CN112389231A - 能量转换装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种能量转换装置及车辆，能量转换装置包括可逆PWM整流器、电机线圈和功率开关模块，外部的电池与可逆PWM整流器和电机线圈形成驱动回路，外部的直流口通过能量转换装置与外部的电池形成直流充电电路，外部的直流口通过能量转换装置与外部的电池形成直流放电电路，通过驱动回路驱动电机输出功率，通过直流放电电路或者直流充电电路对外进行放电或者接收充电，并且驱动回路、直流充电回路和直流放电回路中均采用可逆PWM整流器以及电机，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。

Description

能量转换装置及车辆

技术领域

本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种能量转换装置及车辆。

背景技术

随着电动车辆的不断普及，越来越多的电动车辆将进入社会和家庭，为人们的出行带来很大便利，各地充电站建设的相关补贴政策也在规划甚至已经出台，充电基础设施无论是数量还是分布范围都有了很大提高。但是由于纯电动车辆续驶里程的限制，车辆使用者十分关心车辆由于动力电源耗尽而抛锚的问题。虽然许多车辆制造企业都通过车辆仪表或者其他方式提醒车辆驾驶员电池剩余电量信息和电量过低报警信息，但是不可避免的会出现车辆剩余电量不能满足车辆行驶到充电设施位置或者驾驶员无意识的把车辆电量耗尽的情况。

为了避免该问题影响车辆使用者对纯电动车辆使用的体验，甚至影响纯电动车辆的使用和推广，有必要开发移动供电设备对车辆进行充电的技术，满足车辆在电量耗尽或者电量低至车辆储能装置不再输出的情况下对车辆补充电能的需要。

发明内容

本申请的目的在于提供一种能量转换装置、充放电方法及车辆，能够实现对用电设备进行放电以及接收供电设备的充电。

本申请是这样实现的，本申请第一方面提供一种能量转换装置，包括可逆PWM整流器、电机线圈和功率开关模块，所述可逆PWM整流器以及所述功率开关模块并联连接，所述电机线圈分别与所述可逆PWM整流器、所述功率开关模块连接；

外部的直流口通过所述能量转换装置与外部的电池形成直流充电电路或者直流放电电路，外部的电池与所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器和所述电机线圈形成驱动回路；其中，所述电机线圈以及所述功率开关模块、所述可逆PWM整流器均与外部的直流口连接，所述可逆PWM整流器、所述功率开关模均与外部的电池连接。

本申请第二方面提供一种车辆，所述车辆还包括第一方面提供的所述能量转换装置。

本申请提出了一种能量转换装置及车辆，通过采用包括可逆PWM整流器、电机线圈、功率开关模块的能量转换装置，使得该能量转换装置工作于驱动模式、充电模式以及放电模式，当工作于驱动模式时，外部的电池与可逆PWM整流器和电机线圈形成驱动回路，当工作于充电模式时，外部的直流口通过能量转换装置与外部的电池形成直流充电电路，当工作于放电模式时，外部的直流口通过能量转换装置与外部的电池形成直流放电电路，通过驱动回路驱动电机输出功率，通过直流放电电路或者直流充电电路对外进行放电或者接收充电，实现了在外部的电池电量不足时接收直流供电设备的充电，以及在外部的电池电量充足时向直流用电设备进行放电，并且驱动回路、直流充电回路和直流放电回路中均采用可逆PWM整流器以及电机，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。

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能量转换装置的结构示意图；

图2是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一结构示意图；

图3是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一结构示意图；

图4是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一结构示意图；

图5是本申请实施例一提供的一种能量转换装置中的电机的一结构示意图；

图6是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的电路图；

图7是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；

图8是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；

图9是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一结构示意图；

图10是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一结构示意图；

图11是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；

图12是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；

图13是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；

图14是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；

图15是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的电流流向示意图；

图16是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电流流向示意图；

图17是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电流流向示意图；

图18是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电流流向示意图；

图19是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电流流向示意图；

图20是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电流流向示意图；

图21是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电流流向示意图；

图22是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电流流向示意图；

图23是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电流流向示意图；

图24是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电流流向示意图；

图25是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的结构示意图；

图26是本申请实施例三提供的一种车辆的一结构示意图。

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能量转换装置，如图1所示，包括可逆PWM整流器102、电机线圈103和功率开关模块104，可逆PWM整流器102以及功率开关模块104并联连接，电机线圈103分别与可逆PWM整流器102、功率开关模块104连接；

外部的直流口105通过能量转换装置与外部的电池101形成直流充电电路或者直流放电电路，外部的电池101与能量转换装置中的可逆PWM整流器102和电机线圈103形成驱动回路；其中，电机线圈103以及功率开关模块104、可逆PWM整流器102均与外部的直流口105连接，可逆PWM整流器102、功率开关模均与外部的电池101连接。

其中，电机可以是同步电机(含无刷同步机)或者异步电机，电机中的电机线圈103的相数大于等于2(如三相电机、五相电机、六相电机、九相电机、十五相等等)，且电机线圈103的连接点形成中性点引出中性线，电机线圈103的中性线可以是多根数引出，具体电机线圈103的连接点数量取决于电机内部绕组并联结构，电机线圈103在电机内部的并联连接点的数量以及连接点形成中性点引出中性线的数量由实际方案的使用情况确定；可逆PWM整流器102包括多相桥臂，桥臂数量根据电机的相数进行配置，每相逆变器桥臂包括两个功率开关单元，功率开关单元可以是晶体管、IGBT、MOSFET管、SiC管等器件类型，桥臂中两个功率开关单元的连接点连接电机中的一相线圈，可逆PWM整流器102中的功率开关单元可以根据外部控制信号实现导通和关闭；功率开关模块104包括至少两个功率开关单元，功率开关模块104根据控制信号可以实现能量转换装置中不同的回路导通；外部的直流口105用于连接直流供电设备或者直流用电设备，可以接收直流供电设备输出的电流或者向直流用电设备输出电流，外部的电池101可以为车辆内的电池，例如动力电池等，能量转换装置还包括控制模块，控制模块分别与可逆PWM整流器102和功率开关模块104连接，并向可逆PWM整流器102和功率开关模块104块发送控制信号，控制模块可以包括整车控制器、可逆PWM整流器102的控制电路和BMS电池管理器电路，三者通过CAN线连接，控制模块中的不同模块根据所获取的信息控制功率开关模块104和可逆PWM整流器102中功率开关的导通和关断以实现不同电流回路的导通。

其中，该能量转换装置可以工作于驱动模式、直流充电模式和直流放电模式：

当该能量转换装置工作于驱动模式时，外部的电池101与可逆PWM整流器102和电机线圈103形成驱动回路，外部的电池101向可逆PWM整流器102提供直流电，可逆PWM整流器102将直流电逆变为三相交流电，并将三相交流电输入电机线圈103以驱动电机运转。

当该能量转换装置工作于直流充电模式时，外部的直流口105、能量转换装置、外部的电池101形成直流充电电路，外部直流口105连接直流供电设备，并为直流充电电路提供直流电源，当该能量转换装置工作于直流放电模式时，外部的电池101、能量转换装置、外部的直流口105形成直流放电电路，外部直流口105连接直流用电设备，直流放电电路为直流用电设备提供直流电源。

本申请实施例一种能量转换装置的技术效果在于：通过采用包括可逆PWM整流器102、电机线圈103、功率开关模块104的能量转换装置，使得该能量转换装置工作于驱动模式、充电模式以及放电模式，当工作于驱动模式时，外部的电池101与可逆PWM整流器102和电机线圈103形成驱动回路，当工作于充电模式时，外部的直流口105通过能量转换装置与外部的电池101形成直流充电电路，当工作于放电模式时，外部的直流口105通过能量转换装置与外部的电池101形成直流放电电路，通过驱动回路驱动电机输出功率，通过直流放电电路或者直流充电电路对外进行放电或者接收充电，实现了在外部的电池101电量不足时接收直流供电设备的充电，以及在外部的电池101电量充足时向直流用电设备进行放电，并且驱动回路、直流充电回路和直流放电回路中均采用电机线圈，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。

对于能量转换装置与外部的电池101、供电设备或者用电设备形成的电路结构包括以下实施方式：

作为第一种实施方式，外部的直流口105通过能量转换装置中的电机线圈103和功率开关模块104与外部的电池101形成充电电路或者放电电路。

其中，在直流充电模式下，外部的直流口105、电机线圈103、功率开关模块104与外部的电池101形成直流充电电路，在上述充电模式下，外部充电口连接直流供电设备，为直流充电电路提供直流电源，直流供电设备、电机线圈103、功率开关模块104形成储能回路，直流供电设备、电机线圈103、功率开关模块104、外部的电池101形成储能释放回路，直流充电电路包括储能回路和储能释放回路，在储能回路工作过程中，直流供电设备通过向储能回路输出电能将电能存储在电机线圈103中，在储能释放回路工作过程中，直流供电设备与电机线圈103一同通过储能释放回路为外部的电池101进行充电，实现了直流供电设备通过直流充电电路对外部的电池101进行充电的过程。

其中，在直流放电模式下，外部的电池101、功率开关模块104、电机线圈103、外部的直流口105形成直流放电电路，在上述放电模式下，外部直流口105连接直流用电设备，外部的电池101通过直流放电电路为直流用电设备提供直流电源，外部的电池101、功率开关模块104、电机线圈103形成储能回路，功率开关模块104、电机线圈103、直流用电设备形成储能释放回路，直流放电电路包括储能回路和储能释放回路，在储能回路工作过程中，外部的电池101通过向储能回路输出电能将电能存储在电机线圈103中，在储能释放回路工作过程中，电机线圈103为直流用电设备进行放电，实现了外部的电池101通过直流放电电路对直流用电设备进行放电的过程。

本申请第一种实施方式的技术效果在于：通过外部的直流口105、电机线圈103、功率开关模块104以及外部的电池101形成直流充电电路或者直流放电电路，使得该能量转换装置分时工作于驱动模式、充电模式以及放电模式，当工作于驱动模式时，外部的电池101与可逆PWM整流器102和电机线圈103形成驱动回路，当工作于充电模式时，外部的直流口105、电机线圈103、功率开关模块104与外部的电池101形成直流充电电路，当工作于放电模式时，外部的电池101、功率开关模块104、电机线圈103、外部的直流口105形成直流放电电路，通过驱动回路驱动电机输出功率，通过直流放电电路和直流充电电路对外进行放电和接收充电，实现了在外部的电池101电量不足时接收直流供电设备的充电，以及在外部的电池101电量充足时向直流用电设备进行放电，并且驱动回路、直流充电回路和直流放电回路中均采用电机线圈103，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，解决了现有控制电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题。

作为第二种实施方式，外部的直流口105连接直流供电设备时，直流供电设备通过能量转换装置中的电机线圈103和功率开关模块104与外部的电池101形成第一直流充电电路；直流供电设备通过能量转换装置中的电机线圈103、可逆PWM整流器102与外部的电池101形成第二直流充电电路；能量转换装置根据外部控制信号选择第一直流充电电路或者第二直流充电电路工作。

其中，直流供电设备、电机线圈103、功率开关模块104以及外部的电池101形成的第一直流充电电路的工作过程，请参见第一种实施方式，在此不再赘述。

其中，在直流充电模式下，直流供电设备、电机线圈103、可逆PWM整流器102以及外部的电池101形成第二直流充电电路，直流供电设备、电机线圈103、可逆PWM整流器102形成储能回路，直流供电设备、电机线圈103、可逆PWM整流器102以及外部的电池101形成储能释放回路，第二直流充电电路包括储能回路和储能释放回路，在储能回路工作过程中，直流供电设备通过向储能回路输出电能将电能存储在电机线圈103中，在储能释放回路工作过程中，直流供电设备与电机线圈103一同通过储能释放回路为外部的电池101进行充电，实现了直流供电设备通过第二直流充电电路对外部的电池101进行充电的过程。

其中，能量转换装置根据外部控制信号选择第一直流充电电路或者第二直流充电电路工作，是指能量转换装置根据外部控制信号通过控制功率开关模块104或者可逆PWM整流器102实现选择第一直流充电电路或者第二直流充电电路工作，当控制功率开关模块104处于工作状态时实现选择第一直流充电电路工作，当控制可逆PWM整流器102处于工作状态时实现选择第二直流充电电路工作。

其中，第一直流充电电路和第二直流充电电路的区别在于第一直流充电电路通过功率开关模块104形成回路，第二直流充电电路通过可逆PWM整流器102形成回路，采用第一直流充电电路仅需要控制功率开关模块104即可实现，无需控制可逆PWM整流器102，同时实现的电机绕组的串联使用，增大电机绕组使用时的等效感量，充放电纹波小，控制方式简单，且省去外置电感，节省控制器质量，实现电机的多维度复用，集成度高。

本申请第二种实施方式的技术效果在于：当外部的充电口连接直流供电设备时，通过直流供电设备、电机线圈103、功率开关模块104以及外部的电池101形成的第一直流充电电路，并通过直流供电设备、电机线圈103、可逆PWM整流器102以及外部的电池101形成第二直流充电电路，可以根据不同的需求选择第一直流充电电路或者第二直流充电电路工作。

本申请第二种实施方式还包括以下技术效果：

采用第一直流充电电路的技术效果是将电机线圈103中的第一绕组单元131和第二绕组单元132串联连接使用，第一直流充电电路中所达到的感量是第一绕组单元131和第二绕组单元132的感量之和，相对于第二直流充电电路进一步增大了电机使用时的等效感量，同时充放电电流纹波小，损耗小，对外辐射小；此外，电机线圈中流经各相绕组的电流大小基本一致且同相位，并且第一绕组单元131产生的合成磁场强度基本为零，第二绕组单元132产生的合成磁场强度也基本为零，由于电机所有绕组产生的合成磁场强度基本为零，电机转子没有退磁的风险，并且电机没有扭矩输出，合成磁场强度基本为零，极大降低电机铁耗，提高充放电时的效率，同时由于电机的相电流采样霍尔器件采样不到电机相电流，可以增加一个电流霍尔传感器在其中任意一根电机线圈引出的中性线上。

其中，由于输入功率＝输出的功率+电控的IGBT损耗+电机的铜耗+电机的铁耗，电机铁耗与电机内的电磁场密切相关，包括磁滞损耗、涡流损耗和附加损耗，各项损耗和磁场的大小B、磁场的频率f呈指数倍的关系，因此当合成磁场强度基本为零并且极大降低电机铁耗时，提高充放电时的输出效率。

采用第二直流充电电路技术效果是：第二直流充电电路中可逆PWM整流器的多相桥臂之间可以采用同相位或者错相位控制，同相位控制是指控制多相桥臂同时导通，错相位控制是指控制多相桥臂错时导通，保持周期一致，当采用同相位控制时，电机各相绕组电流大小基本一致且同相位电机所有绕组产生的合成磁场强度基本为零，电机转子没有退磁的风险，电机没有扭矩输出，合成磁场强度基本为零，极大降低了电机铁耗，提高充放电时的效率，并且可以继续使用电机的相电流采样霍尔采样充放电时的电流，第二直流充电电路同相位控制所达到的感量是第一直流充电电路所达到的感量的一半；当采用错相位控制时，可以进一步增大电机充放电使用时的等效感量，电机各相绕组电流大小基本一致且各相绕组错开一定的相位，电机所有绕组产生的合成磁场强度不为零，电机内部存在高频旋转的磁场，可以继续使用电机的相电流采样霍尔采样充放电时的电流。

需要说明的是，第二直流充电电路无论采用同相位或者错相位控制，都可以同时实现电池101的充放电、电池101的加热、电机的扭矩输出的协同控制。

作为第三种实施方式，外部的直流口105连接直流用电设备时，外部的电池101通过能量转换装置中的电机线圈103和功率开关模块104与直流用电设备形成第一直流放电电路；外部的电池101通过能量转换装置中的可逆PWM整流器102、电机线圈103与直流用电设备形成第二直流放电电路；能量转换装置根据外部控制信号选择第一直流放电电路或者第二直流放电电路工作。

其中，外部的电池101、功率开关模块104、电机线圈103以及直流用电设备形成的第一直流放电电路的工作过程，请参见第一种实施方式，在此不再赘述。

其中，在直流放电模式下，外部的电池101、可逆PWM整流器102、电机线圈103以及直流用电设备形成第二直流放电电路，外部的电池101、可逆PWM整流器102、电机线圈103、直流用电设备形成储能回路，电机线圈103、可逆PWM整流器102以及直流用电设备形成储能释放回路，第二放电电路包括储能回路和储能释放回路，在储能回路工作过程中，外部的电池101通过向储能回路输出电能将电能存储在电机线圈103中同时对直流用电设备进行放电，在储能释放回路工作过程中，电机线圈103通过放电回路对直流用电设备进行放电，实现了外部的电池101通过第二直流放电电路对直流用电设备进行放电的过程。

其中，能量转换装置根据外部控制信号选择第一放电电路或者第二放电电路工作，是指能量转换装置根据外部控制信号通过控制功率开关模块104或者可逆PWM整流器102实现选择第一放电电路或者第二放电电路工作，当控制功率开关模块104处于工作状态时实现选择第一放电电路工作，当控制可逆PWM整流器102处于工作状态时实现选择第二放电电路工作。

其中，第一放电电路和第二放电电路的区别在于第一放电电路通过功率开关模块104形成回路，第二放电电路通过可逆PWM整流器102形成回路，采用第一放电电路仅需要控制功率开关模块104即可实现，无需控制可逆PWM整流器102，同时实现的电机绕组的串联使用，增大电机绕组使用时的等效感量，充放电纹波小，控制方式简单，且省去外置电感，节省控制器质量，实现电机的多维度复用，集成度高。

本申请第三种实施方式的技术效果在于：当外部的直流口105连接直流用电设备时，通过外部的电池101、功率开关模块104、电机线圈103以及直流用电设备形成的第一放电电路，并通过外部的电池101、可逆PWM整流器102、电机线圈103以及直流用电设备形成第二放电电路，可以根据不同的需求选择第一放电电路或者第二放电电路工作。

此外，第一直流放电电路同第一直流充电电路中绕组单元的连接方式以及对可逆PWM整流器的控制所带来的技术效果一致，第二放电电路同第二直流充电电路中绕组单元的连接方式以及对可逆PWM整流器的控制所带来的技术效果一致，可以参照上文的第一直流充电电路和第二直流充电电路的技术效果，在此不再赘述。

作为第四种实施方式，如图2所示，外部的交流口106通过能量转换装置与外部的电池101形成交流充电电路或者交流放电电路，其中，电机线圈103以及功率开关模块104均与外部的交流口106连接。

其中，外部的交流口106通过能量转换装置中的电机线圈103、功率开关模块104、可逆PWM整流器102、外部的电池101形成交流充电电路或者交流放电电路。

其中，在交流充电模式下，外部的交流口106、功率开关模块104、电机线圈103、可逆PWM整流器102与外部的电池101形成交流充电电路，在上述充电模式下，外部充电口连接交流供电设备，为交流充电电路提供交流电源，交流供电设备、功率开关模块104、可逆PWM整流器102、电机线圈103形成储能回路，交流供电设备、功率开关模块104、外部的电池101、可逆PWM整流器102、电机线圈103形成储能释放回路，交流充电电路包括储能回路和储能释放回路，在储能回路工作过程中，交流供电设备通过向储能回路输出电能将电能存储在电机线圈103中，在储能释放回路工作过程中，交流供电设备与电机线圈103一同通过储能释放回路为外部的电池101进行充电，实现了交流供电设备通过交流充电电路对外部的电池101进行充电的过程。

其中，在交流放电模式下，外部的电池101、功率开关模块104、电机线圈103、可逆PWM整流器102、外部的直流口105形成交流放电电路，在上述放电模式下，外部直流口105连接交流用电设备，外部的电池101通过交流放电电路为交流用电设备提供交流电源，外部的电池101、功率开关模块104、交流用电设备、电机线圈103、可逆PWM整流器102形成储能回路，功率开关模块104、交流用电设备、电机线圈103、可逆PWM整流器102形成储能释放回路，交流放电电路包括储能回路和储能释放回路，在储能回路工作过程中，外部的电池101通过向储能回路输出电能将电能存储在电机线圈103中，在储能释放回路工作过程中，电机线圈103为交流用电设备进行放电，实现了外部的电池101通过交流放电电路对交流用电设备进行放电的过程。

本申请第四种实施方式的技术效果在于：当外部的充电口连接交流供电设备时，通过外部的交流口106、功率开关模块104、电机线圈103、可逆PWM整流器102与外部的电池101形成交流充电电路，当外部的充电口连接交流用电设备时，并通过外部的电池101、功率开关模块104、电机线圈103、可逆PWM整流器102、外部的直流口105形成交流放电电路，可以根据外部的充电口连接不同的模块选择能量转换装置进行直流充电、直流放电、交流充电或者交流放电的过程。

作为第五种实施方式，外部的直流口105通过能量转换装置与外部的电池101形成加热电路；

或者，外部的交流口106通过能量转换装置与外部的电池101形成加热电路。

其中，能量转换装置还包括与可逆PWM整流器102并联连接的储能模块，当外部的直流口105连接直流供电设备时，直流供电设备、电机线圈103、可逆PWM整流器102、储能模块形成加热电路，该加热电路的加热方式为直流供电设备向能量转换装置输出电流时，该电流流经电机线圈103使电机线圈103耗电产生热量，产生的热量可以用来加热电池101或者座椅等待加热设备。

其中，当外部的交流口106连接交流供电设备时，交流供电设备、电机线圈103、可逆PWM整流器102、储能模块形成加热电路，该加热电路的加热方式为交流供电设备向能量转换装置输出电流时，该电流流经电机线圈103使电机线圈103耗电产生热量，产生的热量可以用来加热电池101或者座椅等待加热设备。

本申请第五种实施方式的技术效果在于：通过直流口105连接直流供电设备或者通过交流口106连接交流供电设备，并从直流供电设备或者交流供电设备进行取电使电机线圈103耗电产生热量，进而对流经电机线圈103的冷却回路中的介质进行加热，使被加热的介质通过冷却回路流经其他模块时对其他模块进行加热。

作为第六种实施方式，可逆PWM整流器102根据外部控制信号使直流充电电路和加热电路协同工作，或者使驱动电路和加热电路协同工作，或者使直流充电电路、加热电路以及驱动电路协同工作，或者使直流放电电路和加热电路协同工作，或者使直流放电电路、加热电路以及驱动电路协同工作，或者使交流充电电路和加热电路协同工作，或者使交流充电电路、加热电路以及驱动电路协同工作，或者使交流放电电路和加热电路协同工作，或者使交流放电电路、加热电路以及驱动电路协同工作。

对于电机线圈103的结构，作为一种实施方式，如图3所示，电机线圈103包括第一绕组单元131和第二绕组单元132，第一绕组单元131分别连接可逆PWM整流器102以及外部的直流口105，第二绕组单元132分别连接可逆PWM整流器102、第一绕组单元131和功率开关模块104；外部的直流口105、第一绕组单元131、第二绕组单元132、功率开关模块104以及电池101形成直流充放电电路。

其中，电机线圈103包括多相线圈，每一相线圈包括n₁个线圈支路，每一相线圈中的n₁个线圈支路的第一端共接形成相端点，每一相线圈中的n₁个线圈支路的第二端与其他两相线圈中的n₁个线圈支路的第二端一一对应连接，以形成n₁个连接点，其中，n₁为大于1的整数。

其中，第一绕组单元131可以是包括形成一个独立中性点的一组线圈支路，也可以是包括形成一个非独立中性点的一组线圈支路，其中，独立中性点由一个连接点构成，非独立中性点由两个或者两个以上连接点构成，同理，第二绕组单元132可以是包括形成一个独立中性点的一组线圈支路，也可以是包括形成一个非独立中性点的一组线圈支路，形成第一绕组单元131的连接点和形成第二绕组单元132的连接点为不同的连接点，即第一绕组单元131和第二绕组单元132具有不同的中性点，同时即第一绕组单元131和第二绕组单元132也可以拥有不同数量的连接点。

其中，第一绕组单元131包括相端点和第一中性点，第二绕组单元132包括相端点和第二中性点，第一绕组单元131和第二绕组单元132具有相同的相端点，并且第一绕组单元131和第二绕组单元132均通过相端点连接可逆PWM整流器102中的相同个桥臂，第一绕组单元131通过第一中性点连接直流口105，第二绕组单元132通过第二中性点连接功率开关模块104，可以看出第一绕组单元131和第二绕组单元132通过相同的相端点并接于可逆PWM整流器102，当可逆PWM整流器102处于关断状态时，从直流口105输入的电流依次经过第一绕组单元131、第二绕组单元132、功率开关模块104对电池101进行充电，此时，第一绕组单元131和第二绕组单元132串联于电路中。

本实施方式的技术效果在于：在电机线圈103中的每相线圈中设置多相线圈支路，并使多相线圈中的部分线圈支路或者全部线圈支路分别构成第一绕组单元131和第二绕组单元132，通过电机定子绕组串联接法，使第一绕组单元131和第二绕组单元132串联在直流充放电电路中，以增大使用时的感量，能够充分利用电机绕组电感，增加电机的等效串联感量，扩展电机的功能，减少现有的功能器件，降低整车的成本，兼容性好。

采用第一直流充电电路的技术效果是将电机线圈103中的第一绕组单元131和第二绕组单元132串联连接使用，第一直流充电电路中所达到的感量是第一绕组单元131和第二绕组单元132的感量之和，相对于第二直流充电电路进一步增大了电机使用时的等效感量，同时充放电电流纹波小，损耗小，对外辐射小；此外，电机线圈中流经各相绕组的电流大小基本一致且同相位，并且第一绕组单元131产生的合成磁场强度基本为零，第二绕组单元132产生的合成磁场强度也基本为零，由于电机所有绕组产生的合成磁场强度基本为零，电机转子没有退磁的风险，并且电机没有扭矩输出，合成磁场强度基本为零，极大降低电机铁耗，提高充放电时的效率，同时由于电机的相电流采样霍尔器件采样不到电机相电流，可以增加一个电流霍尔传感器在其中任意一根电机线圈引出的中性线上。

其中，由于输入功率＝输出的功率+电控的IGBT损耗+电机的铜耗+电机的铁耗，电机铁耗与电机内的电磁场密切相关，包括磁滞损耗、涡流损耗和附加损耗，各项损耗和磁场的大小B、磁场的频率f呈指数倍的关系，因此当合成磁场强度基本为零并且极大降低电机铁耗时，提高充放电时的输出效率。

进一步的，对于直流充电电路，直流充电电路包括直流充电储能回路和直流充电续流回路，外部的直流口105连接直流供电设备时，直流供电设备、第一绕组单元131、第二绕组单元132以及功率开关模块104形成直流充电储能回路，直流供电设备、第一绕组单元131、第二绕组单元132、功率开关模块104以及电池101形成直流充电续流回路。

其中，在直流充电储能回路工作过程中，直流供电设备通过向直流充电储能回路输出电能将电能存储在第一绕组单元131和第二绕组单元132中，在直流充电续流回路工作过程中，直流供电设备、第一绕组单元131和第二绕组单元132一同通过直流充电续流回路为外部的电池101进行充电，实现了直流供电设备通过直流充电电路对外部的电池101进行充电的过程。

本实施方式的技术效果在于：通过电机定子绕组串联接法，使第一绕组单元131和第二绕组单元132串联在直流充电电路中，以增大使用时电机线圈103接入电路的感量，进而增大了直流充电电路在储能阶段中存储的能量，可以实现在释流充电阶段对外部电池101的大功率充电。

作为一种实施方式，对于直流放电电路，直流放电电路包括直流放电储能回路和直流放电续流回路，外部的直流口105连接直流用电设备时，电池101、功率开关模块104、第一绕组单元131、第二绕组单元132、外部的直流口105以及直流用电设备形成直流放电储能回路，功率开关模块104、第一绕组单元131、第二绕组单元132、外部的直流口105以及直流用电设备形成直流放电续流回路。

其中，在直流放电储能回路工作过程中，外部的电池101通过直流放电向储能回路输出电能将电能存储在第一绕组单元131、第二绕组单元132中，在直流放电续流回路工作过程中，第一绕组单元131、第二绕组单元132为直流用电设备进行放电，实现了外部的电池101通过直流放电电路对直流用电设备进行放电的过程。

本实施方式的技术效果在于：通过电机定子绕组串联接法，使第一绕组单元131和第二绕组单元132串联在直流放电电路中，以增大使用时电机线圈103接入电路的感量，充放电电流纹波小，损耗小，对外辐射小，可以实现在直流放电过程中实现对直流用电设备的大功率放电。

作为一种实施方式，如图3所示，第一绕组单元131还连接交流口106，交流口106连接交流供电设备时，交流供电设备、第一绕组单元131、可逆PWM整流器102以及功率开关模块104形成交流充电储能回路，交流供电设备、第一绕组单元131、可逆PWM整流器102、电池101以及功率开关模块104形成交流充电储能释放回路；或者，交流供电设备、所述功率开关模块、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元形成交流充电储能回路，所述交流供电设备、所述功率开关模块、所述电池以及所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元形成交流充电储能释放回路。

其中，在交流充电储能回路工作过程中，交流供电设备通过向交流充电储能回路输出电能将电能存储在电机线圈103的第一绕组单元131中，在交流充电储能释放回路工作过程中，交流供电设备与电机线圈103的第一绕组单元131一同通过充电回路为外部的电池101进行充电，实现了交流供电设备通过交流充电电路对外部的电池101进行充电的过程。

本实施方式的技术效果在于：通过设置电机线圈103与交流口106的连接方式，使交流供电设备、第一绕组单元131、可逆PWM整流器102、电池101以及功率开关模块104形成交流充放电回路，通过复用电机线圈103使能量转换装置即可以用于实现直流充放电，又可以用于交流充放电，增加了能量转换装置的功能，实现电机绕组和可逆PWM整流器的多维度复用，且省去外置电感，节省控制器的质量，集成度高。

作为一种实施方式，如图4所示，能量转换装置还包括开关器件120，第二绕组单元132通过开关器件120连接功率开关模块104；

外部的直流口106、第一绕组单元131、第二绕组单元132、开关器件120、功率开关模块104以及电池101形成直流充放电电路。

本实施方式中通过在第二绕组单元和功率开关模块之间设置开关器件，可以通过控制开关器件实现交流充放电电路或者直流充放电电路的导通。

作为一种实施方式，如图5所示，可逆PWM整流器102包括一组M₁路桥臂，电机包括一套m₁相绕组，m₁相绕组中的每一相绕组包括n₁个线圈支路，每一相绕组的n₁个线圈支路共接形成一个相端点，m₁相绕组的相端点与M₁路桥臂中每路桥臂的中点一一对应连接，m₁相绕组中的每一相绕组的n₁个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n₁个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n₁个连接点，其中，n₁≥2，m₁≥2，M₁≥2，m₁＝M₁，且n₁，m₁，M₁均为整数；

n₁个连接点形成T个中性点，T个中性点包括一个连接点形成的独立中性点和/或至少两个以上的连接点连接形成的非独立中性点，T个中性点引出第一中性线和第二中性线，第一中性线连接直流口105，第二中性线连接功率开关模块104，第一绕组单元131包括引出第一中性线的线圈支路，第二绕组单元132包括引出第二中性线的线圈支路。

其中，第一绕组单元131和第二绕组单元132可以包括连接形成独立中性点的线圈支路或者形成非独立中性点的线圈支路，第一绕组单元131和第二绕组单元132之间的串联可以是两个形成独立中性点的线圈支路之间的串联、两个形成非独立中性点的线圈支路之间的串联或者形成独立中性点的线圈支路与形成非独立中性点的线圈支路之间的串联。

本实施方式的技术技术效果在于：通过设置第一绕组单元131和第二绕组单元132中构成的线圈支路的结构不同，使电机等效相电感不同以及电机中流过电流的不同，可以得到需求的充电功率和电感，满足充电功率的同时改善充放电性能。

作为能量转换装置内部模块连接关系的一种实施方式，如图3所示，电池101的正极端分别连接可逆PWM整流器102中多相桥臂的第一汇流端和功率开关模块104的第一端，电池101的负极端分别连接可逆PWM整流器102中多相桥臂的第二汇流端、功率开关模块104的第二端以及直流口105的第二端，第一中性线连接直流口105的第一端，第二中性线连接功率开关模块104的第三端。

对于功率开关模块104，功率开关模块104包括第七功率开关单元和第八功率开关单元，第七功率开关单元的第一端为功率开关模块104的第一端，第八功率开关单元的第二端为功率开关模块104的第二端，第七功率开关单元的第二端与第八功率开关单元的第一端共接并形成功率开关模块104的第三端。

其中，交流口106的第一端连接功率开关模块104的第三端，交流口106的第二端连接第一中性线，第二中性线通过开关连接功率开关模块104的第三端。

其中，第七功率开关单元和第八功率开关单元可以是晶体管、IGBT、MOSFET管、SiC管等器件类型，两个功率开关单元构成一相桥臂，可以通过控制模块向第七功率开关单元和第八功率开关单元输出PWM信号使第七功率开关单元或者第八功率开关单元导通或者关断，当第七功率开关单元或者第八功率开关单元其中一者导通时，可以使电机线圈103中的第一绕组单元131和第二绕组单元132形成串联结构，进而使第一绕组单元131和第二绕组单元132与功率开关模块104、可逆PWM整流器102、外部电池101形成直流充放电回路，同时还可以与使第一绕组单元131、可逆PWM整流器102、外部电池101形成交流充放电回路。

本实施方式的技术效果在于：通过在功率开关模块104中设置第七功率开关单元和第八功率开关单元，控制第七功率开关单元和第八功率开关单元与外部电池101、可逆PWM整流器102、电机线圈103以及充电口构成交流充放电回路和直流充放电回路，实现了供电设备通过该充放电回路对动力电池101进行交流充电或者直流充电，以及外部的电池101通过该充放电回路对用电设备进行交流放电或者直流放电。

作为一种实施方式，当m₁＝M₁＝3，n₁＝2时，电机线圈103形成2个连接点，2个连接点分别形成第一中性点和第二中性点，第一中性点引出第一中性线，第二中性点引出第二中性线。

图6为本实施方式提供的能量转换装置的电路图，能量转换装置包括可逆PWM整流器102、电机线圈103、功率开关模块104，还包括开关K1、开关K2，电阻R、开关K3以及电容C1，电池101的正极连接开关K1的第一端和开关K2的第一端，K2的第二端连接电阻R的第一端，开关K1的第二端和电阻R的第二端连接电容C1的第一端，电池101的负极连接开关K3的第一端，开关K3的第二端连接电容C1的第二端，可逆PWM整流器102包括三相桥臂，第一相桥臂包括串联连接的第一功率开关单元和第二功率开关单元，第二相桥臂包括串联连接的第三功率开关单元和第四功率开关单元，第三相桥臂包括串联连接的第五功率开关单元和第六功率开关单元，第一功率开关单元的输入端、第二功率开关单元的输入端、第三功率开关单元的输入端共接于电容C1的第一端并形成第一汇流端，第二功率开关单元的输出端、第四功率开关单元的输出端、第六功率开关单元的输出端共接于电容C1的第二端并形成第二汇流端，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，功率开关模块104包括串联连接的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，第七功率开关单元的输入端连接第一汇流端，第八功率开关单元的输出端连接第二汇流端，电机线圈103包括一套三相绕组，每相线圈绕组包括两个线圈，第一相线圈中的线圈A1、线圈A2共接于第一相桥臂的中点A，第二相线圈中的线圈B1、线圈B2共接于第二相桥臂的中点B，第三相线圈中的线圈C1、线圈C2共接于第三相桥臂的中点C，第一绕组单元131包括线圈A1、线圈B1、线圈C1，线圈A1、线圈B1、线圈C1共接形成第一连接点n1，第一连接点n1形成第一中性点，第一中性点引出第一中性线，第二绕组单元132包括线圈A2、线圈B2、线圈C2，线圈A2、线圈B2、线圈C2共接形成第二连接点n2，第二连接点n2形成第二中性点，第二中性点n2引出第二中性线，第二中性线连接功率开关模块104的第三端，能量转换装置还包括开关K4、开关K5、开关K6、电容C2，外部的直流口105的第一端连接开关K6的第一端，外部的直流口105的第二端连接开关K5的第一端，开关K6的第二端连接开关K4的第一端和电容C2的第一端，开关K4的第二端连接第一中性线，开关K5的第二端连接电容C2的第二端和可逆PWM整流器102的第二汇流端。

作为一种实施方式，如图7所示，当n＝4时，电机线圈103形成4个连接点，4个连接点形成4个独立中性点，其中2独立中性点引出第一中性线和第二中性线。

本实施方式与上一个实施方式的区别在于电机线圈103形成连接点的数量以及连接形成中性点的方式不同，每相线圈绕组包括四个线圈，第一相线圈中的线圈A1、线圈A2、线圈A3、线圈A4共接于第一相桥臂的中点A，第二相线圈中线圈B1、线圈B2、线圈B3、线圈B4共接于第二相桥臂的中点B，第三相线圈中线圈C1、线圈C2、线圈C3、线圈C4共接于第三相桥臂的中点C，线圈A1、线圈B1、线圈C1共接形成第一连接点n1，线圈A2、线圈B2、线圈C2共接形成第二连接点n2，线圈A3、线圈B3、线圈C3共接形成第三连接点n3，线圈A4、线圈B4、线圈C4共接形成第四连接点n4，第一绕组单元131包括线圈A1、线圈B1、线圈C1，第一连接点n1形成第一中性点，第一中性点引出第一中性线，第二绕组单元132包括线圈A3、线圈B3、线圈C3，线圈A3、线圈B3、线圈C3共接形成第三连接点n3，第三连接点n3形成第二中性点，第二中性点引出第二中性线，此外，本实施方式不包括开关K6，直流口的第一端直接连接开关K4的第一端和电容C2的第一端。

作为一种实施方式，如图8所示，当n＝4时，电机线圈103形成4个连接点，4个连接点中的每2个连接点共接形成2个非独立中性点，2个非独立中性点引出第一中性线和第二中性线。

本实施方式与上一个实施方式的区别在于电机线圈103形成第一绕组单元131和第二绕组的结构不同，第一绕组单元131包括线圈A1、线圈B1、线圈C1、线圈A2、线圈B2、线圈C2，第一连接点n1和第二连接点n2共接形成第一中性点，第一中性点引出第一中性线，第二绕组单元132包括线圈A3、线圈B3、线圈C3、线圈A4、线圈B4、线圈C4，第三连接点n3和第四连接点n4形成第二中性点，第二中性点引出第二中性线，能量转换装置还包括开关K6、开关K7以及电感L1，外部交流口106的第一端连接开关K7的第一端，开关K7的第二端连接电感L1的第一端，电感L1的第二端连接功率开关模块104的第三端，外部交流口106的第一端连接开关K6的第一端，开关K6的第二端连接第一中性线。

作为一种实施方式，所述能量转换装置还包括第一开关模块和第一储能模块，所述第一开关模块包括第一开关器件和预充模块，所述第一储能模块与所述可逆PWM整流器并联连接，所述外部的电池通过所述第一开关模块中的所述第一开关器件和所述预充模块与所述第一储能模块连接。

具体的，第一开关模块的第一端和第二端分别连接外部的电池101的正极和负极，第一开关模块的第三端和第四端分别连接第一储能模块的第一端和第二端，第一开关模块包括第一开关、第二开关、电阻以及第三开关，第一开关的第一端连接第二开关的第一端并构成第一开关模块的第一端，第二开关的第二端连接电阻的第一端，电阻的第二端连接第一开关的第二端并构成为第一开关模块的第三端，第三开关的第一端为第一开关模块的第二端，第三开关的第二端为第一开关模块的第四端。

本实施方式增加了一条支路，该条支路上设有第二开关和电阻，该条支路用于实现外部的电池101对第一储能模块进行预充电，即先导通第二开关使外部的电池101对第一储能模块进行充电时，由于设置电阻，可以控制预充电的电流大小，当预充电完成后再控制第一开关导通后，再控制第二开关断开。

本实施方式的技术效果在于：通过在第一开关模块中设置用于进行预充电的支路，实现了对外部的电池101输出至第一储能模块的充电电流的控制，减小储能模块上电时的冲击电流，提升了充电过程中外部的电池101和第一储能模块的充电安全性和第一储能模块的使用寿命。

作为一种实施方式，如图9所示，能量转换装置还包括交流隔离模块107，交流隔离模块107的第一端和第二端分别连接外部的电池101的正极和负极，交流隔离模块107的第三端连接预充模块，交流隔离模块107的第四端和第五端分别连接功率开关模块104的第一端和直流口105的第二端。

其中，交流隔离模块107与外部的电池101相连，可以用于外部的电池101对可逆PWM整流器102中的储能模块进行预充电，也可以用于对交流隔离模块中的储能模块进行充电，可逆PWM整流器102中的储能模块和交流隔离模块中的储能模块的预充可以分别进行控制进行预充电，没有次序要求，最好不要同时充电；交流隔离模块还连接在外部的电池101与交流口106之间，实现外部的电池101与交流口106进行隔离。

具体的，所述交流隔离模块107包括第四开关模块、第三储能器件、第一双相桥、第十一开关器件、变压器以及第二双相桥，所述第一双相桥包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和所述第二桥臂并联连接并形成第一汇流端和第二汇流端，所述第二双相桥包括第三桥臂和第四桥臂，所述第三桥臂和所述第四桥臂并联连接并形成第三汇流端和第四汇流端；

所述第四开关模块的第一端和第二端分别为所述交流隔离模块的第一端和第二端，所述第四开关模块的第三端连接所述第三储能器件的第一端、所述第十一开关器件的第一端以及第一双相桥的第一汇流端，所述第四开关模块的第四端连接所述第三储能器件的第二端以及第一双相桥的第二汇流端，所述第一桥臂的中点和所述第二桥臂的中点分别连接所述变压器的第一初级线圈的第一端和第二端，所述变压器的次级线圈的第一端和第二端分别连接所述第三桥臂的中点和所述第四桥臂的中点，所述第十一开关器件的第二端为所述交流隔离模块的第三端，所述第三汇流端为所述交流隔离模块的第四端，所述第四汇流端为所述交流隔离模块的第五端。

所述能量转换装置还包括低压蓄电池充电模块108，所述低压蓄电池充电模块108连接所述变压器的第二初级线圈；

所述外部的电池101、所述交流隔离模块107、低压蓄电池充电模块108以及低压蓄电池形成放电电路。

其中，如图9所示，第四开关模块包括开关K9和开关K10，第一双相桥包括第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂包括串联连接的第十五功率开关单元和第十六功率开关单元，第十五功率开关单元包括第十五上桥臂VT15和第十五上桥二极管VD15，第十六功率开关单元包括第十六下桥臂VT16和第十六下桥二极管VD16，第二桥臂包括串联连接的第十七功率开关单元和第十八功率开关单元，第十七功率开关单元包括第十七上桥臂VT17和第十七上桥二极管VD17，第十八功率开关单元包括第十八下桥臂VT18和第十八下桥二极管VD18，第十五上桥臂VT15的输入端和第十七上桥臂VT17的输入端形成第一汇流端并连接电容C3的第二端，该第一汇流端通过开关K11连接开关K2，该第一汇流端还通过开关K9连接电池的正极，第十六下桥臂VT16的输出端和第十八下桥臂VT18的输出端形成第二汇流端并连接电容C3的第二端，该第二汇流端通过开关K10连接电池的负极，第十五上桥臂VT15的输出端和第十六下桥臂VT16的输入端共接为第一桥臂的中点并通过电感L3连接变压器的初级线圈的第一端，第十七上桥臂VT17的输出端和第十八下桥臂VT18的输入端共接为第二桥臂的中点并通过电容C4连接变压器的初级线圈的第二端，第二双相桥包括第三桥臂和第四桥臂，第三桥臂包括串联连接的第十九功率开关单元和第二十功率开关单元，第十九功率开关单元包括第十九上桥臂VT19和第十九上桥二极管VD19，第二十功率开关单元包括第二十下桥臂VT20和第二十下桥二极管VD20，第四桥臂包括串联连接的第二十一功率开关单元和第二十二功率开关单元，第二十一功率开关单元包括第二十一上桥臂VT21和第二十一上桥二极管VD21，第二十二功率开关单元包括第二十二下桥臂VT22和第二十二下桥二极管VD22，第十九上桥臂VT19的输入端和第二十上桥臂VT20的输入端共接于可逆PWM整流器的第一汇流端，第十九下桥臂VT19的输出端和第二十下桥二极管VD20的输出端共接电机线圈的第一中性线，第十九上桥臂VT19的输出端和第二十下桥臂VT20的输入端共接为第三桥臂的中点并通过电感L5连接变压器的次级线圈的第一端，第二十一上桥臂VT21的输出端和第二十二下桥臂VT22的输入端共接为第四桥臂的中点并通过电容C5连接变压器的次级线圈的第二端。

其中，当对电容C1进行充电时，控制开关K2、K3导通，开关K1断开，外部的电池输出的电流经过开关K2、电阻R、电容C1、开关K3形成预充电回路，使外部的电池101输出的电流经过电阻R对电容C1进行预充，预充结束后再控制开关K2断开、开关K1导通，外部的电池输出的电流经过开关K1、电容C1、开关K3形成充电回路。

当对电容C3进行充电时，控制开关K10、开关K11导通，开关K1、开关K2、开关K3断开，外部的电池输出的电流经过电阻R、开关K11、电容C3、开关K10形成预充电回路，对电容C3进行预充，电容C3预充完毕后可通过变压器和低压蓄电池充电模块对低压蓄电池F进行充电。

本实施方式的技术效果在于：通过在交流隔离模块中设置开关K11，即可以实现外部的电池101对可逆PWM整流器102中的电容C1进行预充，又可以控制开关K11使外部电池101对交流隔离模块中的电容C3进行预充，进而实现外部的电池101通过交流隔离模块对低压蓄电池进行充电，同时通过设置变压器实现了外部的电池101与交流口106之间的隔离。

作为能量转换装置内部模块连接关系的另一种实施方式，电池101的正极端分别连接可逆PWM整流器102中多相桥臂的第一汇流端和功率开关模块104的第一端，电池101的负极端分别连接可逆PWM整流器102中多相桥臂的第二汇流端和功率开关模块104的第二端，第二中性线连接功率开关模块104的第三端，第一中性线连接直流口105的第一端和交流口106的第二端，直流口105的第二端连接功率开关模块104的第二端，交流口106的第一端连接功率开关模块104的第四端。

对于功率开关，作为第二种实施方式，如图10所示，功率开关模块104包括第一功率开关模块141和第二功率开关模块142，第一功率开关模块141包括第七功率开关单元和第八功率开关单元，第二功率开关模块142包括第九功率开关单元和第十功率开关单元，第七功率开关单元的输入端与第九功率开关单元的输入端共接并构成功率开关模块104的第一端，第八功率开关单元的输出端和第十功率开关单元的输出端共接并构成功率开关模块104的第二端，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共接形成功率开关模块104的第三端，第九功率开关单元的输出端和第十功率开关单元的输入端共接形成功率开关模块104的第四端。

其中，具体的电路图如图11所示，交流口106和直流口105分别连接两个功率开关模块104，直流口105连接直流充电设备或者直流用电设备所形成的电路与上述相同，在此不再赘述，交流口106、第二功率开关模块142、可逆PWM整流器102、电机线圈103形成交流充放电电路，当交流口106连接交流供电设备时，当开关K7输出为正、开关K6输出为负时，交流供电设备输出的电流流经第九上桥二极管VD9、第七上桥臂VT7、第二绕组单元132(线圈A2、线圈B2、线圈C2、线圈A3、线圈B3、线圈C3)、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1、线圈A2、线圈B2、线圈C2)流回交流供电设备形成储能回路，交流供电设备输出的电流再流经第九上桥二极管VD9、外部的电池101、第八上桥二极管VD8、第二绕组单元132(线圈A2、线圈B2、线圈C2、线圈A3、线圈B3、线圈C3)、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1、线圈A2、线圈B2、线圈C2)流回交流供电设备形成储能释放回路，实现了交流供电设备在正半周期时对电池101的充电；当开关K7输出为负、开关K6输出为正时，交流供电设备输出的电流流经第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1、线圈A2、线圈B2、线圈C2)、第二绕组单元132(线圈A3、线圈B3、线圈C3、线圈A4、线圈B4、线圈C4)、第七上桥二极管VD7、第九上桥臂VT9流回交流供电设备形成储能回路，交流供电设备输出的电流再流经第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1、线圈A2、线圈B2、线圈C2)、第二绕组单元132(线圈A3、线圈B3、线圈C3、线圈A4、线圈B4、线圈C4)、第七上桥二极管VD7、外部的电池101、第十下桥二极管VD10流回交流供电设备形成储能释放回路，实现了交流供电设备在负半周期时对电池101的充电。

本实施方式通过设置第一功率开关模块141和第二功率开关模块142，实现了通过外部交流口与能量转换模块实现交流充电电路或者交流放电电路时，通过电机线圈的第一中性线和第二中性线使第一绕组单元和第二绕组单元串联在一起，在外部直流口与能量转换模块实现直流充电电路或者直流放电电路中也可以实现通过电机线圈的第一中性线和第二中性线使第一绕组单元和第二绕组单元串联在一起，即本实施方式无论直流充放电电路还是交流充放电电路，电机第一绕组单元和第二绕组单元串联使用使，电路感量增加，充放电电流纹波小，损耗小，对外辐射小，同时电机各相绕组电流大小基本一致且同相位，第一绕组单元产生的合成磁场强度基本为零和第二绕组单元产生的合成磁场强度基本为零，电机所有绕组产生的合成磁场强度基本为零，电机转子没有退磁的风险，电机没有扭矩输出，合成磁场强度基本为零极大降低电机铁耗，提高充放电时的效率。

作为另一种实施方式，如图12所示，第一功率开关模块141还包括第八开关，第八开关的第一端连接第一功率开关模块141的第三端，第八开关的第二端连接第二功率开关模块142的第三端。

其中，本实施方式与上述实施方式的不同点在于还包括第八开关，当第八开关断开时与上述实施方式相同，在此不再赘述，当交流口106连接交流供电设备时，第八开关断开，交流供电设备输出的电流均同时经过两个功率开关模块，例如，交流供电设备形成储能回路时，交流供电设备输出的电流可以同时经过第七上桥二极管和第九上桥二极管、可逆PWM整流器102的上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1、线圈A2、线圈B2、线圈C2)流回交流供电设备形成储能回路；当直流口105连接直流供电设备时，直流供电设备输出的电流均同时经过两个功率开关模块，例如，直流供电设备形成储能回路时，直流供电设备输出的电流经过第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1、线圈A2、线圈B2、线圈C2)、第二绕组单元132(线圈A3、线圈B3、线圈C3、线圈A4、线圈B4、线圈C4)、同时经过第八下桥臂和第九下桥臂流回直流供电设备形成储能回路。

本实施方式的技术效果在于：通过在能量转换装置设置两个功率转换模块，并使构成两个功率转换模块的桥臂的中点通过第八开关连接在一起，当第八开关导通时，直流充放电回路同时流经两个功率转换模块形成回路，使两个功率开关模块可以同时工作，功率开关模块的使用更均衡，功率开关模块的使用寿命更均衡，通过两路功率开关模块分摊电流，这样每部分功率管选型可以选择较小的模块，当第八开关断开时，交流充放电回路中的电流同时流经两个功率转换模块形成回路，通过两个功率开关模块的桥臂控制实现PFC控制，使两个功率开关模块104可以同时工作，功率开关模块104的使用更均衡，功率开关模块104的使用寿命更均衡。

作为一种实施方式，如图13所示，能量转换装置还包括隔离模块109，隔离模块109的第一端和第二端分别连接外部的交流口106的第一端和第二端，隔离模块109的第三端和第四端分别连接第一中性线和所述第二功率开关模块142的第三端。

隔离模块包括第五开关模块、储能模块、变换模块以及变压器；所述第五开关模块的第一端和第二端分别为所述隔离模块的第一端和第二端，所述第四开关模块的第三端和第四端分别连接所述储能模块的第一端和第二端，所述储能模块的第三端和第四端分别连接所述变换模块的第一端和第二端，所述变换模块的第三端和第四端分别连接所述变压器的初级线圈的第一端和第二端，所述变压器的次级线圈的第一端和第二端为所述隔离模块的第三端和第四端。

所述变换模块包括第三双相桥、第七电容以及第四双相桥，所述第三双相桥包括第七桥臂和第八桥臂，第七桥臂和第八桥臂并联连接并形成第五汇流端和第六汇流端，所述第四双相桥包括第九桥臂和第十桥臂，第九桥臂和第十桥臂并联连接并形成第七汇流端和第八汇流端；

第七桥臂的中点和第八桥臂的中点分别为所述变换模块的第一端和第二端，所述第五汇流端连接所述第七电容的第一端和所述第七汇流端，所述第六汇流端连接所述第七电容的第二端和所述第八汇流端，所述第七桥臂的中点和所述第八桥臂的中点分别为所述变换模块的第三端和第四端。

其中，本实施方式与图10的不同点在于在交流口106和能量转换模块之间增加隔离电路，隔离电路中第五开关模块包括开关K7和开关K8，开关K7的第一端连接交流口106的第一端，开关K8的第一端连接交流口106的第二端，储能模块包括电感L1和电感L2，电感L1的第一端连接开关K7的第二端，电感L2的第一端连接开关K8的第二端，变换模块包括并联连接的第七相桥臂、第八相桥臂、第九相桥臂、第十相桥臂，第七相桥臂包括串联连接的第十一功率开关单元和第十二功率开关单元，第八相桥臂包括串联连接的第十三功率开关单元和第十四功率开关单元，第九相桥臂包括串联连接的第十五功率开关单元和第十六功率开关单元，第十相桥臂包括串联连接的第十七功率开关单元和第十八功率开关单元，电感L1的第二端连接第七相桥臂的中点，电感L2的第二端连接第八相桥臂的中点，第九相桥臂的中点和第十相桥臂的中点分别连接变压器的初级线圈的两端，其中，交流口106连接交流供电设备时，交流供电设备输出的电流经过第五开关模块、储能模块、变换模块转换成直流后经过变压器转换成交流电，变压器的输出作为能量转换模块的输出。

本实施方式的技术效果在于：通过在交流口106和能量转换装置中设置隔离电路，将交流口106输出的交流电经过过滤后输出给能量转换装置进行隔离，可以实现交流隔离充放电，减小干扰，减小交流充放电时的漏电流，使车载交流充放电时更安全。

作为另一种实施方式，如图14所示，隔离模块还包括电感L5，电感L5连接在变压器的次级线圈的第一端与开关K6之间，电感L5用于增加电路中的感量。

对于可逆PWM整流器102，作为第一种实施方式，可逆PWM整流器102为三相逆变器，电机包括三相线圈，三相逆变器的三相桥臂连接三相线圈，三相线圈的连接点形成电机的输出端。

其中，三相逆变器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电机中的一相线圈；电机的三相线圈连接于一个连接点，该连接点形成电机的输出端。

对于可逆PWM整流器102功率开关控制方式可以是如下任一种或几种的组合：如选择逆变器中至少一个一桥臂控制，灵活简单。

优选的选择控制器桥臂同步控制方式，同步开通、同步关断，这样电机电流开通时同时增加，关断时也同时减小，有利于电机电流在任一瞬时更趋于相等，从而电机合成磁动势更趋于为零，从而定子磁场更趋于为零，电机基本无转矩产生。当电机本身的感量不满足纹波要求时，可以采用控制器错相位控制，错开的角度＝360/电机相数，比如三相错开约120°相位控制，这样三相线圈的正负纹波相互叠加，相互抵消，从而可以使总的纹波大大降低，比如两相错开约180°相位控制，这样两相线圈的正负纹波相互叠加，相互抵消，从而可以使总的纹波大大降低。

对三相逆变器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，1、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和三相线圈轮流通电发热；2、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；3、优选的可以选择三相桥臂功率开关同时进行控制，即三相上桥臂同时导通，三相下桥臂同时关断；以及三相上桥臂同时关断，三相下桥臂同时导通，此时三相功率桥臂相当于一个单DC/DC，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，以及由于三相绕组对称，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。

下面通过具体的电路结构对本申请实施例的技术方案进行具体说明：

如图15所示，能量转换装置包括可逆PWM整流器102、电机线圈103、功率开关模块104，还包括开关K1、开关K2，电阻R、开关K3以及电容C1，外部的电池101的正极连接开关K1的第一端和开关K2的第一端，K2的第二端连接电阻R的第一端，开关K1的第二端和电阻R的第二端连接电容C1的第一端，电池101的负极连接开关K3的第一端，开关K3的第二端连接电容C1的第二端，可逆PWM整流器102包括三相桥臂，第一相桥臂包括串联连接的第一功率开关单元和第二功率开关单元，第二相桥臂包括串联连接的第三功率开关单元和第四功率开关单元，第三相桥臂包括串联连接的第五功率开关单元和第六功率开关单元，第一功率开关单元的输入端、第二功率开关单元的输入端、第三功率开关单元的输入端共接于电容C1的第一端并形成第一汇流端，第二功率开关单元的输出端、第四功率开关单元的输出端、第六功率开关单元的输出端共接于电容C1的第二端并形成第二汇流端，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，功率开关模块104包括串联连接的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，第七功率开关单元的输入端连接第一汇流端，第八功率开关单元的输出端连接第二汇流端，电机线圈103包括一套三相绕组，每相线圈绕组包括四个线圈，第一相线圈中的线圈A1、线圈A2、线圈A3、线圈A4共接于第一相桥臂的中点A，第二相线圈中线圈B1、线圈B2、线圈B3、线圈B4共接于第二相桥臂的中点B，第三相线圈中线圈C1、线圈C2、线圈C3、线圈C4共接于第三相桥臂的中点C，线圈A1、线圈B1、线圈C1共接形成第一连接点n1，线圈A2、线圈B2、线圈C2共接形成第二连接点n2，线圈A3、线圈B3、线圈C3共接形成第三连接点n3，线圈A4、线圈B4、线圈C4共接形成第四连接点n4，第一绕组单元131包括线圈A1、线圈B1、线圈C1，第一绕组单元131的第一连接点n1形成第一中性点，第一中性点引出第一中性线，第二绕组单元132包括线圈A3、线圈B3、线圈C3，第二绕组单元132的第三连接点n3形成第二中性点，第二中性点引出第二中性线，能量转换模块还包括开关K4、开关K5、电容C2，外部的直流口105的第一端连接开关K4的第一端和电容C2的第一端，外部的直流口105的第二端连接开关K5的第一端，开关K4的第二端连接第一中性线，开关K5的第二端连接电容C2的第二端和可逆PWM整流器102的第二汇流端。

当能量转换装置的直流口105连接直流供电设备时，直流供电设备对能量转换装置进行直流充电，其实现过程如下：

控制开关K2、开关K3导通给电容C1进行预充，保持开关K4、开关K5断开，预充完毕后控制开关K1导通后，控制开关K2断开，接收到电池101管理器发送的目标电压范围值后，控制开关K4闭合，对电容C2进行电压控制，达到设定电压后，控制开关K5闭合，直流供电设备判断电容C2上电压采样U在发送的目标值范围内时，直流供电设备正式开始放电，否则断开所有开关，停止充放电。

如图15所示，控制可逆PWM整流器102所有功率开关单元处于关断状态，并控制开关模块中的第七上桥臂VT7关断、第八下桥臂VT8导通，直流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)、第二绕组单元132(线圈A3、线圈B3、线圈C3)、第八下桥臂VT8形成直流充电储能电路，此时，直流供电设备对第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)和第二绕组单元132(线圈A3、线圈B3、线圈C3)进行储能。

如图16所示，控制可逆PWM整流器102所有功率开关单元处于关断状态，并控制开关模块中的第七上桥臂VT7关断、第八下桥臂VT8关断，直流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)、第二绕组单元132(线圈A3、线圈B3、线圈C3)、第七上桥二极管VD7、外部的电池101形成直流充电续流电路，此时，直流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)和第二绕组单元132(线圈A3、线圈B3、线圈C3)对外部的电池101进行充电。

通过控制第七上桥臂VT7和第八下桥臂VT8交替导通使直流充电储能电路和直流充电续流电路的过程交替进行使直流供电设备对外部的电池101。

能量转换装置还包括交流口106，交流口106的一端连接第一绕组单元131的第一中性点，交流口106的另一端连接功率开关模块104中第七功率开关和第八功率开关构成的桥臂的中点，当能量转换装置的交流口106连接交流供电设备时，交流供电设备对能量转换装置进行交流放电，其实现过程如下：

控制第二开关K2、第三开关K3导通给第一电容C1进行预充，保持第四开关K4、第五开关K5断开，预充完毕后控制第一开关K1导通后，控制第二开关K2断开，接收到电池101管理器检测到交流电网或者设备的接入后，检测第七开关K7、第八开关K6外面的交流充电口的电压和频率是否在规定的范围内，在范围内则闭合第七开关K7、第六开关K6，否则断开所有开关，停止充放电。

交流供电设备对能量转换装置进行单极性控制交流放电包括以下几个过程：

如图17所示，交流供电设备对能量转换装置的正半周期储能过程：当检测到交流充电口处电网电压为开关K6正，开关K7为负时，控制第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6同时导通，控制第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5、第七上桥臂VT7以及第八下桥臂VT8同时关断，电流流向：交流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)、可逆PWM整流器102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)、第八下桥二极管VD8、第一电感L1流回至交流供电设备，交流供电设备对第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)和第一电感L1进行正向储能。

如图18所示，交流供电设备对能量转换装置的正半周期储能释放过程：控制开关第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5、第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6、第七上桥臂VT7、第八下桥臂VT8关断，电流流向：交流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)、可逆PWM整流器102的上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、外部的电池101、第八下桥二极管VD8、第一电感L1流回至交流供电设备，交流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)和第一电感L1对外部的电池101进行正向储能释放。

如图19所示，交流供电设备对能量转换装置的负半周期储能过程，当检测到交流充电口处电网电压为开关K7为正，开关K6为负时，控制开关第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5导通，控制第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6、第七上桥臂VT7、第八下桥臂VT8关断，电流流向：交流供电设备、第一电感L1、第七上桥二极管VD7、可逆PWM整流器102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)、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)流回至交流供电设备，交流供电设备对第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)和第一电感L1进行负向储能。

如图20所示，交流供电设备对能量转换装置的负半周期储能释放过程：控制开关第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5、第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6、第七上桥臂VT7、第八下桥臂VT8关断，电流流向：交流供电设备、第一电感L1、第七上桥二极管VD7、外部的电池101、可逆PWM整流器102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)、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)流回至交流供电设备，交流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)、和第一电感L1对外部的电池101进行负向储能释放。

交流供电设备对能量转换装置进行双极性控制交流放电包括以下几个过程：

如图21所示，交流供电设备对能量转换装置的正半周期储能过程：当检测到交流充电口处电网电压为开关K6为正，开关K7为负时，控制第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6以及第七上桥臂VT7同时导通，控制第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5以及第八下桥臂VT8同时关断，电流流向：交流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)、可逆PWM整流器102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)、电容C1、第七上桥臂VT7、第一电感L1流回至交流供电设备，交流供电设备对第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)和第一电感L1进行正向储能。

如图22所示，交流供电设备对能量转换装置的正半周期储能释放过程：控制开关第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5、第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6、第七上桥臂VT7、第八下桥臂VT8关断，电流流向：交流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)、可逆PWM整流器102的上桥功率开关(第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5)、外部的电池101、第八下桥二极管VD8、第一电感L1流回至交流供电设备，交流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)和第一电感L1对外部的电池101进行正向储能释放。

如图23所示，交流供电设备对能量转换装置的负半周期储能过程，当检测到交流充电口处电网电压为开关K7为正，开关K6为负时，控制开关第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5、第八下桥臂VT8导通，第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6、第七上桥臂VT7关断，电流流向：交流供电设备、第一电感L1、第八下桥臂VT8、电容C1、可逆PWM整流器102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)、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)流回至交流供电设备，交流供电设备对第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)和第一电感L1进行负向储能。

如图24所示，交流供电设备对能量转换装置的负半周期储能释放过程：控制开关第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5、第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6、第七上桥臂VT7、第八下桥臂VT8关断，电流流向：交流供电设备、第一电感L1、第七上桥二极管VD7、外部的电池101、可逆PWM整流器102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)、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)流回至交流供电设备，交流供电设备、第一绕组单元131(线圈A1、线圈B1、线圈C1)、和第一电感L1对外部的电池101进行负向储能释放。

本发明实施例二提供一种能量转换装置，如图25所示，包括：

能量存储连接端组201，其包括第一能量存储连接端和第二能量存储连接端；

可逆PWM整流器102，其包括L路桥臂，所述L路桥臂并联形成第一汇流端和第二汇流端，所述第一汇流端连接所述第一能量存储连接端，所述第二汇流端连接所述第二能量存储连接端；

功率开关模块104，其包括第一端、第二端以及第三端，所述功率开关模块的第一端连接所述第一能量存储连接端和所述第一汇流端，所述功率开关模块的第二端连接所述第二能量存储连接端和所述第二汇流端；

电机线圈103，其包括相端点、第一中性线和第二中性线，所述电机线圈的相端点分别与所述L路桥臂的中点连接，所述第二中性线连接所述功率开关模块的第三端；

充电或放电连接端组202，其包括第一充电或放电连接端和第二充电或放电连接端，所述第一充电或放电连接端连接所述第一中性线，所述第二充电或放电连接端连接所述第二能量存储连接端、所述第二汇流端以及所述功率开关模块的第二端。

其中，能量存储连接端组201用于连接外部的电池，充电或放电连接端组202用于连接外部的充电口，本实施例的具体工作方式请参照实施例一，在此不再赘述。

本申请实施例三提供一种车辆，电动汽车还包括上述实施例一提供的能量转换装置。

如图26所示，电池包的加热和冷却回路包含以下回路：电机驱动***冷却回路、电池冷却***回路、空调***的冷却回路。电池冷却***回路通过换热板和空调冷却***融合；电池冷却***回路通过四通阀和电机驱动***冷却回路贯通。电机驱动***冷却回路通过三通阀的切换将散热器连接和断开。电机驱动***冷却回路与电池冷却***回路通过阀体切换，改变管道中冷却液流向，使电机驱动***加热后的冷却液的流向电池冷却***，完成热量从电机驱动***到电池冷却的传递；电机驱动***处于非加热模式，通过三通阀和四通阀切换，电机驱动***冷却液走A回路，电池冷却***的冷却液走C回路；电机处于加热模式，通过三通阀和四通阀切换，电机驱动***冷却液走B回路，实现电机驱动***加热后的冷却液流向电池包冷却回路来给电池加热。

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 (29)

1.一种能量转换装置，其特征在于，包括可逆PWM整流器、电机线圈和功率开关模块，所述可逆PWM整流器以及所述功率开关模块并联连接，所述电机线圈分别与所述可逆PWM整流器、所述功率开关模块连接；

外部的直流口通过所述能量转换装置与外部的电池形成直流充电电路或者直流放电电路，外部的电池与所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器和所述电机线圈形成驱动回路；其中，所述电机线圈以及所述功率开关模块、所述可逆PWM整流器均与外部的直流口连接，所述可逆PWM整流器、所述功率开关模均与外部的电池连接。

2.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，外部的直流口通过所述能量转换装置中的所述电机线圈和所述功率开关模块与外部的电池形成直流充电电路或者直流放电电路。

3.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，外部的直流口连接直流供电设备时，所述直流供电设备通过所述能量转换装置中的所述电机线圈和所述功率开关模块与外部的电池形成第一直流充电电路；

所述直流供电设备通过所述能量转换装置中的所述电机线圈、可逆PWM整流器与外部的电池形成第二直流充电电路；

所述能量转换装置根据外部控制信号选择所述第一直流充电电路或者所述第二直流充电电路工作。

4.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，外部的直流口连接直流用电设备时，所述外部的电池通过所述能量转换装置中的所述功率开关模块和所述电机线圈与直流用电设备形成第一直流放电电路；

所述外部的电池通过所述能量转换装置中的可逆PWM整流器、所述电机线圈与直流用电设备形成第二直流放电电路；

所述能量转换装置根据外部控制信号选择所述第一直流放电电路或者所述第二直流放电电路工作。

5.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，外部的交流口通过所述能量转换装置与外部的电池形成交流充电电路或者交流放电电路，其中，所述电机线圈以及所述功率开关模块均与外部的交流口连接。

6.如权利要求5所述的能量转换装置，其特征在于，外部的交流口通过所述能量转换装置中的所述电机线圈、所述功率开关模块、所述可逆PWM整流器与外部的电池形成交流充电电路或者交流放电电路。

7.如权利要求5所述的能量转换装置，其特征在于，外部的直流口通过所述能量转换装置与外部的电池形成加热电路；

或者，外部的交流口通过所述能量转换装置与外部的电池形成加热电路。

8.如权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，所述可逆PWM整流器根据外部控制信号使所述直流充电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述驱动电路和所述加热电路协同工作，或者使所述直流充电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述直流放电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述直流放电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述交流充电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述交流充电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述交流放电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述交流放电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作。

9.如权利要求5所述的能量转换装置，其特征在于，所述电机线圈包括第一绕组单元和第二绕组单元，所述第一绕组单元分别连接所述可逆PWM整流器以及所述外部的直流口，所述第二绕组单元分别连接所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元和所述功率开关模块；

所述外部的直流口、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述功率开关模块以及所述电池形成直流充放电电路。

10.如权利要求9所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置还包括开关器件，所述第二绕组单元通过所述开关器件连接所述功率开关模块；

所述外部的直流口、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述开关器件、所述功率开关模块以及所述电池形成直流充放电电路。

11.如权利要求9所述的能量转换装置，其特征在于，所述外部的直流口连接直流供电设备时，所述直流供电设备、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元以及所述功率开关模块形成直流充电储能回路，所述直流供电设备、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述功率开关模块以及所述电池形成直流充电续流回路；

或者，所述外部的直流口连接直流用电设备时，所述电池、所述功率开关模块、所述第二绕组单元、所述第一绕组单元、所述外部的直流口以及所述直流用电设备形成直流放电储能回路，所述功率开关模块、所述第二绕组单元、所述第一绕组单元、所述外部的直流口以及所述直流用电设备形成直流放电续流回路。

12.如权利要求9所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一绕组单元还连接外部的交流口的一端，所述第二绕组单元连接所述功率开关模块，所述功率开关模块还连接外部的交流口的另一端，所述外部的交流口连接交流供电设备时，所述交流供电设备、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器以及所述功率开关模块形成交流充电储能回路，所述交流供电设备、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述外部的电池以及所述功率开关模块形成交流充电储能释放回路；或者，所述交流供电设备、所述功率开关模块、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元形成交流充电储能回路，所述交流供电设备、所述功率开关模块、所述电池以及所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元形成交流充电储能释放回路。

13.如权利要求9所述的能量转换装置，其特征在于，所述可逆PWM整流器包括一组M₁路桥臂，所述电机包括一套m₁相绕组，所述m₁相绕组中的每一相绕组包括n₁个线圈支路，每一相绕组的n₁个线圈支路共接形成一个相端点，所述m₁相绕组的相端点与所述M₁路桥臂中每路桥臂的中点一一对应连接，所述m₁相绕组中的每一相绕组的n₁个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n₁个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n₁个连接点，其中，n₁≥2，m₁≥2，M₁≥2，m₁＝M₁，且n₁，m₁，M₁均为整数；

所述n₁个连接点形成T个中性点，所述T个中性点包括一个连接点形成的独立中性点和/或至少两个以上的连接点连接形成的非独立中性点，所述T个中性点引出第一中性线和第二中性线，所述第一中性线连接所述外部的直流口，所述第二中性线连接所述功率开关模块，所述第一绕组单元包括引出第一中性线的线圈支路，所述第二绕组单元包括引出第二中性线的线圈支路。

14.如权利要求13所述的能量转换装置，其特征在于，当m₁＝M₁＝3，n₁＝2时，所述电机线圈形成2个连接点，所述2个连接点分别形成第一中性点和第二中性点，所述第一中性点引出第一中性线，所述第二中性点引出第二中性线；

或者，当m₁＝M₁＝3，n₁＝4时，所述电机线圈形成4个连接点，所述4个连接点形成4个独立中性点，其中2独立中性点分别引出第一中性线和第二中性线；

或者，当m₁＝M₁＝3，n₁＝4时，所述电机线圈形成4个连接点，所述4个连接点中的每2个连接点共接形成2个非独立中性点，所述2个非独立中性点分别引出第一中性线和第二中性线。

15.如权利要求13所述的能量转换装置，其特征在于，所述电池的正极端分别连接所述可逆PWM整流器中多相桥臂的第一汇流端和所述功率开关模块的第一端，所述电池的负极端分别连接所述可逆PWM整流器中多相桥臂的第二汇流端、所述功率开关模块的第二端以及所述外部的直流口的第二端，所述第一中性线连接所述外部的直流口的第一端，所述第二中性线连接所述功率开关模块的第三端。

16.如权利要求15所述的能量转换装置，其特征在于，所述功率开关模块包括第七功率开关单元和第八功率开关单元，所述第七功率开关单元的输入端为所述功率开关模块的第一端，所述第八功率开关单元的输出端为所述功率开关模块的第二端，所述第七功率开关单元的输出端与所述第八功率开关单元的输入端共接并形成所述功率开关模块的第三端。

17.如权利要求16所述的能量转换装置，其特征在于，所述外部的交流口的第一端连接所述功率开关模块的第三端，所述功率开关模块的第三端通过开关连接所述第二中性线，所述外部的交流口的第二端连接所述第一中性线。

18.如权利要求13所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置还包括第一开关模块和第一储能模块，所述第一开关模块包括第一开关器件和预充模块，所述第一储能模块与所述可逆PWM整流器并联连接，所述外部的电池通过所述第一开关模块中的所述第一开关器件和所述预充模块与所述第一储能模块连接。

19.如权利要求18所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置还包括交流隔离模块，所述交流隔离模块的第一端和第二端分别连接所述电池的正极和负极，所述交流隔离模块的第三端连接所述预充模块，所述交流隔离模块的第四端和第五端分别连接所述功率开关模块的第一端和所述外部的直流口的第二端。

20.如权利要求19所述的能量转换装置，其特征在于，所述交流隔离模块包括第四开关模块、第三储能器件、第一双相桥、第十一开关器件、变压器以及第二双相桥，所述第一双相桥包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂和所述第二桥臂并联连接并形成第一汇流端和第二汇流端，所述第二双相桥包括第三桥臂和第四桥臂，所述第三桥臂和所述第四桥臂并联连接并形成第三汇流端和第四汇流端；

所述第四开关模块的第一端和第二端分别为所述交流隔离模块的第一端和第二端，所述第四开关模块的第三端连接所述第三储能器件的第一端、所述第十一开关器件的第一端以及第一双相桥的第一汇流端，所述第四开关模块的第四端连接所述第三储能器件的第二端以及第一双相桥的第二汇流端，所述第一桥臂的中点和所述第二桥臂的中点分别连接所述变压器的第一初级线圈的第一端和第二端，所述变压器的次级线圈的第一端和第二端分别连接所述第三桥臂的中点和所述第四桥臂的中点，所述第十一开关器件的第二端为所述交流隔离模块的第三端，所述第三汇流端为所述交流隔离模块的第四端，所述第四汇流端为所述交流隔离模块的第五端。

21.如权利要求20所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置还包括低压蓄电池充电模块，所述低压蓄电池充电模块连接所述变压器的第二初级线圈；

所述外部的电池、所述交流隔离模块以及所述低压蓄电池形成充电电路或者放电电路。

22.如权利要求12所述的能量转换装置，其特征在于，所述电池的正极端分别连接所述可逆PWM整流器中多相桥臂的第一汇流端和所述功率开关模块的第一端，所述电池的负极端分别连接所述可逆PWM整流器中多相桥臂的第二汇流端和所述功率开关模块的第二端，所述第二中性线连接所述功率开关模块的第三端，所述第一中性线连接所述外部的直流口的第一端和所述外部的交流口的第二端，所述外部的直流口的第二端连接所述功率开关模块的第二端，所述外部的交流口的第一端连接所述功率开关的第四端。

23.如权利要求22所述的能量转换装置，其特征在于，所述功率开关模块包括第一功率开关模块和第二功率开关模块，所述第一功率开关模块包括第七功率开关单元和第八功率开关单元，所述第二功率开关模块包括第九功率开关单元和第十功率开关单元，所述第七功率开关单元的输入端与所述第九功率开关单元的输入端共接并构成所述功率开关模块的第一端，所述第八功率开关单元的输出端和所述第十功率开关单元的输出端共接并构成所述功率开关模块的第二端，所述第七功率开关单元的输出端和所述第八功率开关单元的输入端共接形成所述功率开关模块的第三端，所述第九功率开关单元的输出端和所述第十功率开关单元的输入端共接形成所述功率开关模块的第四端。

24.如权利要求23所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一功率开关模块还包括第八开关，所述第八开关的第一端连接所述第一功率开关模块的第三端，所述第八开关的第二端连接所述第二功率开关模块的第三端。

25.如权利要求22所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置还包括隔离模块，所述隔离模块的第一端和第二端分别连接所述外部的交流口的第一端和第二端，所述隔离模块的第三端和第四端分别连接所述第一中性线和所述第二功率开关模块的第三端或者所述交流隔离模块的第三端和第四端分别连接所述第二中性线和所述第二功率开关模块的第三端。

26.如权利要求25所述的能量转换装置，其特征在于，所述隔离模块包括第五开关模块、储能模块、变换模块以及变压器；所述第五开关模块的第一端和第二端分别为所述隔离模块的第一端和第二端，所述第四开关模块的第三端和第四端分别连接所述储能模块的第一端和第二端，所述储能模块的第三端和第四端分别连接所述变换模块的第一端和第二端，所述变换模块的第三端和第四端分别连接所述变压器的初级线圈的第一端和第二端，所述变压器的次级线圈的第一端和第二端为所述隔离模块的第三端和第四端。

27.如权利要求26所述的能量转换装置，其特征在于，所述变换模块包括第三双相桥、第七电容以及第四双相桥，所述第三双相桥包括第七桥臂和第八桥臂，所述第七桥臂和所述第八桥臂并联连接并形成第五汇流端和第六汇流端，所述第四双相桥包括第九桥臂和第十桥臂，所述第九桥臂和所述第十桥臂并联连接并形成第七汇流端和第八汇流端；

所述第七桥臂的中点和所述第八桥臂的中点分别为所述变换模块的第一端和第二端，所述第五汇流端连接所述第七电容的第一端和所述第七汇流端，所述第六汇流端连接所述第七电容的第二端和所述第八汇流端，所述第九桥臂的中点和所述第十桥臂的中点分别为所述变换模块的第三端和第四端。

28.一种能量转换装置，其特征在于，包括：

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；

可逆PWM整流器，其包括多路桥臂，所述多路桥臂并联形成第一汇流端和第二汇流端，所述第一汇流端连接所述第一能量存储连接端，所述第二汇流端连接所述第二能量存储连接端；

功率开关模块，其包括第一端、第二端以及第三端，所述功率开关模块的第一端连接所述第一能量存储连接端和所述第一汇流端，所述功率开关模块的第二端连接所述第二能量存储连接端和所述第二汇流端；

电机线圈，其包括相端点、第一中性线和第二中性线，所述电机线圈的相端点分别与所述多路桥臂的中点连接，所述第二中性线连接所述功率开关模块的第三端；

充电或放电连接端组，其包括第一充电或放电连接端和第二充电或放电连接端，所述第一充电或放电连接端连接所述第一中性线，所述第二充电或放电连接端连接所述第二能量存储连接端、所述第二汇流端以及所述功率开关模块的第二端。

29.一种车辆，其特征在于，所述车辆还包括权利要求1至28任意一项所述的能量转换装置。

Images