CN112389270A - 能量转换装置及车辆 - Google Patents

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Abstract

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、连接至所述可逆PWM整流器的电机线圈、单向导通模块以及电容，外部的直流口通过能量转换装置与外部的电池形成直流充电电路或者直流放电电路，外部的电池与能量转换装置中的可逆PWM整流器和电机线圈形成驱动回路；其中，单向导通模块连接在电容的第一端和外部的直流口的第二端之间，或者，单向导通模块连接在电容的第二端和外部的直流口的第一端之间，通过在能量转换装置中形成直流充电电路或者直流放电电路接收充电或者对外进行放电，实现在动力电池电量不足时接收充电设备的充电或者在动力电池电量较高时向用电设备进行放电。

Description

能量转换装置及车辆
技术领域
本申请涉及车辆技术领域，尤其涉及一种能量转换装置及车辆。
背景技术
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。
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，有必要开发移动充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。
发明内容
本申请的目的在于提供一种能量转换装置及车辆，能够实现对用电设备进行放电或者接收充电设备的充电。
本申请是这样实现的，本申请第一方面提供一种能量转换装置，包括可逆PWM整流器、连接至所述可逆PWM整流器的电机线圈、单向导通模块以及电容，所述可逆PWM整流器还包括第一汇流端和第二汇流端，所述电机线圈的中性线与所述电容的第一端连接，所述可逆PWM整流器的第二汇流端还与所述电容的第二端连接；
外部的直流口通过所述能量转换装置与外部的电池形成直流充电电路或者直流放电电路，外部的电池与所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器和所述电机线圈形成驱动回路；
其中，所述单向导通模块连接在所述电容的第一端和所述外部的直流口的第二端之间，所述外部的直流口的第一端连接所述电容的第二端和所述外部的电池的负极端，所述外部的电池的正极端连接所述可逆PWM整流器的第一汇流端；
或者，所述单向导通模块连接在所述电容的第二端和所述外部的直流口的第一端之间，所述外部的直流口的第二端连接所述电容的第一端，所述电容的第二端连接所述外部的电池的负极端，所述外部的电池的正极端连接所述可逆PWM整流器的第一汇流端。
本申请第二方面提供一种能量转换装置，包括：
单向导通模块，所述单向导通模块包括二极管，所述二极管的阳极和阴极分别为所述单向导通模块的第一端和第二端；
电容；
可逆PWM整流器，所述可逆PWM整流器包括多路桥臂，所述多路桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述多路桥臂的第二端共接形成第二汇流端；
电机线圈，所述电机线圈的一端分别与所述多路桥臂的中点连接，所述电机线圈的另一端通过引出中性线与所述单向导通模块的第一端、所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述第二汇流端连接；
充电或放电连接端组，其包括第一充电或放电连接端和第二充电或放电连接端，所述第一充电或放电连接端通过第一开关器件与所述电容的第二端连接，所述第二充电或放电连接端与所述单向导通模块的第二端连接，所述电容的第一端与所述单向导通模块的第二端之间通过第一开关器件连接；或者所述第一充电或放电连接端与所述单向导通模块的第一端连接，所述电容的第二端与所述单向导通模块的第一端之间通过第一开关器件连接，所述第二充电或放电连接端通过第一开关器件与所述电容的第一端连接。
本申请第三方面提供一种车辆，所述车辆还包括第一方面提供的所述能量转换装置。
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、连接至可逆PWM整流器的电机线圈、单向导通模块以及电容，电机线圈的中性线与电容连接，可逆PWM整流器还与电容连接；外部的直流口通过所述能量转换装置与外部的电池形成直流充电电路或者直流放电电路，外部的电池与能量转换装置中的可逆PWM整流器和电机线圈形成驱动回路，通过在能量转换装置中形成直流充电电路或者直流放电电路接收充电或者对外进行放电，实现在动力电池电量不足时接收充电设备的充电或者在动力电池电量较高时向用电设备进行放电，并且直流充电回路或者直流放电回路和驱动回路中均采用可逆PWM整流器以及电机，实现了采用简单电路结构进行直流充放电和驱动电机的功能。
附图说明
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。
图1是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的结构示意图；
图2是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一结构示意图；
图3是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一结构示意图；
图4是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一结构示意图；
图5是本申请实施例一提供的一种能量转换装置中的电机的结构示意图；
图6是本申请实施例一提供的一种能量转换装置中的电机的另一结构示意图；
图7是本申请实施例一提供的一种能量转换装置中的电机的另一结构示意图；
图8是本申请实施例一提供的一种能量转换装置中的电机的另一结构示意图；
图9是本申请实施例一提供的一种能量转换装置中的另一结构示意图；
图10是本申请实施例一提供的一种能量转换装置中的另一结构示意图；
图11是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的电路图；
图12是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；
图13是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；
图14是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；
图15是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；
图16是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；
图17是本申请实施例一提供的一种能量转换装置的另一电路图；
图18是本申请实施例二提供的一种能量转换装置的电流流向图；
图19是本申请实施例二提供的一种能量转换装置的另一电流流向图；
图20是本申请实施例二提供的一种能量转换装置的电流流向图；
图21是本申请实施例二提供的一种能量转换装置的另一电流流向图；
图22是本申请实施例二提供的一种能量转换装置的另一电流流向图；
图23是本申请实施例二提供的一种能量转换装置的另一电流流向图；
图24是本申请实施例二提供的一种能量转换装置的另一电流流向图；
图25是本申请实施例二提供的一种能量转换装置的电流波形示意图；
图26是本申请实施例三提供的一种能量转换装置中的一结构示意图；
图27是本申请实施例三提供的一种能量转换装置中的另一结构示意图；
图28是本申请实施例四提供的一种车辆的结构示意图。
具体实施方式
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。
为了说明本申请的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
本申请实施例一提供一种能量转换装置，包括可逆PWM整流器102、连接至可逆PWM整流器102的电机线圈103、单向导通模块104以及电容110，可逆PWM整流器102还包括第一汇流端和第二汇流端，电机线圈103的中性线与电容110的第一端连接，可逆PWM整流器102的第二汇流端还与电容110的第二端连接；
外部的直流口105通过能量转换装置与外部的电池101形成充电电路或者放电电路，外部的电池101与能量转换装置中的可逆PWM整流器102和电机线圈103形成驱动回路；
其中，单向导通模块104连接在电容110的第一端和外部的直流口105的第二端之间，外部的直流口105的第一端连接电容110的第二端和外部的电池101的负极端，外部的电池101的正极端连接可逆PWM整流器102的第一汇流端；
或者，单向导通模块104连接在电容110的第二端和外部的直流口105的第一端之间，外部的直流口105的第二端连接电容110的第一端，电容110的第二端连接外部的电池101的负极端，外部的电池101的正极端连接可逆PWM整流器102的第一汇流端。
其中，电机可以是同步电机(含无刷同步机)或者异步电机，电机线圈103的相数大于等于2(如三相电机、五相电机、六相电机、九相电机、十五相等等)，且电机线圈103的连接点形成中性点引出中性线，电机线圈103的中性线可以是多根数引出，电机线圈103的极点数量取决于电机内部绕组并联结构，引出中心线的数量以及中性线在电机内部的并联极点数量由实际方案的使用情况确定；可逆PWM整流器102包括多相桥臂，桥臂数量根据电机线圈103的相数进行配置，每相包括两个功率开关单元，功率开关单元可以是晶体管、IGBT、MOSFET、SiC管等器件类型，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102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；单向导通模块104用于在其所在的支路内实现电流的单向导通，当单向导通模块104输入端的电压大于输出端的电压时，可以实现单向导通，能量转换装置还包括控制模块，控制模块与可逆PWM整流器102连接，并向可逆PWM整流器102发送控制信号，控制模块可以包括整车控制器、可逆PWM整流器102的控制电路和BMS电池管理器电路，三者通过CAN线连接，控制模块中的不同模块根据所获取的信息控制可逆PWM整流器102中功率开关的导通和关断以实现不同电流回路的导通，电容110用于在充放电过程中存储电能，电容110可以与电机线圈103形成LC谐振回路，可以实现LC振荡，例如，在一段时间内电容110的电压逐渐升高，而电机线圈103的电流却逐渐减少，而在另一段时间段内电容110的电压逐渐降低，而电机线圈103的电流却逐渐增加，进而可以实现能量存储电机线圈103或者电容110中。
作为一种实施方式，如图1所示，电机线圈103的中性线与电容110的第一端和单向导通模块104的第一端连接，单向导通模块104的第二端连接外部的直流口105，可逆PWM整流器102连接电容110的第二端和外部的直流口105。
作为另一种实施方式，如图2所示，电机线圈103的中性线与电容110的第一端和外部的直流口105连接，单向导通模块104的第一端连接外部的直流口105，可逆PWM整流器102连接电容110的第二端和单向导通模块104的第二端。
其中，对于第一种实施方式，该能量转换装置可以工作于驱动模式和直流放电模式。
当该能量转换装置工作于驱动模式时，外部的电池101与可逆PWM整流器102和电机线圈103形成驱动回路，外部的电池101向可逆PWM整流器102提供直流电，可逆PWM整流器102将直流电整流为三相交流电，并将三相交流电输入电机线圈103以驱动电机运转。
当该能量转换装置工作于直流放电模式时，单向导通模块104的第一端和第二端分别为输入端和输出端，外部的电池101、能量转换装置、外部的直流口105形成直流放电电路，外部直流口105连接直流用电设备，直流放电电路为直流用电设备提供直流电源。
其中，对于第二种实施方式，该能量转换装置可以工作于驱动模式和直流充电模式。
当该能量转换装置工作于驱动模式时，外部的电池101与可逆PWM整流器102和电机线圈103形成驱动回路，外部的电池101向可逆PWM整流器102提供直流电，可逆PWM整流器102将直流电整流为三相交流电，并将三相交流电输入电机线圈103以驱动电机运转。
当该能量转换装置工作于直流充电模式时，单向导通模块104的第一端和第二端分别为输出端和输入端，外部的直流口105、能量转换装置、外部的电池101形成直流充电电路，外部直流口105连接直流供电设备，并为直流充电电路提供直流电源，
本发明实施例一种能量转换装置的技术效果在于：通过外部的直流口105、可逆PWM整流器102、电机线圈103、单向导通模块104、电容110以及外部的电池101形成直流充电电路或者直流放电电路，使得该能量转换装置工作于驱动模式和直流充电模式或者驱动模式和直流放电模式，当工作于驱动模式时，外部的电池101与可逆PWM整流器102、电机线圈103形成驱动回路，当工作于直流充电模式时，外部的直流口105、可逆PWM整流器102、电机线圈103、单向导通模块104、电容110与外部的电池101形成直流充电电路，当工作于放电模式时，外部的电池101、可逆PWM整流器102、电机线圈103、单向导通模块104、电容110、外部的直流口105形成直流放电电路，通过直流放电回路进行放电，实现了在外部的电池101电量较高时向用电设备进行放电，或者，通过直流充电回路接收充电，实现了在外部的电池101电量不足时接收供电设备的充电，并且直流充放电回路和直流升压充放电回路中均采用可逆PWM整流器102以及电机线圈103、充电口电容110，实现了采用简单电路结构进行直流充放电的功能。
作为一种实施方式，如图3和图10的实施例所示，能量转换装置包括第一开关器件107，第一开关器件107与单向导通模块104并联连接；外部的电池101通过能量转换装置中的可逆PWM整流器102、电机线圈103、第一开关器件107和外部的直流口105形成第一直流放电电路；外部的电池101通过能量转换装置中的可逆PWM整流器102、电机线圈103、单向导通模块104和外部直流口105形成第二直流放电电路；能量转换装置根据外部控制信号选择第一直流放电电路或者第二直流放电电路工作。
其中，在直流放电模式下，外部的电池101通过能量转换装置中的可逆PWM整流器102、电机线圈103、第一开关器件107和外部的直流口105形成第一直流放电电路，在上述放电模式下，外部的直流口105连接直流用电设备，外部的电池101通过第一直流放电电路为直流用电设备提供直流电源，外部的电池101、可逆PWM整流器102、电机线圈103、第一开关器件107、外部的直流口105连接的直流用电设备形成第一直流放电储能回路，可逆PWM整流器102、电机线圈103、第一开关器件107、外部的直流口105连接的直流用电设备形成第一直流放电储能释放回路，第一直流放电电路包括第一直流放电储能回路和第一直流放电储能释放回路，在第一直流放电储能回路工作过程中，外部的电池101通过向第一直流放电储能回路输出电能并将电能存储在电机线圈103中，在第一直流放电储能释放回路工作过程中，电机线圈103通过第一直流放电储能释放回路为直流用电设备进行放电，实现了外部的电池101通过第一直流放电电路对直流用电设备进行放电的过程。
其中，在直流放电模式下，单向导通模块104包括二极管，二极管的阳极和阴极分别为单向导通模块104的第一端和第二端，外部的电池101通过能量转换装置中的可逆PWM整流器102、电机线圈103、二极管和外部的直流口105形成第二直流放电电路，在上述放电模式下，外部的直流口105连接直流用电设备，外部的电池101通过第二直流放电电路为直流用电设备提供直流电源，外部的电池101、可逆PWM整流器102、电机线圈103、二极管、外部的直流口105连接的直流用电设备形成第二直流放电储能回路，可逆PWM整流器102、电机线圈103、二极管、外部的直流口105连接的直流用电设备形成第二直流放电储能释放回路，第二极管直流放电电路包括第二极管直流放电储能回路和第二极管直流放电储能释放回路，在第二直流放电储能回路工作过程中，外部的电池101通过向第二直流放电储能回路输出电能并将电能存储在电机线圈103中，在第二直流放电储能释放回路工作过程中，电机线圈103通过第二直流放电储能释放回路为直流用电设备进行放电，实现了外部的电池101通过第二直流放电电路对直流用电设备进行放电的过程。
本申请实施方式的技术效果在于：外部的电池101通过能量转换装置中的可逆PWM整流器102、电机线圈103、第一开关器件107、外部的直流口105连接的直流用电设备形成第一直流放电电路，外部的电池101通过能量转换装置中的可逆PWM整流器102、电机线圈103、单向导通模块104和外部的直流口105连接的直流用电设备形成第二直流放电电路，使得该能量转换装置分时工作于驱动模式和放电模式，通过第一直流放电电路以及第二直流放电电路对外进行放电，实现了在在外部的电池101电量充足时向直流用电设备进行放电，并且驱动回路、直流放电回路中均采用电机线圈103、可逆PWM整流器102，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，解决了现有控制电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题，并且本申请实施方式在能量转换装置中设置电机线圈103与电容110形成LC谐振模块，形成LC振荡，当外部的直流口105连接直流用电设备时，可以实现外部的电池101通过谐振回路对用电设备进行升压放电，实现宽电压范围的放电。
作为一种实施方式，如图4和图16的实施例所示，能量转换装置包括第一开关器件107，第一开关器件107与单向导通模块104并联连接；外部的直流口105通过能量转换装置中的第一开关器件107、电机线圈103、可逆PWM整流器102和外部的电池101形成第一充电电路；
外部的直流口105通过能量转换装置中的单向导通模块104、电机线圈103、可逆PWM整流器102和外部的电池101形成第二直流充电电路；
能量转换装置根据外部控制信号选择第一直流充电电路或者第二直流充电电路工作。
其中，在直流充电模式下，外部的直流口105通过能量转换装置中的第一开关器件107、电机线圈103、可逆PWM整流器102和外部的电池101形成第一充电电路，外部的直流口105连接直流供电设备，直流供电设备、第一开关器件107、电机线圈103、可逆PWM整流器102形成第一直流充电储能回路，直流供电设备、第一开关器件107、电机线圈103、可逆PWM整流器102、外部的电池101形成第一直流充电储能释放回路，直流充电电路包括第一直流充电储能回路和第一直流充电储能释放回路，在第一直流充电储能回路工作过程中，直流供电设备通过向第一直流充电储能回路输出电能将电能存储在电机线圈103中，在第一直流充电储能释放回路工作过程中，直流供电设备、电机线圈103一同通过第一直流充电储能释放回路为外部的电池101进行充电，实现了直流供电设备通过第一直流充电电路对外部的电池101进行充电的过程。
外部的直流口105通过能量转换装置中的二极管、电机线圈103、可逆PWM整流器102和外部的电池101形成第二充电电路，外部的直流口105连接直流供电设备，直流供电设备、二极管、电机线圈103、可逆PWM整流器102形成第二直流充电储能回路，直流供电设备、二极管、电机线圈103、可逆PWM整流器102、外部的电池101形成第二直流充电储能释放回路，直流充电电路包括第二直流充电储能回路和第二直流充电储能释放回路，在第二直流充电储能回路工作过程中，直流供电设备通过向第二直流充电储能回路输出电能将电能存储在电机线圈中，在第二直流充电储能释放回路工作过程中，直流供电设备、电机线圈一同通过第二直流充电储能释放回路为外部的电池进行充电，实现了直流供电设备通过第二直流充电电路对外部的电池进行充电的过程。
本申请实施方式的技术效果在于：通过外部的直流口通过能量转换装置中的第一开关器件、电机线圈、可逆PWM整流器和外部的电池形成第一直流充电电路，外部的直流口通过能量转换装置中的单向导通模块、电机线圈、可逆PWM整流器和外部的电池形成第二直流充电电路，使得该能量转换装置分时工作于驱动模式和充电模式，通过第一直流充电电路以及第二直流充电电路接收充电，实现了在外部的电池电量不足时接收直流供电设备的充电，并且驱动回路、直流充电回路中均采用电机线圈、可逆PWM整流器，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，解决了现有控制电路结构复杂、集成度低、体积大且成本高的问题，并且本申请实施方式在能量转换装置中设置电机线圈与电容形成LC谐振模块，形成LC振荡，当直流口连接直流供电设备时，可以实现直流供电设备通过谐振回路对外部的电池进行升压充电，实现宽电压范围的充电。
对于可逆PWM整流器102，作为一种实施方式，如图5所示，电机线圈103包括x套绕组，其中，x≥1，且x为整数；
第x套绕组的相数为mx相，第x套绕组中的每一相绕组包括nx个线圈支路，每一相绕组的nx个线圈支路共接形成一个相端点，第x套绕组中的每一相绕组的nx个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的nx个线圈支路中的一个线圈支路连接以形成nx个连接点，其中，nx≥1，mx≥2，且mx，nx为整数；
x套绕组共形成
Figure BDA0002168688830000121
个连接点，
Figure BDA0002168688830000122
个连接点形成T个中性点，T个中性点引出N条中性线，其中：
T的范围：
Figure BDA0002168688830000123
N的范围：T≥N≥1，且T、N均为整数；
可逆PWM整流器102包括K组Mx路桥臂，一组Mx路桥臂中至少一路桥臂的中点与一套mx相绕组中的一相端点连接，任意两个相端点连接的桥臂不相同，其中，Mx≥mx，K≥x，且K、Mx均为整数。
其中，如图5所示，电机线圈包括x套绕组，mx相是指第x套绕组的相数为mx，例如，第1套绕组的相数为m1，分别为第11相绕组、第12相绕组直至第1m1相绕组，第2套绕组的相数为m2，分别为第21相绕组、第22相绕组直至第2m2相绕组，第x套绕组的相数为mx，分别为第x1相绕组、第x2相绕组直至第xmx相绕组；x套绕组中的每一相绕组包括nx个线圈支路，每一相绕组的nx个线圈支路共接形成一个相端点，例如，第1套绕组中的第11相绕组包括n1个线圈支路，分别为第11-1相线圈支路、第11-2相线圈支路直至第11-n1相线圈支路，上述n1个线圈支路共接形成一个相端点，第1套绕组中的第12相绕组包括n1个线圈支路，分别为第12-1相线圈支路、第12-2相线圈支路直至第12-n1相线圈支路，上述n1个线圈支路共接形成一个相端点，第1套绕组中的第1m1相绕组包括n1个线圈支路，分别为第1m1-1相线圈支路、第1m1-2相线圈支路直至第1m1-n1相线圈支路，上述n1个线圈支路共接形成一个相端点；第2套绕组中的第21相绕组包括n2个线圈支路，分别为第21-1相线圈支路、第21-2相线圈支路直至第21-n2相线圈支路，上述n2个线圈支路共接形成一个相端点，第2套绕组中的第22相绕组包括n2个线圈支路，分别为第22-1相线圈支路、第22-2相线圈支路直至第22-n2相线圈支路，上述n2个线圈支路共接形成一个相端点，第2套绕组中的第2m2相绕组包括n2个线圈支路，分别为第2m2-1相线圈支路、第2m2-2相线圈支路直至第2m2-n2相线圈支路，上述n2个线圈支路共接形成一个相端点；第x套绕组中的第x1相绕组包括nx个线圈支路，分别为第x1-1相线圈支路、第x1-2相线圈支路直至第x1-nx相线圈支路，上述nx个线圈支路共接形成一个相端点，第x套绕组中的第x2相绕组包括nx个线圈支路，分别为第x2-1相线圈支路、第x2-2相线圈支路直至第x2-nx相线圈支路，上述nx个线圈支路共接形成一个相端点，第x套绕组中的第xmx相绕组包括nx个线圈支路，分别为第xmx-1相线圈支路、第xmx-2相线圈支路直至第xmx-nx相线圈支路，上述nx个线圈支路共接形成一个相端点。
其中，nx个连接点是指第x套绕组的nx个线圈支路形成的连接点个数为nx，每套绕组中一相绕组的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的一个线圈支路连接形成一个连接点，通常一个线圈支路与一个连接点相连，例如，第1套绕组中的第11相绕组中第11-1相线圈支路、第12相绕组中第12-1相线圈支路以及第1m1相绕组中的第1m1-1相线圈支路共接形成第1个连接点，以此类推，第1套绕组中的其余支路分别形成第2个连接点直至第n1个连接点，第1套绕组共形成n1个连接点，第2套绕组共形成n2，直至第x套绕组共形成nx个连接点，x套绕组共形成(n1+n2+……+nx)个连接点，中性点由连接点形成，可以是一个连接点形成一个中性点，也可以是两个或者两个以上的连接点共接形成一个中性点，中性点用于引出中性线，中性点可以引出一条中性线，也可以不引出中性线，中性点引出的一条中性线也可以包括多个支路，中性线用于使电机与其余模块连接。
其中，可以将每一套的mx相个绕组作为一个基本单元，对每一个基本单元采用传统的电机矢量控制都可以独立的控制电机运行，通过采用电机矢量控制每一套的mx相个绕组均可使电机运行。
本发明实施例的技术效果在于：通过在电机中设置x套绕组，第x套绕组的相数为mx相，第x套绕组中的每一相绕组包括nx个线圈支路，每一相绕组的nx个线圈支路共接形成一个相端点，第x套绕组中的每一相绕组的nx个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的nx个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成nx个连接点，x套绕组共形成
Figure BDA0002168688830000141
个连接点，
Figure BDA0002168688830000142
个连接点形成T个中性点，T个中性点引出N条中性线，通过设置并联数量不同的连接点形成的中性点引出中性线，使电机等效相电感不同，并使电机的中性点中通电流的能力不同，根据充电功率和感量的需求，选择合适数量的连接点并联形成中性点引出中性线，得到需求的充电功率和电感，满足充电功率同时改善充放电性能；当从电机的一个连接点形成的中性点引出一条中性线作为电机的输出端时，此时电机的等效感量最大，电感上纹波最小，通电流能力最小，电流回路电阻较大，回路损耗大；当从电机的多个连接点形成中性点引出一条中性线作为电机的输出端时，可以增大电机的通电流能力，适合进行大功率充电，多线并联可以减小电流回路电阻，回路损耗小；当从电机的一个连接点形成的中性点以及多个连接点形成的中性点分别引出中性线作为电机的输出端时，可以均衡电机绕组线圈的使用寿命，并且提供多种等效感量及满足不同充电功率的需求。
作为一种实施方式，当K＝1，x＝1，M1≥m1≥2时，可逆PWM整流器102包括一组M1路桥臂，电机线圈包括一套m1相绕组，每一相绕组包括n1个线圈支路，并形成n1个连接点，n1个连接点形成的中性点至少引出1条中性线，n1≥1。
进一步的，当K＝1，x＝1，M1＝m1＝3时，可逆PWM整流器102包括一组三路桥臂，电机线圈包括一套三相绕组，每一相绕组包括n1个线圈支路，并形成n1个连接点，n1个连接点形成的中性点至少引出1条中性线，n1≥1。
如图6所示，每一相绕组包括4个线圈支路，并形成4个连接点，其中1个连接点形成的中性点引出1条中性线。
其中，三相绕组为A相绕组、B相绕组、C相绕组，A相绕组包括A1相线圈、A2相线圈、A3相线圈、A4相线圈，B相绕组包括B1相线圈、B2相线圈、B3相线圈、B4相线圈，C相绕组包括C1相线圈、C2相线圈、C3相线圈、C4相线圈，A1相线圈的第一端、A2相线圈、A3相线圈以及A4相线圈形成第一公共端，B1相线圈的第一端、B2相线圈、B3相线圈以及B4相线圈形成第二公共端，C1相线圈的第一端、C2相线圈、C3相线圈以及C4相线圈形成第三公共端，第一三相线圈中的A1相线圈、B1相线圈以及C1相线圈形成一个连接点n1，第二三相线圈中的A2相线圈、B2相线圈以及C2相线圈形成一个连接点n2，第三三相线圈中的A3相线圈、B3相线圈以及C3相线圈形成一个连接点n3，第四三相线圈中的A4相线圈、B4相线圈以及C4相线圈形成一个连接点n4，连接点n1形成中性点并引出1条中性线。
如图7所示，每一相绕组包括4个线圈支路，并形成4个连接点，其中3个连接点共接形成的中性点引出1条中性线。
其中，连接点n1、连接点n2、连接点n3共接形成的中性点引出1条中性线。
本实施方式的技术效果在于：通过将多个连接点共接形成中性点引出1条中性线，通过设置引出的并联数量不同连接点的中性点，使电机等效相电感不同以及电机中流过电流的不同，通过设置可逆PWM整流器102中的桥臂与电机中线圈的连接方式预计电机线圈103的引出极点数，可以得到需求的充电功率和电感，满足充电功率的同时改善充放电性能。
作为一种实施方式，如图8所示，可逆PWM整流器102包括K组M1路桥臂，K≥1，K为整数；
电机线圈103包括第一绕组单元和第二绕组单元，第一绕组单元包括一套m1相绕组，m1相绕组中的每一相绕组包括n1个线圈支路，每一相绕组的n1个线圈支路共接形成一个相端点，m1相绕组的相端点与M1路桥臂中的m1路桥臂的每路桥臂的中点一一对应连接，m1相绕组中的每一相绕组的n1个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n1个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n1个连接点，n1个连接点形成T1个中性点，T1个中性点至少引出一条中性线，其中，n1≥1，m1≥1，T1≥1且n1，m1，T1均为整数；
第二绕组单元包括一套m2相绕组，m2相绕组中的每一相绕组包括n2个线圈支路，每一相绕组的n2个线圈支路共接形成一个相端点，m2相绕组的相端点与M1路桥臂中m2路桥臂的每路桥臂的中点一一对应连接，m2相绕组中的每一相绕组的n2个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n2个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n2个连接点，n2个连接点形成T2个中性点，T2个中性点至少引出一条中性线，其中，n2≥1，m2≥1，M1≥m1+m2，T2≥1且n1，m1，M1，T2均为整数。
进一步的，当m1＝m2＝3，M1＝6，n1＝2时，第一绕组单元形成2个连接点，其中一个连接点形成一个中性点并引出第一中性线，第二绕组单元形成2个连接点，其中一个连接点形成一个中性点并引出第二中性线。
进一步的，当m1＝m2＝3，M1＝6，n1＝2时，第一绕组单元形成2个连接点，2个连接点共接形成一个中性点并引出第一中性线，第二绕组单元形成2个连接点，2个连接点形成一个中性点并引出第二中性线。
对于可逆PWM整流器102的功率开关控制方式可以是如下任一种或几种的组合：如选择逆变器中至少一个一桥臂控制，灵活简单。
优选的选择控制器桥臂同步控制方式，同步开通、同步关断，这样电机电流开通时同时增加，关断时也同时减小，有利于电机电流在任一瞬时更趋于相等，从而电机合成磁动势更趋于为零，从而定子磁场更趋于为零，电机基本无转矩产生。当电机本身的感量不满足纹波要求时，可以采用控制器错相位控制，错开的角度＝360/电机相数，比如三相错开约120°相位控制，这样三相线圈的正负纹波相互叠加，相互抵消，从而可以使总的纹波大大降低，比如两相错开约180°相位控制，这样两相线圈的正负纹波相互叠加，相互抵消，从而可以使总的纹波大大降低。
可逆PWM整流器102包括三相桥臂时，对于三相桥臂的控制方式可以是如下任一种或几种的组合：如可以实现A、B、C三相任一桥臂或任两桥臂，以及三桥臂共7种控制加热方式，灵活简单。通过桥臂的切换可以有利于实现加热功率的大中小选择，1、可以选择任一相桥臂功率开关进行控制，且三相桥臂可以轮流切换，例如A相桥臂先单独工作，控制第一功率开关单元和第二功率开关单元实施加热一段时间，然后B相桥臂单独工作，控制第三功率开关单元和第四功率开关单元实施加热同样长的时间，再然后C相桥臂单独工作，控制第五功率开关单元和第六功率开关单元实施加热同样长的时间，再切换到A相桥臂工作，如此循环以实现三相逆变器和三相线圈轮流通电发热；2、可以选择任两相桥臂功率开关进行控制，且三相桥臂可以轮流切换，例如AB相桥臂先工作，控制第一功率开关单元、第二功率开关单元、第三功率开关单元和第四功率开关单元实施加热一段时间，然后BC相桥臂工作，控制第三功率开关单元、第四功率开关单元、第五功率开关单元和第六功率开关单元实施加热同样长的时间，再然后CA相桥臂工作，控制第五功率开关单元、第二功率开关单元、第一功率开关单元和第六功率开关单元实施加热同样长的时间，再然后切换到AB相桥臂工作，如此循环以实现三相逆变器；3、优选的可以选择三相桥臂功率开关同时进行控制，即三相上桥臂同时导通，三相下桥臂同时关断；以及三相上桥臂同时关断，三相下桥臂同时导通，此时三相功率桥臂相当于一个单DC/DC，且由于三相回路理论上均衡，从而三相电流均衡，实现三相逆变器和三相线圈发热均衡三相电流基本为直流，其平均值基本一致，以及由于三相绕组对称，此时电机内部的三相合成磁动势基本为零，从而定子磁场基本为零，电机基本无转矩产生，这有利于大大减小传动系的应力。
作为一种实施方式，能量转换装置包括电感，电感的一端连接中性线，电感的另一端连接单向导通模块104的第一端和电容110的第一端。
其中，如图9所示，当外部的直流口105连接直流用电设备时，外部的电池101、可逆PWM整流器102、电机线圈103、电感112、电容110、单向导通模块104和直流用电设备形成第三放电电路；
能量转换装置根据外部控制信号使第三放电电路周期工作于第一工作阶段、第二工作阶段以及第三工作阶段；
在第一工作阶段，外部的电池101的电能经过可逆PWM整流器102、电机线圈103、电感112、电容110后流回至外部的电池101；
在第二工作阶段，电机线圈103、电感112、电容110、可逆PWM整流器102形成环流，同时，电机线圈103和电感112输出的电能经过单向导通模块104、直流用电设备、可逆PWM整流器102后流回至电机线圈103；
在第三工作阶段，电容110输出的电能经过电机线圈103、可逆PWM整流器102在流回电容110。
本发明实施方式与上述实施方式的不同点在于：能量转换装置还包括电感112，电感112和电容110形成LC谐振模块，电容110可以为多个，与电感形成串联，通过将电感112和电容110串联可以实现LC振荡，例如，在一段时间内电容110的电压逐渐升高，而电感112的电流却逐渐减少，而在另一段时间段内电容110的电压逐渐降低，而电感112的电流却逐渐增加，，进而可以实现能量存储电感112或者电容110中。
本申请实施例在能量转换装置中设置LC谐振模块，使LC谐振模块与动力电池101模块、可逆PWM整流器102、电机线圈103、单向导通模块104以及外部的直流口105形成谐振回路，LC谐振模块包括电感112和电容110模块，并通过谐振回路中电机线圈103、电感112与电容110模块形成LC振荡，当外部的直流口105连接直流用电设备时，可以实现外部的电池101通过谐振回路对直流用电设备进行升压放电。
作为一种实施方式，当外部的直流口105连接直流用电设备时，外部的电池101通过能量转换装置中的可逆PWM整流器102、电机线圈103、电容110、单向导通模块104和直流用电设备形成第四放电电路；
能量转换装置根据外部控制信号使第四放电电路周期工作于第一工作阶段、第二工作阶段以及第三工作阶段；
在第一工作阶段，外部的电池101的电能经过可逆PWM整流器102、电机线圈103、电容110后流回至外部的电池101；
在第二工作阶段，电机线圈103、电容110、可逆PWM整流器102形成环流，同时，电机线圈103输出的电能经过单向导通模块104、直流用电设备、可逆PWM整流器102后流回至电机线圈103；
在第三工作阶段，电容110输出的电能流经电机线圈103、可逆PWM整流器102再流回电容110。
本实施方式与上述实施方式的不同点在于电机线圈103与电容110形成LC谐振模块，并通过谐振回路中电机线圈103与电容110模块形成LC振荡，当外部的直流口105连接用电设备时，可以实现外部的电池101通过谐振回路对直流用电设备进行升压放电。
作为一种实施方式，如图10所示，能量转换装置包括第一开关器件107和电感112，电感112连接在电机线圈103和电容110之间，第一开关器件107与单向导通模块104并联连接；
当外部的直流口105连接直流用电设备时，外部的电池101通过能量转换装置中的可逆PWM整流器102、电机线圈103、电感112、电容110、第一开关器件107和直流用电设备形成第五放电电路；
能量转换装置根据外部控制信号使第五放电电路周期工作于第一工作阶段和第二工作阶段；
在第一工作阶段，外部的电池101的电能经过可逆PWM整流器102、电机线圈103、电感112、电容110、直流用电设备后流回至外部的电池101；
在第二工作阶段，电机线圈103输出的电能经过电感112、第一开关器件107、直流用电设备、可逆PWM整流器102后流回至电机线圈103。
本实施方式在第一工作阶段，外部的电池101的电能经过可逆PWM整流器102、电机线圈103、电容110、直流用电设备对电机线圈103和电感112进行储能，在第二工作阶段电机线圈103和电感112输出的电能经过第一开关器件107、直流用电设备、可逆PWM整流器102对直流用电设备进行储能释放，通过第一工作阶段和第二阶段的交替进行实现对直流用电设备的放电。
作为一种实施方式，外部的电池101与能量转换装置之间设置第一开关模块以及第一储能模块，电池101的正极端连接第一开关模块的第一端，电池101的负极端连接第一开关模块的第二端，第一开关模块的第三端连接第一储能模块的第一端，第一开关模块的第四端连接第一储能模块的第二端。
其中，第一开关模块位于电池101与第一储能模块之间，第一开关模块可以根据控制信号使电池101与第一储能模块连通或者断开，进而使电池101与可逆PWM整流器102连通或者断开；第一储能模块可以为电容110等储能器件，当第一开关模块导通时，电池101通过第一开关模块对第一储能模块进行预充电直至第一储能模块充满电。
本实施方式的技术效果在于：在外部电池101与能量转换装置之间设置第一开关模块，通过控制第一开关模块实现控制电池101与能量转换装置的其他模块连接或者断开，通过设置第一储能模块，使第一储能模块通过第一开关模块与电池101并联连接，可以起到滤波作用，由于第一储能模块具有充放电的作用，当电池101电压波动时，通过第一储能模块的充放电可以减小动力电池101电压的波动。
对于第一开关模块，作为第一种实施方式，第一开关模块包括第一开关和第三开关，第一开关的第一端为第一开关模块的第一端，第一开关的第二端为第一开关模块的第三端，第三开关的第一端为第一开关模块的第二端，第三开关的第二端为第一开关模块的第四端。
本实施方式的技术效果在于：在第一开关模块中设置两个开关第一开关和第三开关，通过对第一开关和第三开关的控制实现电池101对第一储能模块的充电，以及实现控制电池101与能量转换装置的其他模块连接或者断开。
对于第一开关模块，作为第二种实施方式，第一开关模块仅包括上述的第一开关或者第三开关。
本实施方式与上述第一种实施方式相比，减少了一个开关，由于上述实施方式中第一开关和第三开关连接在电池101和第一储能模块之间，因此，采用一个开关也可以实现相同的功能。
本实施方式的技术效果在于：在第一开关模块中进设置一个开关，使电路结构更加简化。
对于第一开关模块，作为第三种实施方式，第一开关模块包括第一开关、第二开关、电阻以及第三开关，第一开关的第一端连接第二开关的第一端并构成第一开关模块的第一端，第二开关的第二端连接电阻的第一端，电阻的第二端连接第一开关的第二端并构成为第一开关模块的第三端，第三开关的第一端为第一开关模块的第二端，第三开关的第二端为第一开关模块的第四端。
本实施方式与第一种实施方式相比，增加了一条支路，该条支路上设有第二开关和电阻，该条支路用于实现电池101对第一储能模块进行预充电，即先导通第二开关使电池101对第一储能模块进行充电时，由于设置电阻，可以控制预充电的电流大小，当预充电完成后再控制第二开关断开以及第一开关导通。
本实施方式的技术效果在于：通过在第一开关模块中设置用于进行预充电的支路，实现了对电池101输出至第一储能模块的充电电流的控制，提升了充电过程中充电电池101和第一储能模块的充电安全性。
对于直流口105，作为一种实施方式，直流口105与能量装换装置之间设置第二储能器件和第二开关模块，第二储能器件的第一端与第二开关模块的第一端共接，第二储能器件的第二端与第二开关模块的第二端共接，第二开关模块的第三端连接直流口105的第一端，第二开关模块的第四端与直流口105的第二端连接。
其中，第二开关模块包括第五开关和第六开关，第五开关的第一端和第二端分别为第二开关模块的第一端和第四端，第六开关的第一端和第二端分别为第二开关模块的第二端和第三端，外部的直流口105连接直流用电设备或者直流充电设备，通过控制第五开关和第六开关，使能量转换装置对直流用电设备进行放电或者接收直流充电设备的充电。
本实施方式的技术效果在于：通过设置储能模块，可以实现能量转换装置连接直流用电设备、检测直流用电设备是否满足放电条件并对直流用电设备进行放电，以及实现能量转换装置连接直流充电设备、检测直流用电设备是否满足充电条件并接收直流充电设备的充电，此外，能够实现在能量转换装置进行充电或者放电启动时，存储电能以协助交互过程完成，并且在能量转换装置进行充电或者放电的过程中，对电机在N线上通过的电流进行滤波，进一步减小电流纹波。
对于单向导通模块104，作为一种实施方式，单向导通模块104包括二极管。
本实施方式中通过设置二极管，当二极管输入端的电压大于输出端电压时，实现能量转换装置通过二极管对用电设备进行充电，尤其可以实现外部的电池101电压小于用电设备电压时，通过可逆PWM整流器102和电机对外部的电池101进行升压后通过二极管对用电设备进行放电。
作为一种实施方式，能量转换装置还包括第三开关模块，第三开关模块连接在电机线圈103和外部的直流口105之间。
第三开关模块包括第四开关，第四开关用于实现电机线圈103和外部的直流口105之间的导通和关断。
下面通过具体的电路结构对本申请实施例的技术方案进行具体说明：
如图11所示，能量转换装置包括第一开关模块以及第一储能模块，第一开关模块包括开关K1、开关K2、开关K3以及电阻R，第一储能模块包括电容C1，可逆PWM整流器102包括第一功率开关单元、第二功率开关单元、第三功率开关单元、第四功率开关单元、第五功率开关以及第六功率开关，每个功率开关单元的控制端连接控制模块，三相逆变器中第一功率开关单元和第二功率开关单元构成A相桥臂，第三功率开关单元和第四功率开关单元构成B相桥臂，第五功率开关单元和第六功率开关单元构成C相桥臂，第一功率开关单元包括第一上桥臂VT1和第一上桥二极管VD1，第二功率开关单元包括第二下桥臂VT2和第二下桥二极管VD2，第三功率开关单元包括第三上桥臂VT3和第三上桥二极管VD3，第四功率开关单元包括第四下桥臂VT4和第四下桥二极管VD4，第五功率开关单元包括第五上桥臂VT5和第五上桥二极管VD5，第六功率开关单元包括第六下桥臂VT6和第六下桥二极管VD6，电机103包括三相线圈，能量转换装置还包括第二储能器件和第二开关模块，第二储能器件包括电容C2，第二开关模块包括开关K5、开关K6，单相导通模块104包括二极管D1。
如图12所示，能量转换装置包括可逆PWM整流器102、电机线圈103，还包括开关K1、开关K2，电阻R、开关K3以及电容C1，外部的电池101的正极连接开关K1的第一端和开关K2的第一端，开关K1的第二端和开关K2的第二端连接电容C1的第一端，外部的电池101的负极连接开关K3的第一端，开关K3的第二端连接电容C1的第二端，可逆PWM整流器102包括六相桥臂，第一相桥臂包括串联连接的第一功率开关单元和第二功率开关单元，第二相桥臂包括串联连接的第三功率开关单元和第四功率开关单元，第三相桥臂包括串联连接的第五功率开关单元和第六功率开关单元，第四相桥臂包括串联连接的第七功率开关单元和第八功率开关单元，第五相桥臂包括串联连接的第九功率开关单元和第十功率开关单元，第六相桥臂包括串联连接的第十一功率开关单元和第十二功率开关单元，第一功率开关单元的输入端、第三功率开关单元的输入端、第五功率开关单元的输入端、第七功率开关单元的输入端、第九功率开关单元的输入端、第十一功率开关单元的输入端共接于电容C1的第一端并形成第一汇流端，第二功率开关单元的输出端、第四功率开关单元的输出端、第六功率开关单元的输出端、第八功率开关单元的输出端、第十功率开关单元、第十二功率开关单元的输出端的输出端共接于电容C1的第二端并形成第二汇流端，第一功率开关单元包括第一上桥臂VT1和第一上桥二极管VD1，第二功率开关单元包括第二下桥臂VT2和第二下桥二极管VD2，第三功率开关单元包括第三上桥臂VT3和第三上桥二极管VD3，第四功率开关单元包括第四下桥臂VT4和第四下桥二极管VD4，第五功率开关单元包括第五上桥臂VT5和第五上桥二极管VD5，第六功率开关单元包括第六下桥臂VT6和第六下桥二极管VD6，第七功率开关单元包括第七上桥臂VT7和第七上桥二极管VD7，第八功率开关单元包括第八下桥臂VT8和第八下桥二极管VD8，第九功率开关单元包括第九上桥臂VT9和第九上桥二极管VD9，第十功率开关单元包括第十下桥臂VT10和第十下桥二极管VD10，第十一功率开关单元包括第十一上桥臂VT11和第十一上桥二极管VD11，第十二功率开关单元包括第十二下桥臂VT12和第十二下桥二极管VD12，电机线圈103包括第一绕组单元和第二绕组单元，第一绕组单元包括一套三相绕组，每相绕组包括两相线圈，第一相线圈中的线圈A1、线圈A2共接于第一相桥臂的中点A，第二相线圈中线圈B1、线圈B2共接于第二相桥臂的中点B，第三相线圈中线圈C1、线圈C2共接于第三相桥臂的中点C，线圈A1、线圈B1、线圈C1共接形成第一连接点n1，线圈A2、线圈B2、线圈C2共接形成第二连接点n2，第二绕组单元包括一套三相绕组，每相绕组包括两个线圈，第一相线圈中的线圈U1、线圈U2共接于第四相桥臂的中点U，第二相线圈中线圈V1、线圈V2共接于第五相桥臂的中点V，第三相线圈中线圈W1、线圈W2共接于第六相桥臂的中点W，线圈U1、线圈V1、线圈W1共接形成第三连接点n3，线圈U2、线圈V2、线圈W2共接形成第四连接点n4，第一连接点n1和第二连接点n2共接形成中性点并引出中性线，能量转换模块还包括直开关K4、开关K5、开关K6、电容C2、二极管D1，外部的直流口105的第一端连接开关K6的第一端，外部的直流口105的第二端连接开关K5的第一端和二极管D1的阴极，二极管D1的的阳极连接开关K5的第二端、开关K4的第一端以及电容C2的第一端，开关K4的第二端连接中性线，开关K6的第二端连接电容C2的第二端和可逆PWM整流器102的第二汇流端。
如图13所示，与图12的不同点在于：能量转换模块包括开关K7，第二连接点n2形成第一中性点并引出第一中性线，第一中性线连接开关K4的第二端，第四连接点n4形成第二中性点并引出第二中性线，第二中性线连接开关K7的第二端，开关K4的第一端与开关K7的第一端共接于二极管D1的阳极。
如图14所示，与图13的不同点在于：第一连接点n1和第二连接点n2共接形成第一中性点并引出第一中性线，第三连接点n3和第四连接点n4形成第二中性点并引出第二中性线，第二中性线连接开关K7的第二端。
如图15所示，与图11的不同点在于：增加电感L，并与电容C2形成LC谐振模块。
如图16所示，与图15的不同点在于：电机线圈103中的第一连接点n1和第二连接点n2形成中性点并引出中性线。
如图17所示，与图15的不同点在于：二极管D1的阳极连接直流口105，二极管的阴极连接电容C2的第二端。
本发明实施例二提供一种放电方法，基于实施例一的能量转换装置，放电方法包括：
步骤S10.获取直流口105的连接状态。
在步骤S10，连接状态是指直流口105是否连接外部设备，直流口105连接电压采集模块，当直流口105连接用电模块时电压采集模块会采集用电模块的电压，根据电压采集模块上电压的变化判断连接状态的变化。
步骤S20.当直流口105连接用电模块，并检测用电模块满足放电条件时，控制可逆PWM整流器102使能量转换装置对用电模块进行放电。
在步骤S20中，根据采集的电压的变化判定直流口105模块连接用电模块，再根据所采集的电压判断是否用电模块满足放电条件，放电条件可以是所获取的充电电池101的电压范围，当满足放电条件时，可逆PWM整流器102根据外部控制信号可以形成直流充放电回路，使能量转换装置对直流用电设备进行放电。
本发明实施例二提供一种放电方法的技术效果在于：通过在能量转换装置中设置可逆PWM整流器102以及电机线圈103与外部的电池101形成直流充放电回路，通过直流充放电回路对外进行放电，实现了在外部的电池101电量较高时向用电设备进行放电，并且直流充放电回路采用可逆PWM整流器102以及电机线圈103，实现了采用简单电路结构进行直流充放电的功能。
作为一种实施方式，检测用电模块满足放电条件，包括：
获取电池101的输出电压范围，并采集用电模块的电压；
判断用电模块的电压是否位于输出电压范围内，是，则判定用电模块满足放电条件，否，则判定用电模块不满足直流放电条件。
在上述步骤中，电池101的输出电压范围可以通过以下方式获取：使电池101连接储能模块，在电池101进行放电前通过电池101对储能模块进行预充电，通过电池101管理器检测储能模块的电压进而检测电池101的输出电压范围，再根据判断采集的电压是否在输出电压范围内判断用电模块是否满足直流放电条件。
作为一种实施方式，控制可逆PWM整流器102使能量转换装置对用电模块进行放电，包括：
控制可逆PWM整流器102使电池101对电机的线圈的充电过程以及电机的线圈对用电模块的放电过程交替进行，以使能量转换装置对用电模块进行放电。
下面通过具体的电路结构对本实施例进行说明，如图18和图19所示，本实施例的工作过程图下：
驻车降压放电模式：
当直流口105连接直流用电设备时，控制开关K1、开关K3、开关K4、开关K5以及开关K6闭合，电机的多相桥臂可以是同相位控制或者错相位控制，错相位控制的相位错开的角度＝360/电机相数，增大电机的等效电感，减小电池101放电纹波，通过上、下桥臂的交替导通，使电机绕组线圈进行储能和绕组线圈的储能释放，将母线电压降到需求的电压进行输出或者将输出电流控制在需求的值，进行电池101降压放电输出图18是车对外降压放电电机电感储能阶段电流流向示意图，其中，外部的电池101、开关K1、可逆PWM整流器102(第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5)、电机线圈103、开关K4、开关K5、直流口105、直流用电设备、开关K6、开关K3形成直流储能回路，电流流向为：电池101正极、开关K1、可逆PWM整流器102(第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5)、交流电机绕组、电机线圈的连接点n1和连接点n2、电机线圈的中性线N、开关K4、开关K5、外部的直流口105、直流用电模块、开关K6、开关K3、外部的电池101的负极，进行电机电感的储能。
图19是车对外降压放电电机电感储能释放阶段电流流向示意图，可逆PWM整流器102(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)、电机线圈103、开关K4、开关K5、外部的直流口105、直流用电设备、开关K6形成直流放电回路，电流流向：可逆PWM整流器102、交流电机绕组、电机线圈的连接点n1和连接点n2、电机线圈的中性线N、开关K4、开关K5、直流口105、直流用电模块、开关K6、可逆PWM整流器102(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)，进行电机电感的储能释放。
如图20至图24所示，本实施例的驻车升压放电模式工作过程图下：
当直流口105需要输出的电压比电池101可输出的最大电压高时，开关K2和开关K5断开，开关K1、开关K3、开关K4、开关K6闭合，控制可逆PWM整流器102上、下桥臂的交替导通，可以是同相位控制或者错相位控制相位错开的角度＝360/电机相数，优选同相位进行LC谐振控制。
如图20所示，LC谐振过程中外部的电池101放电对电机线圈的电感、外置电感储能、电容充电阶段电流流向示意图，外部的电池101、开关K1、可逆PWM整流器102(第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5)、电机线圈103、开关K4、电感L、电容C2形成储能回路，电流流向为：外部的电池101的正极、开关K1、可逆PWM整流器102(第一上桥臂VT1、第三上桥臂VT3、第五上桥臂VT5)、交流电机绕组、电机N线、电感L、电容C2、开关K3、外部的电池101的负极，进行电机电感、外置电感的储能和电容110的充电；此过程作用为谐振电路的起振以及谐振过程中电池101放电对谐振电路的能量补充的作用。
如图21所示，LC谐振过程中的电机电感、外置电感续流对电容110充电阶段电流流向示意图，可逆PWM整流器102(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)、电机线圈103、开关K4、电感L、电容C2形成续流回路，电流流向：交流电机绕组、电机N线、电感L、电容C2、可逆PWM整流器102(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)流回交流电机绕组，此过程是电机电感、外置电感中的能量转移到电容C2中。
如图22所示，LC谐振过程中电机电感、外置电感续流电容110充电对外放电阶段电流流向示意图，可逆PWM整流器102(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)、电机线圈103、开关K4、电感L、二极管D1、外部的直流口105、直流用电设备、开关K6形成放电回路，电流流向为：交流电机绕组、电机N线、开关K4、电感L、电容C2(同时经过二极管D1至直流口105)、可逆PWM整流器102(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)流回交流电机绕组，此过程是电感中的能量转移到电容C2，电容C2电压高于直流口处的电压，电机电感、外置电感中能量对外部DE直流口进行释放过程，一直到电机电感、外置电感中储能释放完毕为止。
如图23所示，LC谐振过程中电容放电对电机电感、外置电感反向储能阶段电流流向示意图，电容C2、电感L、开关K4、电机线圈103、可逆PWM整流器102(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)形成反向储能回路，电流流向为：电容C2、电感L、电机N线、交流电机绕组、可逆PWM整流器102(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)，此过程是电容C2中的能量转移到电机电感、外置电感中，电容C2中电压为零结束。
如图23所示，谐振过程中电机电感、外置电感反向续流对电容110反向充电阶段电流流向示意图，电感L、开关K4、电机线圈103、可逆PWM整流器102(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)、电容C2形成交流反向充电回路，电流流向：电感L、开关K4、电机N线、交流电机绕组、可逆PWM整流器102(第二下桥臂VT2、第四下桥臂VT4、第六下桥臂VT6)、电容C2，此过程是电机电感、外置电感中的能量转移到电容C2中，电机电感、外置电感中电流为零结束。
如图24所示，谐振过程中电容放电对电机电感、外置电感储能阶段电流流向示意图，电机线圈103、开关K4、电感L、电容C2、可逆PWM整流器102(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)形成储能回路，电流流向：电容C2、可逆PWM整流器102(第二下桥二极管VD2、第四下桥二极管VD4、第六下桥二极管VD6)、交流电机绕组、电机N线、电感L、电容C2，此过程是电容C2中的能量转移到电机电感、外置电感中，电容C2中电压为零结束。
图25是车对外放电LC谐振升压放电一种控制过程电流波形示意图。
本申请实施例三提供一种能量转换装置，如图26和图27所示，包括：
单向导通模块104，单向导通模块104包括二极管，二极管的阳极和阴极分别为单向导通模块的第一端和第二端；
电容110；
可逆PWM整流器102，可逆PWM整流器102包括多路桥臂，多路桥臂的第一端共接形成第一汇流端，多路桥臂的第二端共接形成第二汇流端；
电机线圈103，电机线圈103的一端分别与多路桥臂的中点连接，电机线圈103的另一端通过引出中性线与单向导通模块104的第一端、电容110的第一端连接，电容110的第二端与第二汇流端连接；
充电或放电连接端组121，其包括第一充电或放电连接端和第二充电或放电连接端，第一充电或放电连接端通过第一开关器件与电容110的第二端连接，第二充电或放电连接端与单向导通模块104的第二端连接，电容110的第一端与单向导通模块104的第二端之间通过第一开关器件107连接；或者第一充电或放电连接端与单向导通模块104的第一端连接，电容的第二端与单向导通模块104的第一端之间通过第一开关器件107连接，第二充电或放电连接端通过第一开关器件107与电容110的第一端连接。
其中，充电或放电连接端组121用于连接外部的充电口，本实施例的具体工作方式请参照实施例一，在此不再赘述。
本申请实施例四提供一种车辆，该车辆还包括上述实施例一和实施例二提供的能量转换装置。
如图28所示，电池包的加热和冷却回路包含以下回路：电机驱动系统冷却回路、电池冷却系统回路、空调系统的冷却回路。电池冷却系统回路通过换热板和空调冷却系统融合；电池冷却系统回路通过四通阀和电机驱动系统冷却回路贯通。电机驱动系统冷却回路通过三通阀的切换将散热器连接和断开。电机驱动系统冷却回路与电池冷却系统回路通过阀体切换，改变管道中冷却液流向，使电机驱动系统加热后的冷却液的流向电池冷却系统，完成热量从电机驱动系统到电池冷却的传递；电机驱动系统处于非加热模式，通过三通阀和四通阀切换，电机驱动系统冷却液走A回路，电池冷却系统的冷却液走C回路；电机处于加热模式，通过三通阀和四通阀切换，电机驱动系统冷却液走B回路，实现电机驱动系统加热后的冷却液流向电池包冷却回路来给电池加热。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (18)

1.一种能量转换装置，其特征在于，包括可逆PWM整流器、连接至所述可逆PWM整流器的电机线圈、单向导通模块以及电容，所述可逆PWM整流器还包括第一汇流端和第二汇流端，所述电机线圈的中性线与所述电容的第一端连接，所述可逆PWM整流器的第二汇流端还与所述电容的第二端连接；
外部的直流口通过所述能量转换装置与外部的电池形成直流充电电路或者直流放电电路，外部的电池与所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器和所述电机线圈形成驱动回路；
其中，所述单向导通模块连接在所述电容的第一端和所述外部的直流口的第二端之间，所述外部的直流口的第一端连接所述电容的第二端和所述外部的电池的负极端，所述外部的电池的正极端连接所述可逆PWM整流器的第一汇流端；
或者，所述单向导通模块连接在所述电容的第二端和所述外部的直流口的第一端之间，所述外部的直流口的第二端连接所述电容的第一端，所述电容的第二端连接所述外部的电池的负极端，所述外部的电池的正极端连接所述可逆PWM整流器的第一汇流端。
2.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述单向导通模块的第一端连接所述电容的第一端，所述单向导通模块的第二端连接所述外部的直流口的第二端；
所述能量转换装置包括第一开关器件，所述第一开关器件与所述单向导通模块并联连接；
所述外部的电池通过所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器、所述电机线圈、所述第一开关器件和所述外部放电口形成第一直流放电电路；
所述外部的电池通过所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器、所述电机线圈、所述单向导通模块和所述外部放电口形成第二直流放电电路；
所述能量转换装置根据外部控制信号选择所述第一直流放电电路或者所述第二直流放电电路工作。
3.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述单向导通模块的第一端连接所述外部的直流口的第一端，所述电容的第二端和所述单向导通模块的第二端连接；
所述能量转换装置包括第一开关器件，所述第一开关器件与所述单向导通模块并联连接；
所述外部的直流口通过所述能量转换装置中的所述第一开关器件、所述电机线圈、所述可逆PWM整流器和所述外部的电池形成第一直流充电电路；
所述外部的直流口通过所述能量转换装置中的所述单向导通模块、所述电机线圈、所述可逆PWM整流器和所述外部的电池形成第二直流充电电路；
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或者所述第二直流充电电路工作。
4.如权利要求2或者3所述的能量转换装置，其特征在于，所述单向导通模块包括二极管，所述二极管的阳极和阴极分别为所述单向导通模块的第一端和第二端。
5.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述电机线圈包括x套绕组，其中，x≥1，且x为整数；
第x套绕组的相数为mx相，所述第x套绕组中的每一相绕组包括nx个线圈支路，每一相绕组的nx个线圈支路共接形成一个相端点，所述第x套绕组中的每一相绕组的nx个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的nx个线圈支路中的一个线圈支路连接以形成nx个连接点，其中，nx≥1，mx≥2，且mx，nx为整数；
所述x套绕组共形成
Figure FDA0002168688820000021
个连接点，所述
Figure FDA0002168688820000022
个连接点形成T个中性点，所述T个中性点引出N条中性线，其中：
T的范围：
Figure FDA0002168688820000031
N的范围：T≥N≥1，且T、N均为整数；
所述可逆PWM整流器包括K组Mx路桥臂，一组Mx路桥臂中至少一路桥臂的中点与一套mx相绕组中的一相端点连接，任意两个相端点连接的桥臂不相同，其中，Mx≥mx，K≥x，且K、Mx均为整数。
6.如权利要求5所述的能量转换装置，其特征在于，当K＝1，x＝1，M1≥m1≥2时，所述可逆PWM整流器包括一组M1路桥臂，所述电机线圈包括一套m1相绕组，每一相绕组包括n1个线圈支路，并形成n1个连接点，所述n1个连接点形成的中性点至少引出1条中性线，n1≥1。
7.如权利要求5所述的能量转换装置，其特征在于，当K＝1，x＝1，M1＝m1＝3，时，所述可逆PWM整流器包括一组三路桥臂，所述电机线圈包括一套三相绕组，每一相绕组包括n1个线圈支路，并形成n1个连接点，所述n1个连接点形成的中性点至少引出1条中性线，n1≥1。
8.如权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，每一相绕组包括1个线圈支路，并形成1个连接点，所述1个连接点形成的中性点引出1条中性线。
9.如权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，每一相绕组包括4个线圈支路，并形成4个连接点，其中2个连接点形成的中性点引出1条中性线。
10.如权利要求5所述的能量转换装置，其特征在于，所述可逆PWM整流器包括K组M1路桥臂，K≥1，K为整数；
所述电机线圈包括第一绕组单元和第二绕组单元，所述第一绕组单元包括一套m1相绕组，所述m1相绕组中的每一相绕组包括n1个线圈支路，每一相绕组的n1个线圈支路共接形成一个相端点，所述m1相绕组的相端点与所述M1路桥臂中的m1路桥臂的每路桥臂的中点一一对应连接，所述m1相绕组中的每一相绕组的n1个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n1个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n1个连接点，所述n1个连接点形成T1个中性点，所述T1个中性点至少引出一条中性线，其中，n1≥1，m1≥1，T1≥1且n1，m1，T1均为整数；
所述第二绕组单元包括一套m2相绕组，所述m2相绕组中的每一相绕组包括n2个线圈支路，每一相绕组的n2个线圈支路共接形成一个相端点，所述m2相绕组的相端点与所述M1路桥臂中m2路桥臂的每路桥臂的中点一一对应连接，所述m2相绕组中的每一相绕组的n2个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n2个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n2个连接点，所述n2个连接点形成T2个中性点，所述T2个中性点至少引出一条中性线，其中，n2≥1，m2≥1，M1≥m1+m2，T2≥1且n1，m1，M1，T2均为整数。
11.如权利要求10所述的能量转换装置，其特征在于，当m1＝m2＝3，M1＝6，n1＝2时，所述第一绕组单元形成2个连接点，其中一个连接点形成一个中性点并引出第一中性线，所述第二绕组单元形成2个连接点，其中一个连接点形成一个中性点并引出第二中性线。
12.如权利要求10所述的能量转换装置，其特征在于，当m1＝m2＝3，M1＝6，n1＝2时，所述第一绕组单元形成2个连接点，所述2个连接点共接形成一个中性点并引出第一中性线，所述第二绕组单元形成2个连接点，所述2个连接点形成一个中性点并引出第二中性线。
13.如权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置包括电感，所述电感的一端连接所述中性线，所述电感的另一端连接所述单向导通模块的第一端和所述电容的第一端。
14.如权利要求13所述的能量转换装置，其特征在于，当所述外部的直流口连接直流用电设备时，所述外部的电池通过所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器、所述电机线圈、所述电感、所述电容、所述单向导通模块和所述直流用电设备形成第三直流放电电路；
所述能量转换装置根据外部控制信号使所述第三直流放电电路周期工作于第一工作阶段、第二工作阶段以及第三工作阶段；
在所述第一工作阶段，所述外部的电池的电能经过所述可逆PWM整流器、所述电机线圈、所述电感、所述电容后流回至所述外部的电池；
在所述第二工作阶段，所述电机线圈、所述电感、所述电容、所述可逆PWM整流器形成环流，同时，所述电机线圈输出的电能经过所述电感、所述单向导通模块、所述直流用电设备、所述可逆PWM整流器后流回至所述电机线圈；
在所述第三工作阶段，所述电容输出的电能经过所述电感、所述电机线圈、所述可逆PWM整流器在流回所述电容。
15.如权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，当所述外部的直流口连接直流用电设备时，所述外部的电池通过所述能量转换装置中的所述可逆PWM整流器、所述电机线圈、所述电容、所述单向导通模块和所述直流用电设备形成第四放电电路；
所述能量转换装置根据外部控制信号使所述第四放电电路周期工作于第一工作阶段、第二工作阶段以及第三工作阶段；
在所述第一工作阶段，所述外部的电池的电能经过所述可逆PWM整流器、所述电机线圈、所述电容后流回至所述外部的电池；
在所述第二工作阶段，所述电机线圈、所述电容、所述可逆PWM整流器形成环流，同时，所述电机线圈输出的电能经过所述单向导通模块、所述直流用电设备、所述可逆PWM整流器后流回至所述电机线圈；
在所述第三工作阶段，所述电容输出的电能流经所述电机线圈、所述可逆PWM整流器再流回所述电容。
16.如权利要求15所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置包括第一开关器件和电感，所述电感连接在所述电机线圈和所述电容之间，所述第一开关器件与所述单向导通模块并联连接；
当所述外部的直流口连接直流用电设备时，所述外部的电池、所述可逆PWM整流器、所述电机线圈、所述电感、所述第一开关器件和所述直流用电设备形成第五放电电路；
所述能量转换装置根据外部控制信号使所述第五放电电路周期工作于第一工作阶段和第二工作阶段；
在所述第一工作阶段，所述外部的电池的电能经过所述可逆PWM整流器、所述电机线圈、所述电感、所述电容、所述直流用电设备后流回至所述外部的电池；
在所述第二工作阶段，所述电机线圈和所述电感输出的电能经过所述第一开关器件、所述直流用电设备、所述可逆PWM整流器后流回至所述电机线圈。
17.一种能量转换装置，其特征在于，包括：
单向导通模块，所述单向导通模块包括二极管，所述二极管的阳极和阴极分别为所述单向导通模块的第一端和第二端；
电容；
可逆PWM整流器，所述可逆PWM整流器包括多路桥臂，所述多路桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述多路桥臂的第二端共接形成第二汇流端；
电机线圈，所述电机线圈的一端分别与所述多路桥臂的中点连接，所述电机线圈的另一端通过引出中性线与所述单向导通模块的第一端、所述电容的第一端连接，所述电容的第二端与所述第二汇流端连接；
充电或放电连接端组，其包括第一充电或放电连接端和第二充电或放电连接端，所述第一充电或放电连接端通过第一开关器件与所述电容的第二端连接，所述第二充电或放电连接端与所述单向导通模块的第二端连接，所述电容的第一端与所述单向导通模块的第二端之间通过第一开关器件连接；或者所述第一充电或放电连接端与所述单向导通模块的第一端连接，所述电容的第二端与所述单向导通模块的第一端之间通过第一开关器件连接，所述第二充电或放电连接端通过第一开关器件与所述电容的第一端连接。
18.一种车辆，其特征在于，所述车辆还包括权利要求1至16任一项或者权利要求17所述的能量转换装置。
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