CN110661441B - 电动汽车和用于电动汽车的电机控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种电动汽车和用于电动汽车的电机控制器，其中，电机控制器包括：第一充电端口和第二充电端口，第一充电端口与电动汽车的动力电池的一端相连，第二充电端口与动力电池的另一端相连；第一驱动端口和第二驱动端口；双向DC/AC模块；电机控制开关；充放电控制模块；控制器模块，控制器模块分别与电机控制开关和充放电控制模块相连；控制器模块用于根据电机控制器当前所处的工作模式对电机控制开关和充放电控制模块进行控制。该电机控制器，通过将动力电池侧直流充电口负极与驱动直流母线负极分开设置，使得在电机控制器处于充电模式，即该电机控制器接入交流电网对动力电池进行充电时，耦合干扰小。

Description

电动汽车和用于电动汽车的电机控制器
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种用于电动汽车的电机控制器和一种电动汽车。
背景技术
近年来，随着油价高涨、化石燃料的使用对环境的污染越来越严重，具有零排放、零油耗、高效率等优势的电动汽车，在国际上越来越受到重视。
与传统燃油汽车相比，电动汽车(如电动客车)采用电机电控系统替代汽车内燃机，但电动汽车整车EMC(Electromagnetic Compatibility，电磁兼容性)电磁环境十分复杂，各高压器件及走线相互影响较大，电机控制器作为电动汽车核心部件，内部大功率IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)工作，以及其他干扰源耦合引起较强的干扰。且电机控制器包含双向逆变充放电功能，其交流充电需满足国内 GBT_18387(即《电动车辆的电磁场发射强度的限值和测量方法,宽带,9kHz～30MHz》)、 GBT_14023(即车辆、船和内燃机无线电干扰特性用于保护车外接收机的限值和测量方法) 和国际ECE R10-05(即《就电磁兼容性方面批准车辆的统一规定》)的EMC标准。
为此，相关技术中提出了一种电机控制器。如图1所示，当该电机控制器工作在驱动模式时，继电器K1、K2、K3吸合，K4、K5、K6、K10断开，电动汽车的动力电池通过直流正负极接入电机控制器直流母线。高压直流电通过滤波后输入IGBT，经过三相IGBT逆变成三相电流，通过K1、K2、K3给到驱动电机M，驱动电机正常工作。
当该电机控制器工作在交流充电模式时，继电器K1、K2、K3、K10断开，K9吸合，交流充电口与充放电端口连接，接触器K4、K5、K6吸合，对动力电池进行充电，交流电通过图1中三相IGBT模块中的二极管整流成直流电，再经过DC相IGBT斩波，进入动力电池。
当该电机控制器工作在对外部电气设备充电时，继电器K1、K2、K3、K5、K6断开，单相继电器K10闭合，继电器K4闭合，电池包通过直流正负极接入电机控制器直流母线，通过K4、K10给到外部电气设备，对外部电气设备充电。
然而，图1所示的电机控制器具有如下缺陷：
1)电机控制器直流充电口和驱动正负极共用一个负极，导致电机控制器在结构布局上不易将交直流分开，交流充电耦合干扰较大；
2)电机控制器电网交流侧无滤波电路，耦合干扰严重，高压电源线导致的传导干扰和辐射干扰都很大。
3)电机控制器直流充电口动力电池侧纹波电流较大，导致对外共模干扰严重；
4)电机控制器产品在外部结构定型后，如果通过外部整改来保证性能，整改难度较大，投入人力物力资金较大，测试设备较少，很难协调资源进行长时间整改。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
为此，本发明的第一个目的在于提出一种用于电动汽车的电机控制器，以从电机控制器内部入手，解决整车交流充电EMC问题，实现难度小，且资金投入少。
本发明的第二个目的在于提出一种电动汽车。
为达上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种用于电动汽车的电机控制器，包括：第一充电端口和第二充电端口，所述第一充电端口与电动汽车的动力电池的一端相连，所述第二充电端口与所述动力电池的另一端相连；第一驱动端口和第二驱动端口；双向DC/AC 模块，所述双向DC/AC模块的第一直流端与第一驱动端口相连，所述双向DC/AC模块的第二直流端与所述第二驱动端口相连，所述双向DC/AC模块的第三直流端与所述第一充电端口相连，所述双向DC/AC模块的第四直流端与所述第二充电端口相连；电机控制开关，所述电机控制开关的一端与所述双向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端口相连；控制器模块，所述控制器模块分别与所述电机控制开关和所述充放电控制模块相连，所述控制器模块用于根据电机控制器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。
本发明实施例的用于电动汽车的电机控制器，具有双向特性，既可以实现外部电网对电动汽车的充电，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。由于将动力电池侧直流充电口负极与驱动直流母线负极分开设置，使得在电机控制器处于充电模式时，耦合干扰小。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。
为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种电动汽车，包括至少一个上述实施例的用于电动汽车的电机控制器。
本发明实施例的电动汽车，采用上述实施例的用于电动汽车的电机控制器，既可以实现外部电网对电动汽车的充电，也可以实现电动汽车对外的放电，极大地方便了用户的使用，减小了电机控制器处于充电模式时的耦合干扰，且有助于该电动汽车的普及和推广。
本发明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，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明上述的和/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是相关技术中一种电机控制器的电路结构图；
图2是根据本发明一个实施例的用于电动汽车的电机控制器的结构框图；
图3是根据本发明一个实施例的电机控制器的电路结构图；
图4是根据本发明一个实施例的斩波电路的电路图及其电感引出线的示意图；
图5是根据本发明一个实施例的EMI模块的电路图；
图6是根据本发明实施例的电动汽车的结构框图；
图7是根据本发明一个具体实施例的电动汽车充电时的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
下面参考附图描述本发明实施例的用于电动汽车的电机控制器和电动汽车。
图2是根据本发明一个实施例的用于电动汽车的电机控制器的结构框图。
如图2所示，该用于电动汽车的电机控制器100包括：第一充电端口p1、第二充电端口p2、第一驱动端口q1、第二驱动端口q2、双向DC/AC模块10、电机控制开关20、充放电控制模块30和控制器模块40。
参照图2，第一充电端口p1与电动汽车的动力电池的一端(如动力电池的正极，即DC+) 相连，第二充电端口p2与动力电池的另一端(如动力电池的负极，即DC-)相连。双向DC/AC 模块10的第一直流端a1与第一驱动端口q1(如直流母线的正极，即母线+)相连，双向DC/AC模块10的第二直流端a2与第二驱动端口q2(如直流母线的负极，即母线-)相连，双向DC/AC模块10的第三直流端a3与第一充电端口p1相连，双向DC/AC模块10的第四直流端a4与第二充电端口p2相连。电机控制开关20的一端与双向DC/AC模块10的交流端相连，电机控制开关20的另一端与电机M相连。充放电控制模块30的一端与双向DC/AC 模块10的交流端相连，充放电控制模块30的另一端与电动汽车的充放电端口相连。控制器模块40分别与电机控制开关20和充放电控制模块30相连，控制器模块40用于根据电机控制器100当前所处的工作模式对电机控制开关20和充放电控制模块30进行控制。
其中，充放电端口可通过充电枪、充放电插头/插座实现与充电装置的连接，该充电装置可以是充电桩、充电盒等。
在该实施例中，电机控制器可与动力电池相连，也可与负载、电网或其他电动汽车相连，以便电网通过电机控制器给动力电池充电，或者动力电池通过电机控制器给负载、其他电动汽车等提供电能。
进一步地，在本发明的实施例中，电机控制器100当前所处的工作模式可以包括驱动模式、充电模式和放电模式。当电机控制器100当前所处的工作模式为驱动模式时，控制器模块40控制控制电机控制开关20闭合以正常驱动电机M，并且控制充放电控制模块30断开。需要说明的是，在本发明的实施例中，虽然图3中电机控制开关20 包括了与电机M三相输入相连的三个开关K1、K2、K3，但是在本发明的其他实施例中也可包括与电机M两相输入相连的两个开关，甚至一个开关。在此只要能实现对电机M 的控制即可。因此，其他实施例在此不再赘述。
当电机控制器100当前所处的工作模式为充电模式或者放电时，控制器模块40(图3未示出)控制电机控制开关20断开以将电机M移出，并控制充放电控制模块30闭合，使外部电源可以正常地为动力电池进行充电。双向DC/AC模块10的第一直流端a1和第二直流端a2与直流母线的正负端相连，第三直流端a3和第四直流端a4与动力电池的正负极相连。
由此，该电机控制器100具有双向特性，既可以实现外部电网对电动汽车的充电，也可以实现电动汽车对外的放电，因此电机控制器100具有多种功能，极大地方便了用户的使用。由于将动力电池侧直流充电口负极与驱动直流母线负极分开设置，使得在电机控制器100处于充电模式时，减小了电路中交流充电时的耦合干扰。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100的电动汽车的普及和推广。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，双向DC/AC模块10包括：第一电容C1、第二电容C2、第三电容C2、第一电阻R1、三相桥式全波整流电路11和斩波电路12。
参照图3，第一电容C1的一端与第一驱动端口q1相连，第一电容C1的另一端与第二电容C2的一端相连，第二电容C2的另一端与第二充电端口p2相连，第一电容C1与第二电容C2之间具有第一节点J1，其中，第一电容C1和第二电容C2作为分压电容，以在分压衰减信号幅度的同时对交流信号的能量损耗小，且当第一节点J1接中性线时可使三相负载达到平衡状态。第三电容C3的一端与第一驱动端口q1相连，第三电容C3的另一端与第二驱动端口q2相连。第一电阻R1的一端与第一驱动端口q1相连，第一电阻R1的另一端与第二充电端口p2相连。三相桥式全波整流电路11第一输入端作为双向DC/AC模块10的第一直流端，与第一驱动端口q1相连，三相桥式全波整流电路11第二输入端作为双向DC/AC 模块10的第四直流端，与第二充电端口p2相连，三相桥式全波整流电路11的输出端作为双向DC/AC模块10的交流端。斩波电路12的第一端与第一驱动端口q1相连，斩波电路 12的第二端与第二充电端口p2相连，斩波电路12的第三端与第一充电端口p1相连。
进一步地，在一个示例中，如图3所示，斩波电路12包括：第一电感L1、第二电感L2、第四电容C4，以及相互串联的第一IGBT1和第二IGBT2。
参照图3，相互串联的第一IGBT1和第二IGBT2连接在第一驱动端口q1和第二充电端口p2之间，相互串联的第一IGBT1和第二IGBT2之间具有第二节点J2。第一电感L1的一端与第一充电端口p1相连；第二电感L2的一端与第一电感L1的另一端相连，并形成第三节点J3，第二电感L3的另一端与第二节点J2相连；第四电容C4的一端与第三节点J3相连，第四电容C4的另一端与第二驱动端口q2相连。
可以看出，该斩波电路12是在图1所示的斩波电路的基础上，在动力电池的正极增加差模电感(即第一电感L1)，与升降压电感(即第二电感L2)集成一体。如图4所示，通过耦合关系，引出三个端子A1、A2、A3分别与动力电池的正极DC+、升降压电容(即第四电容C4)、DC相IGBT(即第二节点J2)连接，与升降压电容组成LC滤波电路，由此能够有效降低动力电池直流侧纹波电流干扰。
另外，参照图3，三相桥式全波整流电路11包括第三IGBT至第八IGBT。其中，第三IGBT和第四IGBT相互串联连接，相互串联的第三IGBT和第四IGBT连接在第一直流端a1和第四直流端a4之间，相互串联的第三IGBT和第四IGBT之间具有节点H1；第五IGBT和第六IGBT相互串联连接，相互串联的第五IGBT和第六IGBT连接在第一直流端a1和第四直流端a4之间，相互串联的第五IGBT和第六IGBT之间具有节点H2；第七IGBT和第八IGBT相互串联连接，相互串联的第七IGBT和第八IGBT连接在第一直流端a1和第四直流端a4之间，相互串联的第七IGBT和第八IGBT之间具有节点H3。其中，节点H1、H2、H3作为双向DC/AC模块10的交流端。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，用于电动汽车的电机控制器100还包括：第一共模电容Cg1和第二共模电容Cg2。第一共模电容Cg1和第二共模电容Cg2相互串联，且串联连接在第一驱动端口q1和第二驱动端口q2之间，且相互串联的第一共模电容Cg1 和第二共模电容Cg2之间的节点接地。
由此，通过将串联的第一共模电容Cg1和第二共模电容Cg2连接在直流母线的正负端，理论上共模电压可以减少一半，可以解决目前控制器普遍存在的漏电流大问题。同时能降低交流侧漏电流，更好地满足各国家的电制要求(母线电压通过电容分压 Udc/2，由于第一共模电容和第二共模电容导致系统泄露电流i＝C*du/dt减小)。
进一步地，如图3所示，用于电动汽车的电机控制器100还包括：第三共模电容Cg3、第四共模电容Cg4、第一磁环51和第二磁环52。
其中，第三共模电容Cg3和第四共模电容Cg4相互串联，且串联连接在第一驱动端口 q1和第二驱动端口q2之间，且相互串联的第三共模电容Cg3和第四共模电容Cg4之间的节点接地。第一磁环51连接在第一共模电容Cg1和第三共模电容Cg3之间，以及第二共模电容Cg2和第四共模电容Cg4之间，第二磁环52连接在第一充电端口p1和第二充电端口 p2。
具体地，第一磁环51和第二磁环52选型时，可通过公式，根据实际尺寸计算磁环感量，进而选择磁环感量满足需求的磁环即可，其中，ID表示磁环内径，OD表示磁环外径， A表示磁环的有效截面积，N表示磁环的匝数，l表示平均磁路长度。同时，在直流母线侧容性元器件采用2X+Y型结构提高耐压等级，如果X电容体积过大，可采用铝电解电容(单位体积比其他电容容量大很多，可轻易做到很大，且成本低)，源为低阻抗，负载电机为高阻抗，选取反Γ型滤波电路。此时，直流母线侧连接有等效为两组电感、X电容、Y电容构成的正-地和负-地的低通滤波器，且其只需满足漏电流标准：I＝2πfC＜3.5mA即可。由此，能够实现直流母线侧的有效滤波。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，该用于电动汽车的电机控制器100还包括滤波模块60、滤波控制模块70和EMI模块80。
其中，滤波模块60连接在双向DC/AC模块10和充放电控制模块30之间，用于消除谐波，起到平波的作用。具体而言，如图3所示，滤波模块60包括电感LA、LB、LC和电容CA、CB、CC。
如图3所示，滤波控制模块70连接在第一节点J1和滤波模块60之间，并且滤波控制模块70受控制器模块40控制，控制器模块40在电机控制器100当前所处的工作模式为驱动模式时控制滤波控制模块70断开。其中，滤波控制模块70可以为电容切换继电器，由接触器K9组成。EMI模块80连接在充放电端口和充放电控制模块30之间，主要是滤除传导和辐射干扰的。
需要说明的是，在图3中接触器K9的位置仅是示意性的。在本发明的其他实施例中，接触器K9还可设在其他位置，只要能够实现对滤波模块60的关断即可。例如，在本发明的另一个实施例中，该接触器K9也可以连接在双向DC/AC模块10和滤波模块60之间。
EMI模块80集成在电机控制内部，如图5所示，EMI模块80可包括：第一X电容Cx1～第九X电容Cx9、第一共模电感Lg1～第八共模电感Lg8、第一Y电容Cy1和第二Y电容Cy2。
其中，第一X电容Cx1、第二X电容Cx2和第三X电容Cx3的一端分别对应与充放电端口的A相线、B相线、C相线相连，第一X电容Cx1、第二X电容Cx2和第三X电容Cx3 的另一端均与充放电端口的中性线N相连。第一共模电感Lg1和第二共模电感Lg2相互串联的，且连接在充放电端口和充放电控制模块30之间的A相线中，相互串联的第一共模电感Lg1和第二共模电感Lg2之间具有第四节点J4。第三共模电感Lg3和第四共模电感Lg4 相互串联，第三共模电感Lg3和第四共模电感Lg4连接在充放电端口和充放电控制模块 30之间的B相线中，相互串联的第三共模电感Lg3和第四共模电感Lg4之间具有第五节点 J5。第五共模电感Lg5和第六共模电感Lg6相互串联的，第五共模电感Lg5和第六共模电感Lg6连接在充放电端口和充放电控制模块30之间的C相线中，相互串联的第五共模电感Lg5和第六共模电感Lg6之间具有第六节点J6。第七共模电感Lg7和第八共模电感Lg8 相互串联，第七共模电感Lg7和第八共模电感Lg8连接在充放电端口和充放电控制模块 30之间的中性线中，相互串联的第七共模电感Lg7和第八共模电感Lg8之间具有第七节点 J7。第四X电容Cx4、第五X电容Cx5和第六X电容Cx6的一端分别对应与第四节点J4、第五节点J5和第六节点J6相连，第四X电容Cx4、第五X电容Cx5和第六X电容Cx6的另一端均与第七节点J7相连。第七X电容Cx7、第八X电容Cx8和第九X电容Cx9的一端分别对应与充放电控制模块30的A相线、B相线、C相线相连，第七X电容Cx7、第八X 电容Cx8和第九X电容Cx9的另一端均与充放电控制模块30的中性线N相连。第一Y电容 Cy1的一端与第七节点J7相连，第一Y电容Cy1的另一端接地；第二Y电容Cy2的一端与充放电控制模块30的中性线N相连，第二Y电容Cy2的另一端接地。
具体地，交流充电口处使用三相四线式电源EMI模块80进行滤波，其滤波拓扑如图5 所示，三相输出端采用共模磁环(即第一共模电感Lg1～第八共模电感Lg8)，由于三相电机相线不平衡等因素，共模电流较大，采用低磁导率的磁环，可提高饱和点，降低工作温度，同理可通过进行磁环选型。容性元器件Y电容安装在中性线与地线之间，且采用交流耐压高的陶瓷电容，其中，在电动汽车充电时，漏电流较大会对人体安全造成危险，为满足法规RCD(Residual Current Device，漏电保护电流)小于30mA要求，故选择容值较小耐压较高的陶瓷电容。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，充放电控制模块30进一步包括三相开关K4～K5和/或单相开关K10，用于实现三相充放电或单相充放电。
在本发明的实施例中，当电机控制器100当前所处的工作模式为驱动模式时，控制器模块40控制电机控制开关20闭合以正常驱动电机M，以及控制充放电控制模块30断开。这样，通过双向DC/AC模块10把动力电池10的直流电逆变为交流电并输送给电机M，可以利用旋转变压解码器技术和空间矢量脉宽调制(SVPWM)控制算法来控制电机M的运行。
当电机控制器100当前所处的工作模式为充电模式或者放电模式时，控制器模块40控制电机控制开关40断开以将电机M移出，以及控制充放电控制模块30闭合，使外部电源例如三相电或者单相电通过充放电端口可以正常地为动力电池进行充电。即言，通过检测充电连接信号、交流电网电制和整车电池管理的相关信息，借用双向DC/AC 模块10进行可控整流功能，可实现单相\三相电对车载动力电池的充电。
进一步地，如图3所示，充放电控制模块30还包括预充电路31，控制器模块40在电机控制器100当前所处的工作模式为充电模式时，先通过预充电路31对电机控制器100进行预充处理，再控制三相开关K4～K6闭合，以对动力电池进行充电。
具体地，参照图3，当电机控制器100当前所处的工作模式为充电模式时，控制器模块40先控制接触器K8闭合，通过预充电阻对电机控制器100进行预充处理，以防止充电瞬间电流过大烧毁或击穿电路中的元器件，并在动力电池正负极或母线正负极之间的电压达到一定值(可通过电压采样获得)时，控制三相开关K4～K6闭合，以对动力电池进行充电。
在本发明的一个实施例中，如图3所示，充放电控制模块30还包括平衡开关K11。平衡开关K11的一端与第一节点J1相连，平衡开关K11的另一端与充放电端口的中性线N相连，平衡开关K11受控制器模块40控制。其中，当电机控制器100当前所处工作模式为三相充电或三相放电模式时，控制器模块40控制平衡开关K11闭合，以保证充电或放电的稳定性；当电机控制器100当前所处工作模式为驱动模式、单相充电模式或单相放电模式时，控制器模块40控制平衡开关K11断开。
举例而言，如果当前车辆给目标车辆等三相负载充电，则当前车辆需要提供交流电给目标车辆，控制器模块40会控制平衡开关K11吸合，以提供N线和交流电的ABC三相，组成目标车辆的正常充电功能。其中，K4、K5、K6所在的三条线路作为火线、K11所在的线路作为零线，实现车电池对车电池充电。
如果当前车辆给单相负载电器供电，可以将K4、K6中的任一个所在线路和K10所在线路与外接电器连接，此时平衡开关K11断开。
具体而言，参照图3，用于电动汽车的电机控制器100的功能简单介绍如下：
当电机控制器100当前所处工作模式为驱动模式，及驱动电机M时，继电器K1、K2、K3吸合，K4、K5、K6、K8、K9、K11断开，动力电池通过直流正负极接入电机控制器100 直流母线。C3为母线支撑电容，它一方面可以稳定电机控制器100内部系统的电压，另一方面可以吸收尖峰电压；R1为被动泄放电阻，当主动泄放失效时，被动泄放电阻可以保证高压泄放到安全范围内。动力电池的高压直流电通过滤波后输入三相桥式全波整流电路11，经过三相桥式全波整流电路11逆变成三相电流，通过K1、K2、K3给到驱动电机M，驱动电机正常工作。
当电机控制器100当前所处工作模式为充电模式，如三相交流电给动力电池充电时，继电器K1、K2、K3、K10断开，K9、K11吸合，充放电端口与充电柜连接，K8吸合，通过预充电路31进行预充，防止充电瞬间电流过大烧毁或击穿电路中的元器件，电路中电容(如 C4、Cg1～Cg4)充满电后，三相开关K4、K5、K6吸合，电动汽车进行正常充电，电流经过三相桥式全波整流电路11将三相交流电整流成直流电，充入动力电池。
当电机控制器100当前所处工作模式为放电模式，如车载电池对外部单相电气设备充电时，继电器K1～K3、K5、K6、K8、K11断开，单相继电器K10闭合，继电器K4闭合，动力电池通过直流正负极接入电机控制器100直流母线，经过双向DC/AC模块10逆变成三相电流，通过K4、K10给到外部负载，对外部电气设备充电。
综上所述，在本发明实施例提出的用于电动汽车的电机控制器集电机驱动功能、交流充电功能、离网带载功能、车辆对车辆充电功能于一体。并且，该电机控制器将动力电池侧直流充电口负极与驱动直流母线负极分开，即交直流分开走线，由此在交流充电时可减小耦合干扰；通过在动力电池侧直流充电口增加差模电感，与升降压电感集成一体，组成LC滤波电路，由此能够有效降低动力电池直流侧纹波电流干扰；在电网交流侧匹配EMI模块，通过两级LC滤波，由此能够有效抑制交流电源线传导和辐射干扰。
图6是根据本发明实施例的电动汽车的结构框图。
如图6所示，该电动汽车1000，包括至少一个上述的电机控制器100。
在本发明的一个实施例中，如图7所示，该电动汽车1000包括两个电机控制器100,两个电机M、两个充电枪。当两个充电枪同时连接充电盒时，交流电通过两个电机控制器100给动力电池充电。由于这两个电机控制器100的电池侧直流充电口负极与驱动直流母线负极分开，使得交直流分开走线，由此能够减小两个电机控制器100组成的充电环路的耦合干扰。
在该实施例中，两个或两个以上的电机控制器100和电机M的设置，可以提高动力电池的充电速率，以及增强电动汽车的驱动能力。
该电动汽车采用的电机控制器，通过将动力电池侧直流充电口负极与驱动直流母线负极分开，交直流分开走线，减小了耦合干扰；在升降压电感基础上在充电正极增加差模电感，有效降低了直流侧纹波电流干扰；在电网交流侧外部匹配EMI模块，集成在电机控制器内部，通过两级LC滤波，有效抑制了交流电源线传导和辐射干扰，由此，能够有效解决电动汽车的电机控制器中的EMC问题。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种用于电动汽车的电机控制器，其特征在于，包括：
第一充电端口和第二充电端口，所述第一充电端口与电动汽车的动力电池的正极相连，所述第二充电端口与所述动力电池的负极相连；
第一驱动端口和第二驱动端口，所述第一驱动端口连接直流母线的正极，所述第二驱动端口连接所述直流母线的负极；所述动力电池的负极与所述直流母线的负极分开设置；
双向DC/AC模块，所述双向DC/AC模块的第一直流端与第一驱动端口相连，所述双向DC/AC模块的第二直流端与所述第二驱动端口相连，所述双向DC/AC模块的第三直流端与所述第一充电端口相连，所述双向DC/AC模块的第四直流端与所述第二充电端口相连；
电机控制开关，所述电机控制开关的一端与所述双向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端口相连；
控制器模块，所述控制器模块分别与所述电机控制开关和所述充放电控制模块相连，所述控制器模块用于根据电机控制器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电机控制器，其特征在于，当所述电机控制器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电机控制器，其特征在于，当所述电机控制器当前所处的工作模式为充电模式或者放电模式时，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。
4.如权利要求1所述的用于电动汽车的电机控制器，其特征在于，所述双向DC/AC模块包括：
第一电容和第二电容，所述第一电容的一端与所述第一驱动端口相连，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第二充电端口相连，所述第一电容与所述第二电容之间具有第一节点；
第三电容，所述第三电容的一端与所述第一驱动端口相连，所述第三电容的另一端与所述第二驱动端口相连；
第一电阻，所述第一电阻的一端与所述第一驱动端口相连，所述第一电阻的另一端与所述第二充电端口相连；
三相桥式全波整流电路，所述三相桥式全波整流电路第一输入端与所述第一驱动端口相连，所述三相桥式全波整流电路第二输入端与所述第二充电端口相连，所述三相桥式全波整流电路的输出端作为所述双向DC/AC模块的交流端；
斩波电路，所述斩波电路的第一端与所述第一驱动端口相连，所述斩波电路的第二端与所述第二充电端口相连，所述斩波电路的第三端与所述第一充电端口相连。
5.如权利要求4所述的用于电动汽车的电机控制器，其特征在于，所述斩波电路包括：
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连接在所述第一驱动端口和所述第二充电端口之间，所述相互串联的第一IGBT和第二IGBT之间具有第二节点；
第一电感，所述第一电感的一端与所述第一充电端口相连；
第二电感，所述第二电感的一端与所述第一电感的另一端相连，并形成第三节点，所述第二电感的另一端与所述第二节点相连；
第四电容，所述第四电容的一端与所述第三节点相连，所述第四电容的另一端与所述第二驱动端口相连。
6.如权利要求1所述的用于电动汽车的电机控制器，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第一驱动端口和所述第二驱动端口之间，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；
相互串联的第三共模电容和第四共模电容，所述相互串联的第三共模电容和第四共模电容串联连接在所述第一驱动端口和所述第二驱动端口之间，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；
第一磁环和第二磁环，所述第一磁环连接在所述第一共模电容和所述第三共模电容之间，以及所述第二共模电容和所述第四共模电容之间，所述第二磁环连接在所述第一充电端口和所述第二充电端口。
7.如权利要求4所述的用于电动汽车的电机控制器，其特征在于，还包括：
滤波模块，所述滤波模块连接在所述双向DC/AC模块的交流端和所述充放电控制模块之间。
8.如权利要求7所述的用于电动汽车的电机控制器，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电机控制器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。
9.如权利要求8所述的用于电动汽车的电机控制器，其特征在于，还包括：
EMI模块，所述EMI模块连接在所述充放电端口和充放电控制模块之间。
10.如权利要求9所述的用于电动汽车的电机控制器，其特征在于，所述EMI模块包括：
第一X电容~第三X电容，所述第一X电容、所述第二X电容和所述第三X电容的一端分别对应与所述充放电端口的A相线、B相线、C相线端相连，所述第一X电容、所述第二X电容和所述第三X电容的另一端均与所述充放电端口的中性线端相连；
相互串联的第一共模电感和第二共模电感，所述相互串联的第一共模电感和第二共模电感连接在所述充放电端口和所述充放电控制模块之间的A相线中，所述相互串联的第一共模电感和第二共模电感之间具有第四节点；
相互串联的第三共模电感和第四共模电感，所述相互串联的第三共模电感和第四共模电感连接在所述充放电端口和所述充放电控制模块之间的B相线中，所述相互串联的第三共模电感和第四共模电感之间具有第五节点；
相互串联的第五共模电感和第六共模电感，所述相互串联的第五共模电感和第六共模电感连接在所述充放电端口和所述充放电控制模块之间的C相线中，所述相互串联的第五共模电感和第六共模电感之间具有第六节点；
相互串联的第七共模电感和第八共模电感，所述相互串联的第七共模电感和第八共模电感连接在所述充放电端口和所述充放电控制模块之间的中性线中，所述相互串联的第七共模电感和第八共模电感之间具有第七节点；
第四X电容~第六X电容，所述第四X电容、所述第五X电容和所述第六X电容的一端分别对应与所述第四节点、所述第五节点和所述第六节点相连，所述第四X电容、所述第五X电容和所述第六X电容的另一端均与所述第七节点相连；
第七X电容~第九X电容，所述第七X电容、所述第八X电容和所述第九X电容的一端分别对应与所述充放电控制模块的A相线、B相线、C相线端相连，所述第七X电容、所述第八X电容和所述第九X电容的另一端均与所述充放电控制模块的中性线端相连；
第一Y电容，所述第一Y电容的一端与所述第七节点相连，所述第一Y电容的另一端接地；
第二Y电容，所述第二Y电容的一端与所述充放电控制模块的中性线端相连，所述第二Y电容的另一端接地。
11.如权利要求1所述的用于电动汽车的电机控制器，其特征在于，所述充放电控制模块还包括：
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。
12.如权利要求11所述的用于电动汽车的电机控制器，其特征在于，所述充放电控制模块还包括：
预充电路，所述控制器模块在所述电机控制器当前所处的工作模式为充电模式时，先通过所述预充电路对所述电机控制器进行预充处理，再控制所述三相开关闭合，以对所述动力电池进行充电。
13.如权利要求4所述的用于电动汽车的电机控制器，其特征在于，所述充放电控制模块还包括：
平衡开关，所述平衡开关的一端与所述第一节点相连，所述平衡开关的另一端与所述充放电端口的中性线端相连，所述平衡开关受所述控制器模块控制，其中，当所述电机控制器当前所处工作模式为三相充电模式或三相放电模式时，所述控制器模块控制所述平衡开关闭合，当所述电机控制器当前所处工作模式为驱动模式、单相充电模式或单相放电模式时，所述控制器模块控制所述平衡开关断开。
14.一种电动汽车，其特征在于，包括至少一个如权利要求1-13中任一项所述的用于电动汽车的电机控制器。
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