CN112104050A - 一种车载充电机控制架构、车载充电机以及车辆 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种车载充电机控制架构包括：交流转直流ACDC变换器、第一直流转直流DCDC变换器、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU和控制模块。本申请实施例提供的车载充电机控制架构简单高效，通过控制模块即可实现多种功能。若需要增加新的功能，仅需要调整控制模块的内部算法和匹配相应的电路模块即可，更容易满足多样化的用户需求。本申请实施例还提供相应的车载充电机和车辆。

Description

一种车载充电机控制架构、车载充电机以及车辆
技术领域
本申请实施例涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车载充电机控制架构、车载充电机以及车辆。
背景技术
新能源汽车具有节能减排的优点，受到了各国政府及企业的高度重视。新能源汽车可以通过动力电池驱动电机实现行驶功能。按照充电机是否安装在车上，充电机分为车载充电机和非车载充电机。
其中，车载充电机需要满足多样的用户需求。例如，车载充电机能够给充电电池充电，还要能够给车上的蓄电池充电，以供电给车上的电子设备以及车机***。车载充电机还需要能够为动力电池实现正常充电和快速充电等多种充电模式。在一些情况下，车载充电机还需要具有反向充电功能，即动力电池给接入车载充电机的交流源充电。
然而，目前的车载充电机仅实现正常充电和反向充电就需要三个控制器。要实现更多功能只能增加更多的控制器，协同工作逻辑复杂，实时性较差。
发明内容
本申请实施例提供了一种车载充电机控制架构、车载充电机以及车辆，用于解决目前车载充电机实现多样化的用户需求时，控制器数量多，协同工作逻辑复杂，实时性较差的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种车载充电机控制架构，包括：交流转直流ACDC变换器，所述ACDC变换器的第一端耦合交流源；第一直流转直流DCDC变换器，所述第一DCDC变换器的第一端耦合所述ACDC变换器的第二端，所述第一DCDC变换器的第二端耦合动力电池；控制模块，所述控制模块耦合所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器的控制端，用于控制所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器实现所述交流源对所述动力电池的充电功能或实现所述动力电池对所述交流源的反向充电功能；第二DCDC变换器，所述动力电池通过所述第二DCDC变换器耦合蓄电池；所述控制模块耦合所述第二DCDC变换器，用于控制所述第二DCDC变换器实现所述动力电池对所述蓄电池的充电功能；电源分配单元PDU，直流源通过所述PDU耦合所述动力电池；所述控制模块耦合所述PDU，用于控制所述PDU实现所述直流源对所述动力电池的快速充电功能。在本申请实施例中，该车载充电机控制架构简单高效，通过控制模块即可实现多种功能。若需要增加新的功能，仅需要更新控制模块的内部算法和增加相应的电路模块即可，更容易满足多样化的用户需求。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述控制模块包括第一控制器、第二控制器和第三控制器；所述第一控制器耦合所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器的控制端，用于控制所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器实现所述交流源对所述动力电池的充电功能或实现所述动力电池对所述交流源的反向充电功能；所述第二控制器耦合所述第二DCDC变换器，用于控制所述第二DCDC变换器实现所述动力电池对所述蓄电池的充电功能；所述第三控制器耦合所述PDU，用于控制所述PDU实现所述直流源对所述动力电池的快速充电功能。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一控制器分别与所述第二控制器和所述第三控制器耦合，用于协同工作；或所述第二控制器分别与所述第一控制器和所述第三控制器耦合，用于协同工作；或所述第三控制器分别与所述第一控制器和所述第二控制器耦合，用于协同工作；或所述控制模块还包括第四控制器，所述第四控制器分别与所述第一控制器、所述第二控制器、所述第三控制器耦合，用于协同工作。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述控制模块包括第一控制器和第二控制器；所述第一控制器耦合所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器的控制端，用于控制所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器实现所述交流源对所述动力电池的充电功能或实现所述动力电池对所述交流源的反向充电功能；所述第二控制器耦合所述第二DCDC变换器，用于控制所述第二DCDC变换器实现所述动力电池对所述蓄电池的充电功能；所述第二控制器还耦合所述PDU，还用于控制所述PDU实现所述直流源对所述动力电池的快速充电功能。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述控制模块包括第一控制器和第二控制器；所述第一控制器耦合所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器的控制端，用于控制所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器实现所述交流源对所述动力电池的充电功能或实现所述动力电池对所述交流源的反向充电功能；所述第一控制器还耦合所述第二DCDC变换器，还用于控制所述第二DCDC变换器实现所述动力电池对所述蓄电池的充电功能；所述第二控制器耦合所述PDU，用于控制所述PDU实现所述直流源对所述动力电池的快速充电功能。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述控制模块包括第一控制器和第二控制器；所述第一控制器耦合所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器的控制端，用于控制所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器实现所述交流源对所述动力电池的充电功能或实现所述动力电池对所述交流源的反向充电功能；所述第二控制器耦合所述第二DCDC变换器，用于控制所述第二DCDC变换器实现所述动力电池对所述蓄电池的充电功能；所述第一控制器还耦合所述PDU，还用于控制所述PDU实现所述直流源对所述动力电池的快速充电功能。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一控制器和所述第二控制器耦合，用于协同工作；或所述控制模块还包括第三控制器，所述第三控制器分别与所述第一控制器、所述第二控制器耦合，用于协同工作。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述ACDC变换器包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管组成的第一全桥整流电路和第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管组成的第二全桥整流电路；所述第一全桥整流电路和所述第二全桥整流电路耦合。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一全桥整流电路和所述第二全桥整流电路的耦合处并联有第一滤波电容。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第一DCDC变换器包括第一变压器和第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管组成的第三全桥整流电路；所述第一变压器的一端耦合所述ACDC变换器的第二端，所述第一变压器的另一端耦合所述第三全桥整流电路的第一端；所述第三全桥整流电路的第二端耦合所述动力电池。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第三全桥整流电路的第二端和所述动力电池的耦合处并联有第二滤波电容。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述第二DCDC变换器包括第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管和第十六开关管组成的第四全桥整流电路，第二变压器，第一二极管，第二二极管，电感和第三电容；所述第四全桥整流电路的一端耦合所述动力电池，另一端耦合所述第二变压器的第一端；所述第二变压器的第二端通过所述第一二极管和所述电感耦合所述蓄电池；所述第二变压器第二端的绕组中点耦合所述第二二极管的第一端，所述第二二极管的第二端耦合在所述蓄电池和所述第一二极管的耦合处；所述第三电容与所述蓄电池并联。
结合第一方面，在一种可能的实现方式中，所述ACDC变换器为双向ACDC变换器或单向ACDC变换器；所述第一DCDC变换器为双向DCDC变换器或单向DCDC变换器；所述第二DCDC变换器为双向DCDC变换器或单向DCDC变换器。
第二方面，本申请实施例提供一种车载充电机，该车载充电机内部包括如上述第一方面的车载充电机控制架构。
第三方面，本申请实施例提供一种车辆，该车辆内部包括如上述第二方面的车载充电机。
附图说明
图1为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例一的示意图；
图2为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例二的示意图；
图3为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例三的示意图；
图4为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例四的示意图；
图5为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例五的示意图；
图6为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例六的示意图；
图7为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例七的示意图；
图8为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例八的示意图；
图9为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例九的示意图；
图10为本申请提供车载充电机控制架构的应用例示意图；
图11为本申请实施例提供的一种车辆的示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种车载充电机控制架构、车载充电机以及车辆，用于解决目前车载充电机实现多样化的用户需求时，控制器数量多，协同工作逻辑复杂，实时性较差的技术问题。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“对应于”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
新能源汽车具有节能减排的优点，受到了各国政府及企业的高度重视。作为连接电网和动力电池的转换设备，高效灵活的车载充电机可直接影响客户体验。
为了减小充电机体积，节省成本和空间，现有的车载充电机大都采用二合一、三合一设计。二合一的设计集成了车载充电机(on board charger，OBC)和DCDC模块。在二合一设计的基础上增加电源分配单元(power distribution unit，PDU)即为三合一设计。
然而，现有的二合一设计或三合一设计，控制***较为复杂，逻辑架构不利于推广，***灵活性比较差。
有鉴于此，本申请实施例提供一种车载充电机控制架构、车载充电机以及车辆，用于解决目前车载充电机实现多样化的用户需求时，控制器数量多，协同工作逻辑复杂，实时性较差的技术问题。
实施例一
图1为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例一的示意图。该车载充电机控制架构包括：交流转直流ACDC变换器、第一直流转直流DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源和控制模块。
在本申请实施例中，交流侧电源可以是电网、充电桩、光伏电池板等电源，在实际应用中，交流侧电源还可以是其他类型的电源或多种类型电源的组合，本申请实施例对此不做限定。可以理解的是，在本申请实施例中，交流侧电源可以是支持反向充电的电源，即动力电池可以通过第一DCDC变换器和ACDC变换器对该交流侧电源进行充电。
在本申请实施例中，ACDC变换器可以是能够将交流电转换为直流电的装置，例如变压器等，本申请实施例对此不做限定。ACDC变换器的交流侧耦合连接交流侧电源，直流侧耦合连接第一DCDC变换器，用于将交流侧电源的电能传输至第一DCDC变换器，或者将第一DCDC变换器的电能传输至交流侧电源。在一些实施例中，ACDC变换器可以是正向ACDC变换器，用于将电能正向传输，例如图1中从左往右传输电能。在另一些实施例中，ACDC变换器可以是反向ACDC变换器，用于将电能反向传输，例如图1中从右往左传输。在另一些实施例中，ACDC变换器还可以是双向ACDC变换器，用于将电能正向传输或反向传输。
在本申请实施例中，第一DCDC变换器可以是能够将直流电转换为直流电的装置，例如汇流箱、升压装置、降压装置等，本申请实施例对此不做限定。第一DCDC变换器的一侧耦合连接ACDC变换器，另一侧耦合连接动力电池，用于将ACDC变换器的电能传输至动力电池，或者将动力电池的电能传输至ACDC变换器。在一些实施例中，第一DCDC变换器可以是正向DCDC变换器，用于将电能正向传输，例如图1中从左往右传输电能。在另一些实施例中，第一DCDC变换器可以是反向DCDC变换器，用于将电能反向传输，例如图1中从右往左传输。在另一些实施例中，第一DCDC变换器还可以是双向DCDC变换器，用于将电能正向传输或反向传输。
在本申请实施例中，动力电池可以是用于给车辆电动机提供电力的电池。示例性的，动力电池可以为阀口密封式铅酸蓄电池、敞口式管式铅酸蓄电池或磷酸铁锂蓄电池。动力电池的一个或多个电池组可被配置为电源为车辆的电动机提供电力。
在本申请实施例中，第二DCDC变换器可以是能够实现直流电转换为直流电的装置，本申请实施例对此不做限定。该第二DCDC变换器可以是隔离型的，也可以是非隔离型的。第二DCDC变换器的一侧耦合连接动力电池，另一侧耦合连接蓄电池，用于将动力电池的电能传输至蓄电池。在一些实施例中，第二DCDC变换器可以是正向DCDC变换器，用于将电能正向传输，例如图1中将电能从动力电池传输至蓄电池。在另一些实施例中，第二DCDC变换器可以是反向DCDC变换器，用于将电能反向传输，例如图1中将电能从蓄电池传输至动力电池。在另一些实施例中，第二DCDC变换器还可以是双向DCDC变换器，用于将电能正向传输或反向传输。
在本申请实施例中，蓄电池可以是用于给车辆各个组件提供电力的电池。示例性的，蓄电池可以为可再充电锂离子或铅酸电池。蓄电池的一个或多个电池组可被配置为电源为车辆的各种组件提供电力。
在本申请实施例中，PDU可以是用于分配电源的装置。PDU的电源侧耦合连接直流源，PDU的负载侧耦合连接动力电池。PDU可被配置为接通状态，使得直流源为动力电池快速充电，实现快速功能。
在一些实施例中，控制模块可以包括集成芯片、处理器、上位机等，可以是多个集成芯片的组合或者多个处理器的组合，本申请实施例对此不做限定。示例性的，该控制模块包括一个集成芯片，该集成芯片具有多个输入输出端口，分别耦合连接ACDC变换器和第一DCDC变换器，用于控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将交流侧电源的电能传输至动力电池(正常充电功能)，或者控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至交流侧电源(反向充电功能)。该集成芯片还可以耦合连接第二DCDC变换器，用于控制第二DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至蓄电池(蓄电池充电功能)。该集成芯片还可以耦合连接PDU，用于控制PDU实现将直流源的电能传输至动力电池(快速充电功能)。在实际应用中，集成芯片还可以耦合连接其他功能单元以实现相关的功能，本申请实施例对此不做限定。
以下将对上述的功能做详细的介绍：
1、正常充电功能；
在本申请实施例中，控制模块可以控制ACDC变换器和第一DCDC变换器正向导通，使得交流侧电源的电能可以传输至动力电池，实现正常充电功能。实现此功能时，ACDC变换器可以是双向ACDC变换器或正向ACDC变换器，第一DCDC变换器可以是双向DCDC变换器或正向DCDC变换器。
2、反向充电功能；
在本申请实施例中，控制模块可以控制ACDC变换器和第一DCDC变换器反向导通，使得动力电池的电能可以传输至交流侧电源，实现反向充电功能。实现此功能时，ACDC变换器可以是双向ACDC变换器或反向ACDC变换器，第一DCDC变换器可以是双向DCDC变换器或反向DCDC变换器。
3、蓄电池充电功能；
在本申请实施例中，控制模块可以控制第二DCDC变换器导通，使得动力电池的电能可以传输至蓄电池，实现蓄电池充电功能。实现此功能时，第二DCDC变换器可以是双向DCDC变换器或正向DCDC变换器。
4、母线电容预充功能；
在本申请实施例中，控制模块可以控制第二DCDC变换器反向导通，使得蓄电池的电能可以传输至动力电池，实现母线电容预充功能。具体地，一些动力电池的母线并联有母线电容。本申请实施例中控制模块可以控制第二DCDC变换器反向导通后，蓄电池能够通过动力电池对该母线电容进行预充电，使得动力电池接通电源的瞬间，不会因冲击电流过大导致元器件损坏。实现此功能时，第二DCDC变换器可以是双向DCDC变换器或反向DCDC变换器。
5、快速充电功能；
在本申请实施例中，控制模块可以控制PDU导通，使得直流源的电能可以传输至动力电池，实现快速充电功能。可以理解的是，直流源可以采用快速充电的协议，以快速充电的电压和电流标准传输电能，相应地，动力电池支持快速充电的协议。
在实现上述功能时，控制模块中包含对应的算法，相应的电路模块(例如ACDC变换器、第一DCDC变换器和第二DCDC变换器)采用合适的类型。若需要实现其他新增的功能，则可以增加新的电路模块或改用合适的电路模块类型，控制模块中设置对应的算法即可。
在一些实施例中，控制模块可以包括一个或多个处理器以及存储器。其中，该一个或多个处理器可以耦合连接ACDC变换器、第一DCDC变换器、第二DCDC变换器和PDU，该存储器中存储有指令，该指令被一个或多个处理器执行时可以实现如上述实施例的正常充电功能、反向充电功能、蓄电池充电功能和快速充电功能。
在一些实施例中，控制模块可以由一个或多个控制器组成，每个控制器实现各自的功能，如下面各个实施例所述。
实施例二
图2为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例二的示意图。该车载充电机控制架构包括：ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源和第一控制器、第二控制器。
在本申请实施例中，ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源与前述实施例一类似，此处不再赘述。
在本申请实施例中，第一控制器耦合连接ACDC变换器和第一DCDC变换器，用于控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将交流侧电源的电能传输至动力电池(正常充电功能)，或者控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至交流侧电源(反向充电功能)。
在本申请实施例中，第二控制器耦合连接第二DCDC变换器，用于控制第二DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至蓄电池(蓄电池充电功能)。第二控制器还耦合连接PDU，用于控制PDU实现将直流源的电能传输至动力电池(快速充电功能)。
在一些实施例中，第一控制器和第二控制器之间通过协议相互协同工作。在另一些实施例中，第一控制器作为主控制器，第二控制器作为副控制器，第一控制器可以下发指令至第二控制器，以指示第二控制器工作，实现两个控制器的协同工作。在另一些实施例中，第二控制器作为主控制器，第一控制器作为副控制器，第二控制器可以下发指令至第一控制器，以指示第一控制器工作，实现两个控制器的协同工作。
实施例三
图3为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例三的示意图。该车载充电机控制架构包括：ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源和第一控制器、第二控制器。
在本申请实施例中，ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源与前述实施例一类似，此处不再赘述。
在本申请实施例中，第一控制器耦合连接ACDC变换器和第一DCDC变换器，用于控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将交流侧电源的电能传输至动力电池(正常充电功能)，或者控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至交流侧电源(反向充电功能)。
在本申请实施例中，第一控制器还耦合连接第二DCDC变换器，用于控制第二DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至蓄电池(蓄电池充电功能)。
在本申请实施例中，第二控制器耦合连接PDU，用于控制PDU实现将直流源的电能传输至动力电池(快速充电功能)。
在一些实施例中，第一控制器和第二控制器之间通过协议相互协同工作。在另一些实施例中，第一控制器作为主控制器，第二控制器作为副控制器，第一控制器可以下发指令至第二控制器，以指示第二控制器工作，实现两个控制器的协同工作。在另一些实施例中，第二控制器作为主控制器，第一控制器作为副控制器，第二控制器可以下发指令至第一控制器，以指示第一控制器工作，实现两个控制器的协同工作。
实施例四
图4为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例四的示意图。该车载充电机控制架构包括：ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源和第一控制器、第二控制器。
在本申请实施例中，ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源与前述实施例一类似，此处不再赘述。
在本申请实施例中，第一控制器耦合连接ACDC变换器和第一DCDC变换器，用于控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将交流侧电源的电能传输至动力电池(正常充电功能)，或者控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至交流侧电源(反向充电功能)。
在本申请实施例中，第一控制器还耦合连接PDU，用于控制PDU实现将直流源的电能传输至动力电池(快速充电功能)。
在本申请实施例中，第二控制器耦合连接第二DCDC变换器，用于控制第二DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至蓄电池(蓄电池充电功能)。
在一些实施例中，第一控制器和第二控制器之间通过协议相互协同工作。在另一些实施例中，第一控制器作为主控制器，第二控制器作为副控制器，第一控制器可以下发指令至第二控制器，以指示第二控制器工作，实现两个控制器的协同工作。在另一些实施例中，第二控制器作为主控制器，第一控制器作为副控制器，第二控制器可以下发指令至第一控制器，以指示第一控制器工作，实现两个控制器的协同工作。
实施例五
图5为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例五的示意图。该车载充电机控制架构包括：ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源、第一控制器、第二控制器和第三控制器。
在本申请实施例中，ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源与前述实施例一类似，此处不再赘述。
在本申请实施例中，第一控制器和第二控制器与前述实施例二类似，此处不再赘述。
在本申请实施例中，第三控制器耦合连接第一控制器和第二控制器，用于下发指令至第一控制器或第二控制器，以指示第一控制器或第二控制器工作，实现协同工作。
可以理解的是，在实施例三和实施例四的一些实施例中也可以通过增加与实施例五中类似的第三控制器来实现协同工作，本申请实施例不再赘述。
实施例六
图6为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例六的示意图。该车载充电机控制架构包括：ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源、第一控制器、第二控制器和第三控制器。
在本申请实施例中，ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源与前述实施例一类似，此处不再赘述。
在本申请实施例中，第一控制器耦合连接ACDC变换器和第一DCDC变换器，用于控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将交流侧电源的电能传输至动力电池(正常充电功能)，或者控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至交流侧电源(反向充电功能)。
在本申请实施例中，第二控制器耦合连接第二DCDC变换器，用于控制第二DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至蓄电池(蓄电池充电功能)。
在本申请实施例中，第三控制器耦合连接PDU，用于控制PDU实现将直流源的电能传输至动力电池(快速充电功能)。
在本申请实施例中，第三控制器还耦合连接第一控制器和第二控制器，用于下发指令至第一控制器或第二控制器，以指示第一控制器或第二控制器工作，实现协同工作。
实施例七
图7为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例七的示意图。该车载充电机控制架构包括：ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源、第一控制器、第二控制器和第三控制器。
在本申请实施例中，ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源与前述实施例一类似，此处不再赘述。
在本申请实施例中，第一控制器耦合连接ACDC变换器和第一DCDC变换器，用于控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将交流侧电源的电能传输至动力电池(正常充电功能)，或者控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至交流侧电源(反向充电功能)。
在本申请实施例中，第二控制器耦合连接第二DCDC变换器，用于控制第二DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至蓄电池(蓄电池充电功能)。
在本申请实施例中，第三控制器耦合连接PDU，用于控制PDU实现将直流源的电能传输至动力电池(快速充电功能)。
在本申请实施例中，第一控制器还耦合连接第二控制器和第三控制器，用于下发指令至第二控制器或第三控制器，以指示第二控制器或第三控制器工作，实现协同工作。
实施例八
图8为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例八的示意图。该车载充电机控制架构包括：ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源、第一控制器、第二控制器和第三控制器。
在本申请实施例中，ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源与前述实施例一类似，此处不再赘述。
在本申请实施例中，第一控制器耦合连接ACDC变换器和第一DCDC变换器，用于控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将交流侧电源的电能传输至动力电池(正常充电功能)，或者控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至交流侧电源(反向充电功能)。
在本申请实施例中，第二控制器耦合连接第二DCDC变换器，用于控制第二DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至蓄电池(蓄电池充电功能)。
在本申请实施例中，第三控制器耦合连接PDU，用于控制PDU实现将直流源的电能传输至动力电池(快速充电功能)。
在本申请实施例中，第二控制器还耦合连接第一控制器和第三控制器，用于下发指令至第一控制器或第三控制器，以指示第一控制器或第三控制器工作，实现协同工作。
实施例九
图9为本申请提供的车载充电机控制架构的实施例九的示意图。该车载充电机控制架构包括：ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源、第一控制器、第二控制器、第三控制器和第四控制器。
在本申请实施例中，ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源与前述实施例一类似，此处不再赘述。
在本申请实施例中，第一控制器耦合连接ACDC变换器和第一DCDC变换器，用于控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将交流侧电源的电能传输至动力电池(正常充电功能)，或者控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至交流侧电源(反向充电功能)。
在本申请实施例中，第二控制器耦合连接第二DCDC变换器，用于控制第二DCDC变换器实现将动力电池的电能传输至蓄电池(蓄电池充电功能)。
在本申请实施例中，第三控制器耦合连接PDU，用于控制PDU实现将直流源的电能传输至动力电池(快速充电功能)。
在本申请实施例中，第四控制器耦合连接第一控制器、第二控制器和第三控制器，用于下发指令至第一控制器、第二控制器或第三控制器，以指示第一控制器、第二控制器或第三控制器工作，实现协同工作。
可以理解的是，上述各个实施例中，协同工作的含义可以是保证上述各项功能之间相互不会冲突。
上述各个实施例列举了控制模块包括两个控制器、三个控制器的情况，在实际应用中，控制模块还可以包括四个控制器、五个控制器或以上，本申请实施例对此不再赘述。
根据以上各个实施例，本申请提供车载充电机控制架构的应用例如图10所示。图10为本申请提供车载充电机控制架构的应用例示意图。该车载充电机控制架构包括：ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源、第一控制器、第二控制器和第三控制器。
ACDC变换器、第一DCDC变换器、动力电池、第二DCDC变换器、蓄电池、电源分配单元PDU、直流电源、交流侧电源、第一控制器、第二控制器和第三控制器与前述实施例六类似，其中，交流转直流ACDC变换器、第一DCDC变换器和第二DCDC变换器的具体结构如下：
ACDC变换器包括第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4组成的第一全桥整流电路和第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7、第八开关管Q8组成的第二全桥整流电路；所述第一全桥整流电路和所述第二全桥整流电路耦合。所述第一全桥整流电路和所述第二全桥整流电路的耦合处并联有第一滤波电容C1。
第一DCDC变换器包括第一变压器T1和第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11、第十二开关管Q12组成的第三全桥整流电路；所述第一变压器T1的一端耦合所述ACDC变换器的第二端，所述第一变压器T1的另一端耦合所述第三全桥整流电路的第一端；所述第三全桥整流电路的第二端耦合所述动力电池。所述第三全桥整流电路的第二端和所述动力电池的耦合处并联有第二滤波电容C2。
第二DCDC变换器包括第十三开关管Q13、第十四开关管Q14、第十五开关管Q15和第十六开关管Q16组成的第四全桥整流电路，第二变压器T2，第一二极管D1，第二二极管D2，电感L和第三电容C3；所述第四全桥整流电路的一端耦合所述动力电池，另一端耦合所述第二变压器T2的第一端；所述第二变压器T2的第二端通过所述第一二极管D1和所述电感L耦合所述蓄电池；所述第二变压器T2第二端的绕组中点耦合所述第二二极管D2的第一端，所述第二二极管D2的第二端耦合在所述蓄电池和所述第一二极管D1的耦合处；所述第三电容C3与所述蓄电池并联。
在本应用例中，第一控制器可以耦合连接第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第七开关管Q7和第八开关管Q8，通过控制上述开关管的导通与关闭来控制ACDC变换器。第一控制器还可以耦合连接第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11、第十二开关管Q12，用于通过控制上述开关管的导通与关闭来控制第一DCDC变换器。
在本应用例中，第二控制器可以耦合连接第十三开关管Q13、第十四开关管Q14、第十五开关管Q15和第十六开关管Q16，用于通过上述开关管的导通与关闭来控制第二DCDC变换器。
图11为本申请实施例提供的一种车辆的示意图。该车辆1内部包括：电动机2、动力电池3、蓄电池4、第二DCDC变换器5、电源分配单元PDU8、ACDC变换器和第一DCDC变换器的组合单元11、控制模块12。其中，动力电池3为电动机2提供电力，以使得电动机2带动车辆行驶。
在本申请实施例中，动力电池3、蓄电池4、第二DCDC变换器5、电源分配单元PDU8、ACDC变换器和第一DCDC变换器的组合单元11、控制模块12与前述各个实施例中的描述类似，此处不再赘述。
在车辆1的外壳上设置有直流充电端7和交流充电端10。其中，直流充电端7用于连接直流电源6，交流充电端10用于连接交流侧电源9。
当交流侧电源9通过交流充电端连接到ACDC变换器和第一DCDC变换器的组合单元11后，控制模块12可以检测到车辆1已连接交流侧电源9。此时控制模块可以控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将交流侧电源9的电能传输至动力电池3(正常充电功能)，或者控制ACDC变换器和第一DCDC变换器实现将动力电池3的电能传输至交流侧电源9(反向充电功能)。
当直流电源6通过直流充电端7连接到PDU8后，控制模块12可以检测到车辆1已连接直流电源6。此时控制模块可以控制PDU8实现将直流源的电能传输至动力电池(快速充电功能)。
当控制模块12检测到蓄电池4的剩余电量少于预设值时，控制模块12可以控制第二DCDC变换器5实现将动力电池3的电能传输至蓄电池4(蓄电池充电功能)。
本申请实施例还提供一种车载充电机，该车载充电机包括上述任一实施例提供的车载充电机控制架构。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的***，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***，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***，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。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元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全部或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(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

Claims (15)

1.一种车载充电机控制架构，其特征在于，包括：
交流转直流ACDC变换器，所述ACDC变换器的第一端耦合交流源；
第一直流转直流DCDC变换器，所述第一DCDC变换器的第一端耦合所述ACDC变换器的第二端，所述第一DCDC变换器的第二端耦合动力电池；
控制模块，所述控制模块耦合所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器的控制端，用于控制所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器实现所述交流源对所述动力电池的充电功能或实现所述动力电池对所述交流源的反向充电功能；
第二DCDC变换器，所述动力电池通过所述第二DCDC变换器耦合蓄电池；
所述控制模块耦合所述第二DCDC变换器，用于控制所述第二DCDC变换器实现所述动力电池对所述蓄电池的充电功能；
电源分配单元PDU，直流源通过所述PDU耦合所述动力电池；
所述控制模块耦合所述PDU，用于控制所述PDU实现所述直流源对所述动力电池的快速充电功能。
2.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述控制模块包括第一控制器、第二控制器和第三控制器；
所述第一控制器耦合所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器的控制端，用于控制所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器实现所述交流源对所述动力电池的充电功能或实现所述动力电池对所述交流源的反向充电功能；
所述第二控制器耦合所述第二DCDC变换器，用于控制所述第二DCDC变换器实现所述动力电池对所述蓄电池的充电功能；
所述第三控制器耦合所述PDU，用于控制所述PDU实现所述直流源对所述动力电池的快速充电功能。
3.根据权利要求2所述的架构，其特征在于，所述第一控制器分别与所述第二控制器和所述第三控制器耦合，用于协同工作；或
所述第二控制器分别与所述第一控制器和所述第三控制器耦合，用于协同工作；或
所述第三控制器分别与所述第一控制器和所述第二控制器耦合，用于协同工作；或
所述控制模块还包括第四控制器，所述第四控制器分别与所述第一控制器、所述第二控制器、所述第三控制器耦合，用于协同工作。
4.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述控制模块包括第一控制器和第二控制器；
所述第一控制器耦合所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器的控制端，用于控制所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器实现所述交流源对所述动力电池的充电功能或实现所述动力电池对所述交流源的反向充电功能；
所述第二控制器耦合所述第二DCDC变换器，用于控制所述第二DCDC变换器实现所述动力电池对所述蓄电池的充电功能；
所述第二控制器还耦合所述PDU，还用于控制所述PDU实现所述直流源对所述动力电池的快速充电功能。
5.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述控制模块包括第一控制器和第二控制器；
所述第一控制器耦合所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器的控制端，用于控制所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器实现所述交流源对所述动力电池的充电功能或实现所述动力电池对所述交流源的反向充电功能；
所述第一控制器还耦合所述第二DCDC变换器，还用于控制所述第二DCDC变换器实现所述动力电池对所述蓄电池的充电功能；
所述第二控制器耦合所述PDU，用于控制所述PDU实现所述直流源对所述动力电池的快速充电功能。
6.根据权利要求1所述的架构，其特征在于，所述控制模块包括第一控制器和第二控制器；
所述第一控制器耦合所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器的控制端，用于控制所述ACDC变换器和所述第一DCDC变换器实现所述交流源对所述动力电池的充电功能或实现所述动力电池对所述交流源的反向充电功能；
所述第二控制器耦合所述第二DCDC变换器，用于控制所述第二DCDC变换器实现所述动力电池对所述蓄电池的充电功能；
所述第一控制器还耦合所述PDU，还用于控制所述PDU实现所述直流源对所述动力电池的快速充电功能。
7.根据权利要求4至6任意一项所述的架构，其特征在于，所述第一控制器和所述第二控制器耦合，用于协同工作；或
所述控制模块还包括第三控制器，所述第三控制器分别与所述第一控制器、所述第二控制器耦合，用于协同工作。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的架构，其特征在于，所述ACDC变换器包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管组成的第一全桥整流电路和第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管组成的第二全桥整流电路；
所述第一全桥整流电路和所述第二全桥整流电路耦合。
9.根据权利要求8所述的架构，其特征在于，所述第一全桥整流电路和所述第二全桥整流电路的耦合处并联有第一滤波电容。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的架构，其特征在于，所述第一DCDC变换器包括第一变压器和第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第十二开关管组成的第三全桥整流电路；
所述第一变压器的一端耦合所述ACDC变换器的第二端，所述第一变压器的另一端耦合所述第三全桥整流电路的第一端；
所述第三全桥整流电路的第二端耦合所述动力电池。
11.根据权利要求10所述的架构，其特征在于，所述第三全桥整流电路的第二端和所述动力电池的耦合处并联有第二滤波电容。
12.根据权利要求1至11任意一项所述的架构，其特征在于，所述第二DCDC变换器包括第十三开关管、第十四开关管、第十五开关管和第十六开关管组成的第四全桥整流电路，第二变压器，第一二极管，第二二极管，电感和第三电容；
所述第四全桥整流电路的一端耦合所述动力电池，另一端耦合所述第二变压器的第一端；
所述第二变压器的第二端通过所述第一二极管和所述电感耦合所述蓄电池；
所述第二变压器第二端的绕组中点耦合所述第二二极管的第一端，所述第二二极管的第二端耦合在所述蓄电池和所述第一二极管的耦合处；
所述第三电容与所述蓄电池并联。
13.根据权利要求1至12任意一项所述的架构，其特征在于，所述ACDC变换器为双向ACDC变换器或单向ACDC变换器；
所述第一DCDC变换器为双向DCDC变换器或单向DCDC变换器；
所述第二DCDC变换器为双向DCDC变换器或单向DCDC变换器。
14.一种车载充电机，其特征在于，包括如权利要求1至13任意一项所述的车载充电机控制架构。
15.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求14所述的车载充电机。
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