能量转换装置及车辆制造方法及图纸

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整流器和电机线圈，电机线圈包括分别与可逆PWM整流器连接的第一绕组单元和第二绕组单元；外部的第一交流口通过能量转换装置与外部的电池形成交流充电电路或交流放电电路；电池分别与可逆PWM整流器的第一汇流端、第二汇流端连接，第一交流口的第一端与第一绕组单元连接，第一交流口的第二端与第二绕组单元连接。将该装置应用于交通工具时，能够使交流充放电路和驱动电路均复用可逆PWM整流器和电机线圈，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。体积大且成本高的问题。体积大且成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
能量转换装置及车辆


[0001]本申请涉及车辆
，尤其涉及一种能量转换装置及车辆。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]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。
[0005]本申请第一实施例提供一种能量转换装置，其包括：
[0006]可逆PWM整流器和电机线圈，电机线圈包括第一绕组单元和第二绕组单元，可逆PWM整流器分别与第一绕组单元、第二绕组单元连接；
[0007]外部的第一交流口通过能量转换装置与外部的电池形成交流充电电路或交流放电电路；其中，电池分别与可逆PWM整流器的第一汇流端、可逆PWM整流器的第二汇流端连接，第一交流口的第一端与第一绕组单元连接，第一交流口的第二端与第二绕组单元连接。
[0008]本申请第二实施例提供一种能量转换装置，其包括：
[0009]可逆PWM整流器，可逆PWM整流器的各个桥臂的第一端共接形成第一汇流端，可逆PWM整流器的各个桥臂的第二端共接形成第二汇流端；
[0010]电机线圈，其包括第一绕组单元和第二绕组单元，可逆PWM整流器分别与第一绕组单元、第二绕组单元连接；
[0011]充放电连接端组，其包括第一充放电连接端和第二充放电连接端，第一充放电连接端与第一绕组单元连接，第二充放电连接端与第二绕组单元连接。
[0012]本申请第三实施例提供一种能量转换装置，其包括：
[0013]可逆PWM整流器、电机线圈和整流桥，电机线圈包括第一绕组单元和第二绕组单元，可逆PWM整流器分别与第一绕组单元、第二绕组单元连接，第一绕组单元和第二绕组单元共接后与整流桥的第一输出端连接，可逆PWM整流器的第二汇流端与整流桥的第二输出端连接；
[0014]外部的第二交流口通过能量转换装置与外部的电池形成交流充电电路或交流放电电路；其中，第二交流口的第一端与整流桥的第一输入端连接，第二交流口的第二端与整流桥的第二输入端连接。
[0015]本申请第四实施例提供提供一种车辆，该车辆包括上述第一实施例的能量转换装置，或上述第二实施例的能量转换装置，或上述第三实施例的能量转换装置。
[0016]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、电机线圈的能量转换装置，该能量转换装置接入外部的交流口和外部的电池后，能够使得该能量转换装置工作于驱动模式、交流充电模式以及放电放电模式，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、电机线圈形成驱动回路，该能量转换装置处于交流充电模式时，外部的交流口通过能量转换装置与外部的电池形成交流充电电路，该能量转换装置处于交流放电模式时，外部的电池通过能量转换装置与外部的交流口形成交流放电电路，通过驱动回路驱动电机输出功率，通过交流放电电路或者交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交流供电设备的充电，以及在外部的电池电量充足时向交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
[0017]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。
[0018]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；
[0019]图2是本申请第一实施例所提供的装置的又一模块结构示意图；
[0020]图3是本申请第一实施例所提供的装置的一电路结构示例图；
[0021]图4是本申请第一实施例所提供的装置的一模块结构示意图；
[0022]图5是本申请第一实施例所提供的装置的一模块结构示意图；
[0023]图6是本申请第一实施例所提供的装置的另一模块结构示意图；
[0024]图7是本申请第一实施例所提供的装置的一电路结构示意图；
[0025]图8是本申请第一实施例所提供的装置的一模块结构示意图；
[0026]图9是本申请第一实施例所提供的装置的一电路结构示例图；
[0027]图10是本申请第一实施例所提供的装置的另一电路结构示例图；
[0028]图11是本申请第一实施例所提供的装置的一电流流向示意图；
[0029]图12是本申请第一实施例所提供的装置的又一电流流向示意图；
[0030]图13是本申请第一实施例所提供的装置的又一电流流向示意图；
[0031]图14是本申请第一实施例所提供的装置的又一电流流向示意图；
[0032]图15是本申请第一实施例所提供的装置的再一电流流向示意图；
[0033]图16是本申请第一实施例所提供的装置的再一电流流向示意图；
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”，同时，本申请中提到的“外部的电池”和“电池”表示的含义相同，本申请中提到的“外部的交流口”和“交流口”表示的含义也相同。
[0064]需要注意的是，本实施例中所述出现的“充放电”是指“充电”或者“放电”，因此，“充放电电路”可以是“充电电路”，也可以是“放电电路”。
[0065]其中，可逆PWM整流器11可以根据PWM控制信号对从外部的电池2输入的电流进行逆变或者对输出给外部的电池的电流进行整流，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线圈，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。
[0066]其中，电机线圈12包括至少一个绕组单元，绕组单元包括多相线圈，每一相线圈包括N个线圈支路，每一相本文档来自技高网...

【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，包括可逆PWM整流器和电机线圈，所述电机线圈包括第一绕组单元和第二绕组单元，所述可逆PWM整流器分别与所述第一绕组单元、所述第二绕组单元连接；外部的第一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交流放电电路；其中，所述电池分别与所述可逆PWM整流器的第一汇流端、所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接，所述第一交流口的第一端与所述第一绕组单元连接，所述第一交流口的第二端与所述第二绕组单元连接。2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一交流口通过所述能量转换装置中的所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成交流充电电路，所述电池通过所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元与所述第一交流口形成交流放电电路。3.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一交流口连接交流供电设备时，所述交流供电设备通过所述能量转换装置中的所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元与所述电池形成交流充电电路，所述交流供电设备、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元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、所述电池、所述第二绕组单元形成交流充电释能回路；或者，所述交流供电设备、所述第二绕组单元、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、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池、所述第一绕组单元形成交流充电释能回路。4.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一交流口连接交流用电设备时，所述电池通过所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元与所述交流用电设备形成交流放电电路，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述交流用电设备、所述第二绕组单元形成交流放电储能回路，所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述交流用电设备、所述第二绕组单元形成交流放电释能回路；或者，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元、所述交流用电设备、所述第一绕组单元形成交流放电储能回路，所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元、所述交流用电设备、所述第一绕组单元形成交流放电释能回路。5.根据权利要求1至4任一项所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一绕组单元和所述第二绕组单元分别来自不同电机。6.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，还包括第一开关模块，所述第一绕组单元通过所述第一开关模块与所述第一交流口连接和/或所述第二绕组单元通过所述第一开关模块与所述第一交流口连接；所述第一直流口的第一端通过所述第一开关模块与所述第一绕组单元连接和/或所述第一直流口的第一端通过所述第一开关模块与所述第二绕组单元连接，所述第一直流口的第二端与所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接。7.根据权利要求6所述的能量转换装置，其特征在于，当所述第一直流口的第一端通过所述第一开关模块与所述第一绕组单元连接时，所述第一直流口通过所述能量转换装置中的所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第一直流充电电路或第一直流放电电路；当所述第一直流口的第一端通过所述第一开关模块与所述第二绕组单元连接时，所述
第一直流口通过所述能量转换装置中的所述第一开关模块、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第二直流充电电路或第二直流放电电路；当所述第一直流口的第一端通过所述第一开关模块与分别与所述第一绕组单元、所述第二绕组单元连接时，所述第一直流口通过所述能量转换装置中的所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第一直流充电电路或第一直流放电电路，并且，所述第一直流口通过所述能量转换装置中的所述第一开关模块、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第二直流充电电路或第二直流放电电路；或，所述第一直流口通过所述能量转换装置中的所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第三直流充电电路或第三直流放电电路。8.根据权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，当所述第一直流口连接直流供电设备时，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成所述第一直流充电电路；或，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成所述第二直流充电电路；或，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成第一直流充电电路，并且，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成第二直流充电电路；或，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成所述第三直流充电电路；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、所述第二直流充电电路、所述第一直流充电电路且所述第二直流充电电路、所述第三直流充电电路中的任意一者工作。9.根据权利要求8所述的能量转换装置，其特征在于，当第一直流充电电路工作时，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器形成第一直流充电储能回路，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成第一直流充电释能回路；当第二直流充电电路工作时，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器形成第二直流充电储能回路，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成第二直流充电释能回路；当第一直流充电电路和第二直流充电电路均工作时，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器形成第二直流充电储能回路，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成第二直流充电释能回路，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器形成第二直流充电储能回路，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成第一直流充电释能回路；当第三直流充电电路工作时，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器形成第三直流充电储能回路，所述直流供电设备、所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成第三直流充电释能回路。
10.根据权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，当所述第一直流口连接直流用电设备时，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第一开关模块、所述直流用电设备形成所述第一直流放电电流；或，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元、所述第一开关模块、所述直流用电设备、形成所述第二直流放电电流；或，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第一开关模块、所述直流用电设备形成所述第一直流放电电流，且所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元、所述第一开关模块、所述直流用电设备、形成所述第二直流放电电流；或，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第一开关模块、所述直流用电设备形成所述第三直流放电电流；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、所述第二直流放电电路、所述第一直流放电电路和所述第二直流放电电路、所述第三直流放电电路中的任意一者工作。11.根据权利要求10所述的能量转换装置，其特征在于，当第一直流放电电路工作时，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元形成第一直流放电储能回路，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第一开关模块、所述直流用电设备形成第一直流放电释能回路；当第二直流放电电路工作时，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元形成第二直流放电储能回路，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元、所述第一开关模块、所述直流用电设备、所述可逆PWM整流器形成第二直流放电释能回路；当第一直流放电电路和第二直流放电电路均工作时，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元形成第一直流放电储能回路，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元、所述第一开关模块、所述直流用电设备、所述可逆PWM整流器形成第二直流放电释能回路，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元形成第二直流放电储能回路，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第一开关模块、所述直流用电设备形成第一直流放电释能回路；当第三直流放电电路工作时，所述电池、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第三直流放电储能回路，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第一开关模块、所述直流用电设备、所述可逆PWM整流器形成第三直流放电释能回路。12.根据权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，外部的第二直流口通过所述能量转换装置与所述电池形成直流充电电路或直流放电电路；其中，所述第一绕组单元和/或所述第二绕组单元与所述第二直流口的第一端连接，所述第二直流口的第二端均与所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接。13.根据权利要求12所述的能量转换装置，其特征在于，通过切换各个所述第一开关模块的导通状态，以使所述第二直流口通过所述能量转换装置中的所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第四直流充电电路，或使所述电池通过所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第一开关模块、所述第二直流口形成第四直流放电电路，或使所述第二直流口通过所述能量转换装置中的所述
第一开关模块、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第五直流充电电路，或使所述电池通过所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器、所述第二绕组单元、所述第一开关模块、与所述第二直流口形成第五直流放电电路，或使所述第二直流口通过所述能量转换装置中的所述第一开关模块、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第六直流充电电路，或使所述电池通过所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第一开关模块与所述第二直流口形成第六直流放电电路。14.根据权利要求13所述的能量转换装置，其特征在于，通过切换所述第一开关模块中各个开关的导通状态，以使所述第一直流口进行直流充电或直流放电，和/或，所述第二直流口进行直流充电或直流放电。15.根据权利要求12所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一交流口通过所述能量转换装置与所述电池形成加热电路；或者，所述第一直流口通过所述能量转换装置与所述电池形成加热电路；或者，所述第二直流口通过所述能量转换装置与所述电池形成加热电路；或者，所述第一直流口和所述第二直流口通过所述能量转换装置与所述电池形成加热电路；或者，所述电池与所述能量转换装置形成加热电路。16.根据权利要求14所述的能量转换装置，其特征在于，当所述第一交流口通过所述能量转换装置与所述电池形成加热电路时，所述可逆PWM整流器根据外部控制信号控制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；当所述第一直流口通过所述能量转换装置与所述电池形成加热电路时，所述可逆PWM整流器根据外部控制信号控制使所述第一直流充电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第一直流充电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述第一直流放电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第一直流放电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述第二直流充电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第二直流充电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述第二直流放电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第二直流放电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述第三直流充电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第三直流充电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述第三直流放电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第三直流放电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作；当所述第二直流口通过所述能量转换装置与所述电池形成加热电路时，所述可逆PWM整流器根据外部控制信号控制使所述第四直流充电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第四直流充电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述第四直流放电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第四直流放电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述第五直流充电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第五直流充电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述第五直流放
电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第五直流放电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述第六直流充电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第六直流充电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述第六直流放电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述第六直流放电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作；当所述第一直流口和所述第二直流口通过所述能量转换装置与所述电池形成加热电路时，所述可逆PWM整流器根据外部控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟，李吉成，雷野，谢飞跃，张宇昕，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：