能量转换系统及动力系统技术方案

本申请提供了一种能量转换系统及动力系统，能量转换系统可包括电机、控制模块、AC/DC变换模块、第一开关、至少一个滤波电感及至少一个第二开关，其中，一个滤波电感的第一连接端可通过一个第二开关连接至交流电源的第一连接端。在同时驱动电机且对电池模块充电的情况下，控制模块可控制第一开关断开、至少一个第二开关中的各第二开关导通或者关断，并控制AC/DC变换模块中的各桥臂开关动作，从而实现基于交流电源提供的电压驱动电机并对电池模块充电的目的。在本申请中，可控制第一开关、各第二开关以及各桥臂开关配合工作，从而达到同时驱动电机且对电池模块充电的目的，进而提高了能量转换效率，成本低，适用性强。适用性强。适用性强。

【技术实现步骤摘要】
能量转换系统及动力系统


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种能量转换系统及动力系统。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的快速发展，由于电动汽车具有高效、节能、低噪声、零排放等优点，因此电动汽车已成为未来新能源汽车的发展趋势。由于电动汽车中的电机驱动电路(即用于驱动电机的电路)和车载充电机(on
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board charger，OBC)对应的电池充电电路之间相互独立，会导致电动汽车的结构布局复杂且集成度低，因此对电机驱动电路和电池充电电路进行集成尤为重要。目前，可复用电池充电电路中的功率桥臂，并在电动汽车中增加多个继电器，通过控制功率桥臂和多个继电器的导通或者关断来驱动电机、或者对高压电池和低压电池充电，然而，无法同时驱动电机以及对高压电池和低压电池充电，适用性弱。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种能量转换系统及动力系统，其特征在于，可控制第一开关、各第二开关以及各桥臂开关配合工作，从而达到同时驱动电机且对电池模块充电的目的，进而提高了能量转换效率，成本低，适用性强。
[0004]第一方面，本申请提供了一种能量转换系统，该能量转换系统可包括电机、控制模块、交流(alternating current，AC)/直流(direct current，DC)变换模块、第一开关、至少一个滤波电感(即一个或者多个滤波电感)以及至少一个第二开关(即一个或者多个第二开关)，上述至少一个滤波电感中一个滤波电感的第一连接端可通过至少一个第二开关中的一个第二开关连接至交流电源的第一连接端。其中，上述AC/DC变换模块中包括但不限于第一桥臂开关以及与第一桥臂开关并联的多个第二桥臂开关，该第一桥臂开关的桥臂中点可连接上述交流电源的第二连接端，上述多个第二桥臂开关中每个第二桥臂开关的桥臂中点耦合(如直接连接或者间接连接)至一个滤波电感的第二连接端，上述多个第二桥臂开关的桥臂中点可通过电机中的多相绕组连接至少一个滤波电感中第一滤波电感的第二连接端，该第一滤波电感为上述至少一个滤波电感中的任意一个滤波电感，且该第一滤波电感的第二连接端与其耦合的第二桥臂开关的桥臂中点之间设置有第一开关，上述AC/DC变换模块的输入/输出端可连接电池模块。在同时驱动电机且对电池模块充电的情况下，上述AC/DC变换模块的输入/输出端可作为AC/DC变换模块的输出端。上述控制模块可用于控制第一开关断开、至少一个第二开关中的各第二开关导通或者关断，并控制第一桥臂开关和多个第二桥臂开关中的各桥臂开关动作，从而实现基于交流电源提供的电压驱动电机并对电池模块充电的目的。
[0005]在本申请中，可控制第一开关、各第二开关以及各桥臂开关配合工作，从而达到同时驱动电机且对电池模块充电的目的，进而提高了能量转换效率，并且减小了能量转换系统中存在的谐振，提升了系统稳定性；另外，可减少能量转换系统中使用高压部件的数量，从而降低了系统成本，结构更加简单，适用性强。
[0006]结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，在同时驱动电机且对电池模块充电的情况下，上述控制模块可用于控制至少一个第二开关中与第一滤波电感连接的第二开关导通，控制第一开关和至少一个第二开关中的其它第二开关断开，并控制第一桥臂开关和多个第二桥臂开关中的各桥臂开关动作，从而实现同时驱动电机且对电池模块充电的目的。在与第一滤波电感耦合的第二开关导通且第一开关和其它第二开关断开时，第一滤波电感分别与电机中的各相绕组串联后作为AC/DC变换模块的滤波电感，并与AC/DC变换模块构成功率因数校正电路以提高电力利用率，进一步提升了能量转换效率；另外，在同时驱动电机且对电池模块充电的过程中，还可调整电机的转速，提高了系统灵活性，适用性更强。
[0007]结合第一方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，上述能量转换系统还包括至少两个第三开关，至少两个第三开关中的每个第三开关与上述多相绕组中的一相绕组串联，上述多个第二桥臂开关中每个第二桥臂开关的桥臂中点可通过串联的一个第三开关和一相绕组连接上述第一滤波电感的第二连接端。在同时驱动电机且对电池模块充电的情况下，上述控制模块可用于控制与第一滤波电感连接的第二开关以及至少两个第三开关导通，控制第一开关和其它第二开关断开，并控制第一桥臂开关和多个第二桥臂开关中的各桥臂开关动作，从而实现同时驱动电机且对电池模块充电的目的。在与第一滤波电感连接的第二开关以及至少两个第三开关导通，且第一开关和其它第二开关断开时，第一滤波电感可分别与电机中的各相绕组串联后作为AC/DC变换模块的滤波电感，并与AC/DC变换模块构成功率因数校正(power factor correction，PFC)电路以提升电力利用率，进一步提升了能量转换效率；另外，在同时驱动电机且对电池模块充电的过程中，还可调整电机的转速，提高了系统灵活性，适用性更强。
[0008]结合第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，在单独驱动电机的情况下，上述AC/DC变换模块的输入/输出端可作为AC/DC变换模块的输入端。上述控制模块还用于控制第一开关和至少一个第二开关断开、至少两个第三开关导通，并控制上述多个第二桥臂开关中的各第二桥臂开关动作，从而实现基于电池模块提供的电压驱动电机的目的。在驱动电机的过程中，在第一开关和至少一个第二开关断开且至少两个第三开关导通时，驱动电机的电流不会流过至少一个滤波电感，从而可避免能量损失，进而提高了电机的驱动效率；另外，可控制第一开关、至少一个第二开关、至少两个第三开关以及各第二桥臂开关配合工作来实现单独驱动电机的目的，可提高驱动电机的便捷性，适用性更强。
[0009]结合第一方面第二种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，在单独对电池模块充电的情况下，上述AC/DC变换模块的输入/输出端可作为AC/DC变换模块的输出端。上述控制模块还用于控制第一开关和至少一个第二开关导通、至少两个第三开关断开，并控制第一桥臂开关和多个第二桥臂开关中的各桥臂开关动作，从而实现基于交流电源提供的电压对电池模块充电的目的。在第一开关和至少一个第二开关导通且至少两个第三开关断开时，至少一个滤波电感可作为AC/DC变换模块的滤波电感，并与AC/DC变换模块构成功率因数校正电路以提高电力利用率，从而提高了电池的充电效率；并且，电池模块的充电电流不会流过电机中的多相绕组，因此，在对电池模块充电的过程中无需复用电机中的多相绕组作为AC/DC变换模块的滤波电感，也就是说，无需对电机中的多相绕组进行定制和设计，进一步降低了电机的设计复杂性和系统成本。另外，可控制第一开关、至少一个第二开关、至少两个第三开关以及各桥臂开关配合工作来实现对电池模块充电的目的，从而提高
了电池充电的便捷性和充电效率，适用性更强。
[0010]第二方面，本申请提供了一种能量转换系统，该能量转换系统中包括电机、控制模块、AC/DC变换模块、第一开关、至少一个滤波电感以及至少一个第二开关，上述至少一个滤波电感中的一个滤波电感与上述至少一个第二开关中的一个第二开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能量转换系统，其特征在于，所述能量转换系统包括电机、控制模块、交流AC/直流DC变换模块、第一开关、至少一个滤波电感以及至少一个第二开关，所述至少一个滤波电感中一个滤波电感的第一连接端通过所述至少一个第二开关中的一个第二开关连接至交流电源的第一连接端；其中，所述AC/DC变换模块包括第一桥臂开关以及与所述第一桥臂开关并联的多个第二桥臂开关，所述第一桥臂开关的桥臂中点连接所述交流电源的第二连接端，所述多个第二桥臂开关中每个第二桥臂开关的桥臂中点耦合至一个滤波电感的第二连接端，所述多个第二桥臂开关的桥臂中点通过所述电机中的多相绕组连接所述至少一个滤波电感中的第一滤波电感的第二连接端，所述第一滤波电感为所述至少一个滤波电感中的任意一个，且所述第一滤波电感的第二连接端和与其耦合的第二桥臂开关的桥臂中点之间设置有所述第一开关，所述AC/DC变换模块的输入/输出端连接电池模块；所述控制模块用于控制所述第一开关断开、所述至少一个第二开关中的各第二开关导通或者关断，并控制所述第一桥臂开关和所述多个第二桥臂开关中的各桥臂开关动作，以基于所述交流电源提供的电压驱动所述电机并对所述电池模块充电。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制模块用于控制与所述第一滤波电感连接的第二开关导通，并控制其它所述第二开关断开。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述能量转换系统还包括至少两个第三开关，所述至少两个第三开关中的每个第三开关与所述多相绕组中的一相绕组串联；所述多个第二桥臂开关中每个第二桥臂开关的桥臂中点通过串联的一个第三开关和所述一相绕组连接所述第一滤波电感的第二连接端；所述控制模块用于控制与所述第一滤波电感连接的第二开关以及所述至少两个第三开关导通，并控制所述第一开关和其它所述第二开关断开。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述第一开关和所述至少一个第二开关断开、所述至少两个第三开关导通，并控制所述多个第二桥臂开关中的各第二桥臂开关动作以基于所述电池模块提供的电压驱动所述电机。5.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述第一开关和所述至少一个第二开关导通、所述至少两个第三开关断开，并控制所述第一桥臂开关和所述多个第二桥臂开关中的各桥臂开关动作以基于所述交流电源提供的电压对所述电池模块充电。6.一种能量转换系统，其特征在于，所述能量转换系统包括电机、控制模块、AC/DC变换模块、第一开关、至少一个滤波电感以及至少一个第二开关，所述至少一个滤波电感中的一个滤波电感与所述至少一个第二开关中的一个第二开关串联后连接至交流电源的第一连接端；其中，所述AC/DC变换模块包括第一桥臂开关以及与所述第一桥臂开关并联的多个第二桥臂开关，所述第一桥臂开关的桥臂中点连接所述交流电源的第二连接端，所述多个第二桥臂开关中每个第二桥臂开关的桥臂中点通过一个滤波电感和所述电机中多相绕组中的一相绕组连接至所述至少一个第二开关中的目标第二开关，所述目标第二开关为所述至少一个第二开关中的任意一个，所述目标第二开关和与其串联的滤波电感之间设置有所述第一开关，所述AC/DC变换模块的输入/输出端连接电池模块；
所述控制模块用于控制所述第一开关断开、所述至少一个第二开关中的各第二开关导通或者断开，并控制所述第一桥臂开关和所述多个第二桥臂开关中的各桥臂开关动作，以基于所述交流电源提供的电压驱动所述电机并对所述电池模块充电。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制模块用于控制所述目标第二开关导通，并控制所述第一开关和其它所述第二开关断开。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述能量转换系统还包括至少两个第三开关，所述至少两个第三开关中的每个第三开关与所述一相绕组串联；所述至少一个滤波电感中每个滤波电感通过串联的一个第三开关和所述一相绕组连接至所述目标第二开关；所述控制模块用于控制所述目标第二开关和所述至少两个第三开关导通，并控制所述第一开关和其它所述第二开关断开。9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述第一开关和所述至少一个第二开关断开、所述至少两个第三开关导通，并控制所述多个第二桥臂开关中的各第二桥臂开关动作以基于所述电池模块提供的电压驱动所述电机。10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制模块还用于控制所述第一开关和所述至少一个第二开关导通、所...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁志刚，顾师达，邹丽霞，封宁波，闫超，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：