能量转换装置、动力系统及车辆制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电子技术领域，提供一种能量转换装置、动力系统及车辆，能量转换装置包括：电机，其包括电机线圈，电机线圈与外部直流充电口的第二端连接；桥臂变换器，其包括第一汇流端、第二汇流端和多条引出线，第一汇流端与外部电池的第一端连接，第二汇流端分别与外部直流充电口的第一端、外部电池的第二端连接，桥臂变换器通过多条引出线与电机线圈连接。将该装置应用于交通工具时，能够使车辆的电机驱动和电池充电的过程中复用桥臂变换器和电机线圈，提高了电路集成度，从而解决了现有技术中汽车零部件集成度低、占用空间大的技术问题。占用空间大的技术问题。占用空间大的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
能量转换装置、动力系统及车辆


[0001]本申请属于电子
，尤其涉及一种能量转换装置、动力系统及车辆。

技术介绍

[0002]在电动汽车这一领域，电机、电控、减速器、升压直流电源DC作为电动汽车的重要组成部分，几乎所有的新能源车型都配有这几种模块，但其在整车上的集成方法各有不同，最早的车型是将几个模块分别开发，然后在整车上用线束、支架等连接起来，后来有些车型开始是将这几个模块中的其中两个模块集成，例如目前出现电机减速器二合一，电控与直流电源DC物理集成的二合一等，电动汽车零部件不断朝着多模块集成的方向发展。
[0003]但是目前这种集成方式受控于集成电路的连接关系，集成效果并不理想，只能多个模块分开设计和安装，或者其中的两个或者三个集成，其成本较高、占用整车空间仍然较大。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供一种车辆及其能量转换装置与动力系统，以解决汽车零部件集成度低、占用空间大的技术问题。
[0005]本申请是这样实现的，一种能量转换装置，其包括：
[0006]电机，其包括电机线圈，电机线圈与外部直流充电口的第二端连接；
[0007]桥臂变换器，其包括第一汇流端、第二汇流端和多条引出线，第一汇流端与外部电池的第一端连接，第二汇流端分别与外部直流充电口的第一端、外部电池的第二端连接，桥臂变换器通过多条引出线与电机线圈连接；
[0008]外部电池、桥臂变换器、电机线圈形成驱动电机的驱动电路；
[0009]电机线圈、桥臂变换器与外部直流充电口形成对外部电池进行充电的直流充电电路；
[0010]电机线圈包括第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈，每一相线圈包括N个线圈支路，每一相线圈中的N个线圈支路的第一端共接后通过引出线与桥臂变换器连接，每一相线圈中的N个线圈支路的第二端与其他两相线圈中的N个线圈支路的第二端一一对应连接，以形成N个中性点，外部直流充电口与M个中性点连接；其中，N为大于1的整数，M为小于N的正整数；
[0011]获取M数值的方法包括：
[0012]控制电机线圈中的一相线圈、与一相线圈连接的一相桥臂与外部直流充电口形成对外部电池进行充电的直流充电电路；
[0013]通过控制一相桥臂中功率开关的导通状态，计算直流充电电路的目标电感量L
need
；
[0014]调整外部直流充电口与中性点连接的数量，控制电机线圈、桥臂变换器与外部直流充电口形成对外部电池进行充电的直流充电电路，分别计算出不同中性点数量下的实际
电感量L1、L2、L3
…
；
[0015]根据目标电感量和实际电感量确定外部直流充电口与中性点连接的数量，从而得到M数值。
[0016]本申请的另一目的在于提供一种动力系统，其包括上述能量转换装置和控制模块，其中，能量转换装置包括：
[0017]电机，其包括电机线圈，电机线圈与外部直流充电口的第二端连接；
[0018]电机控制模块，其包括桥臂变换器，桥臂变换器包括第一汇流端、第二汇流端和多条引出线，第一汇流端与外部电池的第一端连接，第二汇流端分别与外部直流充电口的第一端、外部电池的第二端连接，桥臂变换器通过多条引出线与电机线圈连接；
[0019]控制模块用于控制外部电池、桥臂变换器、电机线圈形成驱动电机的驱动电路，还用于控制电机线圈、桥臂变换器与外部直流充电口形成对外部电池进行充电的直流充电电路；
[0020]电机的驱动电路和直流充电电路共用电机线圈。
[0021]本申请的另一目的在于提供一种车辆，车辆包括上述动力系统。
[0022]本申请提供一种能量转换装置、动力系统及车辆，通过在能量转换装置中采用电机和桥臂变换器，使得该能量转换装置可分时工作于驱动模式和直流充电模式，当用于进行驱动电机时，外部电池、桥臂变换器、电机线圈形成驱动电机的驱动电路，当用于直流充电时，外部直流充电口、电机线圈、桥臂变换器、外部电池形成对外部电池充电的直流充电电路。因此，在驱动电路和充电电路中，复用了桥臂变换器和电机线圈，既精简了电路结构，也提升了集成度，从而解决了现有技术中汽车零部件集成度低、占用空间大的技术问题。
附图说明
[0023]图1是本申请第一实施例所提供的装置的模块结构示意图；
[0024]图2是本申请第一实施例所提供的装置的结构示意图；
[0025]图3是本申请第二实施例所提供的装置的部分结构示意图；
[0026]图4是本申请第三实施例所提供的装置的部分结构示意图；
[0027]图5是本申请第四实施例所提供的装置的结构示意图；
[0028]图6是本申请第五实施例所提供的装置的结构示意图；
[0029]图7是本申请第六实施例所提供的动力系统的模块示意图。
具体实施方式
[0030]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。
[0031]以下结合具体附图对本申请的实现进行详细的描述：
[0032]图1示出了本申请一实施例提供的能量转换装置1的模块结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：
[0033]如图1所示，本申请实施例所提供的能量转换装置1包括电机11和桥臂变换器12。
[0034]具体地，参见图1，电机11包括电机线圈111，电机线圈111与外部直流充电口2的第
二端连接；
[0035]桥臂变换器12包括第一汇流端、第二汇流端和多条引出线，第一汇流端与外部电池3的第一端连接，第二汇流端分别与外部直流充电口2的第一端、外部电池3的第二端连接，桥臂变换器12通过多条引出线与电机线圈111连接。
[0036]该能量转换装置1分时工作于驱动模式和充电模式。
[0037]当该能量转换装置1工作于驱动模式时，外部电池3、桥臂变换器12、电机线圈111形成驱动电机11的驱动电路。
[0038]当该能量转换装置1工作于充电模式时，电机线圈111、桥臂变换器12与外部直流充电口2形成对外部电池3进行充电的直流充电电路。
[0039]在上述驱动电路中，外部电池3输入直流电，桥臂变化器12将直流电转换为三相交流电，以驱动电机11。
[0040]在上述直流充电电路中，外部直流充电口2输入直流电，切换桥臂变换器12中的功率开关的通断状态，配合电机线圈111实现储能和释能，桥臂变换器12输出经过升压的直流电，以供外部电池3充电。
[0041]对于电机11中的电机线圈111，在上述直流充电电路中，用于储能和释能，在上述驱动电路中，用于驱动电机11.
[0042]对于桥臂变换器12，在上述直流充电模式中，用于与电机线圈111进行配合，实现对电压的升压过程，在上述驱动模式中，用于将直流电转换为三相交流电，以驱动电机111。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能量转换装置，其特征在于，包括：电机，其包括电机线圈，所述电机线圈与外部直流充电口的第二端连接；桥臂变换器，其包括第一汇流端、第二汇流端和多条引出线，所述第一汇流端与外部电池的第一端连接，所述第二汇流端分别与所述外部直流充电口的第一端、所述外部电池的第二端连接，所述桥臂变换器通过多条引出线与所述电机线圈连接；所述外部电池、所述桥臂变换器、所述电机线圈形成驱动所述电机的驱动电路；所述所述电机线圈、所述桥臂变换器与外部直流充电口形成对所述外部电池进行充电的直流充电电路；所述电机线圈包括第一相线圈、第二相线圈和第三相线圈，每一相线圈包括N个线圈支路，所述每一相线圈中的N个线圈支路的第一端共接后通过所述引出线与所述桥臂变换器连接，所述每一相线圈中的N个线圈支路的第二端与其他两相线圈中的N个线圈支路的第二端一一对应连接，以形成N个中性点，所述外部直流充电口与M个中性点连接；其中，N为大于1的整数，M为小于N的正整数；获取M数值的方法包括：控制所述电机线圈中的一相线圈、与所述一相线圈连接的一相桥臂与所述外部直流充电口形成对所述外部电池进行充电的直流充电电路；通过控制所述一相桥臂中功率开关的导通状态，计算所述直流充电电路的目标电感量L
need
；调整所述外部直流充电口与中性点连接的数量，控制所述电机线圈、所述桥臂变换器与外部直流充电口形成对所述外部电池进行充电的直流充电电路，分别计算出不同中性点数量下的实际电感量L1、L2、L3
…
；根据所述目标电感量和所述实际电感量确定所述外部直流充电口与中性点连接的数量，从而得到M数值。2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，通过控制所述一相桥臂中功率开关的导通状态，计算所述直流充电电路的目标电感量L
need
包括：控制所述一相桥臂中一功率开关导通，所述一功率开关、所述一相线圈、所述外部直流充电口形成储能回路，计算获得所述一相线圈的电流增量；控制所述一相桥臂中的所述一功率开关断开，另一功率开关导通，所述一相线圈、所述另一功率开关、所述外部电池形成释能回路，计算获得所述第一线圈的电流减量；根据所述电流增量和所述电流减量获得所述一相线圈的目标电感量L
need
。3.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，通过以下公式(1)获得所述电流增量：其中，ΔI
L
(+)代表所述电流增量，L代表所述一相线圈的电感量，V
I
代表所述外部直流充电口的输入电压，V
DS
代表所述一功率开关的漏极电压，I
L
代表通过所述一相线圈的电流，R
L
代表所述一相线圈的电阻，T
ON
代表所述一功率开关导通的时间。4.根据权利要求3所述的能量转换装置，其特征在于，通过以下公式(2)获得所述电流减量：
其中，ΔI
L
(-)代表所述电流减量，L代表所述一相线圈的电感量，V
O
代表所述外部电池的输出端电压，V
I
代表所述外部直流充电口的输入电压，V
d
代表所述另一功率开关两端的电压，I
L
代表通过所述一相线圈的电流，R
L
代表所述一相线圈的电阻，T
OFF
代表所述一功率开关断开且所述另一功率开关导通导通的时间。5.根据权利要求4所述的能量转换装置，其特征在于，在所述一功率开关和所述另一功率开关在连续切换导通和断开状态下，获得所述外部直流充电口的输入电压与所述电池的输出端电压之间的线性关系，并基于所述线性关系获得所述目标电感量，通过以下公式(3)计算获得所述目标电感量：其中，L
need
代表所述目标电感量，V
O
代表所述电池的输出端电压，V
I
代表所述外部直流充电口的输入电压，D1代表所述一功率开关导通的占空比，D2...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭彩芳，姚鹏飞，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：