实现对动力电池进行充放电和加热待加热部件的功能,同时不需要额外增加外部充电电路和加热电路,减少了外加电路的成本。
在具体实施例中,待加热部件和动力电池为同一部件,这样,不仅在形成电路回路的过程中,动力电池因内阻会使自身温度升高,且,还可以通过将本申请中的电机控制电路所产生的热量传递给动力电池,即:在本申请中的电机控制电路既可以用于给动力电池充电,也可以用于动力电池给三相交流电机供电以驱动车轮旋转,还可以用于给需要加热的动力电池提供热源。
作为一种实施方式,如图2所示,进一步的,升压模块102的第一端连接外部电源模块101的正极端和第一开关模块103的第一端,升压模块102的第二端连接外部电源模块101的负极端和第一开关模块103的第二端,升压模块102的第三端连接三相交流电机106的三相线圈连接的中点,三相交流电机106的三相线圈连接至三相逆变器104的三相桥臂,三相逆变器104的第一端连接第一开关模块103的第三端和第二开关模块106的第一端,三相逆变器104的第二端连接第一开关模块103的第四端和第二开关模块106的第二端,第二开关106的第三端和第四端分别连接动力电池107的正极端和负极端。
对于第一开关模块103,如图3所示,第一开关模块103包括第一开关132和第五开关131,第五开关131的第一端和第二端分别为第一开关模块103的第一端和第三端,第一开关132的第一端和第二端分别为第一开关模块的第二端和第四端。
其中,升压模块102包括储能单元111、第七功率开关单元112以及第八功率开关单元113,储能单元111的第一端为升压模块102的第三端,储能单元111的第二端连接第七功率开关单元112的输出端和第八功率开关单元113的输入端,第七功率开关单元112的输入端为升压模块102的第一端,第八功率开关单元113的输出端为升压模块102的第二端。
第二开关模块106包括第三开关和第四开关,第三开关的第一端和第二端分别为第二开关模块106的第一端和第三端,第四开关的第一端和第二端分别为第二开关模块106的第二端和第四端。
对于三相逆变器104,具体的,三相逆变器104包括第一功率开关单元、第二功率开关单元、第三功率开关单元、第四功率开关单元、第五功率开关以及第六功率开关,每个功率开关单元的控制端连接控制模块108,每两个功率开关单元构成的一相桥臂,第一功率开关单元、第三功率开关单元以及第五功率开关单元为每相桥臂的上桥功率开关,第一功率开关单元、第三功率开关单元以及第五功率开关单元的第一端共接并连接第五开关的第二端,第二功率开关单元、第四功率开关单元以及第六功率开关单元为每相桥臂的下桥功率开关,第二功率开关单元、第四功率开关单元以及第六功率开关单元的第二端共接并连接第一开关的第二端,三相交流电机105的第一相线圈连接第一功率开关单元的第二端和第四功率开关单元的第一端,三相交流电机105的第二相线圈连接第三功率开关单元的第二端和第六功率开关单元的第一端,三相交流电机105的第三相线圈连接第五功率开关单元的第二端和第二功率开关单元的第一端。
其中,三相逆变器103中第一功率开关单元和第四功率开关单元构成A相桥臂,第三功率开关单元和第六功率开关单元构成B相桥臂,第五功率开关单元的输入端和第二功率开关单元构成C相桥臂,三相逆变器103的A相桥臂连接三相交流电机104的第一相线圈,三相逆变器103的B相桥臂连接三相交流电机104的第二相线圈,三相逆变器103的C相桥臂连接三相交流电机104的第三相线圈,对三相逆变器104的控制方式可以是如下任一种或几种的组合:如可以实现A、B、C三相任一桥臂或任两桥臂,以及三桥臂共7种控制升、降压充电以及加热方式,灵活简单。通过桥臂的切换可以有利于实现加热功率的大中小选择,如对于小功率升、降压充电以及加热,可以选择任一相桥臂功率开关进行控制,且三相桥臂可以轮流切换,例如A相桥臂先单独工作,控制第一功率开关单元和第四功率开关单元实施加热一段时间,然后B相桥臂单独工作,控制第三功率开关单元和第六功率开关单元实施加热同样长的时间,再然后C相桥臂单独工作,控制第五功率开关单元和第二功率开关单元实施加热同样长的时间,再切换到A相桥臂工作,如此循环以实现三相逆变器104和三相线圈轮流通电发热,让三相发热更均衡;如对于中功率升、降压充电以及加热,可以选择任两相桥臂功率开关进行控制,且三相桥臂可以轮流切换,例如AB相桥臂先工作,控制第一功率开关单元、第四功率开关单元、第三功率开关单元和第六功率开关单元实施加热一段时间,然后BC相桥臂工作,控制第三功率开关单元、第六功率开关单元、第六功率开关单元和第二功率开关单元实施加热同样长的时间,再然后CA相桥臂工作,控制第五功率开关单元、第二功率开关单元、第一功率开关单元和第四功率开关单元实施加热同样长的时间,再然后切换到AB相桥臂工作,如此循环以实现三相逆变器103和三相线圈发热更均衡;如对于大功率升、降压充电以及加热,可以选择三相桥臂功率开关进行控制,且由于三相回路理论上均衡,从而三相电流均衡,实现三相逆变器103和三相线圈发热均衡三相电流基本为直流,其平均值基本一致,以及由于三相线圈对称,此时电机内部的三相合成磁动势基本为零,从而定子磁场基本为零,电机基本无转矩产生,这有利于大大减小传动系的应力。
图4为本申请实施例提供的电机控制电路的一种举例的电路图,为方便说明电机控制电路,上图忽略了其它电器设备,只考虑了升压模块102、第一开关模块103、三相逆变器104、三相交流电机105、第二开关模块106,升压模块102包括电感和第七功率开关单元和第八功率开关单元,第七功率开关单元包括第七上桥臂VT7和第七上桥二极管VD7,第八功率开关单元包括第八下桥臂VT8和第八下桥二极管VD8,第一开关模块103包括开关K5和开关K1,第二开关模块106包括开关K3和开关K4,三相逆变器103中第一功率开关单元包括第一上桥臂VT1和第一上桥二极管VD1,第二功率开关单元包括第二下桥臂VT2和第二下桥二极管VD2,第三功率开关单元包括第三上桥臂VT3和第三上桥二极管VD3,第四功率开关单元包括第四下桥臂VT4和第四下桥二极管VD4,第五功率开关单元包括第五上桥臂VT5和第五上桥二极管VD5,第六功率开关单元包括第六下桥臂VT6和第六下桥二极管VD6,三相交流电机104是三相四线制,可以是永磁同步电机或异步电机,在三相线圈连结中点引出N线,且N线和电感L连接,三相交流电机104的三相线圈分别和三相逆变器103中的三相桥臂,其中控制模块108控制动力电池充电装置分别实现加热和充电的具体控制方法请参照以下实施例二和实施例三。
另一种实施方式,如图5所示,升压模块102的第一端连接外部电源模块101的正极端,升压模块102的第二端连接外部电源模块101的负极端和第一开关模块132的第一端,升压模块102的第三端连接三相交流电机105的三相线圈连接的中点,三相交流电机105的三相线圈连接至三相逆变器104的三相桥臂,三相逆变器104的第一端连接第二开关模块106的第一端,三相逆变器104的第二端连接第二开关模块106的第二端,第二开关模块106的第三端和第四端分别连接动力电池107的正极端和负极端。
图6为本申请实施例提供的电机控制电路的一种举例的电路图,与图4的区别点在于第一开关模块仅包括开关K1。
本申请实施例二提供一种车辆的加热方法,基于上述实施例提供的电机控制电路,该加热方法包括:
控制模块获取获取待加热部件需要加热时,通过控制第一开关模块、第二开关模块、升压模块以及三相逆变器,使动力电池对升压模块和三相交流电机的三相线圈的充电过程以及升压模块和三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,以使升压模块、三相逆变器以及三相交流电机对流经升压模块、三相逆变器以及三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热。
其中,当获取到待加热部件的温度低于预设温度时视为待加热部件需要加热,当待加热部件为动力电池时,可以控制动力电池放电使升压模块、三相逆变器以及三相交流电机对流经升压模块、三相逆变器以及三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热,当换热介质流经动力电池使,使动力电池温度升高,以及电池本身的放电产热,一起加热电池。
其中,由于电池的固有特性,在低温状态时动力电池107的充放电能力会大幅降低,会影响新能源汽车在寒冷地区的使用,为了使动力电池107正常工作,需要在动力电池107温度过低时提升动力电池107的温度,因此,通过控制模块108获取动力电池107的温度,可以采用电池管理器来获取动力电池107的温度,将动力电池107的温度与预设温度值进行比较来判断动力电池107是否处于低温状态,当获取到动力电池107的温度低于预设温度值时,可以通过提升流经动力电池107的换热介质的温度方式提高动力电池107的温度,由于升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105在工作的过程中均产生热量,因此,可以控制升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热,对换热介质加热的方式可以是使升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105中的部分设备交替工作,通过控制第一开关模块103、第二开关模块106、升压模块102以及三相逆变器104,使第一开关模块103、第二开关模块106、升压模块102、三相逆变器104、三相交流电机105以及动力电池107形成充电回路,从动力电池107中取电对升压模块102和三相交流电机105进行加热,完成加热后关断动力电池107再使第一开关模块103、升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105形成放电回路,使升压模块102和三相逆变器104进行放电,以实现升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热,同时结合电池放电产热加热电池。本申请实施例在三相交流电机中引出中性线,进而与动力电池、升压模块以及三相逆变器组成不同的回路,通过三相交流电机内部三相线圈、三相逆变器和升压模块及其内部发热器件来提供热源,加热换热介质后阀体切换使加热后的换热介质流入动力电池所在的冷却回路,实现对动力电池的加热,不需要使用发动机或者增加电机控制电路就可以实现提升动力电池的温度,同时结合电池放电产热,加热效率高,动力电池温度升高快。
对于升压模块102,如图2所示,作为一种实施方式,控制模块108控制第二开关模块106导通,并通过控制第一开关模块103、三相逆变器104、第七功率开关单元112以及第八功率开关单元113,使动力电池107对储能单元111和三相交流电机105的三相线圈的充电过程以及储能单元111和三相交流电机105的三相线圈的放电过程交替进行。
本实施方式中,通过在升压模块102中设置储能单元111、第七功率开关单元112以及第八功率开关单元113,控制第七功率开关单元112或者第八功率开关单元113导通时使动力电池107对储能单元111和三相交流电机105的三相线圈充电,该充电过程为从动力电池107取电对储能单元111和三相交流电机105进行加热,以及使储能单元111和三相交流电机105的三相线圈对外放电,通过在升压模块102中设置储能单元111以存储电能或者释放电能,通过控制储能单元111交替进行充电和放电,实现使储能单元111、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热。
当动力电池107能够实现放电时,作为一种实施方式,如图3所示,可以采用以下方式控制升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热:动力电池107、第三开关、三相逆变器104、三相交流电机105、储能单元111、第八功率开关单元113、第一开关132以及所述第四开关形成第一储能回路,储能单元111、第八功率开关单元113、第一开关132、三相逆变器104以及三相交流电机105形成第一续流回路。
控制第一开关模块、第二开关模块、升压模块以及三相逆变器,使动力电池对升压模块和三相交流电机的三相线圈的充电过程以及升压模块和三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,包括:
控制模块控制第二开关模块、第一开关以及第八功率开关单元导通,并通过控制三相逆变器使第一储能回路和第一续流回路交替导通。
其中,第一储能回路构成一个电感储能回路,在动力电池107对该电感储能电路进行充电的过程中,升压模块102、三相交流电机105以及三相逆变器104开始工作为换热介质进行加热;之后控制模块108控制第一续流回路导通时,储能单元111和三相交流电机105均有电流输出,即在第一储能回路和第一续流回路交替导通的过程中,使升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105处于工作状态,本实施方式中,通过将第一开关模块中的第一开关和第五开关使第一储能回路和第一续流回路交替导通,实现了使升压模块、三相逆变器以及三相交流电机对流经动力电池的换热介质进行加热。
当动力电池107能够实现放电时,作为另一种实施方式,如图3所示,可以采用以下方式控制升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热:动力电池107、三相逆变器104、三相交流电机105、储能单元111、第八功率开关单元113以及第一开关132形成第一储能回路,储能单元111、第七功率开关单元112、第五开关131、三相逆变器104以及三相交流电机105形成第二续流回路。
控制第一开关模块、第二开关模块、升压模块以及三相逆变器,使动力电池对升压模块和三相交流电机的三相线圈的充电过程以及升压模块和三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,包括:
控制模块108控制第二开关模块106、第一开关132以及第五开关131导通,并通过控制三相逆变器104、第七功率开关单元112以及第八功率开关单元113使第一储能回路和第二续流回路交替导通。
其中,本实施方式与上述实施方式的相同点在于所形成的第一储能回路相同,本实施方式与上述实施方式的不同点在于,通过控制模块108控制第一开关132关断、第五开关131导通,形成结构不同于第一续流回路的第二续流回路,第一储能回路导通时,升压模块102、三相交流电机105以及三相逆变器104开始工作为换热介质进行加热;之后控制模块108控制第二续流回路导通时,储能单元111和三相交流电机105均有电流输出,使第二续流回路形成一个电流续流回路,即在第一储能回路和第二续流回路交替导通的过程中,使升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105处于工作状态,本实施方式中,通过将第一开关模块中的第一开关和第五开关使第一储能回路和第二续流回路交替导通,实现了使升压模块、三相逆变器以及三相交流电机对流经动力电池的换热介质进行加热。
上述两种实施方式中,在三相交流电机中引出N性线,通过第一开关和第五开关进而与动力电池、升压模块以及三相逆变器组成不同的回路,通过三相交流电机内部三相线圈、三相逆变器和升压模块及其内部发热器件来提供热源,加热换热介质后经过原冷却回路实现对动力电池的加热,不需要使用发动机或者增加电机控制电路就可以实现提升动力电池的温度,并且加热效率高,动力电池温度升高快。
进一步的,作为一种实施方式,控制模块108在控制升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热之前,需要判断所接收的信息是否满足预设条件,该预设条件除了对动力电池107的温度值进行判断之外,还可以包括其他判断条件:
控制模块108获取三相交流电机的状态信号(如:可以通过档位信息和车速信号来确定)、动力电池107的温度信号以及插枪信号;
控制模块108判定三相交流电机的状态信号为处于非驱动状态(如:可以通过档位是否处在P档且车速是否为零来确定)时,判断动力电池107的温度是否低于预设温度值;
当控制模块108判定动力电池107的温度低于预设温度值时,控制第二开关模块106、第一开关模块103、升压模块102和三相逆变器104使第一储能回路和第一续流回路或者第一储能回路和第二续流回路交替导通,以使升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热,直至获取到三相交流电机的状态信号为处于驱动状态或者动力电池107的温度不低于预设温度值时,控制第一开关模块103、第二开关模块106、升压模块102以及三相逆变器104关断;
当控制模块108判定动力电池107的温度不低于预设温度值时,重新获取三相交流电机的状态信号以及动力电池107的温度信息。
其中,预设条件为当前档位为P档、车速为0且动力电池107的温度未达到预设温度值,即车辆处于停车状态中获取动力电池107的温度较低时,控制模块108控制升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热,在加热的过程中循环获取当前档位、车速以及动力电池107的温度有一个不满足预设条件时,即停止加热,并控制所有开关模块断开。
本实施方式中,在停车状态下获取三相交流电机的状态信号以及动力电池107的温度信息满足预设条件时,控制动力电池107输出电流,通过升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热,实现了电动汽车在停车状态下对动力电池107进行加热,使电动汽车可以在低温条件下正常启动。
下面通过具体的电路结构对从动力电池中取电进行加热的过程,图4为本申请电机控制电路一种举例的电路图,通过动力电池取电向储能单元和三相交流电机进行储能的回路包括第一储能回路和第二储能回路,如图7所示,第一储能回路为:动力电池107放电,电流经过动力电池107正极、开关K3、三相逆变器104的上桥功率开关(第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5)、电机三相线圈、电感L、第八下桥臂VT8、开关K1形成的第一储能回路,由动力电池107对电感L和电机三相线圈进行充电;如图8所示,第二储能回路为:动力电池107放电,电流经过动力电池107正极、开关K3、开关K5、第七上桥臂VT7、电感L、电机三相线圈、三相逆变器104的下桥功率开关(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)、开关K4形成的第二储能回路,由动力电池107对电感L和电机三相线圈进行充电。
完成储能后通过控制开关模块进行续流,储能单元和三相交流电机进行续流,与第一储能回路对应的续流回路包括第一续流回路和第二续流回路,如图9所示,第一续流回路为:电感L流出的电流经过第八下桥臂VT8、开关K1、下桥功率开关(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)、电机三相线圈形成第一续流回路;如图10所示,第二续流回路为:电感L流出的电流经过第七上桥二极管VD7、开关K5、上桥功率开关(第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5)、电机三相线圈形成第二续流回路。
与第二储能回路对应的续流回路包括第三续流回路和第四续流回路,如图11所示,第三续流回路为:电感L流出的电流经过电机三相线圈、下桥功率开关(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)、开关K1、第八下桥二极管VD8形成第三续流回路;如图12所示,第四续流回路为:电感L流出的电流经过电机三相线圈、上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、开关K5、第七上桥臂VT7形成第二续流回路。
因此,控制模块108的控制步骤具体包括:
步骤1,整车上电时整车控制器三相交流电机的状态信号(如:可以通过档位信息和车速信号来确定)以及电池管理器发来的动力电池107的温度信号。
步骤2,整车控制器获取三相交流电机的状态信号是否为处于非驱动状态(如:可以通过档位是否处在P档且车速是否为零来确定)。
步骤3,如果不是,则退出电机加热程序。
步骤4,如果是,再判断动力电池107温度是否低于设定阈值。
步骤5,如果不是,则退出电机加热程序。
步骤6,如果是,则整车控制器向电池管理器及电机控制器发出加热电池指令及加热功率。
步骤7,电池管理器控制开关K1、开关K3以及开关K4接通,控制开关K5关断,电机控制器控制第一储能回路和第一续流回路交替导通;或者控制第一储能回路和第二续流回路交替导通,或者,电池管理器控制开关K1、开关K3、开关K4以及开关K5接通,电机控制器控制第二储能回路和第三续流回路交替导通;或者控制第二储能回路和第四续流回路交替导通。
步骤8,电机控制器接收动力电池107的电压和电流数据,计算输出功率,把输出功率认为是电池加热功率,将计算的电池加热功率与电池管理器发送的加热指令功率相比较,如果计算的加热功率偏低,则增加PWM占空比,增大电池输出电流,如果计算的加热功率偏高,则减小PWM占空比,减小电池输出电流,直至加热功率达到加热指令功率附近为止。
步骤9,然后整车控制器循环获取三相交流电机的状态信号以及动力电池107温度,满足条件就重复步骤2-8,不满足就退出加热程序。
步骤10,如果不满足加热条件,退出加热程序,电机控制器控制升压模块102和三相逆变器104上下桥全部关断,电池管理器控制全部开关断开。
需要说明的是,针对图6中的实施方式,只能执行第一储能回路和第一续流回路或者第二储能回路和第三续流回路。
本申请实施例三提供一种车辆的加热方法,基于上述的电机控制电路如图3所示,当动力电池107不能够实现放电时,例如动力电池在极低温下或者动力电池107电量较低情况下,可以采用以下方式控制升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热:升压模块102还连接外部电源模块101,外部电源模块101连接控制模块108;控制模块108获取连接外部电源模块并且待加热部件需要加热,例如获取动力电池107的温度低于预设温度值时,并获取到动力电池107的电量低于预设电量值或者动力电池107的温度低于预设温度值时,通过控制第一开关模块103、第二开关模块106、升压模块102以及三相逆变器104,使外部电源模块101对升压模块102和三相交流电机105的三相线圈的充电过程以及升压模块102和三相交流电机105的三相线圈的放电过程交替进行,以使升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105中至少一个的换热介质进行加热当该换热介质流经动力电池时,使动力电池的温度升高。
其中,外部供电模块可以是直流充电桩提供的直流电,例如,当直流充电枪插到直流充电桩接口时,通过温度检测电路判断电池温度与预设充电温度大小,当电池温度比可充电的温度低时,需要先给动力电池加热,等动力电池温度大于可充电温度时再给电池充电,并且此时动力电池107无法进行放电时,控制模块108控制外部电源模块101提供电源对升压模块102和三相交流电机105的三相线圈进行充电,在使升压模块102和三相交流电机105的三相线圈进行放电,以使升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热,本实施方式中,通过与外部电源模块101连接,在动力电池107低温条件下无法正常释放电能时,使外部电源模块101与其他设备组成充电和放电回路对动力电池107进行加热,实现了动力电池107的正常工作。
作为一种实施方式,如图3所示,当外部电源模块接入时,使外部电源模块101对储能单元111和三相交流电机105的三相线圈的充电过程以及储能单元111和三相交流电机105的三相线圈的放电过程交替进行。
本实施方式中,通过在升压模块102中设置储能单元111、第七功率开关单元112以及第八功率开关单元113,控制第七功率开关单元112或者第八功率开关单元113导通时使外部电源模块101对储能单元111和进行三相交流电机105的三相线圈充电,以及使储能单元111和三相交流电机105的三相线圈对外放电,在进行充电和放电的过程中实现使升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热。
当动力电池107不能够实现放电通过外部电源模块101进行放电时,作为一种实施方式,如图3所示,可以采用以下方式控制升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热:第一开关模块103包括第一开关132和第五开关131,第一开关132的第一端连接第八功率开关单元113的输出端和外部电源模块101,第一开关132的第二端连接三相逆变器104的输出端和第二开关模块106,第五开关131的第一端连接第七功率开关单元112的输入端和外部电源模块101,第五开关131的第二端连接三相逆变器104的输入端和第二开关模块106;外部电源模块101、第七功率开关单元112、储能单元111、三相交流电机105、三相逆变器104以及第一开关132形成第三储能回路,储能单元111、三相交流电机105、三相逆变器104、第一开关132以及第八功率开关单元113形成第三续流回路。
控制第一开关模块、第二开关模块、升压模块以及三相逆变器,使动力电池对升压模块和三相交流电机的三相线圈的充电过程以及升压模块和三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,包括:
控制模块108控制第二开关模块106关断、第五开关131关断以及第一开关132导通,并通过控制三相逆变器104、第七功率开关单元112以及第八功率开关单元113使第三储能回路和第三续流回路交替导通。
其中,在外部电源模块101对该第三储能回路进行充电的过程中,升压模块102、三相交流电机105以及三相逆变器104开始工作为换热介质进行加热;之后控制模块108控制第三续流回路导通时,储能单元111和三相交流电机105均有电流输出,即在第三储能回路和第三续流回路交替导通的过程中,使升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105处于工作状态,本实施方式中,通过控制第一开关模块中的第一开关和第五开关使第三储能回路和第三续流回路交替导通,实现了使升压模块、三相逆变器以及三相交流电机对流经动力电池的换热介质进行加热。
当动力电池107不能够实现放电通过外部电源模块101进行放电时,作为另一种实施方式,如图3所示,可以采用以下方式控制升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热:外部电源模块101、第七功率开关单元112、储能单元111、三相交流电机105、三相逆变器104以及第一开关132形成第三储能回路,储能单元111、三相交流电机105、三相逆变器104、第五开关131以及第七功率开关单元112形成第四续流回路;控制模块108控制第二开关模块106断开、第一开关132导通、第八功率开关单元113导通以及第八功率开关单元113关断,并通过控制三相逆变器104使第三储能回路和第四续流回路交替导通。
其中,本实施方式与上述实施方式的相同点在于所形成的第三储能回路相同,本实施方式与上述实施方式的不同点在于,通过控制模块108控制第一开关132关断、第五开关131导通,形成结构不同于第三续流回路的第四续流回路,控制第三储能回路导通使升压模块102、三相交流电机105以及三相逆变器104开始工作为换热介质进行加热;之后控制模块108控制第四续流回路导通时,储能单元111和三相交流电机105均有电流输出,即在第三储能回路和第四续流回路交替导通的过程中,使升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105处于工作状态,本实施方式中,通过将第一开关模块103中的第一开关132和第五开关131使第三储能回路和第四续流回路交替导通,实现了使升压模块102、三相逆变器104以及三相交流电机105对流经动力电池107的换热介质进行加热。
下面通过具体的电路结构对从外部电源模块中取电进行加热的过程,通过外部电源模块取电向储能单元和三相交流电机进行储能的回路包括第三储能回路和第四储能回路,如图13所示,第三储能回路为:外部电源模块101放电,电流经过外部电源模块101正极、第七上桥臂VT7、电感L、电机三相线圈、三相逆变器104的下桥功率开关(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六上桥臂VT6)、开关K1形成的第三储能回路,由外部电源模块101对电感L和电机三相线圈进行充电;如图14所示,第四储能回路为:外部电源模块101放电,电流经过外部电源模块101正极、三相逆变器104的上桥功率开关(第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5)、电机三相线圈、电感L、第八下桥臂VT8形成的第一储能回路,由外部电源模块101对电感L和电机三相线圈进行充电。
完成储能后通过控制开关模块进行续流,储能单元和三相交流电机进行续流,与第三储能回路对应的续流回路包括第三续流回路(请参见图11)和第四续流回路(请参见图12),与第四储能回路对应的续流回路包括第一续流回路(请参见图9)和第二续流回路(请参见图10)。
当动力电池107在极低温下,或电池电量极低,无法利用电池自身放电加热动力电池107时,这时就需要外部供电装置进行电池加热,为了实现对电池的加热,控制模块108的控制步骤具体包括:
步骤1,整车上电时三相交流电机的状态信号(如:可以通过档位信息和车速信号来确定)、电池管理器发来的动力电池107温度信号以及插枪信号。
步骤2,整车控制器三相交流电机的状态信号是否为处于非驱动状态(如:可以通过档位是否处在P档且车速是否为零来确定)。
步骤3,如果不是,则退出电机加热程序。
步骤4,如果是,再判断动力电池107温度是否低于设定阈值。
步骤5,如果不是,则退出电机加热程序。
步骤6,如果是,且有插枪信号,动力电池107在极低温下或者电池电量极低时,则整车控制器向电池管理器及电机控制器发出加热电池指令及加热功率;
步骤7,电池管理器电池管理器控制开关K1以及开关K5接通,电机控制器控制第三储能回路和第三续流回路交替导通;或者控制第三储能回路和第四续流回路交替导通,或者,电池管理器控制开关K1以及开关K5接通,电机控制器控制第四储能回路和第一续流回路交替导通;或者控制第四储能回路和第二续流回路交替导通。
步骤9,电机控制器接外部电源模块101的电压和电流数据,计算输出功率,把输出功率认为是加热功率,将计算的加热功率与电池管理器发送的加热指令功率相比较,如果计算的加热功率偏低,则增加PWM占空比,增大电池输出电流,如果计算的加热功率偏高,则减小PWM占空比,减小电池输出电流,直至加热功率达到加热指令功率附近为止。
步骤10,然后整车控制器循环获取三相交流电机的状态信号、插枪信号、动力电池107温度,满足条件就重复步骤2-9,不满足就退出加热程序。
步骤11,如果不满足加热条件,退出加热程序,电机控制器控制升压模块102和三相逆变器104上下桥全部关断,电池管理器控制开关K1、开关K3断开。
本申请实施例四提供一种车辆的充电方法,该充电方法包括:
获取外部电源模块的电压和动力电池的电压,并根据外部电源模块的电压和所述动力电池的电压选择充电方式,其中,充电方式包括升压充电、降压充电以及直接充电;
控制第一开关模块、第二开关模块、升压模块以及三相逆变器,使外部电源模块按照所选择的充电方式对所述动力电池进行充电。
作为一种实施方式,获取外部电源模块的电压和动力电池的电压,并根据外部电源模块的电压和动力电池的电压选择充电方式:
获取到所述外部电源模块的最高输出电压低于所述动力电池的电压时,选择升压充电方式;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块按照所选择的充电方式对所述动力电池进行充电,包括:
控制模块108获取到外部电源模块101的最高输出电压低于动力电池107的电压时,控制模块108通过控制第一开关模块103、第二开关模块106、升压模块102以及三相逆变器104,使外部电源模块101对升压模块102和三相交流电机105的三相线圈的充电过程以及外部电源模块101、升压模块102和三相交流电机105的三相线圈对动力电池107的放电过程交替进行,使外部电源模块101的充电电压进行升压至超过动力电池107的电压后再对动力电池107进行充电。
其中,当动力电池107需要充电时,控制模块108控制外部电源模块101对动力电池107进行充电,控制模块108首先获取外部电源模块101的输出电压和动力电池107的电压之间的大小关系,当外部电源模块101的最高输出电压小于动力电池107的电压时,控制模块108需要对外部电源模块101输出的电压进行升压,升压的方式可以为设置升压模块102,由外部电源模块101与升压模块102和三相交流电机105构成充电回路,使外部电源模块101对升压模块102和三相交流电机105进行充电,充电完成后使外部电源模块101、升压模块102和三相交流电机105的三相线圈对动力电池107的放电,由于升压模块102和三相交流电机105的三相线圈中存储电能,可以实现对外放电,因此,外部电源模块101进行放电时的放电电压与升压模块102和三相交流电机105的放电电压进行叠加后的电压就会大于动力电池107的电压,此时可以使外部电源模块101对动力电池107进行充电。
本实施方式中,在三相交流电机105中引出中性线,进而与外部电源模块101、升压模块102以及三相逆变器104组成不同的回路,通过外部电源模块101先对三相交流电机105内部三相线圈和升压模块102进行充电,在通过外部电源模块101、三相交流电机105和升压模块102对动力电池107进行放电,实现了外部电源模块101的电压低于动力电池107电压时对动力电池107的正常充电。
作为一种实施方式,如图5所示,升压模块102包括储能单元111、第七功率开关单元112以及第八功率开关单元113,储能单元111的一端连接三相交流电机105的三相线圈连接的中点,储能单元111的另一端连接第七功率开关单元112的输出端和第八功率开关单元113的输入端,第七功率开关单元112的输入端连接外部电源模块101,第八功率开关单元113的输出端连接第一开关模块103和外部电源模块101。
控制模块108控制第二开关模块106导通、第七功率开关单元112导通以及第八功率开关单元113关断,并通过控制第一开关模块103和三相逆变器104,使外部电源模块101对升压模块102和三相交流电机105的三相线圈的充电过程以及外部电源模块101、升压模块102和三相交流电机105的三相线圈对动力电池107的放电过程交替进行。
本实施方式中,通过在升压模块102中设置储能单元111、第七功率开关单元112以及第八功率开关单元113,控制第七功率开关单元112或者第八功率开关单元113导通时使动力电池107对储能单元111和进行三相交流电机105的三相线圈充电,以及使储能单元111和三相交流电机105的三相线圈对外放电,通过在升压模块102中设置储能单元111以存储电能或者释放电能,通过控制储能单元111交替进行充电和放电,实现了升压模块102和三相交流电机105对外部电源模块101的升压过程,使外部电源模块101输出的电压低于动力电池107的电压时也能对动力电池107正常充电。
作为一种实施方式,第一开关模块103包括第一开关132和第五开关131,第一开关132的第一端连接第八功率开关单元113的输出端和外部电源模块101,第一开关132的第二端连接三相逆变器104的输出端和第二开关模块106,第五开关131的第一端连接第七功率开关单元112的输入端和外部电源模块101,第五开关131的第二端连接三相逆变器104的输入端和第二开关模块106。
外部电源模块101、第七功率开关单元112、储能单元111、三相交流电机105、三相逆变器104以及第一开关132形成第三储能回路,外部电源模块101、第七功率开关单元112、储能单元111、三相交流电机105、三相逆变器104、动力电池107以及第一开关132形成第一充电回路。
控制模块108控制第二开关模块106导通、第五开关131关断以及第一开关132导通,并通过控制三相逆变器104、第七功率开关单元112以及第八功率开关单元113使第三储能回路和第一充电回路交替导通。
其中,第三储能回路导通时,外部电源模块101对该电感储能电路进行充电的过程中,储能单元111和三相交流电机105开始存储段能;之后控制模块108控制第一充电回路导通时,外部电源模块101、储能单元111和三相交流电机105均有电流输出,即在第三储能回路和第一充电回路交替导通的过程中,使外部电源模块101先对储能单元111和三相逆变器104进行充电,再有外部电源模块101、升压模块102和三相逆变器104对动力电池107进行放电,本实施方式中,通过将第一开关模块103中的第一开关132和第五开关131使第一充电回路和第一放电回路交替导通,实现了对外部电源模块101输出的电压进行升压后再对动力电池107进行充电的过程。
下面通过具体的电路结构说明外部电源模块升压对动力电池进行充电的过程,对于上述第三储能回路和第一充电回路:如图13所示,为外部电源模块101构成第三储能回路的电路图,外部电源模块101对电感L和三相交流电机105进行储能,如图15所示,为第一充电回路电流流向图,第一充电回路流向为外部电源模块、第七上桥臂VT7、电感L、三相交流电机105、三相逆变器104上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、第三开关K3、动力电池107、第四开关K4以及第一开关K1,从而实现外部电源模块101升压给动力电池107充电,通过开关VT2、VT4、VT6的PWM波控制三相下桥臂的三个开关管的导通与关断实现外部电源模块101升压充电。因此,可以在动力电池107电压比外部电源模块101输出电压高的情况下对动力电池107进行升压充电,且升压充电期间由于电机三相线圈直接一起导通关断,三相电流偏差很小,可以实现整个升压充电过程中电机绕组无电流无扭矩输出的特性。
作为另一种实施方式,获取外部电源模块的电压和动力电池的电压,并根据外部电源模块的电压和动力电池的电压选择充电方式:
获取到外部电源模块的最低输出电压高于动力电池的电压时,选择降压充电方式;
控制第一开关模块、第二开关模块、升压模块以及三相逆变器,使外部电源模块按照所选择的充电方式对动力电池进行充电,包括:
控制模块108通过控制第一开关模块103、第二开关模块106、升压模块102以及三相逆变器104,使外部电源模块101对升压模块102、三相交流电机105的三相线圈以及动力电池107的放电过程以及升压模块102和三相交流电机105的三相线圈对动力电池107的充电过程交替进行,使外部电源模块101的充电电压进行降压后再对动力电池107进行充电。
其中,当动力电池107需要充电时,控制模块108控制外部电源模块101对动力电池107进行充电,控制模块108首先获取外部电源模块101的输出电压和动力电池107的电压之间的大小关系,当外部电源模块101的最低输出电压大于动力电池107的电压时,控制模块108需要对外部电源模块101输出的电压进行降压,由所述外部电源模块、所述第七功率开关单元、所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器、所述第一开关形成第一储能充电回路,使外部电源模块101对所述储能单元和三相交流电机105进行储能,再通过储能单元和三相交流电机105对动力电池进行充电,实现了对外部电源模块的输出电压进行降压后对动力电池107进行放电。
本实施方式中,在三相交流电机中引出中性线,进而与外部电源模块、升压模块以及三相逆变器组成不同的回路,控制模块检测到的外部电源模块电压高于动力电池电压时,采用原有的储能模块和三相交流电机对外部电源模块的电压进行降压后再给动力电池充电;控制模块检测到动力电池的电压位于外部电源模块的充电电压范围内时,直接对外部电源模块进行充电,实现了无论动力电池的电压高低,都可以给外部电源模块充电,并且兼容性适应性较强,同时不需要额外增加外部升压电路,减少了外加电路的成本。
进一步的,外部电源模块、所述第七功率开关单元、所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器以及所述第一开关形成第一储能充电回路,所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器、所述第三开关、所述动力电池、所述第四开关、所述第一开关以及所述第八功率开关单元形成第二充电回路;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块对所述升压模块、所述三相交流电机和所述动力电池的三相线圈的放电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述动力电池的放电过程交替进行,包括:
所述控制模块控制所述第三开关、所述第四开关导通、所述第五开关关断以及所述第一开关导通,并通过控制所述三相逆变器、所述第七功率开关单元以及所述第八功率开关单元使所述第一储能充电回路和所述第二充电回路交替导通。
下面通过具体的电路结构对外部电源模块对动力电池进行降压充电进行说明:如图15所示,为外部电源模块101构成第一储能充电回路的电路图,该电路图与上述第一充电回路相同,但是原理不同,第一充电回路是外部电源模块、电感以及三相线圈同时对动力电池充电,而第一储能充电回路的工作原理是外部电源模块一边对电感以及三相线圈进行储能,一边对动力电池进行充电,由于电感以及三相线圈的分压作用,此时可以实现将外部电源模块进行降压后对动力电池进行充电,外部电源模块101对电感L和三相交流电机105进行储能,如图16所示,为电感L、三相交流电机105、三相逆变器(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、第三开关K3、动力电池107、第四开关K4、第一开关K1以及所述第八功率开关单元构成的第二充电回路电流流向图,从而实现外部电源模块101升压给动力电池107充电,通过开关VT7和VT8的PWM波控制开关管的导通与关断实现外部电源模块101降压充电。
下面通过具体的电路结构对外部电源模块对动力电池进行直接充电进行说明:如图17所示,外部电源模块101为动力电池107充电时,当控制模块108获取到外部电源模块101输出的电压与动力电池的电压相匹配时,例如,外部电源模块101输出的电压大于或者等于动力电池的电压时,控制开关K1、K5、K3、K4导通,由于外部电源模块101的直流电直接给动力电池充电,期间不经过功率管和电感,损耗小,效率高,实现直接充电。
本发明实施例四提供一种动力电池的放电方法,基于实施例一提供的电机控制电路,当所述电机控制电路连接所述用电模块时,所述放电方法包括:
获取所述用电模块的电压和所述动力电池的电压,并根据用电模块的电压和所述动力电池的电压选择放电方式,所述放电方式包括升压放电、降压放电以及直接放电;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述三相逆变器以及所述升压模块使所述动力电池输出直流电,并使所述述动力电池按照所选择的充电方式对所述用电模块进行放电。
其中,一种实施方式为升压充电,所述根据用电模块的电压和所述动力电池的电压选择放电方式,包括:
当检测到所述动力电池的最高输出电压低于所述用电模块的用电电压时选择升压充电方式;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述三相逆变器以及所述升压模块使所述动力电池输出直流电,并使所述述动力电池按照所选择的放电方式对所述用电模块进行放电,包括:
控制所述升压模块、所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述储能模块、所述三相交流电机的三相线圈以及所述用电模块的储能过程以及所述动力电池、所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述用电模块的放电过程交替进行,以将所述动力电池的放电电压进行升压后再对所述供电模块进行放电。
其中,另一种实施方式为降压充电,所述根据用电模块的电压和所述动力电池的电压选择放电方式,包括:
当检测到所述动力电池的最低输出电压高于所述用电模块的用电电压时选择降压充电方式;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述三相逆变器以及所述升压模块使所述动力电池输出直流电,并使所述述动力电池按照所选择的放电方式对所述用电模块进行放电,包括:
控制所述升压模块、所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述储能模块、所述三相交流电机的三相线圈以及所述用电模块的储能过程以及所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述用电模块的放电过程交替进行,以将所述动力电池的放电电压进行降压后再对所述供电模块进行放电。
下面通过具体的电路结构说明动力电池升压对用电模块进行充电的过程,如图18所示,为动力电池对用电模块进行充电时形成的第一储能回路路径图,为了实现动力电池对用电模块进行升压充电,动力电池通过第一储能回路对电感L和三相线圈进行充电,充电完成后再导通第一放电回路,如图19所示,第一放电回路为动力电池107放电,电流经过动力电池107正极、开关K3、三相逆变器104的上桥功率开关(第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5)、电机三相线圈、电感L、第七上桥二极管VD7、用电模块、动力电池107负极,第一放电回路导通时,动力电池、电感、三相线圈同时对用电模块进行放电,通过第一储能回路和第一放电回路的交替导通实现了对动力电池进行升压后对用电模块进行放电。
下面通过具体的电路结构说明动力电池降压对用电模块进行充电的过程,为了实现动力电池对用电模块进行降压充电,如图19所示,动力电池通过第一储能放电回路对电感L和三相线圈进行充电,该电路图与上述第一放电回路相同,但是原理不同,第一放电回路是动力电池、电感以及三相线圈同时对用地那模块充电,而第一储能充电回路的工作原理是动力电池一边对电感以及三相线圈进行储能,一边对用电模块进行放电,由于电感以及三相线圈的分压作用,此时可以实现将动力电池进行降压后对用电模块进行放电,充电完成后再导通第二放电回路,如图20所示,第二放电回路为电感L、第七上桥二极管VD7、用电模块、三相逆变器104的下桥功率开关(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)、电机三相线圈,第二放电回路导通时,电感、三相线圈同时对用电模块进行放电,通过第一储能回路和第一放电回路的交替导通实现了对动力电池进行降压后对用电模块进行放电。
本申请实施例五提供一种车辆,所述车辆还包括上述的电机控制电路,所述车辆还包括驱动模块和换热介质管线,所述换热介质管线设置在所述动力电池以及所述储能模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个上,所述驱动模块连接所述控制模块;
所述控制模块控制所述驱动模块驱动所述换热介质管线中的换热介质流动。
具体的,如图21所示,控制模块包括整车控制器301、电池管理器302、第一电机控制器305以及第二电机控制器303,整车控制器301与电池管理器302、第一电机控制器305以及第二电机控制器303之间通过CAN总线连接,直流充电桩通过连接线路与第一三相交流电机306电连接,直流充电桩通过连接线路310与第二三相交流电机304电连接,动力电池分别与第一电机控制器305与第二电机控制器303电连接,冷却液箱308、水泵309、第一三相交流电机306、第一电机控制器305、第二三相交流电机304、第二电机控制器、动力电池形成冷却液管路,电池管理器302用于采集动力电池信息,包括电压、电流、温度等信息,电机控制器用于控制三相逆变器上下桥功率开关及采集三相电流,整车控制器用于管理整车的运行及车上其他控制器设备。电池管理器302、电机控制器通过CAN线与整车控制器301通讯,整车控制器301获取到动力电池需要加热时,控制水泵309将冷却液从冷却液箱308中抽出,依次经过第一三相交流电机306、第一电机控制器305、第二三相交流电机304、第二电机控制器303流经动力电池,整车控制器3021通过控制第一三相交流电机306、第一电机控制器305、第二三相交流电机304、第二电机控制器303工作以加热冷却液,进而当冷却液流经动力电池时,使动力电池的温度升高。
进一步的,如图22所示,三相交流电机102包括电机轴125a、定子组件127a以及电机壳体123a,电机轴125a上连接定子组件127a以及轴承座124a,定子组件127a设置于电机壳体123a内,电机壳体123a上设有供换热介质122a流入和流出的换热介质入口121a和换热介质出口126a,电机壳体123a与定子组件127a之间设有换热介质通道,换热介质通道连接换热介质入口121a和换热介质出口126a。
其中,电机壳体123a与定子组件127a之间设有换热介质通道的方式可以是电机壳体123a内设有螺旋形环绕定子组件127a的换热介质通道。
本方案中的三相交流电机,通过在电机壳体123a与定子组件127a之间设有换热介质通道,且换热介质通道连接换热介质入口121a和所述换热介质出口126a,使得换热介质通道内的换热介质能够有效吸收电机产生的热量,该方案无需在电机轴125a或定子组件127a内部开设通道,对电机本身的结构影响较小,实现方式简单,成本较低。
其中,通过控制三相逆变器使供电模块对三相线圈的充电过程以及三相线圈的放电过程交替进行,以使三相逆变器以及三相交流电机对通过电驱冷却回路流经三相逆变器以及三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热,使换热介质从三相交流电机的换热介质入口流入,通过定子组件对换热介质管线内的换热介质加热,进而该被加热的换热介质再通过电池冷却回路流经待加热部件时,使待加热部件的温度升高。
本申请提出了一种车辆,在三相交流电机中引出中性线,进而与动力电池、升压模块以及三相逆变器组成不同的回路,通过三相交流电机内部三相线圈、三相逆变器和升压模块及其内部发热器件来提供热源,加热冷却液后经过原冷却回路实现对动力电池的加热,不需要使用发动机或者增加加热装置就可以实现提升动力电池的温度,并且加热效率高,动力电池温度升高快。
本申请提出了一种电机控制电路、车辆、加热方法及充放电方法,动力电池电机控制电路包括升压模块、三相逆变器、三相交流电机、第一开关模块以及控制模块,在三相交流电机中引出N线,进而与动力电池、升压模块以及三相逆变器组成复用电路,通过采用该复用电路可以实现外部电源模块对车辆内部动力电池的升压充电、降压充电以及直接充电,还可以实现车辆内部动力电池对外部用电模块的升压充电、降压充电以及直接充电,不需要额外增加外部升压或者降压电路,减少了外加电路的成本,此外,采用该复用电路还可以实现从外部电源模块或者从动力电池取电,控制升压模块、三相逆变器以及三相交流电机对流经升压模块、三相逆变器以及三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热,当换热介质流经待加热部件时,提升待加热部件的温度,不需要使用发动机或者增加电机控制电路就可以实现提升待加热部件的温度,加热效率高,待加热部件的温度升高较快。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种电机控制电路,其特征在于,所述电机控制电路包括升压模块、第一开关模块、三相逆变器、三相交流电机以及第二开关模块,所述电机控制电路通过所述升压模块与外部电源模块连接,所述电机控制电路通过所述第二开关模块与动力电池连接,所述升压模块通过所述第一开关模块连接所述三相逆变器和所述第二开关模块,所述三相逆变器连接在所述三相交流电机和所述第二开关模块之间,所述升压模块还连接所述三相交流电机的三相线圈连接的中点,所述控制模块分别与所述升压模块、所述第一开关模块、所述三相逆变器、所述三相交流电机、所述第二开关模块以及所述动力电池连接。
2.如权利要求1所述的电机控制电路,其特征在于,所述升压模块的第一端连接所述外部电源模块的正极端,所述升压模块的第二端连接所述外部电源模块的负极端和所述第一开关模块的第一端,所述升压模块的第三端连接所述三相交流电机的三相线圈连接的中点,所述三相交流电机的三相线圈连接至所述三相逆变器的三相桥臂,所述三相逆变器的第一端连接所述第二开关模块的第一端,所述三相逆变器的第二端连接所述第二开关模块的第二端,所述第二开关模块的第三端和第四端分别连接所述动力电池的正极端和负极端。
3.如权利要求1所述的电机控制电路,其特征在于,所述升压模块的第一端连接所述外部电源模块的正极端和所述第一开关模块的第一端,所述升压模块的第二端连接所述外部电源模块的负极端和所述第一开关模块的第二端,所述升压模块的第三端连接所述三相交流电机的三相线圈连接的中点,所述三相交流电机的三相线圈连接至所述三相逆变器的三相桥臂,所述三相逆变器的第一端连接所述第一开关模块的第三端和所述第二开关模块的第一端,所述三相逆变器的第二端连接所述第一开关模块的第四端和所述第二开关模块的第二端,所述第二开关的第三端和第四端分别连接所述动力电池的正极端和负极端。
4.如权利要求3所述的电机控制电路,其特征在于,所述第一开关模块包括第一开关和第五开关,所述第五开关的第一端和第二端分别为所述第一开关模块的第一端和第三端,所述第一开关的第一端和第二端分别为所述第一开关模块的第二端和第四端。
5.如权利要求2或者3所述的电机控制电路,其特征在于,所述升压模块包括储能单元、第七功率开关单元以及第八功率开关单元,所述储能单元的第一端为升压模块的第三端,所述储能单元的第二端连接所述第七功率开关单元的输出端和第八功率开关单元的输入端,所述第七功率开关单元的输入端为所述升压模块的第一端,所述第八功率开关单元的输出端为所述升压模块的第二端。
6.如权利要求2或者3所述的电机控制电路,其特征在于,所述第二开关模块包括第三开关和第四开关,所述第三开关的第一端和第二端分别为所述第二开关模块的第一端和第三端,所述第四开关的第一端和第二端分别为所述第二开关模块的第二端和第四端。
7.如权利要求2所述的电机控制电路,其特征在于,所述外部电源模块为直流充电桩;
或者,所述外部电源模块包括依次连接的交流充电桩、滤波器和整流器,所述整流器连接所述升压模块的第一端和第二端。
8.一种车辆的加热方法,基于所述权利要求1所述的电机控制电路,其特征在于,所述加热方法包括:
所述控制模块获取待加热部件需要加热时,通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,以使所述升压模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机对流经所述升压模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热。
9.如权利要求8所述的加热方法,其特征在于,所述升压模块包括储能单元、第七功率开关单元以及第八功率开关单元,所述第一开关模块包括第一开关和第五开关,所述第二开关模块包括第三开关和第四开关,所述第一开关的第一端连接所述第八功率开关单元的输出端,所述第一开关的第二端连接所述三相逆变器的输出端和所述第四开关的第一端,所述第五开关的第一端连接所述第七功率开关单元的输入端,所述第五开关的第二端连接所述三相逆变器的输入端和所述第三开关的第一端;
所述动力电池、所述第三开关、所述三相逆变器、所述三相交流电机、所述储能单元、所述第八功率开关单元、所述第一开关以及所述第四开关形成第一储能回路,所述储能单元、所述第八功率开关单元、所述第一开关、所述三相逆变器以及所述三相交流电机形成第一续流回路;
所述控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,包括:
控制所述第一开关、所述第三开关、所述第四开关以及所述第八功率开关单元导通,并通过控制所述三相逆变器使所述第一储能回路和所述第一续流回路交替导通。
10.如权利要求8所述的加热方法,其特征在于,所述升压模块包括储能单元、第七功率开关单元以及第八功率开关单元,所述第一开关模块包括第一开关和第五开关,所述第二开关模块包括第三开关和第四开关,所述第一开关的第一端连接所述第八功率开关单元的输出端,所述第一开关的第二端连接所述三相逆变器的输出端和所述第四开关的第一端,所述第五开关的第一端连接所述第七功率开关单元的输入端,所述第五开关的第二端连接所述三相逆变器的输入端和所述第三开关的第一端;
所述动力电池、所述第三开关、所述三相逆变器、所述三相交流电机、所述储能单元、所述第八功率开关单元、所述第一开关以及所述第四开关形成第一储能回路,所述储能单元、所述第七功率开关单元、所述第五开关、所述三相逆变器以及所述三相交流电机形成第二续流回路;
所述控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,包括:
所述控制模块控制所述第一开关、所述第三开关、所述第四开关以及所述第五开关导通,并通过控制所述三相逆变器、所述第七功率开关单元以及所述第八功率开关单元使所述第一储能回路和所述第二续流回路交替导通。
11.一种车辆的加热方法,基于所述权利要求1所述的电机控制电路,其特征在于,所述加热方法包括:
所述控制模块获取连接外部电源模块并且待加热部件需要加热时,通过控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,以使所述升压模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机对流经所述升压模块、所述三相逆变器以及所述三相交流电机中至少一个的换热介质进行加热。
12.如权利要求11所述的加热方法,其特征在于,所述升压模块包括储能单元、第七功率开关单元以及第八功率开关单元,所述第一开关模块包括第一开关和第五开关,所述第一开关的第一端连接所述第八功率开关单元的输出端,所述第一开关的第二端连接所述三相逆变器的输出端和所述第三开关的第一端,所述第五开关的第一端连接所述第七功率开关单元的输入端,所述第五开关的第二端连接所述三相逆变器的输入端和所述第四开关的第一端;
所述外部电源模块、所述第七功率开关单元、所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器以及所述第一开关形成第三储能回路,所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器、所述第一开关以及所述第八功率开关单元形成第三续流回路;
所述控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,包括:
所述控制模块控制所述第二开关模块关断、所述第五开关关断以及所述第一开关导通,并通过控制所述三相逆变器、所述第七功率开关单元以及所述第八功率开关单元使所述第三储能回路和所述第三续流回路交替导通。
13.如权利要求11所述的加热方法,其特征在于,所述升压模块包括储能单元、第七功率开关单元以及第八功率开关单元,所述第一开关模块包括第一开关和第五开关,所述第一开关的第一端连接所述第八功率开关单元的输出端,所述第一开关的第二端连接所述三相逆变器的输出端和所述第四开关的第一端,所述第五开关的第一端连接所述第七功率开关单元的输入端,所述第五开关的第二端连接所述三相逆变器的输入端和所述第三开关的第一端;
所述外部电源模块、所述第七功率开关单元、所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器以及所述第一开关形成第三储能回路,所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器、所述第五开关以及所述第七功率开关单元形成第四续流回路;
所述控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,包括:
所述控制模块控制所述第二开关模块断开、所述第一开关导通、所述第八功率开关单元导通以及所述第八功率开关单元关断,并通过控制所述三相逆变器使所述第三储能回路和所述第四续流回路交替导通。
14.一种车辆的充电方法,基于所述权利要求1所述的电机控制电路,其特征在于,所述充电方法包括:
获取所述外部电源模块的电压和所述动力电池的电压,并根据外部电源模块的电压和所述动力电池的电压选择充电方式,其中,所述充电方式包括升压充电、降压充电以及直接充电;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块按照所选择的充电方式对所述动力电池进行充电。
15.如权利要求14所述的充电方法,其特征在于,
获取所述外部电源模块的电压和所述动力电池的电压,并根据外部电源模块的电压和所述动力电池的电压选择充电方式:
获取到所述外部电源模块的最高输出电压低于所述动力电池的电压时,选择升压充电方式;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块按照所选择的充电方式对所述动力电池进行充电,包括:
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述外部电源模块、所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述动力电池的放电过程交替进行,使所述外部电源模块的充电电压进行升压至超过所述动力电池的电压后再对所述动力电池进行充电。
16.如权利要求15所述的充电方法,其特征在于,所述升压模块包括储能单元、第七功率开关单元以及第八功率开关单元,所述储能单元的一端连接所述三相交流电机的三相线圈连接的中点,所述储能单元的另一端连接所述第七功率开关单元的输出端和第八功率开关单元的输入端,所述第七功率开关单元的输入端连接所述外部电源模块,所述第八功率开关单元的输出端连接所述第一开关模块和所述外部电源模块;
所述第一开关模块包括第一开关和第五开关,所述第二开关模块包括第三开关和第四开关,所述第一开关的第一端连接所述第八功率开关单元的输出端和所述外部电源模块,所述第一开关的第二端连接所述三相逆变器的输出端和所述第四开关,所述第五开关的第一端连接所述第七功率开关单元的输入端和所述外部电源模块,所述第五开关的第二端连接所述三相逆变器的输入端和所述第二开关模块;
所述外部电源模块、所述第七功率开关单元、所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器以及所述第一开关形成第三储能回路,所述外部电源模块、所述第七功率开关单元、所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器、所述第三开关、所述动力电池、所述第四开关以及所述第一开关形成第一充电回路;
所述控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的充电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈的放电过程交替进行,包括:
所述控制模块控制所述第三开关、所述第四开关导通、所述第五开关关断以及所述第一开关导通,并通过控制所述三相逆变器、所述第七功率开关单元以及所述第八功率开关单元使所述第三储能回路和所述第一充电回路交替导通。
17.如权利要求14所述的充电方法,其特征在于,
获取所述外部电源模块的电压和所述动力电池的电压,并根据外部电源模块的电压和所述动力电池的电压选择充电方式:
获取到所述外部电源模块的最低输出电压高于所述动力电池的电压时,选择降压充电方式;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块按照所选择的充电方式对所述动力电池进行充电,包括:
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块对所述升压模块、所述三相交流电机的三相线圈和所述动力电池的放电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述动力电池的充电过程交替进行,使所述外部电源模块的充电电压进行降压后再对所述动力电池进行充电。
18.如权利要求17所述的充电方法,其特征在于,所述升压模块包括储能单元、第七功率开关单元以及第八功率开关单元,所述储能单元的一端连接所述三相交流电机的三相线圈连接的中点,所述储能单元的另一端连接所述第七功率开关单元的输出端和第八功率开关单元的输入端,所述第七功率开关单元的输入端连接所述外部电源模块,所述第八功率开关单元的输出端连接所述第一开关模块和所述外部电源模块;
所述第一开关模块包括第一开关和第五开关,所述第二开关模块包括第三开关和第四开关,所述第一开关的第一端连接所述第八功率开关单元的输出端和所述外部电源模块,所述第一开关的第二端连接所述三相逆变器的输出端和所述第四开关,所述第五开关的第一端连接所述第七功率开关单元的输入端和所述外部电源模块,所述第五开关的第二端连接所述三相逆变器的输入端和所述第二开关模块;
所述外部电源模块、所述第七功率开关单元、所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器以及所述第一开关形成第一储能充电回路,所述储能单元、所述三相交流电机、所述三相逆变器、所述第三开关、所述动力电池、所述第四开关、所述第一开关以及所述第八功率开关单元形成第二充电回路;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述升压模块以及所述三相逆变器,使所述外部电源模块对所述升压模块、所述三相交流电机和所述动力电池的三相线圈的放电过程以及所述升压模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述动力电池的放电过程交替进行,包括:
所述控制模块控制所述第三开关、所述第四开关导通、所述第五开关关断以及所述第一开关导通,并通过控制所述三相逆变器、所述第七功率开关单元以及所述第八功率开关单元使所述第一储能充电回路和所述第二充电回路交替导通。
19.一种车辆的放电方法,基于权利要求1所述的电机控制电路,其特征在于,当所述电机控制电路连接所述用电模块时,所述放电方法包括:
获取所述用电模块的电压和所述动力电池的电压,并根据用电模块的电压和所述动力电池的电压选择放电方式,所述放电方式包括升压放电、降压放电以及直接放电;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述三相逆变器以及所述升压模块使所述动力电池输出直流电,并使所述述动力电池按照所选择的充电方式对所述用电模块进行放电。
20.如权利要求19所述的放电方法,其特征在于,所述根据用电模块的电压和所述动力电池的电压选择放电方式,包括:
当检测到所述动力电池的最高输出电压低于所述用电模块的用电电压时选择升压充电方式;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述三相逆变器以及所述升压模块使所述动力电池输出直流电,并使所述述动力电池按照所选择的放电方式对所述用电模块进行放电,包括:
控制所述升压模块、所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述储能模块、所述三相交流电机的三相线圈以及所述用电模块的储能过程以及所述动力电池、所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述用电模块的放电过程交替进行,以将所述动力电池的放电电压进行升压后再对所述供电模块进行放电。
21.如权利要求20所述的放电方法,其特征在于,所述根据用电模块的电压和所述动力电池的电压选择放电方式,包括:
当检测到所述动力电池的最低输出电压高于所述用电模块的用电电压时选择降压充电方式;
控制所述第一开关模块、所述第二开关模块、所述三相逆变器以及所述升压模块使所述动力电池输出直流电,并使所述述动力电池按照所选择的放电方式对所述用电模块进行放电,包括:
控制所述升压模块、所述第一开关模块、所述第二开关模块以及所述三相逆变器,使所述动力电池对所述储能模块、所述三相交流电机的三相线圈以及所述用电模块的储能过程以及所述储能模块和所述三相交流电机的三相线圈对所述用电模块的放电过程交替进行,以将所述动力电池的放电电压进行降压后再对所述供电模块进行放电。
22.一种车辆,其特征在于,所述车辆还包括权利要求1至7任意一项所述电机控制电路。
23.如权利要求22所述的车辆,其特征在于,所述三相交流电机包括电机轴、定子组件以及电机壳体,所述电机轴上连接所述定子组件,所述定子组件设置于所述电机壳体内,所述电机壳体上设有换热介质入口和换热介质出口,所述电机壳体与所述定子组件之间设有换热介质通道,所述换热介质通道连接所述换热介质入口和所述换热介质出口。
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