CN110356268B - 一种车载充放电装置和系统 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种车载充放电装置和系统，用以实现充电功能和放电功能。包括：双向交流(AC)/直流(DC)变换电路、单向DC/DC变换电路和双向DC/DC变换电路；双向AC/DC变换电路，用于将接收的第一交流电压转换为第一直流电压，或者将双向DC/DC变换电路输出的第二直流电压转换为第二交流电压。单向DC/DC变换电路，用于将第一直流电压的第一分量转换为第三直流电压。双向DC/DC变换电路，用于将第一直流电压的第二分量转换为第四直流电压，或者将接收的第五直流电压转换为第二直流电压；第一分量和第二分量构成第一直流电压。

Description

一种车载充放电装置和系统
技术领域
本申请涉及新能源汽车(new energy vehicle)技术领域，尤其涉及一种车载充放电装置和系统。
背景技术
随着新能源领域的技术发展，新能源汽车的应用越来越普及，例如，电动车/电动汽车(electric vehicle)。鉴于当下直流快充充电基础设施不完善，为了提高充电的便利性，通常会为新能源汽车配置车载充电机(on-borad charger，OBC)，使用户可以使用家用的交流电源插座为动力电池充电。
由于新能源汽车对续航里程要求越来越高，动力电池的容量也越来越大，因而对动力电池的充电功率等级要求也越来越高，因此OBC通常具有较高的充电功率，以实现快速充电。同时，为了增强用户体验，OBC还可兼容逆变功能，从而实现车辆到车辆(vehicle-to-vehicle，V2V)以及车辆到负载(vehicle-to-load，V2L)的放电功能，例如可以通过放电功能为另一动力电池充电或者为车载用电设备供电。
因此，亟需一种兼具充电功能以及放电功能(V2V、V2L)的车载充放电装置。
发明内容
本申请实施例提供一种车载充放电装置和系统，用以实现充电功能和放电功能。
第一方面，本申请实施例提供一种车载充放电装置，该车载充放电装置包括双向交流转直流变换电路(双向AC/DC变换电路)、单向直流转直流变换电路(单向DC/DC变换电路)和双向直流转直流变换电路(双向DC/DC变换电路)；其中，双向AC/DC变换电路的直流端与单向DC/DC变换电路的第一直流端以及双向DC/DC变换电路的第一直流端电连接。其中，双向AC/DC变换电路可用于将交流电压转换为直流电压，也可以用于将直流电压转换为交流电压；单向DC/DC变换电路可用于直流电压和直流电压间的单向变换；双向DC/DC变换电路可用于直流电压和直流电压间的双向变换。
双向AC/DC变换电路，用于将接收的第一交流电压转换为第一直流电压，或者将双向DC/DC变换电路输出的第二直流电压转换为第二交流电压。
单向DC/DC变换电路，用于将第一直流电压的第一分量转换为第三直流电压。
双向DC/DC变换电路，用于将第一直流电压的第二分量转换为第四直流电压，或者将接收的第五直流电压转换为第二直流电压；第一分量和第二分量构成第一直流电压。
其中，第三直流电压的电压值可以与第四直流电压的电压值相等。具体地，单向DC/DC变换电路的第二直流端以及双向DC/DC变换电路的第二直流端均可以与被充电设备(例如动力电池)连接，单向DC/DC变换电路的第二直流端输出第三直流电压，双向DC/DC变换电路的第二直流端输出第四直流电压，从而向被充电设备供电。双向AC/DC变换电路的交流端可以与交流电源或用电设备连接，该交流电压用于输出第一交流电压，该用电设备的额定电压可以是第二交流电压。
更进一步地，第三直流电压和第四直流电压的正负方向可以相同。第三直流电压和第四直流电压的正负方向相同，其具体含义可以是：若单向DC/DC变换电路的第二直流端与双向DC/DC变换电路的第二直流端均与被充电设备(例如动力电池)并联，则单向DC/DC变换电路的第二输出端中输出高电平的一端与动力电池的正极连接，输出低电平的一端与动力电池的负极连接，该高电平与低电平的电压之差等于第三直流电压；同样地，双向DC/DC变换电路的第二输出端中输出高电平的一端与动力电池的正极连接，输出低电平的一端与动力电池的负极连接，该高电平与低电平的电压之差等于第四直流电压。
采用第一方面提供的车载充放电装置，当车载充放电装置用于为被充电设备(例如动力电池)充电时，双向AC/DC变换电路将交流电源输出的第一交流电压转换为第一直流电压；单向DC/DC变换电路和双向DC/DC变换电路并联工作，单向DC/DC变换电路用于将第一直流电压的第一分量转换为被充电设备可用的第三直流电压，双向DC/DC变换电路用于将第一直流电压的第二分量转换为被充电设备可用的第四直流电压。因此，在为被充电设备充电时，车载充放电装置中的全部电路均工作，因而可以实现大功率充电。
当车载充放电装置用于对被充电设备放电时，单向DC/DC变换电路由于只能进行单向DC/DC变换，因而单向DC/DC变换电路此时不工作。也就是说，被充电设备放电时，车载充放电装置中只有部分电路工作。因此，在被充电设备放电时，车载充放电装置中仅有部分电路(双向AC/DC变换电路和双向DC/DC变换电路)工作，因而可以实现小功率逆变。
综上，采用本申请实施例提供的车载充放电装置，可以实现大功率充电和小功率逆变。
在一种可能的设计中，第一方面提供的车载充放电装置还包括控制器，该控制器用于控制双向AC/DC变换电路将第一交流电压转换为第一直流电压，控制单向DC/DC变换电路将第一分量转换为第三直流电压，控制双向DC/DC变换电路将第二分量转换为第四直流电压。
采用上述方案，可以在控制器的控制下，通过车载充放电装置为被充电设备充电。
此外，上述控制器还可以用于：控制双向DC/DC变换电路将第五直流电压转换为第二直流电压；以及，控制双向AC/DC变换电路将第二直流电压转换为第二交流电压。
采用上述方案，可以在控制器的控制下，实现被充电设备通过车载充放电装置为与双向AC/DC变换电路的交流端连接的用电设备供电。
在一种可能的设计中，双向AC/DC变换电路的交流端为三相交流端，三相交流端中的第一交流端通过开关单元与负母线连接。
采用上述方案，车载充放电装置用于通过交流电源为被充电设备充电时，可以通过开关单元的切换使双向AC/DC变换电路实现三相整流和单相整流之间的切换。例如，开关单元闭合时，双向AC/DC变换电路实现单相整流；开关单元断开时，双向AC/DC变换电路实现三相整流。在车载充放电装置通过被充电设备为用电设备供电时，可通过将开关单元闭合实现单相逆变，其中第一交流端所在的相线可以作为负输出端，三相交流端中另外两个交流端中的任一个作为正输出端。
在一种可能的设计中，双向AC/DC变换电路可以包括：第一单相变换器、第二单相变换器和第三单相变换器、第一母线电容和第二母线电容；其中，第一母线电容的正端与正母线连接，第一母线电容的负端与第二母线电容的正端连接，第二母线电容的负端与负母线连接；第一单相变换器的交流端为第一交流端，第二单相变换器的交流端为三相交流端中的第二交流端，第三单相变换器的交流端为三相交流端中的第三交流端；第一单相变换器的直流端、第二单相变换器的直流端和第三单相变换器的直流端均与第一母线电容的负端连接。
也就是说，双向AC/DC变换电路可以通过三个单相变换器采用Y型连接实现。
具体地，当开关单元断开时，第一单相变换器、第二单相变换器和第三单相变换器用于实现三相AC/DC变换；当开关单元闭合时，第一单相变换器和第二单相变换器用于实现单相AC/DC变换或者单相DC/AC变换。
采用上述方案，当开关单元断开时，双向AC/DC变换电路工作在三相状态，用于三相整流；当开关单元闭合时，双向AC/DC变换电路工作在单相状态。由于第一单相变换器的交流端为通过开关单元与负母线连接的第一交流端，因而第一单相变换器的直流端可以作为单相AC/DC的负输出端，此时第二单相变换器的直流端可以作为单相AC/DC的正输出端。或者，第一单相变换器的交流端可以作为单相DC/AC的负输出端，此时第二单相变换器的交流端可以作为单相DC/AC的正输出端。
具体地，第一单相变换器可以包括：第一电感，第一电感的第一端与第一交流端连接；第一双向开关，第一双向开关跨接在第一电感的第二端以及第一母线电容的负端之间；第一二极管和第一开关管，第一二极管跨接在正母线和第一电感的第二端之间、第一开关管跨接在负母线和第一电感的第二端之间，或者，第一二极管跨接在负母线和第一电感的第二端之间、第一开关管跨接在正母线和第一电感的第二端之间。
第二单相变换器可以包括：第二电感，第二电感的第一端与第二交流端连接；第二双向开关，第二双向开关跨接在第二电感的第二端以及第一母线电容的负端之间；第二二极管和第二开关管，第二二极管跨接在正母线和第二电感的第二端之间、第二开关管跨接在负母线和第二电感的第二端之间，或者，第二二极管跨接在负母线和第二电感的第二端之间、第二开关管跨接在正母线和第二电感的第二端之间。
第三单相变换器可以包括：第三电感，第三电感的第一端与第三交流端连接；第三双向开关，第三双向开关跨接在第三电感的第二端以及第一母线电容的负端之间；第三二极管和第四二极管，第三二极管跨接在正母线和第三电感的第二端之间、第四二极管跨接在负母线和第三电感的第二端之间。
也就是说，双向AC/DC变换电路可以在传统维也纳电路的基础上改进得到，将维也纳电路中的部分二极管替换为开关管(第一开关管和第二开关管)；当该车载充放电装置用于单相逆变时，开关单元闭合，在双向AC/DC变换电路中，第一开关管和第二开关管可以作为逆变H桥的上半部分或下半部分，双向开关可以作为逆变H桥的下半部分或上半部分，即利用双向AC/DC变换电路中的部分器件实现逆变，从而实现小功率逆变。其中，第一电感、第二电感和第三电感可以是独立电感，也可以是耦合电感。第一双向开关可以包括反向串联的第三开关管和第四开关管；第二双向开关可以包括反向串联的第五开关管和第六开关管；第三双向开关可以包括反向串联的第七开关管和第八开关管。
采用上述方案，可以利用开关管中固有的反并联体二极管实现双向开关的开关特性。
在一种可能的设计中，单向DC/DC变换电路可以包括：第一H桥整流电路，第一H桥整流电路由开关管组成，用于对第一分量进行调压；第一隔离变压器，第一隔离变压器的原边绕组与第一H桥整流电路耦合，第一隔离变压器的副边绕组与第二H桥整流电路耦合可以用于实现交流电源与被充电设备的隔离；第二H桥整流电路，第二H桥整流电路由二极管组成，用于对调压后的第一分量进行整流，输出第三直流电压。
采用上述方案，可以通过开关管和二极管实现单向DC/DC变换电路。此外，通过第一隔离变压器还可以实现交流电源与被充电设备的隔离。当车载充放电装置用于使被充电设备放电时，单向DC/DC变换电路不工作，从而在逆变时减小车载充放电装置的功率。
在一种可能的设计中，双向DC/DC变换电路可以包括：第三H桥整流电路，第三H桥整流电路由开关管组成，用于对输入的第一分量进行调压；第二隔离变压器，第二隔离变压器的原边绕组与第三H桥整流电路耦合，第二隔离变压器的副边绕组与第四H桥整流电路耦合；第四H桥整流电路，第四H桥整流电路由开关管组成，用于对调压后的第二分量进行整流，输出第四直流电压。
采用上述方案，可以通过开关管实现双向DC/DC变换电路。此外，通过第二隔离变压器还可以实现交流电源与被充电设备的隔离。
此外，第四H桥整流电路还可以用于：对第五直流电压进行调压；第三H桥整流电路还可以用于：对调压后的第五直流电压进行整流，输出第二直流电压。
第二方面，本申请实施例还提供一种充放电系统，该充放电系统包括交流电源以及上述第一方面及其任一可能的设计中提供的车载充放电装置，该交流电源用于向车载充放电装置供电。也就是说，该交流电源可以输出第一交流电压。
在一种可能的设计中，该充放电系统还包括被充电设备，车载充放电装置用于向该被充电设备充电。
具体地，被充电设备可以是动力电池。例如，镍氢电池、锂电池、铅酸电池等动力电池。
另外，第二方面中任一种可能设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中不同设计方式所带来的技术效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为现有技术提供的一种车载充电机的结构示意图；
图2为本申请实施例提供的第一种车载充放电装置的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的第二种车载充放电装置的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的第三种车载充放电装置的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的一种双向AC/DC变换电路的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的另一种双向AC/DC变换电路的结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种维也纳电路的结构示意图；
图8为本申请实施例提供的一种单向DC/DC变换电路的结构示意图；
图9为本申请实施例提供的一种双向DC/DC变换电路的结构示意图；
图10为本申请实施例提供的第四种车载充放电装置的结构示意图；
图11为本申请实施例提供的第五种车载充放电装置的结构示意图；
图12为本申请实施例提供的第六种车载充放电装置的结构示意图；
图13为本申请实施例提供的第七种车载充放电装置的结构示意图；
图14为本申请实施例提供的一种充放电系统的结构示意图。
具体实施方式
现有技术中，OBC的一种可能的结构可以如图1所示。图1所示的OBC包括两个部分，其中，虚线左侧的部分为三相功率因数校正(power factor correction，PFC)模块，虚线右侧为直流转直流(DC/DC)模块。具体地，当OBC工作在整流状态为动力电池充电时，从PFC模块左侧输入交流电，PFC模块用于功率因数校正，DC/DC模块用于整流，电容C2两端输出直流电，从而为动力电池充电；当OBC工作在逆变状态实现动力电池放电时，动力电池向C2两端输入直流电，DC/DC模块用于整流，三相PFC/逆变模块用于逆变，从PFC模块的左侧输出交流电。
图1所示的OBC虽然可以实现能量双向变换，但是其逆变功率等级和整流功率等级相当。为了实现快速充电，OBC的整流功率等级通常较高，因而图1所示的OBC的逆变功率等级也会较高。而通常情况下(尤其是在小功率逆变需求的情况下)，对OBC的逆变功率要求较低，较高的逆变功率会导致功率管的输出功率能力冗余。
因此，现有技术中的OBC存在逆变功率过高、功率管输出能力冗余的问题。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
本申请实施例提供一种车载充放电装置和系统，用以实现大功率充电的同时降低逆变功率。
需要说明的是，本申请中所涉及的多个，是指两个或两个以上。另外，需要理解的是，在本申请的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
参见图2，为本申请实施例提供的一种车载充放电装置的结构示意图。其中，该车载充放电装置200包括双向交流(alternating current，AC)转直流(direct current，DC)变换电路201(双向AC/DC变换电路201)、单向直流转直流变换电路202(单向DC/DC变换电路202)和双向直流转直流变换电路203(双向DC/DC变换电路203)。其中，双向AC/DC变换电路201的直流端与单向DC/DC变换电路202的第一直流端以及双向DC/DC变换电路203的第一直流端电连接。单向DC/DC变换电路202的第二直流端与双向DC/DC变换电路203的第二直流端电连接。
其中，双向AC/DC变换电路201可用于将交流电压转换为直流电压，也可以用于将直流电压转换为交流电压；单向DC/DC变换电路202可用于直流电压和直流电压间的单向变换；双向DC/DC变换电路203可用于直流电压和直流电压间的双向变换。
双向AC/DC变换电路201，用于将接收的第一交流电压转换为第一直流电压，或者将双向DC/DC变换电路203输出的第二直流电压转换为第二交流电压。
单向DC/DC变换电路202，用于将第一直流电压的第一分量转换为第三直流电压。
双向DC/DC变换电路203，用于将第一直流电压的第二分量转换为第四直流电压，或者将接收的第五直流电压转换为第二直流电压；第一分量和第二分量构成第一直流电压。
其中，第三直流电压的电压值可以与第四直流电压的电压值相等。那么，单向DC/DC变换电路202的第二直流端(输出第三直流电压)可以与被充电设备(例如动力电池)电连接，双向DC/DC变换电路203的第二直流端(输出第四直流电压)也可以与被充电设备电连接。即，单向DC/DC变换电路202和双向DC/DC变换电路203分别对第一直流电压的两个分量进行整流，二者的输出并联后连接被充电设备，从而为被充电设备充电。
进一步地，第三直流电压和第四直流电压的正负方向可以相同。第三直流电压和第四直流电压的正负方向相同，其具体含义可以是：若单向DC/DC变换电路的第二直流端与双向DC/DC变换电路的第二直流端均与被充电设备(例如动力电池)并联，则单向DC/DC变换电路的第二输出端中输出高电平的一端与动力电池的正极连接，输出低电平的一端与动力电池的负极连接，该高电平与低电平的电压之差等于第三直流电压；同样地，双向DC/DC变换电路的第二输出端中输出高电平的一端与动力电池的正极连接，输出低电平的一端与动力电池的负极连接，该高电平与低电平的电压之差等于第四直流电压。
此外，本申请实施例中，双向AC/DC变换电路201的交流端可以与交流电源或用电设备电连接，该交流电压用于输出第一交流电压，该用电设备的额定电压可以是第二交流电压。其中，该用电设备可以是电磁炉、电饭煲、手机、导航、电视、笔记本等终端。
当车载充放电装置200用于为被充电设备充电时，双向AC/DC变换电路201将交流电源输出的第一交流电压转换为第一直流电压；单向DC/DC变换电路202和双向DC/DC变换电路203并联工作，单向DC/DC变换电路202用于将第一直流电压的第一分量转换为被充电设备可用的第三直流电压，双向DC/DC变换电路203用于将第一直流电压的第二分量转换为被充电设备可用的第四直流电压，单向DC/DC变换电路202的第二直流端以及双向DC/DC变换电路203的第二直流端均与被充电设备连接。其中，第一直流电压的第一分量和第一直流电压的第二分量构成第一直流电压。例如第一直流电压为310V，第一直流电压的第一分量可以为155V，第一直流电压的第二分量可以为155V。
具体地，为被充电设备充电时，车载充放电装置200的等效电路可以如图3所示。此时双向AC/DC变换电路201的交流端作为车载充放电装置200的输入端，单向DC/DC变换电路202的第二直流端和双向DC/DC变换电路203的第二直流端并联后作为车载充放电装置200的输出端。具体实现时，被充电设备可以是动力电池，采用图3所示的车载充放电装置200可以通过交流电源为动力电池充电。
应理解，采用双向AC/DC变换电路201对第一交流电压进行整流后得到的第一直流电压的波动较大，且第一直流电压的电压值也难以满足被充电设备的电压需求，因此，还需要通过单向DC/DC变换电路202和双向AC/DC变换电路201对第一直流电压进行整流和调压处理，从而输出被充电设备可用的第三直流电压和第四直流电压。
当车载充放电装置200用于对被充电设备放电时，单向DC/DC变换电路202由于只能进行单向DC/DC变换，因而单向DC/DC变换电路202此时不工作。也就是说，被充电设备放电时，车载充放电装置200中只有部分电路工作。具体地，双向DC/DC变换电路203用于将被充电设备输出的第五直流电压转换为第二直流电压，双向AC/DC变换电路201用于将双向DC/DC变换电路203输出的第二直流电压转换为用电设备可用的第二交流电压。
具体地，被充电设备放电时，车载充放电装置200的等效电路可以如图4所示。此时，双向DC/DC变换电路203的第二直流端作为车载充放电装置200的输入端，双向AC/DC变换电路201的交流端作为车载充放电装置200的输出端。
具体实现时，用电设备可以是车载用电设备，也可以是另一动力电池。采用图4所示的车载充放电装置200可以通过动力电池为车载用电设备(V2L)供电或者为另一动力电池充电(V2V)。
示例性地，用电设备可以是电磁炉、电饭煲等车载用电设备，被充电设备可以是动力电池；那么，动力电池放电时，可以输出90V～400V的直流电，动力电池输出的直流电经过双向DC/DC变换电路203进行调压处理后输出至双向AC/DC变换电路201，双向AC/DC变换电路201对双向DC/DC变换电路203输出的直流电进行DC/AC变换，输出220V的交流电，以供电磁炉、电饭煲等设备使用。其中，经过双向DC/DC变换电路203的调压处理后，可以使得双向AC/DC变换电路201输出的交流电满足电磁炉、电饭煲等设备的额定电压需求。
示例性地，用电设备和被充电设备可以分别为两辆新能源汽车上的动力电池，其中被充电设备的电量大于用电设备的电量，此时被充电设备可通过车载充放电装置200为用电设备充电。具体地，被充电设备放电时，可以输出90V～400V的直流电，被充电设备输出的直流电经过双向DC/DC变换电路203进行调压处理后输出至双向AC/DC变换电路201，双向AC/DC变换电路201对双向DC/DC变换电路203输出的直流电进行DC/AC变换，输出交流电，从而为另一新能源汽车的动力电池充电。
应理解，若直接通过双向AC/DC变换电路201对被充电设备输出的第五直流电压进行逆变，输出电压可能难以满足用电设备的电压需求，因此，可以先通过双向DC/DC变换电路203对第五直流电压进行整流和调压并输出第二直流电压，然后通过双向AC/DC变换电路201对第二直流电压进行逆变处理，从而输出用电设备可用的第二交流电压。
为了便于描述，本申请实施例中将车载充放电装置200的充电过程称为“正向充电”，将车载充放电装置200的放电过程称为“逆向放电”。
实际应用中，车载充放电装置200可以固定在新能源汽车上，用电设备可以通过新能源汽车上的固定接口与车载充放电装置200连接。示例性地，电磁炉、电饭煲等设备的电源插头可以直接插入该固定接口，从而实现动力电池为电磁炉、电饭煲供电。在另一种实现方式中，车载充放电装置200也可以设置成灵活可拆卸的形式，即新能源汽车上设有固定接口，以实现车载充放电装置200与被充电设备的连接。在这种情况下，车载充放电装置200可以视为独立于新能源汽车的装置。
具体实现时，双向AC/DC变换电路201、单向DC/DC变换电路202、双向DC/DC变换电路203可以由开关管、二极管、电感、电容等器件组成。双向AC/DC变换电路201、单向DC/DC变换电路202、双向DC/DC变换电路203的工作状态可以通过调节这些器件(例如开关管)的工作状态来实现。
本申请中，可以通过控制器实现上述工作状态的调节。即，车载充放电装置200还可以包括控制器，该控制器用于控制双向AC/DC变换电路将第一交流电压转换为第一直流电压，控制单向DC/DC变换电路202将第一分量转换为第三直流电压，以及控制双向DC/DC变换电路203将第二分量转换为第四直流电压，此时车载充放电装置200“正向充电”。
此外，该控制器还可以用于控制双向DC/DC变换电路203将第五直流电压转换为第二直流电压；以及，控制双向AC/DC变换电路201将第二直流电压转换为第二交流电压，此时车载充放电装置200“逆向放电”。
具体地，若车载充放电装置200的各电路中的开关管为金属氧化物半导体(metaloxide semiconductor，MOS)管，该控制器可以与MOS管的栅极连接，从通过控制MOS管的通断使得车载充放电装置200实现整流或逆变；若车载充放电装置200的各电路中的开关管为双极结型晶体管(bipolar junction transistor，BJT)，该控制器可以与BJT的基极连接，从通过控制BJT的通断使得车载充放电装置200实现整流或逆变。
具体实现时，控制器可以是微控制单元(micro controller unit，MCU)、中央处理器(central processing unit，CPU)、数字信号处理器(digital singnal processor，DSP)中的任一种。当然，控制器的具体形态不限于上述举例。
下面，对车载充放电装置200中的双向AC/DC变换电路201、单向DC/DC变换电路202和双向DC/DC变换电路203的具体结构进行介绍。
一、双向AC/DC变换电路201
双向AC/DC变换电路201的交流端可以为三相交流端，三相交流端中的第一交流端通过开关单元与负母线(N)连接。
其中，设置开关单元的作用是：在车载充放电装置200用于“正向充电”时，可以通过开关单元的切换使双向AC/DC变换电路201实现三相整流和单相整流之间的切换。例如，开关单元闭合时，双向AC/DC变换电路201实现单相整流；开关单元断开时，双向AC/DC变换电路201实现三相整流。在车载充放电装置200用于“逆向放电”时，可通过将开关单元闭合实现单相逆变，其中第一交流端所在的相线可以作为负输出端，三相交流端中另外两个交流端中的任一个作为正输出端。
实际应用中，开关单元的通断也可以通过前述控制器进行控制。
具体地，双向AC/DC变换电路201包括：第一单相变换器、第二单相变换器和第三单相变换器、第一母线电容和第二母线电容；其中，第一母线电容的正端与正母线(P)连接，第一母线电容的负端与第二母线电容的正端连接，第二母线电容的负端与负母线(N)连接；第一单相变换器的交流端为第一交流端，第二单相变换器的交流端为三相交流端中的第二交流端，第三单相变换器的交流端为三相交流端中的第三交流端；第一单相变换器的直流端、第二单相变换器的直流端和第三单相变换器的直流端均与第一母线电容的负端连接。
不难看出，双向AC/DC变换电路201可以通过三个单相变换器采用Y型连接实现。当开关单元断开时，第一单相变换器、第二单相变换器和第三单相变换器用于实现三相AC/DC变换；当开关单元闭合时，第一单相变换器和第二单相变换器用于实现单相AC/DC变换或者单相DC/AC变换。
也就是说，当开关单元断开时，双向AC/DC变换电路201工作在三相状态，用于三相整流；当开关单元闭合时，双向AC/DC变换电路201工作在单相状态。第一单相变换器的直流端可以作为单相AC/DC的负输出端，此时第二单相变换器的直流端可以作为单相AC/DC的正输出端。或者，第一单相变换器的交流端可以作为单相DC/AC的负输出端，此时第二单相变换器的交流端可以作为单相DC/AC的正输出端。
在一种实现方式中，在双向AC/DC变换电路201中，第一母线电容可以与单向DC/DC变换电路202连接，第二母线电容则与双向DC/DC变换电路203连接。那么，在车载充放电装置200正向充电时，第一母线电容为单向DC/DC变换电路202提供第一直流电压的第一分量，第二母线电容为双向DC/DC变换电路203提供第一直流电压的第二分量；在车载充放电装置200逆向放电时，与双向DC/DC变换电路203连接的第二母线电容上的电压为第二直流电压。
在另一种实现方式中，在双向AC/DC变换电路201中，第一母线电容可以与双向DC/DC变换电路203连接，第二母线电容则与单向DC/DC变换电路202连接。那么，在车载充放电装置200正向充电时，第二母线电容为单向DC/DC变换电路202提供第一直流电压的第一分量，第一母线电容为双向DC/DC变换电路203提供第一直流电压的第二分量；在车载充放电装置200逆向放电时，与双向DC/DC变换电路203连接的第一母线电容上的电压为第二直流电压。
下面给出一种单相变换器的具体结构。
具体地，第一单相变换器包括：第一电感，第一电感的第一端与第一交流端连接；第一双向开关，第一双向开关跨接在第一电感的第二端以及第一母线电容的负端之间；第一二极管和第一开关管，第一二极管跨接在正母线(P)和第一电感的第二端之间、第一开关管跨接在负母线(N)和第一电感的第二端之间，或者，第一二极管跨接在负母线(N)和第一电感的第二端之间、第一开关管跨接在正母线(P)和第一电感的第二端之间。
第二单相变换器包括：第二电感，第二电感的第一端与第二交流端连接；第二双向开关，第二双向开关跨接在第二电感的第二端以及第一母线电容的负端之间；第二二极管和第二开关管，第二二极管跨接在正母线(P)和第二电感的第二端之间、第二开关管跨接在负母线(N)和第二电感的第二端之间，或者，第二二极管跨接在负母线(N)和第二电感的第二端之间、第二开关管跨接在正母线(P)和第二电感的第二端之间。
第三单相变换器包括：第三电感，第三电感的第一端与第三交流端连接；第三双向开关，第三双向开关跨接在第三电感的第二端以及第一母线电容的负端之间；第三二极管和第四二极管，第三二极管跨接在正母线(P)和第三电感的第二端之间、第四二极管跨接在负母线(N)和第三电感的第二端之间。
其中，第一双向开关包括反向串联的第三开关管和第四开关管；第二双向开关包括反向串联的第五开关管和第六开关管；第三双向开关包括反向串联的第七开关管和第八开关管。也就是说，本申请实施例中的双向开关包括两个反向串联的开关管，从而利用开关管中固有的反并联体二极管实现双向开关的开关特性。
应理解，在第一单相变换器中，第一电感可以是独立电感，也可以是耦合电感；同样地，在第二单相变换器中，第二电感可以是独立电感，也可以是耦合电感；在第三单相变换器中，第三电感可以是独立电感，也可以是耦合电感。
为了便于理解，下面给出双向AC/DC变换电路201的两个具体示例。
参见图5为本申请实施例提供的一种双向AC/DC变换电路201的结构示意图。在图5中，L2可以视为第一电感，D2可以视为第一二极管，Q8可以视为第一开关管，Q3和Q4组成第一双向开关，Q3可以视为第三开关管，Q4可以视为第四开关管，L2、D2、Q8、Q3和Q4组成第一单相变换器。同样地，L1可以视为第二电感，D1可以视为第二二极管，Q7可以视为第二开关管，Q1和Q2组成第二双向开关，Q1可以视为第五开关管，Q2可以视为第六开关管，L1、D1、Q7、Q1、Q2组成第二单相变换器。L3可以视为第三电感，D3可以视为第三二极管，D4可以视为第四二极管，Q5和Q6组成第三双向开关，Q5可以视为第七开关管，Q6可以视为第八开关管，L3、D3、D4、Q5和Q6组成第三单相变换器。此外，S1可以视为开关单元，C1可以视为第一母线电容，C2可以视为第二母线电容，Vb可以视为第一交流端，Va可以视为第二交流端，Vc可以视为第三交流端。
图5所示的双向AC/DC变换电路201中各器件的连接关系可以是：二极管D1的阳极与MOS管Q7的漏极连接，二极管D2的阳极与MOS管Q8的漏极连接，二极管D3的阳极与二极管D4的阴极连接，D1、D2和D3的阴极相连，Q7的源极、Q8的源极和D4的阳极相连。
通过图5所示的双向AC/DC变换电路201实现三相整流时，S1断开，Va、Vb和Vc作为三相输入端，A和B作为直流输出端，能量从左向右传输，将左侧输入的三相交流电转换为直流电后输出；实现单相整流时，S1闭合，Va和Vb作为交流输入端，A和B作为直流输出端，能量从左向右传输，将左侧输入的单相交流电转换为直流电后输出；实现单相逆变时，S1闭合，B和C作为直流输入端，用于接收双向DC/DC变换电路203输出的直流电，Va和Vb作为交流输出端，能量从右向左传输，将右侧输入的直流电转换为单相交流电后通过Va和Vb输出。
图6为本申请实施例提供的另一种双向AC/DC变换电路201的结构示意图。在图6中，L2、D3、Q8、Q3、Q4组成第一单相变换器，L1、D2、Q7、Q1、Q2组成第二单相变换器，L3、D1、D4、Q5、Q6组成第三单相变换器。各器件的连接关系可以如图6所示。图6所示的双向AC/DC变换电路可以通过对图5所示的双向AC/DC变换电路201进行改动后得到：将图5所示的双向AC/DC变换电路201中的两个开关管Q7、Q8的位置和与其连接的二极管的位置对换可以形成图6所示的双向AC/DC变换电路201。
应理解，如图5和图6所示，本申请实施例中的双向AC/DC变换电路201可以视为对传统维也纳(Vienna)电路改进后得到。图7示出了传统维也纳电路的结构示意图。其中，Va、Vb和Vc作为三相输入端，A和B作为直流输出端，可以在实现整流的同时实现PFC功能。可以看出，在维也纳电路中，电感和双向开关的设置与双向AC/DC变换电路201相同。但是，对于其余部分，维也纳电路由六个二极管组成，而双向AC/DC变换电路201由两个开关管和四个二极管组成。也就是说，本申请实施例中的双向AC/DC变换电路201可以通过将维也纳电路中的部分二极管替换为开关管实现。
传统维也纳电路仅用于实现整流，而不能实现逆变。通过上述对维也纳电路的改进，可以通过增加较少数量的开关管(两个)实现逆变功能。与现有技术采用全桥结构实现逆变相比，可以减少车载充放电装置200中开关管的数量，从而降低设计成本。
此外，双向AC/DC变换电路201采用上述结构，除了可以实现AC/DC变换、DC/AC变换之外，还可以通过控制双向AC/DC变换电路201中的双向开关的通断获得高功率因数和低电流谐波，因而双向AC/DC变换电路201也可以视为功率因数校正(power factorcorrection，PFC)模块。
需要说明的是，本申请实施例中的开关管包括但不限于互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，CMOS)管、MOS管、BJT、碳化硅(SiC)功率管，本申请实施例对开关管的具体类型不做限定。在本申请各附图的示例中，均以开关管为MOS为例进行示意。实际应用中，开关管也可以采用其他类型。当开关管采用其他类型时，开关管的各个端口的名称会有所不同，但功能基本一致。示例性地，开关管为BJT时，BJT中的基极相当于MOS中的栅极；BJT中的集电极相当于MOS中的漏极；BJT中的发射极相当于MOS中的源极。因此，本申请中基于MOS管实现的车载充放电装置，可以与基于BJT实现的车载充放电装置等同。
由于开关管采用其他类型时的实现方式与原理与采用MOS工艺时类似，因此本申请实施例中均以开关管采用MOS管为例进行示意，不再对采用其他类型时的具体实现方式做详细介绍。
当然，以上对双向AC/DC变换电路201的结构的介绍仅为示例，实际应用中，双向AC/DC变换电路201也可以采用其他结构，例如双向AC/DC变换电路201可以是三相全控桥式电路，用于实现三相整流和三相逆变。
二、单向DC/DC变换电路202
单向DC/DC变换电路202可以包括：第一H桥整流电路，第一H桥整流电路由开关管组成，用于对第一分量进行调压；第一隔离变压器，第一隔离变压器的原边绕组与第一H桥整流电路耦合，第一隔离变压器的副边绕组与第二H桥整流电路耦合；第二H桥整流电路，第二H桥整流电路由二极管组成，用于对调压后的第一分量进行整流，输出第三直流电压。
本申请实施例中，单向DC/DC变换电路202可以采用现有结构，即由两个H桥整流电路和一个隔离变压器组成。其中，第一H桥整流电路的输入端可以与双向AC/DC变换电路201中的第一母线电容的两端连接(此时第一母线电容两端的电压为第一直流电压的第一分量)，也可以与双向AC/DC变换电路201中的第二母线电容的两端连接(此时第二母线电容两端的电压为第一直流电压的第一分量)。
采用上述单向DC/DC变换电路，可以对第一直流电压的第一分量进行调压和整流处理，还可以实现交流电源与被充电设备的隔离。
示例性地，单向DC/DC变换电路202的结构可以如图8所示。图8中，A和B作为直流输入端，C和D作为直流输出端，MOS管Q9、Q10、Q11和Q12组成第一H桥整流电路，二极管D5、D6、D7、D8组成第二H桥整流电路，L4和T1组成第一隔离变压器。其中，L4和T1可以是分立结构，也可以采用磁集成方式。
三、双向DC/DC变换电路203
双向DC/DC变换电路203可以包括：第三H桥整流电路，第三H桥整流电路由开关管组成，用于对输入的第一分量进行调压；第二隔离变压器，第二隔离变压器的原边绕组与第三H桥整流电路耦合，第二隔离变压器的副边绕组与第四H桥整流电路耦合；第四H桥整流电路，第四H桥整流电路由开关管组成，用于对调压后的第二分量进行整流，输出第四直流电压。
双向AC/DC变换电路201可以实现双向DC/DC变换。当车载充放电装置200“正向充电”时，第三H桥整流电路用于对输入的第一分量进行调压，第四H桥整流电路用于对调压后的第二分量进行整流，输出第四直流电压；此外，当车载充放电装置200“逆向放电”时，第四H桥整流电路还用于对第五直流电压进行调压，第三H桥整流电路还用于对调压后的第五直流电压进行整流，输出第二直流电压。
本申请实施例中，双向AC/DC变换电路201可以由两个H桥整流电路和一个隔离变压器组成。与单向DC/DC变换电路202不同的是，单向DC/DC变换电路202中的第二H桥整流电路是由二极管组成的，第二H桥整流电路仅能实现能量的单向传输(从左向右)，而双向AC/DC变换电路201中的第四H桥整流电路是由开关管组成的，可以实现能量的双向传输。
采用上述单向DC/DC变换电路，正向充电时，可以对第一直流电压的第二分量进行调压和整流处理，还可以实现交流电源与被充电设备的隔离；逆向放电时，可以对被充电设备输出的第五直流电压进行调压和整流处理。
示例性地，双向DC/DC变换电路203可以如图9所示。图9中，MOS管Q13、Q14、Q15和Q16组成第三H桥整流电路，MOS管Q17、Q18、Q19和Q20组成第四H桥整流电路，L5、L6和T2组成第二隔离变压器。其中，L5、L6和T2可以是分立结构，也可以采用磁集成方式。当车载充放电装置200正向充电时，A和B作为直流输入端，用于接收双向AC/DC变换电路201的输出，C和D作为直流输出端，与被充电设备连接；当车载充放电装置200逆向放电时，C和D作为直流输入端，用于接收被充电设备输出的直流电，A和B作为直流输出端，用于向双向AC/DC变换电路201输出直流电。
应用于正向充电场景时，图8所示的单向DC/DC变换电路以及图9所示的双向DC/DC变换电路中，第二H桥整流电路输出的第三直流电压和第四H桥整流电路输出的第四直流电压的电压值大小相等、正负方向相同。那么，图8中第二H桥整流电路的输出端C和图9中第四H桥整流电路的输出端C可以与动力电池的正极连接，图8中第二H桥整流电路的输出端D和图9中第四H桥整流电路的输出端D可以与动力电池的负极连接，从而为动力电池充电。
结合以上描述，示例地，本申请实施例提供的一种车载充放电装置可以如图10所示。
在双向AC/DC变换电路中，交流侧输入各相线分别与电感L1、L2、L3相连接；双向AC/DC变换电路包括二极管D1、D2、D3、D4，开关管Q7、Q8，以及开关管Q1/Q2/Q3/Q4/Q5/Q6组成的三个双向开关。D1、D2、D3的阴极和电容C1连接；Q1和Q2组成双向开关，一端与Q7和D1的中间接点以及L1的一端连接，另一端与C1和C2的中间接点连接；Q3和Q4组成双向开关，一端与Q8和D2的中间接点以及L2的一端连接，另一端与C1和C2的中间接点连接；Q5和Q6组成双向开关，一端与D3和D4的中间接点以及L3的一端连接，另一端与C1和C2的中间接点连接。以上开关管的栅极均与外部控制电路(或控制器)连接，控制电路通过控制开关管的通断实现车载充放电装置的相应功能。
在单向DC/DC变换电路中，开关管Q9/Q10/Q11/Q12组成H桥，Q9和Q10的漏极与C1正端连接，Q11和Q12的源极与C1的负端连接；Q9和Q11的连接中间节点与C3连接，C3后连接L4，L4后连接T1的原边侧绕组，Q10和Q12的中间节点连接T1原边绕组的另一端。二极管D5/D6/D7/D8组成整流电路，D5和D7的连接中间节点与T1的副边绕组一端连接，D6和D8的连接中间节点与T1的副边绕组另一端连接；D5和D6的阴极与电池正极连接，D7和D8的阳极与电池负极连接。
在双向DC/DC变换电路中，开关管Q13/Q14/Q15/Q16组成H桥，Q13和Q14的漏极与C2正端连接，Q15和Q16的源极与C2的负端连接；Q13和Q15的连接中间节点与C4连接，C4后连接L5，L5后连接T2的原边侧绕组，Q14和Q16的中间节点连接T2原边绕组的另一端。开关管Q17/Q18/Q19/Q20组成H桥电路，Q17和Q19的连接中间节点与C5后端连接，C5前端与L6后端连接，L6前端与变压器T2的副边绕组一端连接，Q18和Q20的连接中间节点与T2的副边绕组另一端连接；Q17和Q18的漏极与电池正极连接，Q19和Q20的源极与电池负极连接。
不难看出，单向DC/DC变换电路的前端和C1连接，双向DC/DC变换电路的前端和C2连接，单向DC/DC变换电路和双向DC/DC变换电路的输出并联，后端连接电池。
在图10所示的车载充放电装置中，双向AC/DC变换电路在传统维也纳电路的基础上改进，将部分二极管替换为开关管(Q7和Q8)；在整流部分，部分电路采用二极管整流(单向DC/DC变换电路)，部分电路采用开关管整流(双向DC/DC变换电路)，逆变时采用开关管组成的整流电路(双向DC/DC变换电路)进行整流。
当图10所示的车载充放电装置用于三相整流时，开关S断开。Va、Vb和Vc作为车载充放电装置的三相输入端，与动力电池并联的两端作为车载充放电装置的直流输出端。
当图10所示的车载充放电装置用于单相整流或单相逆变时，开关S1闭合，Q9/Q10/Q11/Q12常通，其工作电路简化如图11所示。根据能量传输方向，从左到右为整流状态(此时Va和Vb作为车载充放电装置的交流输入端，与动力电池并联的两端作为车载充放电装置的直流输出端)，从右到左为逆变状态(此时与动力电池并联的两端作为车载充放电装置的直流输入端，Va和Vb作为车载充放电装置的交流输出端)。以单相逆变为例，动力电池后连双向DC/DC变换电路，双向DC/DC变换电路后连双向AC/DC变换电路。在双向AC/DC变换电路中，Q1、Q2、Q3和Q4作为逆变H桥的上半部分，Q7和Q8作为逆变H桥的下半部分，即双向AC/DC变换电路中局部电路工作。
由于单相逆变时单向DC/DC变换电路不工作，且双向AC/DC变换电路中仅有部分二极管和开关管工作，因而对图10所示的车载充放电装置来说，其正向充电功率大于逆向放电功率。
结合以上描述，示例性地，本申请实施例提供的另一种车载充放电装置可以如图12所示。图12所示车载充放电装置与图10所示的车载充放电装置类似，只是将双向AC/DC变换电路中两个开关管与二极管的位置对换，相应地，将单向DC/DC变换电路与双向DC/DC变换电路的位置对换。
当图12所示的车载充放电装置用于三相整流时，开关S断开。Va、Vb和Vc作为车载充放电装置的三相输入端，与动力电池并联的两端作为车载充放电装置的直流输出端。
当图12所示的车载充放电装置用于单相整流或单相逆变时，开关S1闭合，Q13/Q14/Q15/Q16常通，其工作电路简化如图13所示。根据能量传输方向，从左到右为整流状态(此时Va和Vb作为车载充放电装置的交流输入端，与动力电池并联的两端作为车载充放电装置的直流输出端)，从右到左为逆变状态(此时与动力电池并联的两端作为车载充放电装置的直流输入端，Va和Vb作为车载充放电装置的交流输出端)。以单相逆变为例，动力电池后连双向DC/DC变换电路，双向DC/DC变换电路后连双向AC/DC变换电路。在双向AC/DC变换电路中，Q1、Q2、Q3和Q4作为逆变H桥的下半部分，Q7和Q8作为逆变H桥的上半部分，即双向AC/DC变换电路中局部电路工作。
由于单相逆变时单向DC/DC变换电路不工作，且双向AC/DC变换电路中仅有部分二极管和开关管工作，因而对图12所示的车载充放电装置来说，其正向充电功率大于逆向放电功率。
采用本申请实施例提供的车载充放电装置200，当车载充放电装置200用于为被充电设备充电时，双向AC/DC变换电路201将交流电源输出的第一交流电压转换为第一直流电压；单向DC/DC变换电路202和双向DC/DC变换电路203并联工作，单向DC/DC变换电路202用于将第一直流电压的第一分量转换为被充电设备可用的第三直流电压，双向DC/DC变换电路203用于将第一直流电压的第二分量转换为被充电设备可用的第四直流电压。因此，在为被充电设备充电时，车载充放电装置200中的全部电路均工作，因而可以实现大功率充电。
当车载充放电装置200用于对被充电设备放电时，单向DC/DC变换电路202由于只能进行单向DC/DC变换，因而单向DC/DC变换电路202此时不工作。也就是说，被充电设备放电时，车载充放电装置200中只有部分电路工作。因此，在被充电设备放电时，车载充放电装置200中仅有部分电路(双向AC/DC变换电路201和双向DC/DC变换电路203)工作，因而可以实现小功率逆变。
综上，采用本申请实施例提供的车载充放电装置200，可以实现大功率充电和小功率逆变。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种充放电系统。参见图14，该充放电系统1400包括交流电源1401以及前述车载充放电装置200，该交流电源1401用于向车载充放电装置200供电。也就是说，该交流电源1401可以输出第一交流电压。
可选地，该充放电系统1400还包括被充电设备，车载充放电装置200用于向该被充电设备充电。
具体地，被充电设备可以是动力电池。例如，镍氢电池、锂电池、铅酸电池等动力电池。该充放电系统在放电时可以给负载充电，具体地，如电磁炉、电饭煲、手机等终端。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
此外，应理解，本申请实施例中提供的系统结构和业务场景主要是为了解释本申请的技术方案的一些可能的实施方式，不应被解读为对本申请的技术方案的唯一性限定。本领域普通技术人员可以知晓，随着系统的演进，以及更新的业务场景的出现，本申请提供的技术方案对于相同或类似的技术问题仍然可以适用。

Claims (13)

1.一种车载充放电装置，其特征在于，包括双向AC/DC变换电路、单向DC/DC变换电路和双向DC/DC变换电路；所述双向AC/DC变换电路的直流端与所述单向DC/DC变换电路的第一直流端以及所述双向DC/DC变换电路的第一直流端电连接；
所述双向AC/DC变换电路，用于将接收的第一交流电压转换为第一直流电压，以及将所述双向DC/DC变换电路输出的第二直流电压转换为第二交流电压；
所述单向DC/DC变换电路，用于将所述第一直流电压的第一分量转换为第三直流电压；
所述双向DC/DC变换电路，用于将所述第一直流电压的第二分量转换为第四直流电压，以及将接收的第五直流电压转换为所述第二直流电压；所述第一分量和所述第二分量构成所述第一直流电压；所述第三直流电压的电压值与所述第四直流电压的电压值相等；
其中，所述单向DC/DC变换电路的第二直流端和所述双向DC/DC变换电路的第二直流端均与被充电设备连接；
所述被充电设备为动力电池。
2.如权利要求1所述的车载充放电装置，其特征在于，还包括：
控制器，用于控制所述双向AC/DC变换电路将所述第一交流电压转换为所述第一直流电压，控制所述单向DC/DC变换电路将所述第一分量转换为所述第三直流电压，控制所述双向DC/DC变换电路将所述第二分量转换为所述第四直流电压。
3.如权利要求2所述的车载充放电装置，其特征在于，所述控制器还用于：
控制所述双向DC/DC变换电路将所述第五直流电压转换为所述第二直流电压；以及，控制所述双向AC/DC变换电路将所述第二直流电压转换为所述第二交流电压。
4.如权利要求1～3任一项所述的车载充放电装置，其特征在于，所述双向AC/DC变换电路的交流端为三相交流端，所述三相交流端中的第一交流端通过开关单元与负母线连接。
5.如权利要求4所述的车载充放电装置，其特征在于，所述双向AC/DC变换电路包括：第一单相变换器、第二单相变换器和第三单相变换器、第一母线电容和第二母线电容；
其中，所述第一母线电容的正端与正母线连接，所述第一母线电容的负端与所述第二母线电容的正端连接，所述第二母线电容的负端与所述负母线连接；所述第一单相变换器的交流端为所述第一交流端，所述第二单相变换器的交流端为所述三相交流端中的第二交流端，所述第三单相变换器的交流端为所述三相交流端中的第三交流端；所述第一单相变换器的直流端、所述第二单相变换器的直流端和所述第三单相变换器的直流端均与所述第一母线电容的负端连接。
6.如权利要求5所述的车载充放电装置，其特征在于，当所述开关单元断开时，所述第一单相变换器、所述第二单相变换器和所述第三单相变换器用于实现三相AC/DC变换；
当所述开关单元闭合时，所述第一单相变换器和所述第二单相变换器用于实现单相AC/DC变换或者单相DC/AC变换。
7.如权利要求5所述的车载充放电装置，其特征在于，所述第一单相变换器包括：第一电感，所述第一电感的第一端与所述第一交流端连接；第一双向开关，所述第一双向开关跨接在所述第一电感的第二端以及所述第一母线电容的负端之间；第一二极管和第一开关管，所述第一二极管跨接在所述正母线和所述第一电感的第二端之间、所述第一开关管跨接在所述负母线和所述第一电感的第二端之间，或者，所述第一二极管跨接在所述负母线和所述第一电感的第二端之间、所述第一开关管跨接在所述正母线和所述第一电感的第二端之间；
所述第二单相变换器包括：第二电感，所述第二电感的第一端与所述第二交流端连接；第二双向开关，所述第二双向开关跨接在所述第二电感的第二端以及所述第一母线电容的负端之间；第二二极管和第二开关管，所述第二二极管跨接在所述正母线和所述第二电感的第二端之间、所述第二开关管跨接在所述负母线和所述第二电感的第二端之间，或者，所述第二二极管跨接在所述负母线和所述第二电感的第二端之间、所述第二开关管跨接在所述正母线和所述第二电感的第二端之间；
所述第三单相变换器包括：第三电感，所述第三电感的第一端与所述第三交流端连接；第三双向开关，所述第三双向开关跨接在所述第三电感的第二端以及所述第一母线电容的负端之间；第三二极管和第四二极管，所述第三二极管跨接在所述正母线和所述第三电感的第二端之间、所述第四二极管跨接在所述负母线和所述第三电感的第二端之间。
8.如权利要求7所述的车载充放电装置，其特征在于，所述第一双向开关包括反向串联的第三开关管和第四开关管；所述第二双向开关包括反向串联的第五开关管和第六开关管；所述第三双向开关包括反向串联的第七开关管和第八开关管。
9.如权利要求1～3任一项所述的车载充放电装置，其特征在于，所述单向DC/DC变换电路包括：
第一H桥整流电路，所述第一H桥整流电路由开关管组成，用于对所述第一分量进行调压；
第一隔离变压器，所述第一隔离变压器的原边绕组与所述第一H桥整流电路耦合，所述第一隔离变压器的副边绕组与第二H桥整流电路耦合；
所述第二H桥整流电路，所述第二H桥整流电路由二极管组成，用于对调压后的所述第一分量进行整流，输出所述第三直流电压。
10.如权利要求1～3任一项所述的车载充放电装置，其特征在于，所述双向DC/DC变换电路包括：
第三H桥整流电路，所述第三H桥整流电路由开关管组成，用于对输入的所述第一分量进行调压；
第二隔离变压器，所述第二隔离变压器的原边绕组与所述第三H桥整流电路耦合，所述第二隔离变压器的副边绕组与第四H桥整流电路耦合；
所述第四H桥整流电路，所述第四H桥整流电路由开关管组成，用于对调压后的所述第二分量进行整流，输出所述第四直流电压。
11.如权利要求10所述的车载充放电装置，其特征在于，所述第四H桥整流电路还用于：
对所述第五直流电压进行调压；
所述第三H桥整流电路还用于：
对调压后的所述第五直流电压进行整流，输出所述第二直流电压。
12.一种充放电系统，其特征在于，包括交流电源和如权利要求1至11任一项所述的车载充放电装置，所述交流电源用于向所述车载充放电装置供电。
13.如权利要求12所述的系统，其特征在于，还包括：被充电设备，所述车载充放电装置用于向所述被充电设备充电。
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