CN112550022A

CN112550022A - 能量转换装置及车辆

Info

Publication number: CN112550022A
Application number: CN201910912681.1A
Authority: CN
Inventors: 潘华; 李吉成; 谢飞跃; 张宇昕; 杨宁
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: JP7345060B2; KR20220063281A; JP2022550335A; WO2021057338A1; US20220348094A1; EP4033630A4; CN112550022B; EP4033630A1

Abstract

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种能量转换装置及车辆，该能量转换装置包括：可逆PWM整流器和电机线圈，电机线圈至少包括可逆PWM整流器连接的第一绕组单元、第二绕组单元；第一绕组单元和第二绕组单元均引出至少一条中性线，第一绕组单元和第二绕组单元的中性线中的至少一条连接，其中任一绕组单元中的至少一条中性线与第一直流充放电口的第一端连接，可逆PWM整流器分别与电池的第一端、电池的第二端、第一直流充放电口的第二端连接，将该能量转换装置应用于电动汽车上时，能够使直流充放电电路和驱动电路均复用可逆PWM整流器和电机线圈，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

本申请属于电子技术领域，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，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，有必要开发移动充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

本申请实施例提供一种能量转换装置及其车辆，能够实现对用电设备进行放电以及接收供电设备的充电。

本申请的第一实施例提供一种能量转换装置，其包括：

可逆PWM整流器和电机线圈，电机线圈至少包括第一绕组单元和第二绕组单元，第一绕组单元、第二绕组单元均与可逆PWM整流器连接；

外部的电池、可逆PWM整流器、电机线圈以及外部的第一直流充放电口形成直流充电电路或者直流放电电路；其中，第一绕组单元引出至少一条中性线，第二绕组单元引出至少一条中性线，第一绕组单元和第二绕组单元的中性线中的至少一条连接，其中至少一绕组单元中的至少一条中性线与第一直流充放电口的第一端连接，可逆PWM整流器分别与电池的第一端、电池的第二端连接，第一直流充放电口的第二端与电池的第二端连接。

本申请的第二实施例提供一种能量转换装置，其包括：

电机线圈，其至少包括第一绕组单元和第二绕组单元，第一绕组单元引出至少一条中性线，第二绕组单元引出至少一条中性线，第一绕组单元和第二绕组单元的中性线中的至少一条连接；

可逆PWM整流器，其分别与第一绕组单元、第二绕组单元连接；

充放电连接端组，其包括第一充放电连接端、第二充放电连接端，所述电机线圈中至少一绕组单元中的至少一条中性线与第一充放电连接端连接，第二充放电连接端与可逆PWM整流器的第二汇流端连接；

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，第一能量存储连接端与可逆PWM整流器的第一汇流端连接，第二能量存储连接端与可逆PWM整流器的第二汇流端连接。

本申请的第三实施例提供一种车辆，该车辆包括本申请的第一实施例所提供的能量转换装置或者本申请的第二实施例所提供的能量转换装置。

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整流器和电机线圈的能量转换装置，并将该能量转换装置接入外部的电池和第一直流充放电口后，能够使该能量转换装置工作于直流充电模式、直流放电模式、驱动模式，该能量转换装置处于驱动模式时，外部的电池、可逆PWM整流器、电机线圈形成驱动电路，该能量转换装置处于直流充电模式时，外部的第一直流充放电口通过能量转换装置与外部的电池形成直流充电电路，该能量转换装置处于直流放电模式时，外部的电池通过能量转换装置与外部的第一直流充放电口形成直流放电电路，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、加热回路、直流充电电路和直流放电电路中均采用可逆PWM整流器以及电机线圈，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。

附图说明

图1示出了本申请第一实施例的能量转换装置的模块结构示意图；

图2示出了本申请第一实施例的能量转换装置的一电路结构示例图；

图3示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电路结构示例图；

图4示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电路结构示例图；

图5示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电路结构示例图；

图6示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电路结构示例图；

图7示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电路结构示例图；

图8示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电路结构示例图；

图9示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电路结构示例图；

图10示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电路结构示例图；

图11示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电路结构示例图；

图12示出了本申请第一实施例的能量转换装置的一电流流向示意图；

图13示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电流流向示意图；

图14示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电流流向示意图；

图15示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电流流向示意图；

图16示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电流流向示意图；

图17示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电流流向示意图；

图18示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电流流向示意图；

图19示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电流流向示意图；

图20示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电流流向示意图；

图21示出了本申请第一实施例的能量转换装置的又一电流流向示意图；

图22示出了本申请第二实施例的能量转换装置的模块结构示意图；

图23示出了本申请第三实施例的车辆的一模块结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定***结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的***、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在此本申请说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本申请。如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

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。

本申请的第一实施例提供一种能量转换装置，如图1所示，该能量转换装置包括可逆PWM整流器11和电机线圈12。

具体地，电机线圈12至少包括第一绕组单元N1和第二绕组单元N2，第一绕组单元N1、第二绕组单元N2均与可逆PWM整流器11连接；第一绕组单元N1引出至少一条中性线，第二绕组单元N2引出至少一条中性线，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2的中性线中的至少一条连接，其中至少一绕组单元中的至少一条中性线与第一直流充放电口3的第一端连接，可逆PWM整流器11分别与电池2的第一端、电池2的第二端连接，第一直流充放电口3的第二端与电池2的第二端连接。

在本实施例中，第一直流充放电口3的第一端可以与第一绕组单元N1连接，也可以与第二绕组单元N2连接。

需要注意的是，本实施例中所出现的“充放电”是指“充电”或者“放电”，因此，“充放电口”可以是“充电口”，也可以是“放电口”，“充放电电路”可以是“充电电路”，也可以是“放电电路”。

另外，在本实施例中所描述的“外部的电源”是相对于能量转换装置而言的“外部”，并不是能量转换装置所在车辆的“外部”。

在本实施例中，当第一直流充放电口3输出直流电时，应当以第一直流充放电口3已与直流供电设备连接为前提；当直流电输入到第一直流充放电口3时，应当以第一直流充放电口3已与直流用电设备连接为前提。因此，在之后描述中，第一直流充放电口3输出直流电时，其已与直流供电设备连接；直流电输入到第一直流充放电口3时，其已与直流用电设备连接。

其中，可逆PWM整流器11可以根据控制信号对电池2输入的电流进行逆变或者对输入到电池2的电流进行整流，可逆PWM整流器11包括多相桥臂，桥臂数量根据电机线圈12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、MOS管、SiC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绕组，可逆PWM整流器11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，将电池2输入的直流电转换为交流电。

其中，电机线圈12包括至少两个绕组单元，每个绕组单元包括多相绕组，每一相绕组包括N个线圈支路，每一相绕组中的N个线圈支路的第一端共接形成相端点，每一相绕组中的N个线圈支路的第二端与其他相绕组中的N个线圈支路的第二端一一对应连接，以形成N个连接点，其中，N为大于等于1的整数。

其中，第一绕组单元N1也可以是由两个或者两个以上连接点形成的中性点的线圈，第二绕组单元N2也可以是由两个或者两个以上连接点形成的中性点的线圈，形成第一绕组单元N1的连接点和形成第二绕组单元N2的连接点为不同的连接点，即第一绕组单元N1和第二绕组单元N2具有不同的中性点。

其中，第一绕组单元N1包括至少两个相端点和至少一个中性点，并且从其中至少一个中性点分别引出至少一条中性线；第二绕组单元N2包括至少两个相端点和至少一个中性点，并且从其中至少一个中性点分别引出至少一条中性线，第二绕组单元N2通过该至少一条中性线与第一绕组单元N1连接，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2均通过相端点与可逆PWM整流器11连接。

在本实施例中，从一个中性点可以引出至少一条中性线，也可以从多个中性点分别引出一条中性线；同时，第一绕组单元N1与第二绕组单元N2可以是在电机的外部通过中性线连接，也可以是在电机的内部通过中性线连接，此处不做具体限制。

需要注意的是，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2可分别处于不同电机的电机线圈12中，也可以处于同一电机的电机线圈12中，也即，第一绕组单元N1处于一个电机的电机线圈12中时，第二绕组单元N2可以处于另一个电机的电机线圈12中；或者，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2处于同一电机的电机线圈12中。同时，每一个绕组单元的所有相绕组作为一个基本单元，对每一个基本单元采用电机矢量控制都可以独立的控制电机运行。

另外，能量转换装置还包括控制模块，控制模块与可逆PWM整流器11连接，并向可逆PWM整流器11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11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可逆PWM整流器11中功率开关的导通和关断以实现不同电流回路的导通。

该能量转换装置可以工作于直流充电模式、直流放电模式和驱动模式。

当该能量转换装置工作于直流充电模式时，第一直流充放电口3输出直流电，经由第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11后给电池2充电；或者，第一直流充放电口2输出直流电，经由第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11后给电池2充电；或者，第一直流充放电口2输出直流电，经由第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11后给电池2充电。

当该能量转换装置工作于直流放电模式时，电池2输出直流电，经由可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2、第一绕组单元N1后给第一直流充放电口3供电；或者，电池2输出直流电，经由可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1后给第一直流充放电口3供电；或者，电池2输出直流电，经由可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2后给第一直流充放电口3供电。

当该能量转换装置工作于驱动模式时，电池2向可逆PWM整流器11提供直流电，可逆PWM整流器11将直流电逆变为多相交流电，并将多相交流电输入电机线圈12以驱动电机运转。

在本实施例中，通过采用包括可逆PWM整流器11和电机线圈12的能量转换装置，并将该能量转换装置接入外部的电池2和第一直流充放电口3后，能够使该能量转换装置工作于直流充电模式、直流放电模式、驱动模式，该能量转换装置处于驱动模式时，外部的电池2、可逆PWM整流器11、电机线圈12形成驱动电路，该能量转换装置处于直流充电模式时，外部的第一直流充放电口3通过能量转换装置与外部的电池2形成直流充电电路，该能量转换装置处于直流放电模式时，外部的电池2通过能量转换装置与外部的第一直流充放电口3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2电量不足时接收直流供电设备的充电，以及在外部的电池2电量充足时向直流用电设备进行放电，并且驱动回路、加热回路、直流充电电路和直流放电电路中均采用可逆PWM整流器11以及电机线圈12，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2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。

进一步地，作为实施例的一种实施方式，第一直流充放电口3可以与直流供电设备连接，也可以与直流用电设备连接。

当第一直流充放电口3连接直流供电设备时，直流供电设备为能量转换装置提供电能，此时，直流供电设备、第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路；其中，直流供电设备、第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11形成直流充电储能回路，直流供电设备、第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电释能回路。

在上述直流充电储能回路中，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2完成储能，在上述直流充电释能回路中，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2完成储能释放，可逆PWM整流器11输出经过升压的直流电，以给电池2充电。

另外，直流供电设备、第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路；其中，直流供电设备、第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11形成直流充电储能回路，直流供电设备、第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电释能回路。

在上述直流充电储能回路中，第一绕组单元N1完成储能，在上述直流充电释能回路中，第一绕组单元N1完成储能释放，可逆PWM整流器11输出经过升压的直流电，以给电池2充电。

另外，直流供电设备、第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路；其中，直流供电设备、第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11形成直流充电储能回路，直流供电设备、第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电释能回路。

在上述直流充电储能回路中，第二绕组单元N2完成储能，在上述直流充电释能回路中，第二绕组单元N2完成储能释放，可逆PWM整流器11输出经过升压的直流电，以给电池2充电。

第一直流充放电口3连接直流用电设备时，能量转换装置为直流用电设备提供电能，此时，电池2、可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2、第一绕组单元N1、第一直流充放电口3、直流用电设备形成直流放电电路；其中，电池2、可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2、第一绕组单元N1、第一直流充放电口3、直流用电设备形成直流放电储能回路，可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2、第一绕组单元N1、第一直流充放电口3、直流用电设备形成直流放电释能回路。

在上述直流放电储能回路中，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2完成储能，在上述直流放电释能回路中，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2完成储能释放，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2输出经过降压的直流电，以给直流用电设备供电。

另外，电池2、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第一直流充放电口3、直流用电设备形成直流放电电路；其中，电池2、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第一直流充放电口3、直流用电设备形成直流放电储能回路，可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第一直流充放电口3、直流用电设备形成直流放电释能回路。

在上述直流放电储能回路中，第一绕组单元N1完成储能，在上述直流放电释能回路中，第一绕组单元N1完成储能释放，第一绕组单元N1输出经过降压的直流电，以给直流用电设备供电。

另外，电池2、可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2、第一直流充放电口3、直流用电设备形成直流放电电路；其中，电池2、可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2、第一直流充放电口3、直流用电设备形成直流放电储能回路，可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2、第一直流充放电口3、直流用电设备形成直流放电释能回路。

在上述直流放电储能回路中，第二绕组单元N2完成储能，在上述直流放电释能回路中，第二绕组单元N2完成储能释放，第二绕组单元N2输出经过降压的直流电，以给直流用电设备供电。

在本实施方式中，通过控制可逆PWM整流器11中的各个功率开关的导通断开状态，以使电机线圈12完成储能或者释能的过程，实现该能量转换装置的直流充电或者直流放电，并在直流充电电路或者直流放电电路中复用了电机线圈12，使得直流充电或者直流放电。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，可逆PWM整流器11包括一组M相桥臂，每相桥臂的第一端共接形成第一汇流端，每相桥臂的第二端共接形成第二汇流端，第一汇流端与电池2的第一端连接，第二汇流端与电池2的第二端、第一直流充放电口3的第二端连接；

电机线圈12至少包括第一绕组单元N1和第二绕组单元N2，第一绕组单元N1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M路桥臂中的m₁路桥臂的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，从n₁个连接点中形成T₁个中性点，从T₁个中性点引出J₁条中性线；其中，n₁≥T₁≥1，T₁≥J₁≥1，m₁≥2且n₁，m₁，T₁，J₁均为正整数。

第二绕组单元N2包括一套m₂相绕组，m₂相绕组中的每一相绕组包括n₂个线圈支路，每一相绕组的n₂个线圈支路共接形成一个相端点，m₂相绕组的相端点与M路桥臂中的m₂路桥臂的每路桥臂的中点一一对应连接，m₂相绕组中的每一相绕组的n₂个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n₂个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n₂个连接点，从n₂个连接点中形成T₂个中性点，从T₂个中性点引出J₂条中性线；其中，n₂≥T₂≥1，T₂≥J₂≥1，m₂≥2，M≥m1+m2且n₂，m₂，T₂，J₂均为正整数。

J₁条中性线中的至少一条中性线与J₂条中性线中的至少一条中性线连接，J₁条中性线和/或J₂条中性线中的至少一条中性线与第一直流充放电口3的第一端连接。

需要注意的是，每一个绕组单元的所有相绕组作为一个基本单元，对每一个基本单元采用电机矢量控制都可以独立的控制电机运行。

具体地，以如图2所示的电路结构示例图为例，该一组6路桥臂具体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、第五功率开关单元、第六功率开关单元、第七功率开关单元、第八功率开关单元、第九功率开关单元、第十功率开关单元、第十一功率开关单元、第十二功率开关单元，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，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，第九功率开关单元包括第九上桥臂VT9和第九上桥二极管VD9，第十功率开关单元包括第十下桥臂VT10和第十下桥二极管VD10，第十一功率开关单元包括第十一上桥臂VT11和第十一上桥二极管VD11，第十二功率开关单元包括第十二下桥臂VT12和第十二下桥二极管VD12。

第一功率开关单元的第一端、第三功率开关单元的第一端、第五功率开关单元的第一端、第七功率开关单元的第一端、第九功率开关单元的第一端、第十一功率开关单元的第一端共接形成第一汇流端，第二功率开关单元的第二端、第四功率开关单元的第二端、第六功率开关单元的第二端、第八功率开关单元的第二端、第十功率开关单元的第二端、第十二功率开关单元的第二端共接形成第二汇流端，电池2的第一端通过开关K1与第一汇流端连接，电池2的第二端通过开关K3与第二汇流端连接，第一汇流端和第二汇流端之间设置有电容C1，串联连接的开关K2和电阻R与开关K1并联连接。

第一功率开关单元和第二功率开关单元的中点、第三功率开关单元和第四功率开关单元的中点、第五功率开关单元和第六功率开关单元的中点分别与第一绕组单元N1的三个相端点(A、B、C)一一对应连接，第七功率开关单元和第八功率开关单元的中点、第九功率开关单元和第十功率开关单元的中点、第十一功率开关单元和第十二功率开关单元的中点分别与第二绕组单元N2的三个相端点(U、V、W)一一对应连接，从第一绕组单元N1和第二绕组单元N2分别引出两条中性线，第一绕单元N1中的一条中性线(从连接点n2引出)与第二绕组单元N2中的一条中性线(从连接点n3引出)连接，第一绕组单元N1中的另一条中性线(从连接点n1引出)通过开关K4、开关K6与第一直流充放电口3的第一端连接，第二绕组单元N2中的另一条中性线(从连接点n4引出)通过开关K5、开关K6与第一直流充放电口3的第一端连接，第一直流充放电口3的第二端与电池2的第二端连接，第一直流充放电口3的第一端和第一直流充放电口3的第二端设置有电容C2。

在如图2所示的电路结构示例图中，第一直流充放电口3的第一端既可以与第一绕组单元N1连接，也可以与第二绕组单元N2连接，也就是说，在如图2所示的电路结构示例图中，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路；或者第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路；或者，第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路。

如图3示出了本实施方式的一种电路结构示例图，当第一绕组单元N1和第二绕组单元N2均引出一条中性线时，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2通过中性线连接，并与第一直流充放电口3的第一端连接，此时，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路。

如图4示出了本实施方式的另一种电路结构示例图，此时第一绕组单元N1和第二绕组单元N2均引出两条中性线，第一绕组单元N1的两条中性线共接后与第一直流充放电口3的第一端连接，第二绕组单元N2的两条中性线共接后与第一直流充放电口3的第一端连接，此时，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路；或者，第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路。

如图5示出了本实施例的另一种电路结构示例图，当第一绕组单元N1和第二绕组单元N2均引出一条中性线时，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2通过中性线连接，并与第一直流充放电口3的第一端连接，此时，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路；或者，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路；或者，第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路。

如图6示出了本实施方式的另一种电路结构示例图，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2均引出两条中性线，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2的中性线共接后与第一直流充放电口3的第一端连接，此时，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路。

在本实施方式中，通过设置电机线圈12中个各相绕组的线圈支路个数，调整电机线圈12产生电感量，并且可以选择不同的第一绕组单元N1和/或第二绕组单元N2的中性线与第一直流充放电口3的连接方式，以满足不同情况下对充电功率或者放电功率的需求，使得该能量转换装置的灵活性大大提升。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，当n₁≥T₁≥2，T₁≥J₁≥2时，J₁条中性线中的至少一条中性线与J₂条中性线中的至少一条中性线连接，J₁条中性线中的另至少一条中性线与第一直流充放电口3的第一端连接。

在本实施方式中，第一直流充放电口3的第一端与第一绕组单元N1连接，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路；或者，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路。

具体地，图7示出了本实施方式的一种电路结构示例图，其与图2示出的电路结构示例图的不同之处在于，从第二绕组单元N2引出的中性线为一条，第一直流充放电口3的第一端不与第二绕组单元N2连接。

图8示出了本实施方式的另一种电路结构示例图，其与图7示出的电路结构示例图的不同之处在于，第一绕组单元N1的中性线(从连接点n2引出)通过开关K7与第二绕组单元N2的中性线(从连接点n3引出)连接。通过控制开关K7的导通断开状态，能够选择不同的直流充放电电路进行工作。

在本实施方式中，能够选择第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成的直流充放电电路，或者，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成的直流充放电电路进行工作，根据不同的直流充放电需求，选择不同的直流充放电电路。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，当n₂≥T₂≥2，T₂≥J₂≥2时，J₂条中性线中的另至少一条中性线与外部的第二直流充放电口4的第一端连接，第二直流充放电口4、电机线圈12、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路。

在本实施方式中，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，或者，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，或者，第二直流充放电口4、第二绕组单元N2、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，或者，第二直流充放电口4、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路。

需要注意的是，在本实施方式中，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路能够同时进行，也就是说在本实施方式中，通过该能量转换装置能够通过两个直流充放电口进行充电或者放电，还可以通过其中一个直流充放电口进行直流充电，通过另一个直流充放电口进行直流放电。

具体地，以如图9所示的电路结构示例图为例，第二直流充放电口4的第一端与第二绕组单元N2的一条中性线(从连接点n4引出)连接，第二直流充放电口4的第二端与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接。

在本实施方式中，将该能量转换装置与外部的第二直流充放电口4连接，使得通过该能量转换装置能够同时利用两个直流充放电口进行充电或者放电，还能够通过其中一个直流充放电口进行直流充电，通过另一个直流充放电口进行直流放电，提高充放电的效率，并扩大了该能量转换装置的应用范围。

在本实施例中，电机线圈12中应当包括至少两套绕组单元，也就是说，电机线圈12中的还可以是包括三套绕组单元，也可以是四套绕组单元等等。

如图10所示的电路结构示例图，此时电机线圈12包括三套绕组单元，分别是第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3，第一绕组单元N1与第二绕组单元N2通过中性线连接，第二绕组单元N2与第三绕组单元N3也通过中性线连接，第一直流充放电口3的第一端分别与第一绕组单元N1、第三绕组单元N3连接，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1或者第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路。

如图11所示的电路结构示例图，此时电机线圈12包括三套绕组单元，分别是第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3，第一直流充放电口3的第一端与第一绕组单元N1连接，第二直流充放电口4的第一端与第二绕组单元N2连接，可逆PWM整流器11的第二汇流端分别与第一直流充放电口3的第二端、第二直流充放电口4的第二端连接，第一绕组单元N1与第二绕组单元N2通过中性线连接，第二绕组单元N2与第三绕组单元N3也通过中性线连接，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，第二直流充放电口4、第三绕组单元N3、第二绕组单元N2、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，第二直流充放电口4、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，第二直流充放电口4、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路。

在如图11所示的电路结构示例图中，该能量转换装置能够同时利用两个直流充放电口进行充电或者放电，还能够通过其中一个直流充放电口进行直流充电，通过另一个直流充放电口进行直流放电。

为能够更加清楚地理解本实施例中，直流充电电路的工作过程中的电流流向，下面以如图2所示的电路结构示例图中，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路为例对电流流向进行说明：

如图12所示，控制器控制开关K1、开关K5、开关K4、开关K6、开关K7断开，开关K2、开关K3闭合，通过电阻R完成电容C1的预充过程，控制开关K2断开，开关K1、开关K4、开关K6、开关K7闭合，控制第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12导通，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、第五功率开关单元、第六功率开关单元、第七功率开关单元、第九功率开关单元、第十一功率开关单元断开，第一直流充放电口3输出直流电，经过第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12形成直流充电储能回路，此时第一绕组单元N1和第二绕组单元N2的接入充放电电路的部分线圈支路完成储能。

如图13所示，控制第七上桥二极管VD7、第九上桥二极管VD9、第十一上桥二极管VD11单元导通，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、第五功率开关单元、第六功率开关单元、第八功率开关单元、第十功率开关单元、第十二功率开关单元断开，第一直流充放电口3输出直流电，经过第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第七上桥二极管VD7、第九上桥二极管VD9、第十一上桥二极管VD11形成直流充电释能回路，此时第一绕组单元N1和第二绕组单元N2完成储能释放，第七上桥二极管VD7、第九上桥二极管VD9、第十一上桥二极管VD11输出经过升压的直流电，给电池2充电。

由于其他直流充电电路的工作过程与上述描述类似，此处不再赘述。

由于直流放电电路的工作过程与直流充电电路的电流流向相反，控制方法类似，此处不再赘述。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，该能量转换装置还包括母线电容，母线电容与可逆PWM整流器11并联连接。

具体地，母线电容的第一端与可逆PWM整流器11的第一汇流端连接，母线电容的第二端与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接。将该母线电容应用到如图2所示的电路结构示例图中时，该母线电容为如图2所示的电路结构示例图中的电容C1。

其中，当第一直流充放电口3、电机线圈12中的一套绕组单元、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路时，母线电容、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2同时还能够形成加热电路。

以如图2所示的电路结构示例图为例，当第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，或者，当第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路时，电容C1、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2形成加热电路。

在本实施方式中，电池2或者第一直流充放电口3输入的电流经过电机线圈12产生热量，以给电池2加热，或者利用外部设备产热给电池加热，利用电机线圈12对电池进行加热，解决了现有技术存在包括电动汽车的电池的加热控制电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题，可省略现有技术中专门用于电池加热的设备(如PTC加热器、电热丝加热器)。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，该能量转换装置还包括控制器，第一直流充放电口3与直流供电设备连接，控制器用于控制直流供电设备、第一直流充放电口3、电机线圈12中的一套绕组单元、可逆PWM整流器11形成充电储能电路，直流供电设备、第一直流充放电口3、电机线圈12中的一套绕组单元、可逆PWM整流器11、电池2形成充电释能电路；且，还用于控制母线电容、可逆PWM整流器11、电机线圈12中的一套绕组单元、电机线圈12中的另一套绕组单元形成加热储能电路，电机线圈12中的一套绕组单元、电机线圈12中的另一套绕组单元、可逆PWM整流器11形成加热释能电路。

其中，母线电容的电能来源可以是电池2输出的电能，也可以是外部设备提供的电能，具体地，外部设备提供的电能可以是直流供电设备，还可以是其他供电设备。

以如图2所示的电路结构示例图为例，此时，第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，且，电容C1、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2形成加热电路。

在第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成的直流充放电电路中，第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11形成直流充电储能回路，第一直流充放电口3、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电释能回路。上述直流充电储能回路完成了第二绕组单元N2的储能过程，上述直流充电释能回路完成了第二绕组单元N2的储能释放过程，并通过可逆PWM整流器11输出经过升压的直流电，以给电池2充电。

在电容C1、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2形成的加热电路中，电容C1、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2形成加热储能回路，第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11形成加热释能回路。

为能够更加清楚地理解上述储能和释能的过程，下面以如图2所示的电路结构示例图为例，对上述储能和释能过程中的电流流向进行说明：

如图14所示，开关K1、开关K5、开关K4、开关K6、开关K7断开，开关K2、开关K3闭合，通过电阻R完成电容C1的预充过程，开关K2断开，开关K1、开关K5、开关K4、开关K6、开关K7闭合，控制第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12、第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5导通，第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第七功率开关单元、第九功率开关单元、第十一功率开关单元断开，直流充电储能回路电流流向：第一直流充放电口3输出直流电，依次经过开关K6，开关K5，第二绕组单元N2的其中一条中性线(从连接点n4引出)，第二绕组单元N2，第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12，开关K7，回流至第一直流充放电口3。加热储能回路电流流向：电容C1输出直流电，依次经过第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5，第一绕组单元N1，第一绕组单元N1的其中一条中性线(从连接点n1引出)，开关K4、开关K5，第二绕组单元N2的其中一条中性线(从连接点n4引出)，第二绕组单元N2，第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12，回流至电容C1；电容C1输出直流电，依次经过第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5，第一绕组单元N1，第一绕组单元N1的其中另一条中性线(从连接点n2引出)，第二绕组单元N2的其中另一条中性线(从连接点n3引出)，第二绕组单元N2，第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12，回流至电容C1。

如图15所示，控制第七上桥二极管VD7、第九上桥二极管VD9、第十一上桥二极管VD11、第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5导通，第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第八功率开关单元、第十功率开关单元、第十二功率开关单元断开，直流充电释能回路电流流向：第一直流充放电口3输出直流电，依次经过开关K6，开关K5，第二绕组单元N2的其中一条中性线(从连接点n4引出)，第二绕组单元N2，第七上桥二极管VD7、第九上桥二极管VD9、第十一上桥二极管VD11，开关K1，电池2的正极，电池2的负极，开关K3，开关K7，回流至第一直流充放电口3。加热释能回路的电流流向，即第一绕组单元N1和第二绕组单元N2储能释放的电流流向：第一绕组单元N1，第一绕组单元N1的其中一条中性线(从连接点n1引出)，开关K4，开关K5，第二绕组单元N2的其中一条中性线(从连接点n4引出)，第二绕组单元N2，第七上桥二极管VD7、第九上桥二极管VD9、第十一上桥二极管VD11，第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5，回流至第一绕组单元N1；第一绕组单元N1，第一绕组单元N1的其中另一条中性线(从连接点n2引出)，第二绕组单元N2的其中另一条中性线(从连接点n3引出)，第二绕组单元N2，第七上桥二极管VD7、第九上桥二极管VD9、第十一上桥二极管VD11，第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5，回流至第一绕组单元N1。

如图16所示，控制第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12、第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5导通，第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第七功率开关单元、第九功率开关单元、第十一功率开关单元断开，直流充电储能回路的电流流向为：第一直流充放电口3输出直流电，依次经过开关K6，开关K5，第二绕组单元N2的其中一条中性线(从连接点n4引出)，第二绕组单元N2，第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12，开关K7，回流至第一直流充放电口3。加热储能回路的电流流向，即电容C1输出直流电，依次经过第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5，第一绕组单元N1，第一绕组单元N1的其中一条中性线(从连接点n1引出)，开关K4、开关K5，第二绕组单元N2的其中一条中性线(从连接点n4引出)，第二绕组单元N2，第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12，回流至电容C1；电容C1输出直流电，依次经过第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5，第一绕组单元N1，第一绕组单元N1的其中另一条中性线(从连接点n2引出)，第二绕组单元N2的其中另一条中性线(从连接点n3引出)，第二绕组单元N2，第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12，回流至电容C1。

如图17所示，控制第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12、第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6导通，第七功率开关单元、第九功率开关单元、第十一功率开关单元、第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元断开，直流充电储能回路的电流流向为：第一直流充放电口3输出直流电，依次经过开关K6，开关K5，第二绕组单元N2的其中一条中性线(从连接点n4引出)，第二绕组单元N2，第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12，开关K7，回流至第一直流充放电口3。加热释能回路的电流流向，即第一绕组单元N1和第二绕组单元N2储能释放的电流流向：第一绕组单元N1，第一绕组单元N1的其中一条中性线(从连接点n1引出)，开关K4，开关K5，第二绕组单元N2的其中一条中性线(从连接点n4引出)，第二绕组单元N2，第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12，第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6，回流至第一绕组单元N1；第一绕组单元N1，第一绕组单元N1的其中另一条中性线(从连接点n2引出)，第二绕组单元N2的其中另一条中性线(从连接点n3引出)，第二绕组单元N2，第八下桥臂VT8、第十下桥臂VT10、第十二下桥臂VT12，第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6，回流至第一绕组单元N1。

在上述直流充电和加热电路中，电路中的直流充电储能回路和加热储能回路能够同时工作，该能量转换装置中的各个开关之间互不干扰；同样的，直流充电释能和加热释能回路能够同时工作，并通过控制可逆PWM整流器11中各个功率开关的导通时间，同时，在上述直流充电和加热电路中，第二绕组单元N2能够用于充电，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2能够用于加热，以满足同时充电和加热的需求。

在上述如图14至图17所示的电流流向示意图中，图14描述了直流充电储能回路和加热释能回路的电流流向；图15描述了直流充电释能回路和加热储能回路的电流流向；图16描述了直流充电储能回路和加热储能回路的电流电流；图17描述了直流充电储能回路和加热释能回路的电流流向。当该能量转换装置处于直流充电储能过程时，加热电路能够处于加热储能过程或者加热释能过程；当该能量转换装置处于直流充电释能回路时，加热电路能够处于加热释能过程。故而，直流充电电路和加热电路的过程能够独立控制，也即，采用同一种电路结构进行的加热和直流充电的方法也应当不限于一种。

以如图7所示的电路结构示例图为例，此时，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路，且，电容C1、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2形成加热电路。

在第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成的直流充放电电路中，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11形成直流充电储能回路，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电释能回路。上述直流充电储能回路完成了第一绕组单元N1的储能过程，上述直流充电释能回路完成了第一绕组单元N1的储能释放过程，并通过可逆PWM整流器11输出经过升压的直流电，以给电池2充电。

为能够更加清楚地理解上述储能和释能的过程，下面以如图7所示的电路结构示例图为例，对上述储能和释能过程中的电流流向进行说明：

如图18所示，控制开关K1、开关K5、开关K4、开关K6断开，开关K2、开关K3闭合，通过电阻R完成电容C1的预充过程，开关K2断开，开关K1、开关K5、开关K4、开关K6闭合，控制第七上桥臂VT7、第九上桥臂VT9、第十一上桥臂VT11、第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6导通，第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元、第八功率开关单元、第十功率开关单元、第十二功率开关单元断开，第一直流充放电口3输出直流电，依次经过开关K5，开关K4，第一绕组单元N1的一条中性线(从n1引出)，第一绕组单元N1，第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6，开关K6，回流至第一直流充放电口3。电容C1输出直流电，依次经过第七上桥臂VT7、第九上桥臂VT9、第十一上桥臂VT11，第二绕组单元N2，第二绕组单元N2中的一条中性线(从n3引出)，第一绕组单元N1中的另一条中性线(从n2引出)，第一绕组单元N1，第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6，回流至电容C1。

如图19所示，控制第七上桥臂VT7、第九上桥臂VT9、第十一上桥臂VT11、第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5导通，第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第八功率开关单元、第十功率开关单元、第十二功率开关单元断开，第一直流充放电口3输出直流电，依次经过开关K5，开关K4，第一绕组单元N1的一条中性线(从n1引出)，第一绕组单元N1，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K1，电池2，开关K3，开关K6，回流至第一直流充放电口3。加热释能回路的电流流向，即第一绕组单元N1和第二绕组单元N2储能释放的电流流向依次为：第二绕组单元N2，第二绕组单元N2中的一条中性线(从n3引出)，第一绕组单元N1中的另一条中性线(从n2引出)，第一绕组单元N1，第一上桥二极管VD1、第三上桥二极管VD3、第五上桥二极管VD5，第七上桥臂VT7、第九上桥臂VT9、第十一上桥臂VT11，回流至第二绕组单元N2。

如图20所示，控制第七上桥臂VT7、第九上桥臂VT9、第十一上桥臂VT11、第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6导通，第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元、第八功率开关单元、第十功率开关单元、第十二功率开关单元断开，第一直流充放电口3输出直流电，依次经过开关K5，开关K4，第一绕组单元N1的一条中性线(从n1引出)，第一绕组单元N1，第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6，开关K6，回流至第一直流充放电口3。电容C1输出直流电，依次经过第七上桥臂VT7、第九上桥臂VT9、第十一上桥臂VT11，第二绕组单元N2，第二绕组单元N2中的一条中性线(从n3引出)，第一绕组单元N1中的另一条中性线(从n2引出)，第一绕组单元N1，第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6，回流至电容C1。

如图21所示，控制第八下桥二极管VD8、第十下桥二极管VD10、第十二下桥二极管VD12、第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6导通，第七功率开关单元、第九功率开关单元、第十一功率开关单元、第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元断开，第一直流充放电口3输出直流电，依次经过开关K5，开关K4，第一绕组单元N1的一条中性线(从n1引出)，第一绕组单元N1，第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6，开关K6，回流至第一直流充放电口3。加热释能回路的电流流向，即第一绕组单元N1和第二绕组单元N2储能释放的电流流向依次为：第二绕组单元N2，第二绕组单元N2中的一条中性线(从n3引出)，第一绕组单元N1中的另一条中性线(从n2引出)，第一绕组单元N1，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、第十下桥二极管VD10、第十二下桥二极管VD12，回流至第二绕组单元N2。

上述图18至图21所示的电流流向示意图，描述了如图7所示的电路结构示例图同时进行直流充电和加热的电流流向。需要注意的是，本实施方式提供的其他电路结构示例图也能够同时进行直流充电和加热，其电流电流与上述图14至图17、图18至图21的电流流向类似，此处不再赘述。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，控制器根据外部信号控制可逆PWM整流器11，使经由第一直流充放电口3和母线电容输出的电流或者电池2和母线电容输出的电流，经过电机线圈12中的绕组单元以产生扭矩，并通过控制每套绕组单元的电流在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系的直轴、交轴上形成的电流矢量控制扭矩的大小和方向，并同时控制每套绕组单元所有相绕组流入另一套绕组单元所有相绕组的电流在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系的零轴上形成的电流矢量的大小。

其中，当一绕组单元中的各相绕组中有电流经过时，将电流作为一个电流矢量，并将该电流矢量在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系中进行分解，获得该电流矢量在直轴、交轴、零轴上对应的矢量，矢量的方向代表该电流的方向，以此获得各相绕组的电流在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系中直轴、交轴、零轴上对应的矢量。进一步地，将一绕组单元中各相绕组的电流在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系中直轴、交轴、零轴上进行解算，以获得一绕组单元的电流在直轴、交轴、零轴上对应的矢量大小。

同理，一绕组单元中的各相绕组均存在电感、电阻，当有电流经过时，各相绕组两端存在电压，将电感、电阻、电压在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系中进行解算，进而能够获得在直轴、交轴、零轴上对应电感、电阻、电压的值。

各套绕组单元形成的扭矩的大小和方向可以根据以下公式(1)计算得到：

其中，T_ex代表第x套绕组单元产生的扭矩，m_x代表第x套绕组单元的绕组的相数，，P_n代表电机极对数，

代表电机永磁体磁链，i_qx代表第x套绕组单元在交轴上形成的电流矢量，i_dx代表第x套绕组单元在直轴上形成的电流矢量，L_dx代表第x绕组单元在直轴上形成的电感，L_qx代表第x绕组单元在交轴上形成的电感。

电机线圈产生的扭矩大小和方向可以根据以下公式(2)计算得到：

其中，T_e代表各套绕组产生的扭矩之和，x代表电机线圈12中绕组单元的数量，T_ek代表电机线圈12中第k套绕组单元产生的扭矩，k≥2，且k为正整数。

需要注意的是，当各相绕组有电流经过，且各相绕组存在电阻时，各相绕组应当产生热量，此时加热功率为I²R，I代表流经某相绕组的电流，R代表某相绕组的电阻。

当电机线圈12中包括x套绕组单元时，将每一套绕组单元作为一个基本单元，然后对每套绕组单元采用类似的矢量控制方法，以实现控制每套绕组单元。

在本实施方式中，通过将各相绕组单元的电流、电阻、电压、电感在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系中进行具体折算，获得各相绕组单元的电流、电阻、电压、电感在直轴、交轴、零轴上对应的分量，通过控制各相绕组单元的电流在直轴、交轴、零轴上对应的分量，以实现控制各套绕组单元产生的扭矩，以及电机线圈产生的加热功率。

在本实施方式中，以如图2、图9、图10、图11所示的电路结构示例图为例，此时，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2均引出两条中性线，第一绕组单元N1通过中性线与第二绕组单元N2连接，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路。

在上述直流充放电电路中，电路中的电流之间的关系可以用以下公式(3)表示：

其中，i_n代表流入电机线圈12的电流，i_n1代表第一绕组单元N1的中性线(从n1引出)的电流，i_n2代表第二绕组单元N2的中性线(从n4引出)的电流，ia代表经过第一绕组单元N1中的A相绕组的电流，ib代表经过第一绕组单元N1中的B相绕组的电流，ic代表经过第一绕组单元N1中的C相绕组的电流，iu代表经过第二绕组单元N2中的U相绕组的电流，iv代表经过第二绕组单元N2中的V相绕组的电流，iw代表经过第二绕组单元N2中的W相绕组的电流，相数m1＝m2＝3，i₀₁代表经过第一绕组单元N1中各相绕组的电流，i₀₂代表经过第二绕组单元N2中各相绕组的电流，i代表第一绕组单元N1流向第二绕组单元N2的电流。

当该能量转换装置处于直流充电模式时，i_n不等于零，且，i_n1和i_n2均大于零；当该能量转换装置处于直流放电模式时，i_n不等于零，且，i_n1和i_n2均小于零。在本实施例中，将流入电池2正极的电流视为正向电流，此时电流大于零；将从电池2正极流出的电流视为负向电流，此时电流小于零。

具体地，当控制i_n1*＝i_n*/2，i_n2*＝i_n*/2，i＝0，不计算，且不控制i_d*和i_q*的大小，其中，i_n*代表流入电机线圈12的目标电流，i_n1*代表第一绕组单元N1的中性线(从n1引出)的目标电流，i_n2*代表第二绕组单元N2的中性线(从n4引出)的目标电流。

此时，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2输出电流幅值相等，故而能够保证两套绕组的输出功率一致。

具体地，当控制i_n1*＝i_n*/2+i，i_n2*＝i_n*/2-i，i＝i_n*/2，也即，控制i_n1*＝i_n*，i_n2*＝0，i_d*＝i_d1*＝i_d2*＝0，i_q*＝i_q1*＝i_q2*＝0或者i_n1*＝0，i_n2*＝i_n*，i_d*和i_q*不解算不控制，其中，i_d1*代表经过第一绕组单元N1各相绕组的电流在直轴上形成的目标电流矢量，i_q1*代表经过第一绕组单元N1各相绕组的电流在交轴上形成的目标电流矢量，i_d2*代表经过第二绕组单元N2各相绕组的电流在直轴上形成的目标电流矢量，i_q2*代表经过第二绕组单元N2各相绕组的电流在交轴上形成的目标电流矢量，i_d*代表经过电机所有绕组单元的电流在直轴上形成的目标电流矢量，i_q*代表电机所有绕组单元的电流在交轴上形成的目标电流矢量。

此时，在直流充放电电路中仅用其中电机线圈12中的一套绕组单元，每次充放电两套绕组交替使用，可以均衡绕组的寿命，同时，每次只使用其中一套绕组可以减少电子元器件的开关损耗。

在本实施方式中，以如图7、图8所示的电路结构示例图为例，此时，第一绕组单元N1引出两条中性线，第二绕组单元N2引出一条中性线，第一绕组单元N1通过中性线与第二绕组单元N2连接，第一直流充放电口3、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充放电电路。

在上述直流充放电电路中，电路中的电流之间的关系可以用以下公式(4)表示：

其中，i_n代表流入电机线圈12的电流，i_n1代表第一绕组单元N1从中性线(从n1引出)流入的电流，ia代表经过第一绕组单元N1中的A相绕组的电流，ib代表经过第一绕组单元N1中的B相绕组的电流，ic代表经过第一绕组单元N1中的C相绕组的电流，iu代表经过第二绕组单元N2中的U相绕组的电流，iv代表经过第二绕组单元N2中的V相绕组的电流，iw代表经过第二绕组单元N2中的W相绕组的电流，相数m1＝m2＝3，i₀₁代表经过第一绕组单元N1中各相绕组的零轴电流，i₀₂代表经过第二绕组单元N2中各相绕组的零轴电流，i代表第一绕组单元N1流向第二绕组单元N2的电流。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，控制经过第一绕组单元N1的电流在零轴上形成的电流矢量的大小不等于零，以使第一直流充放电口3、电机线圈12中的一套绕组单元、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路，且，母线电容、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2形成加热电路。

需要注意的是，在本实施方式中的各相绕组在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标戏中的直轴、交轴平面上形成与各相绕组对应的各个垂直投影，各相邻垂直投影之间相差360/m_x。当经过第x套绕组单元中各相绕组单元的电流大小相等时，电流经过各相绕组的电流在直轴上形成电流矢量，各相绕组的电流在交轴上同样形成电流矢量，将在直轴上形成电流矢量和在交轴上同样形成电流矢量相加，获得各相绕组的电流在直轴-交轴形成的电流矢量之和，此时，各相绕组的电流在直轴-交轴形成的电流矢量之和的大小相等，且，各相邻绕组的电流在直轴-交轴形成的电流矢量之和的方向相差360/m_x，因此，将第x套绕组单元中各相绕组形成的电流矢量相加，获知该第x套绕组单元在直轴-交轴形成的电流矢量为零，也就是说，第x套绕组单元产生的扭矩为零。

另外，由于第x套绕组单元中各相绕组单元在零轴上产生电流矢量，且各相绕组单元在零轴上产生的电流方向一致，故而，第x套绕组单元在零轴上产生的各个电流矢量之间不会相互抵消，因此，第x套绕组单元在零轴上产生电流矢量不为零。

因此，当控制经过第x套绕组单元中各相绕组的电流大小相等时，第x套绕组单元产生的扭矩为零，根据上述公式(2)的计算方法，此时Te为零，不产生扭矩，车辆应当处于驻车状态，控制电机线圈的电流用于电池充电和给电池电热，电机不会转动。

在本实施方式中，通过控制各套绕组单元在直轴、交轴上形成的电流矢量之和为零，以使每套绕组单元形成的总扭矩为零，使得电机线圈12不产生扭矩，并利用各套绕组单元在零轴上形成的电流矢量进行加热，使得电机线圈12产生热量，以给电池2加热。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，第x套绕组单元产生的加热功率为m_xRs₀(i₀x^*)²，其中，m_x代表第x套绕组单元的绕组相数，i₀x^*代表经过第x套绕组单元的电流在零轴上形成的电流矢量的幅值，Rs₀代表第x套绕组单元中与中性线连接的各相绕组支路的相电阻。

具体地，以如图2所示的电路结构示例图为例，为能够使该电机线圈12产生的扭矩为零，可以控制经过第一绕组单元N1和第二绕组单元N2的电流矢量在直轴、交轴上的电流矢量为零，或者，控制第一绕组单元N1和第二绕组单元N2中各相绕组的电流大小相等。此时，i_d*＝i_d1*＝i_d2*＝0，i_q*＝i_q1*＝i_q2*＝0；或者，i_d*和i_q*不解算不控制。

在本实施方式中，以如图2所示的电路结构示例图为例，第一绕组单元N1的加热功率、第二绕组单元N2的加热功率、电机线圈12的加热功率可以通过以下公式(5)计算得到：

其中，电机相数m1＝m2＝3，P代表电机线圈的目标加热功率，P₁代表第一绕组单元N1在零轴上产生的目标加热功率，P₂代表第二绕组单元N2在零轴上产生的目标加热功率，R_sn代表与中性线连接的各相绕组支路的相电阻(本实施方式中，与中性线连接的各相绕组支路的相电阻均相等)，需要注意的是，i代表注入第一绕组单元N1和第二绕组单元N2之间的不平衡电流。

在该能量转换装置工作于直流充放电模式和加热模式时，控制i_n*＝i_n1*+i_n2*≠0，满足充电功率的需求，并使i_n1*＝i_n*/2+i，i_n2*＝i_n*/2-i，i≠0；或者i_n1*＝2*i_n*/3+i，i_n2*＝i_n*/3-i，i≠0；也就是在当i_n*＝i_n1*+i_n2*≠0时即可。同时，控制i_n1*＝i_n*/2+i，i_n2*＝i_n*/2-i，i≠0。

在本实施方式中，根据电池2所处温度获取电机线圈12需要产生的目标加热功率，通过调整公式(5)中每套所述绕组单元所有相绕组流入另一套绕组单元所有相绕组的电流i的大小，以满足对电池2进行加热的要求，并根据第一绕组单元N1和第二绕组单元N2需要的充放电电流获取第一绕组单元N1和第二绕组单元N2在零轴上产生的实际零轴电流，通过上述公式(3)获得第一绕组单元N1和第二绕组单元N2中的各相绕组在零轴上产生的零轴电流与第一绕组单元N1的中性线(从n1引出)的电流i_n1、第二绕组单元N2的中性线(从n4引出)的电流i_n2，之间的关系，并根据上述(5)计算获得第一绕组单元N1和第二绕组单元N2产生的实际加热功率，当第一绕组单元N1和第二绕组单元N2产生的实际加热功率之和大于或等于目标加热功率时，不调整第一绕组单元N1和第二绕组单元N2需要的充放电电流；当第一绕组单元N1和第二绕组单元N2产生的实际加热功率之和小于目标加热功率时，通过调整公式(5)中每套所述绕组单元所有相绕组流入另一套绕组单元所有相绕组的电流i的大小，根据公式(5)计算获得i_n1、i_n2和i，并控制经过第一绕组单元N1和第二绕组单元N2在零轴上的电流满足i_n1、i_n2和i的要求。

在本实施方式中，通过控制经过电机线圈12中各绕组单元的电流在直轴、交轴、零轴上形成的电流矢量大小，使得该能量转换装置能够实现边充放电，边对电池2进行加热，以提高电池2充放电的效率，并提升电池2中锂离子的电活性，使得电池2的安全性提升。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，控制经过第一绕组单元N1的电流在零轴上形成的电流矢量的大小不等于零，第一绕组单元N1、第二绕组单元N2产生的扭矩的大小相等且不为零，以使第一直流充放电口3、电机线圈12中的一套绕组单元、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路，且，以使母线电容、可逆PWM整流器11、电机线圈12形成驱动电路。

以如图2所示的电路结构示例图为例，此时电机线圈12包括第一绕组单元N1和第二绕组单元N2，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2均能够产生扭矩，根据上述公式(1)可以获得第一绕组单元N1和第二绕组单元N2产生的扭矩，具体可以通过以下公式(6)计算获得：

其中，电机相数m1＝m2＝3，T_e1代表第一套绕组单元N1产生的扭矩，T_e2代表第二套绕组单元N2产生的扭矩，i_q代表第一绕组单元N1和第二绕组单元N2在交轴上的电流矢量之和，i_d代表第一绕组单元N1和第二绕组单元N2在直轴上的电流矢量之和，P_n代表电机极对数，

代表电机永磁体磁链，i_q1代表第一套绕组单元N1在交轴上形成的电流矢量，i_d1代表第一套绕组单元N1在直轴上形成的电流矢量，i_q1代表第一套绕组单元N1在交轴上形成的电流矢量，i_d2代表第二套绕组单元N2在直轴上形成的电流矢量，i_q2代表第二套绕组单元N2在交轴上形成的电流矢量，L_d1代表第一绕组单元N1在直轴上形成的电感，L_q1代表第一绕组单元N1在交轴上形成的电感，L_d2代表第二绕组单元N2在直轴上形成的电感，L_q2代表第二绕组单元N2在交轴上形成的电感，L_d代表第一绕组单元N1和第二绕组单元N2在直轴上形成的电感之和，L_q代表第一绕组单元N1和第二绕组单元N2在交轴上形成的电感之和。

当第一直流充放电口3、电机线圈12中的一套绕组单元、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路，且，以使母线电容、可逆PWM整流器11、电机线圈12形成驱动电路时，控制T_e＝T_e1+T_e2，可以使T_e/2＝T_e1＝T_e2，或者，T_e1＝T_e/2+T，T_e2＝T_e/2-T，T≠0或者T_e1＝2*T_e/3+T，T_e2＝1*T_e/3-T，T≠0，也即满足T_e＝T_e1+T_e2即可。

优选地，控制T_e/2＝T_e1＝T_e2，i_d*＝i_d1＝i_d2，i_q*＝i_q1＝i_q2，此时，电机线圈12中的两套绕组单元的输出电流为正弦且幅值相等，故而可以保证两套绕组的输出功率一致，并且，可逆PWM整流器11中的各个桥臂均衡使用，延长可逆PWM整流器11的使用寿命。

具体地，根据电机线圈12产生的目标扭矩，并根据T_e＝T_e1+T_e2获得第一绕组单元N1和第二绕组单元N2的目标扭矩，并根据第一绕组单元N1的目标扭矩进行查表，获得最小的i_d1*、i_q1*，根据第一绕组单元N1的目标扭矩进行查表，获得最小的i_d2*、i_q2*，以获得i_d1*、i_q1*、i_d2*、i_q2*。其中，查表可以是查询内置式永磁同步电机运行过程电流、电压轨迹表，以获得满足扭矩的大小同时，id1*、iq1*、id2*、iq2*为最小。

另外，获得第一绕组单元N1和第二绕组单元N2需要的充放电电流，并根据需要的充放电电流和上述公式(3)获得第一绕组单元N1的中性线(从n1引出)的电流i_n1和第二绕组单元N2的中性线(从n4引出)的电流i_n2。

在本实施方式中，能够实现边充放电边驱动，扩大了该能量转换装置应用的灵活性。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，控制经过第一绕组单元N1的电流在零轴上形成的电流矢量的大小不等于零，第一绕组单元N1、第二绕组单元N2产生的扭矩的大小相等且不为零，以使第一直流充放电口3、电机线圈12中的一套绕组单元、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路，且，母线电容、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2形成加热电路和驱动电路。

当第一直流充放电口3、电机线圈12中的一套绕组单元、可逆PWM整流器11、电池2形成直流充电电路或者直流放电电路，且，母线电容、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2形成加热电路和驱动电路时，该能量转换装置同时进行充放电、加热和驱动过程，在该过程中，第x套绕组单元产生的加热功率为

其中，m代表第x套绕组单元的绕组相数，i0x^*代表经过第x套绕组单元的电流在零轴上形成的电流矢量的幅值，Rs代表第x套绕组单元各相绕组的相电阻，Rs₀代表第x套绕组单元中与中性线连接的各相线圈支路的相电阻，

代表第x套绕组单元的电流在所述直轴、交轴上形成的电流矢量之和。以如图2所示的电路结构示例图为例，此时，Rs代表第一绕组单元N1中第一相绕组A的线圈支路A1和线圈支路A2形成的相电阻或者第一绕组单元N1中第二相绕组B的线圈支路B1和线圈支路B2形成的相电阻或者第一绕组单元N1中第三相绕组C的线圈支路C1和线圈支路C2形成的相电阻；Rs₀代表第一绕组单元N1中第一相绕组A的线圈支路A1的相电阻、第一绕组单元N1中第一相绕组A的线圈支路A2的相电阻或者第一绕组单元N1中第二相绕组B的线圈支路B1的相电阻、第一绕组单元N1中第二相绕组B的线圈支路B2的相电阻或者第一绕组单元N1中第三相绕组C的线圈支路C1的相电阻、第一绕组单元N1中第三相绕组C的线圈支路C2的相电阻。

此时，电机线圈12中的各套绕组单元在直轴、交轴、零轴上的电流均能够产生热量。以如图2所示的电路结构示例图为例，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2产生的加热功率可以通过以下公式(7)计算获得：

其中，P₁代表第一绕组单元N1在零轴上产生的目标加热功率，P₂代表第二绕组单元N2在零轴上产生的目标加热功率，P₃代表第一绕组单元N1在直轴和交轴上产生的目标加热功率，P₄代表第二绕组单元N2在直轴和交轴上产生的目标加热功率，i_s1*代表经过第一套绕组单元N1的电流在直轴、交轴上形成的电流矢量之和，i_s2*代表经过第二套绕组单元N2的电流在直轴、交轴上形成的电流矢量之和，i_s*代表经过第一套绕组单元N1和第二绕组单元N2的电流在直轴、交轴上形成的电流矢量之和，R_s代表第一绕组单元N1和第二绕组单元各相绕组的相电阻，R_sn代表与中性线连接的各相绕组支路的相电阻(本实施方式中，与中性线连接的各相绕组支路的相电阻均相等)。

具体地，控制i_n*＝i_n1*+i_n2*≠0，并使i_n1*＝i_n*/2+i，i_n2*＝i_n*/2-i，i≠0；或者i_n1*＝2*i_n*/3+i，i_n2*＝i_n*/3-i，i≠0；也就是在当i_n*＝i_n1*+i_n2*≠0时即可。同时，控制i_n1*＝i_n*/2+i，i_n2*＝i_n*/2-i，i≠0；并控制T_e＝T_e1+T_e2，可以使T_e/2＝T_e1＝T_e2，或者，T_e1＝T_e/2+T，T_e2＝T_e/2-T，T≠0或者T_e1＝2*T_e/3+T，T_e2＝1*T_e/3-T，T≠0，也即满足T_e＝T_e1+T_e2即可。

在本实施例中，各套绕组单元在零轴、交轴、直轴上的电流均能够产生加热功率，并使得加热功率的控制更加灵活。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，可逆PWM整流器11连接控制器，控制器获取每套绕组单元中的各相绕组的实际电流，还用于获取电机线圈12需要产生的目标加热功率，根据电机线圈12需要产生的目标加热功率获取每套绕组单元在直轴、交轴、零轴需要的目标零轴电流、目标直轴电流、目标交轴电流，根据目标零轴电流、目标直轴电流、目标交轴电流和经过每相绕组单元的实际电流获取每套绕组单元连接的可逆PWM整流器11的桥臂的占空比，其中，每套绕组单元的零轴电流闭环控制获得占空比分别和直轴电流、交轴电流通过矢量控制获得每相占空比相加得到每相总的占空比。

在本实施方式中，通过采集计算获取经过每套绕组单元中各相绕组的实际电流，同时根据电池2所处环境的温度以及电池2输出的直流电流、直流电压计算出电机线圈12需要产生的热量，并根据该热量获取电机线圈12需要产生的目标加热功率，根据电机线圈12需要产生的目标加热功率获取每套绕组单元在直轴、交轴、零轴需要的目标零轴电流、目标直轴电流、目标交轴电流，根据目标零轴电流、目标直轴电流、目标交轴电流、每套绕组在直轴、交轴、零轴形成的实际的电流矢量获取每套绕组单元连接的可逆PWM整流器11的桥臂的占空比，其中，对每套绕组单元的零轴电流闭环控制获得的占空比分别和直轴电流、交轴电流通过矢量控制获得每相桥臂的占空比相加得到每相桥臂总的占空比。

在本实施方式中，通过调整可逆PWM整流器11的桥臂的占空比，达到调整电机线圈12加热功率的目的。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，获取电机线圈12需要产生的目标加热功率，根据电机线圈12需要产生的目标加热功率获取每套绕组单元在直轴、交轴、零轴需要的目标零轴电流、目标直轴电流、目标交轴电流包括：

根据电池所处温度获取电机线圈12需要产生的目标加热功率；

根据每套绕组单元需要产生的扭矩获得每套绕组单元在直轴、交轴上需要的目标直轴电流和目标交轴电流，根据目标直轴电流和目标交轴电流获取每套绕组单元产生的第一加热功率；

根据每套绕组单元需要的充放电电流获取每套绕组单元在零轴上的实际零轴电流，根据每套绕组单元产生的实际零轴电流获得每套绕组单元产生的第二加热功率，并根据每套绕组单元产生的第一加热功率和第二加热功率求和获得电机线圈12产生的实际加热功率；

当电机线圈12需要产生的目标加热功率大于电机线圈12产生的实际加热功率时，根据电机线圈12产生的实际加热功率和电机线圈12需要产生的目标加热功率计算获得每套绕组单元在零轴上需要产生的目标加热功率，并根据每套绕组单元在零轴上需要产生的目标加热功率计算获得每套绕组单元在零轴上的目标零轴电流。

在一些示例中，以如图2所示的电路结构示例图为例，具体是根据每套绕组单元需要产生的扭矩，进行扭矩MTPA&MTPV查表，获得最小的i_d1*、i_q1*、i_d2*、i_q2*，根据公式(7)计算出P₃和P₄，将P₃和P₄相加进而获得电机线圈12在直轴、交轴上产生的第一加热功率，当第一加热功率大于或等于目标加热功率时，不再调整各绕组单元在零轴上的电流。

当第一加热功率小于目标加热功率时，根据每套绕组单元需要的充放电电流获取每套绕组单元在零轴上的实际零轴电流，根据每套绕组单元产生的实际零轴电流获得每套绕组单元产生的第二加热功率，即P₁和P₂之和，并根据每套绕组单元产生的第一加热功率和第二加热功率求和获得电机线圈12产生的实际加热功率。具体是根据公式(3)获得第一绕组单元N1和第二绕组单元N2在零轴上的电流，并根据第一绕组单元N1和第二绕组单元N2在零轴上的电流以及公式(5)获得第一绕组单元N1和第二绕组单元N2在零轴上产生的第二加热功率，并将电机线圈12在直轴、交轴上产生的第一加热功率和第一绕组单元N1、第二绕组单元N2在零轴上产生的第二加热功率相加，获得电机线圈12的实际加热功率。

进一步地，将电机线圈12的实际加热功率与电机线圈12的实际加热功率进行比较，当电机线圈12需要产生的目标加热功率大于电机线圈12产生的实际加热功率时，根据电机线圈12产生的实际加热功率和电机线圈12需要产生的目标加热功率计算获得每套绕组单元在零轴上需要产生的目标加热功率，即P₁和P₂之和，同时，根据每套绕组单元在零轴上需要产生的目标加热功率按照公式(7)的计算方法，获得第一绕组单元N1的中性线(从n1引出)的电流i_n1和第二绕组单元N2的中性线(从n4引出)的电流i_n2以及第一绕组单元N1和第二绕组单元N2之间注入的电流i，从而获得每套绕组单元在零轴上的目标零轴电流，调整各绕组单元在直轴、交轴、零轴上的电流以达到目标直轴电流、目标交轴电流、目标零轴电流。

当电机线圈12需要产生的目标加热功率小于或等于电机线圈12产生的实际加热功率时，调整各绕组单元在零轴上的电流大小，减小电机线圈12产热，以保障电机线圈12产热满足目标加热功率。

在本实施方式中，当该能量转换装置处于直流充放电和加热模式，或者，直流充放电、加热、驱动模式时，均可以计算获得各绕组单元在直轴、交轴、零轴上的电流，以达到直流充放电和加热，或者直流充放电、加热、驱动的要求，使得该能量转换装置能够同时处于直流充放电和加热状态，还能够同时处于直流充放电、加热、驱动状态，以满足不同应用场景对能量转换装置的需求。

需要注意的是，该能量转换装置还可以单独处于驱动模式，此时电池2提供电能，并控制各绕组单元在零轴上的电流为零，可逆PWM整流器11将直流电转换为交流电，以驱动电机。

另外，该能量转换装置还可以处于加热和驱动模式，此时电池2提供电能，并控制各绕组单元在零轴上的电流为零，可逆PWM整流器11将直流电转换为交流电，以驱动电机，并通过各绕组单元中的各相绕组在直轴、交轴上的电流产生加热功率，使电机线圈12产生热量；或者，控制各绕组单元在零轴上的电流不为零，可逆PWM整流器11将直流电转换为交流电，以驱动电机，并通过各绕组单元中的各相绕组在零轴上的电流产生加热功率，使电机线圈12产生热量；控制各绕组单元在零轴上的电流不为零，可逆PWM整流器11将直流电转换为交流电，以驱动电机，并通过各绕组单元中的各相绕组在零轴上的电流产生加热功率，以及各绕组单元中的各相绕组在直轴、交轴上的电流产生加热功率使电机线圈12产生热量。

在本实施例中，通过采用包括可逆PWM整流器11、电机线圈12的能量转换装置，该能量转换装置接入外部的电池2、第一直流充放电口3、第二充放电口4后，使得该能量转换装置可以通过两个充放电口同时充放电，还可以通过其中一个充放电口充电，另一个充放电口放电，并且，该能量转换装置能够选择加热模式、加热和驱动模式、加热和驱动和充放电模式、充放电和驱动模式、充放电和加热模式、充放电模式中的一者进行工作，将经过每套绕组单元的电流在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系上形成对应的电流矢量，并通过控制直轴、交轴、零轴上的电流矢量及方向控制电机线圈12的扭矩和加热功率，使得电机线圈12能够产生加热功率和/或扭矩，以给电池21加热，或者利用外部设备产热给电池加热，还可以实现电机驱动，解决了现有技术存在包括电动汽车的电池的加热控制电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题。

如图22所示，本申请的第二实施例提供一种能量转换装置，其包括：

电机线圈12，其至少包括第一绕组单元N1和第二绕组单元N2，第一绕组单元N1引出至少一条中性线，第二绕组单元N2引出至少一条中性线，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2的中性线中的至少一条连接；

可逆PWM整流器11，其分别与第一绕组单元N1、第二绕组单元N2连接；

充放电连接端组5，其包括第一充放电连接端51、第二充放电连接端52，所述电机线圈12中至少一绕组单元中的至少一条中性线与第一充放电连接端51连接，第二充放电连接端5与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接；

能量存储连接端组6，其包括第一能量存储连接端61和第二能量存储连接端62，第一能量存储连接端61与可逆PWM整流器11的第一汇流端连接，第二能量存储连接端62与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接。

其中，外部的第一直流充放电口3的第一端与第一充放电连接端51连接，第一直流充放电口3的第二端与第二充放电连接端52连接，外部的电池2的第一端与第一能量存储连接端61连接，电池2的第二端与第二能量存储连接端62连接，第本实施例的具体工作方式请参照本申请第一实施例，在此不再赘述。

进一步地，本申请的第三实施例还提供了一种车辆，该车辆包括本申请第一实施例描述的能量转换装置或者本申请第二实施例描述的能量转换装置。

本实施例车辆中的能量转换装置的具体工作原理，可参考前述第一实施例中的能量转换装置详细描述，此处不再赘述。

如图23所示，电机驱动的冷却***和电池包的冷却***之间处于连通状态，具体地，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。

在本实施例中，通过采用包括可逆PWM整流器11、电机线圈12的能量转换装置，该能量转换装置接入外部的电池2、第一直流充放电口3后，该能量转换装置能够选择加热模式、加热和驱动模式、加热和驱动和充放电模式、充放电和驱动模式、充放电和加热模式、充放电模式中的一者进行工作，将经过每套绕组单元的电流在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系上形成对应的电流矢量，并通过控制直轴、交轴、零轴上的电流矢量及方向控制电机线圈12的扭矩和加热功率，使得电机线圈12能够产生加热功率和/或扭矩，以给电池21加热，可省略现有技术中专门用于电池加热的设备，还可以实现电机驱动，解决了现有技术存在包括电动汽车的电池的加热控制电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims

1.一种能量转换装置，其特征在于，包括：可逆PWM整流器和电机线圈，所述电机线圈至少包括第一绕组单元和第二绕组单元，所述第一绕组单元、第二绕组单元均与所述可逆PWM整流器连接；

外部的电池、所述可逆PWM整流器、所述电机线圈以及外部的第一直流充放电口形成直流充电电路或者直流放电电路；其中，所述第一绕组单元引出至少一条中性线，所述第二绕组单元引出至少一条中性线，所述第一绕组单元和所述第二绕组单元的中性线中的至少一条连接，其中至少一绕组单元中的至少一条中性线与所述第一直流充放电口的第一端连接，所述可逆PWM整流器分别与所述电池的第一端、所述电池的第二端连接，所述第一直流充放电口的第二端与所述电池的第二端连接。

2.根据权利要求1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M相桥臂，每相桥臂的第一端共接形成第一汇流端，每相桥臂的第二端共接形成第二汇流端，所述第一汇流端与所述电池的第一端连接，所述第二汇流端与所述电池的第二端、所述第一直流充放电口的第二端连接；

所述电机线圈至少包括第一绕组单元和第二绕组单元，所述第一绕组单元包括一套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M路桥臂中的m₁路桥臂的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，从所述n₁个连接点中形成T₁个中性点，从所述T₁个中性点引出J₁条中性线；其中，n₁≥T₁≥1，T₁≥J₁≥1，m₁≥2且n₁，m₁，T₁，J₁均为正整数；

所述第二绕组单元包括一套m₂相绕组，m₂相绕组中的每一相绕组包括n₂个线圈支路，每一相绕组的n₂个线圈支路共接形成一个相端点，m₂相绕组的相端点与M路桥臂中的m₂路桥臂的每路桥臂的中点一一对应连接，m₂相绕组中的每一相绕组的n₂个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n₂个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n₂个连接点，从所述n₂个连接点中形成T₂个中性点，从所述T₂个中性点引出J₂条中性线；其中，n₂≥T₂≥1，T₂≥J₂≥1，m₂≥2，M≥m1+m2且n₂，m₂，T₂，J₂均为正整数；

所述J₁条中性线中的至少一条中性线与所述J₂条中性线中的至少一条中性线连接，所述J₁条中性线和/或所述J₂条中性线中的至少一条中性线与所述第一直流充放电口的第一端连接。

3.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，当n₁≥T₁≥2，T₁≥J₁≥2时，所述J₁条中性线中的至少一条中性线与所述J₂条中性线中的至少一条中性线连接，所述J₁条中性线中的另至少一条中性线与所述第一直流充放电口的第一端连接。

4.根据权利要求3所述的能量转换装置，其特征在于，当n₂≥T₂≥2，T₂≥J₂≥2时，所述J₂条中性线中的另至少一条中性线与外部的第二直流充放电口的第一端连接，所述第二直流充放电口、所述电机线圈、所述可逆PWM整流器、所述电池形成直流充电电路或者直流放电电路。

5.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，当所述第一直流充放电口连接直流供电设备时，所述直流供电设备、所述第一直流充放电口、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成直流充电电路；其中，所述直流供电设备、所述第一直流充放电口、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器形成直流充电储能回路，所述直流供电设备、所述第一直流充放电口、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成直流充电释能回路。

6.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一直流充放电口连接直流用电设备时，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元、所述第一绕组单元、所述第一直流充放电口、所述直流用电设备形成直流放电电路；其中，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元、所述第一绕组单元、所述第一直流充放电口、所述直流用电设备形成直流放电储能回路，所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元、所述第一绕组单元、所述第一直流充放电口、所述直流用电设备形成直流放电释能回路。

7.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，该能量转换装置还包括母线电容，所述母线电容与所述可逆PWM整流器并联连接；

所述第一直流充放电口、所述电机线圈中的一套绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成直流充电电路或者直流放电电路，且，所述母线电容、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元形成加热电路。

8.根据权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，该能量转换装置还包括控制器，所述第一直流充放电口与所述直流供电设备连接，所述控制器用于控制所述直流供电设备、所述第一直流充放电口、所述电机线圈中的一套绕组单元、可逆PWM整流器形成充电储能电路，所述直流供电设备、所述第一直流充放电口、所述电机线圈中的一套绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成充电释能电路；且，还用于控制所述母线电容、所述可逆PWM整流器、所述电机线圈中的一套绕组单元、所述电机线圈中的另一套绕组单元形成加热储能电路，所述电机线圈中的一套绕组单元、所述电机线圈中的另一套绕组单元、所述可逆PWM整流器形成加热释能电路。

9.根据权利要求8所述的能量转换装置，其特征在于，所述控制器根据外部信号控制所述可逆PWM整流器，使经由所述第一直流充放电口和所述母线电容输出的电流或者所述电池和所述母线电容输出的电流，经过所述电机线圈中的绕组单元以产生扭矩，并通过控制每套绕组单元的电流在基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系的直轴、交轴上形成的电流矢量控制扭矩的大小和方向，并同时控制每套所述绕组单元所有相绕组流入另一套绕组单元所有相绕组的电流在所述基于电机转子磁场定向的同步旋转坐标系的零轴上形成的电流矢量的大小。

10.根据权利要求9所述的能量转换装置，其特征在于，控制经过所述第一绕组单元的电流在所述零轴上形成的电流矢量的大小不等于零，以使所述第一直流充放电口、所述电机线圈中的一套绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成直流充电电路或者直流放电电路，且，所述母线电容、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元形成加热电路；第x套所述绕组单元产生的加热功率为m_xRs₀(i₀x^*)²，其中，m_x代表第x套所述绕组单元的绕组相数，i₀x^*代表经过第x套所述绕组单元的电流在所述零轴上形成的电流矢量的幅值，Rs₀代表所述第x套绕组单元中与中性线连接的各相绕组支路的相电阻。

11.根据权利要求9所述的能量转换装置，其特征在于，控制经过所述第一绕组单元的电流在所述零轴上形成的电流矢量的大小不等于零，所述第一绕组单元、所述第二绕组单元产生的扭矩的大小相等且不为零，以使所述第一直流充放电口、所述电机线圈中的一套绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成直流充电电路或者直流放电电路，且，以使所述母线电容、所述可逆PWM整流器、所述电机线圈形成驱动电路。

12.根据权利要求9所述的能量转换装置，其特征在于，控制经过所述第一绕组单元的电流在所述零轴上形成的电流矢量的大小不等于零，所述第一绕组单元、所述第二绕组单元产生的扭矩的大小相等且不为零，以使所述第一直流充放电口、所述电机线圈中的一套绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成直流充电电路或者直流放电电路，且，所述母线电容、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元形成加热电路和驱动电路；第x套所述绕组单元产生的加热功率为

其中，m代表第x套所述绕组单元的绕组相数，i0x^*代表经过第x套所述绕组单元的电流在所述零轴上形成的电流矢量的幅值，Rs代表第x套所述绕组单元各相绕组的相电阻，Rs₀代表所述第x套绕组单元中与中性线连接的各相线圈支路的相电阻，

代表第x套绕组单元的电流在所述直轴、交轴上形成的电流矢量之和。

13.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述可逆PWM整流器连接控制器，所述控制器获取每套所述绕组单元中的各相绕组的实际电流，还用于获取所述电机线圈需要产生的目标加热功率，根据所述电机线圈需要产生的目标加热功率获取每套绕组单元在所述直轴、所述交轴、所述零轴需要的目标零轴电流、目标直轴电流、目标交轴电流，根据所述目标零轴电流、目标直轴电流、目标交轴电流和经过所述每相绕组单元的实际电流获取每套所述绕组单元连接的所述可逆PWM整流器的桥臂的占空比，其中，对每套所述绕组单元的零轴电流闭环控制获得的占空比分别和直轴电流、交轴电流通过矢量控制获得每相桥臂的占空比相加得到每相桥臂总的占空比。

14.根据权利要求13所述的能量转换装置，其特征在于，获取所述电机线圈需要产生的目标加热功率，根据所述电机线圈需要产生的目标加热功率获取每套绕组单元在所述直轴、所述交轴、所述零轴需要的目标零轴电流、目标直轴电流、目标交轴电流包括：

根据所述电池所处温度获取所述电机线圈需要产生的目标加热功率；

根据每套所述绕组单元需要产生的扭矩获得每套所述绕组单元在所述直轴、所述交轴上需要的目标直轴电流和目标交轴电流，根据所述目标直轴电流和所述目标交轴电流获取每套绕组单元产生的第一加热功率；

根据每套所述绕组单元需要的充放电电流获取每套所述绕组单元在所述零轴上的实际零轴电流，根据所述每套所述绕组单元产生的实际零轴电流获得每套所述绕组单元产生的第二加热功率，并根据每套所述绕组单元产生的第一加热功率和第二加热功率求和获得所述电机线圈产生的实际加热功率；

当所述电机线圈需要产生的目标加热功率大于所述电机线圈产生的实际加热功率时，根据所述电机线圈产生的实际加热功率和所述电机线圈需要产生的目标加热功率计算获得每套所述绕组单元在所述零轴上需要产生的目标加热功率，并根据每套所述绕组单元在所述零轴上需要产生的目标加热功率计算获得每套所述绕组单元在所述零轴上的目标零轴电流。

15.一种能量转换装置，其特征在于，包括：

电机线圈，其至少包括第一绕组单元和第二绕组单元，所述第一绕组单元引出至少一条中性线，所述第二绕组单元引出至少一条中性线，所述第一绕组单元和所述第二绕组单元的中性线中的至少一条连接；

可逆PWM整流器，其分别与所述第一绕组单元、所述第二绕组单元连接；

充放电连接端组，其包括第一充放电连接端、第二充放电连接端，所述电机线圈中至少一绕组单元中的至少一条中性线与所述第一充放电连接端连接，所述第二充放电连接端与所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接；

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，所述第一能量存储连接端与所述可逆PWM整流器的第一汇流端连接，所述第二能量存储连接端与所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接。

16.一种车辆，其特征在于，所述车辆还包括如权利要求1至15所述的能量转换装置。