电动汽车及用于电动汽车的动力系统和电机控制器技术方案

本发明专利技术提出一种用于电动汽车的动力系统，包括：动力电池；充放电插座；三电平双向DC/AC模块，所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端与所述动力电池的一端相连，所述三电平双向DC/AC模块的第二直流端与所述动力电池的另一端相连；电机控制开关；充放电控制模块；以及控制器模块，所述控制器模块与所述电机控制开关和充放电控制模块分别相连，所述控制器模块用于根据所述动力系统当前所处的工作模式对所述电机控制开关和充放电控制模块进行控制。该动力系统采用三电平控制，减少了DC-DC模块，可以实现大功率充电，降低了母线电压，并且效率高，充电时间短。本发明专利技术还提出了一种电动汽车和电机控制器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车
，特别涉及一种用于电动汽车的动力系统和电机控制器以及一种具有该动力系统的电动汽车。
技术介绍
随着科技的发展，环保节能的电动汽车正在扮演着取代燃油车的角色，然而电动汽车的普及还面临着一些问题，其中快速便捷高效的充电技术，已成为电动汽车推广的一大难题。目前，在现有的电动汽车的充电方式中，交流充电的方式一般都是小功率充电如3.3KW、7KW、30KW等，而大功率充电都是直流充电方式。但是直流充电站又带来了充电时间过长，且高额的成本和较大占地面积等问题使得这种基础设施的普及还面临着一定的难度，同时又由于车辆的空间有限，车载充电器受到体积的制约而无法满足充电功率。现在市场上通常采用具有DC/DC模块的充电装置对电动汽车进行充电，然而由于有DC/DC模块的存在，会导致充电效率低，且充电时间长，因而无法满足电动汽车快速充电的需求。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种用于电动汽车的动力系统，采用三电平控制，减少了DC-DC模块，可以实现大功率充电，降低了母线电压，并且效率高，充电时间短。本专利技术的另一个目的在于提出一种电动汽车。本专利技术的再一个目的还在于提出一种电机控制器。为达到上述目的，本专利技术第一方面实施例提出的一种用于电动汽车的动力系统，包括：动力电池；充放电插座；三电平双向DC/AC模块，所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端与所述动力电池的一端相连，所述三电平双向DC/AC模块的第二直流端与所述动力电池的另一端相连；电机控制开关，所述电机控制开关的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端相连，所述电机控制开关的另一端与电机相连；充放电控制模块，所述充放电控制模块的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端相连，所述充放电控制模块的另一端与所述充放电插座相连；以及控制器模块，所述控制器模块与所述电机控制开关和充放电控制模块分别相连，所述控制器模块用于根据所述动力系统当前所处的工作模式对所述电机控制开关和充放电控制模块进行控制。根据本专利技术实施例的用于电动汽车的动力系统，采用三电平双向DC-AC模块，通过三电平控制，减小了共模电压，降低了漏电流，减小了谐波。并且无需DC-DC直流升降压模块、预充电模块，可以实现大功率充电，降低了母线电压，提高了效率，缩短了充电时间。此外，无需专业充电桩，降低了成本，有利于电动汽车的普及和推广。本专利技术的第二方面的实施例还提出了一种电动汽车，包括上述的动力系统。该电动汽车根据三电平的控制，能够通过三相或单相电进行大功率充电，方便用户随时随地对电动汽车进行快速充电，节约了时间成本，满足人们的需求，并且充电效率高，有助于电动汽车的推广。本专利技术的第三方面的实施例还提出了一种用于电动汽车的电机控制器，包括：三电平双向DC/AC模块，所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端与所述电动汽车的动力电池的一端相连，所述三电平双向DC/AC模块的第二直流端与所述动力电池的另一端相连；电机控制开关，所述电机控制开关的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端相连，所述电机控制开关的另一端与电机相连；充放电控制模块，所述充放电控制模块的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端相连，所述充放电控制模块的另一端与所述电动汽车的充放电插座相连；以及控制器模块，所述控制器模块与所述电机控制开关和充放电控制模块分别相连，所述控制器模块用于根据所述动力系统当前所处的工作模式对所述电机控制开关和充放电控制模块进行控制。本专利技术实施例的电机控制器具有双向特性，既可以实现外部电网对电动汽车的充电，例如可通过交流电直接对电动汽车进行充电，也可以实现电动汽车对外的放电，因此电机控制器具有多种功能，极大地方便了用户的使用。此外，由于可通过三电平控制，大大减小了共模电压，降低了漏电流，减小了谐波，提高了充电效率，使得交流电直接对电动汽车进行充电，因此还省略了充电机，节约了充电站的成本，此外用户可以直接使用当地交流电，随时随地对电动汽车进行充电，有助于采用该电机控制器的电动汽车的普及和推广。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为根据本专利技术实施例的用于电动汽车的动力系统的结构示意图；图2为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统的拓扑图；图3为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统的进一步的结构示意图；图4为根据本专利技术一个实施例的控制器模块的结构示意图；图5为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统的功能判断流程图；图6为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统进行电机驱动控制功能的原理示意图；图7为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统充放电功能启动判断流程图；图8为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统在充电工作模式下的控制流程图；图9为根据本专利技术一个实施例的用于电动汽车的动力系统在电动汽车充电结束时的控制流程图；图10为根据本专利技术一个实施例的电动汽车与供电设备之间连接电路图；图11为根据本专利技术一个示例的充放电插座的示意图；图12为根据本专利技术另一个示例的离网带载放电插头的示意图；图13为根据本专利技术再一个实施例的用于电动汽车的电力载波通讯系统的结构图；图14为电力载波通讯装置的结构示意图；图15为八个电力载波通讯装置与对应的控制装置进行通讯的示意图；图16为电力载波通讯系统进行数据接收的方法流程图；以及图17为根据本专利技术还一个实施例的用于电动汽车的电机控制器与电动汽车其他部分之间的连接示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本专利技术。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动汽车的动力系统，其特征在于，包括：动力电池；充放电插座；三电平双向DC/AC模块，所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端与所述动力电池的一端相连，所述三电平双向DC/AC模块的第二直流端与所述动力电池的另一端相连；电机控制开关，所述电机控制开关的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端相连，所述电机控制开关的另一端与电机相连；充放电控制模块，所述充放电控制模块的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端相连，所述充放电控制模块的另一端与所述充放电插座相连；以及控制器模块，所述控制器模块与所述电机控制开关和充放电控制模块分别相连，所述控制器模块用于根据所述动力系统当前所处的工作模式对所述电机控制开关和充放电控制模块进行控制。

【技术特征摘要】
1.一种用于电动汽车的动力系统，其特征在于，包括：
动力电池；
充放电插座；
三电平双向DC/AC模块，所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端与所述动力
电池的一端相连，所述三电平双向DC/AC模块的第二直流端与所述动力电池的另一端
相连；
电机控制开关，所述电机控制开关的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交流端
相连，所述电机控制开关的另一端与电机相连；
充放电控制模块，所述充放电控制模块的一端与所述三电平双向DC/AC模块的交
流端相连，所述充放电控制模块的另一端与所述充放电插座相连；以及
控制器模块，所述控制器模块与所述电机控制开关和充放电控制模块分别相连，
所述控制器模块用于根据所述动力系统当前所处的工作模式对所述电机控制开关和充
放电控制模块进行控制。
2.如权利要求1所述的用于电动汽车的动力系统，其特征在于，当所述动力系统
当前所处的工作模式为驱动模式时，所述控制器模块控制所述电机控制开关闭合，并
控制所述充放电控制模块断开。
3.如权利要求1或2所述的用于电动汽车的动力系统，其特征在于，当所述动力
系统当前所处的工作模式为充放电模式时，所述控制器模块控制所述电机控制开关断
开，并控制所述充放电控制模块闭合以启动所述三电平双向DC/AC模块。
4.如权利要求1-3任一项所述的用于电动汽车的动力系统，其特征在于，所述三
电平双向DC/AC模块包括：
串联的第一电容和第二电容，所述第一电容的一端与所述动力电池的一端相连，
所述第一电容的另一端与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述动
力电池的另一端相连，所述第一电容与所述第二电容之间具有第一节点；
相互串联的第一IGBT和第二IGBT，所述相互串联的第一IGBT和第二IGBT连
接在所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端和第二直流端之间，所述相互串联的第
一IGBT和第二IGBT之间具有第二节点；
相互串联的第三IGBT和第四IGBT，所述相互串联的第三IGBT和第四IGBT连
接在所述第一节点和第二节点之间；
相互串联的第五IGBT和第六IGBT，所述相互串联的第五IGBT和第六IGBT连
接在所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端和第二直流端之间，所述相互串联的第
五IGBT和第六IGBT之间具有第三节点；
相互串联的第七IGBT和第八IGBT，所述相互串联的第七IGBT和第八IGBT连
接在所述第一节点和第三节点之间；
相互串联的第九IGBT和第十IGBT，所述相互串联的第九IGBT和第十IGBT连
接在所述三电平双向DC/AC模块的第一直流端和第二直流端之间，所述相互串联的第
九IGBT和第十IGBT之间具有第四节点；
相互串联的第十一IGBT和第十二IGBT，所述相互串联的第十一IGBT和第十二
IGBT连接在所述第一节点和第四节点之间；
其中，所述第二节点、第三节点和第四节点作为所述三电平双向DC/AC模块的交
流端。
5.如权利要求1所述的用于电动汽车的动力系统，其特征在于，还包括：
相互串联的第一共模电容和第二共模电容，所述相互串联的第一共模电容和第二
共模电容串联连接在所述动力电池的一端和另一端之间，且所述相互串联的第一共模
电容和第二共模电容之间的节点接地。
6.如权利要求4所述的用于电动汽车的动力系统，其特征在于，还包括：
滤波模块，所述滤波模块连接在所述三电平双向DC/AC模块的交流端和所述充放
电控制模块之间。
7.如权利要求6所述的用于电动汽车的动力系统，其特征在于，还包括：
滤波控制模块，所述滤波控制模块连接在所述第一节点和所述滤波模块之间，所
述滤波控制模块受所述控制器模块控制，所述控制器模块在所述动力系统当前所处的
工作模式为驱动模式时控制所述滤波控制模块断开。
8.如权利要求7所述的用于电动汽车的动力系统，其特征在于，还包括：
EMI模块，所述EMI模块连接在所述充放电插座和充放电控制模块之间。
9.如权利要求1-3任一项所述的用于电动汽车的动力系统，其特征在于，所述充
放电控制模块进一步包括：
三相开关和/或单相开关，用于实现三相充放电或单相充放电。
10.一种电动汽车，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的动力系统。
11.一种用于电动汽车的电机控制器，其特征在于，包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：汤小华，杨广明，张鑫鑫，杜智勇，胡敏，喻轶龙，刘建，汤哲晴，唐甫，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44