CN112398185B - 能量转换装置及其车辆 - Google Patents

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、第二绕组单元和第三绕组单元；外部的交流口通过能量转换装置与电池形成交流充电电路或者交流放电电路；其中，交流口的第一端、第二端、第三端分别与第一绕组单元、第二绕组单元、第三绕组单元一一对应连接，电池的第一端与可逆PWM整流器的第一汇流端连接，电池的第二端与可逆PWM整流器的第二汇流端连接。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，解决了现有包括电池充电电路和电机驱动电路、加热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。

Description

能量转换装置及其车辆

技术领域

本申请属于电子技术领域，尤其涉及一种能量转换装置及其车辆。

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

本申请实施例提供一种车辆及其能量转换装置及其车辆，以解决汽车零部件集成度低、占用空间大的技术问题。

本申请第一实施例提供一种能量转换装置，其包括：可逆PWM整流器和电机线圈，电机线圈包括第一绕组单元、第二绕组单元和第三绕组单元，可逆PWM整流器分别与第一绕组单元、第二绕组单元、第三绕组单元连接；

外部的交流口通过能量转换装置与电池形成交流充电电路或者交流放电电路；其中，交流口的第一端、第二端、第三端分别与第一绕组单元、第二绕组单元、第三绕组单元一一对应连接，电池的第一端与可逆PWM整流器的第一汇流端连接，电池的第二端与可逆PWM整流器的第二汇流端连接。

本申请第二实施例提供一种能量转换装置，其包括：

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；

电机线圈，其包括第一绕组单元、第二绕组单元和第三绕组单元，第一绕组单元、第二绕组单元、第三绕组单元分别与可逆PWM整流器连接；

充放电连接端组，其包括第一充放电连接端、第二充放电连接端和第三充放电连接端，第一充电放电连接端、第二充放电连接端、第三充放电连接端分别与第一绕组单元、第二绕组单元、第三绕组单元一一对应连接。

本申请第三实施例提供一种车辆，该车辆包括上述第一实施例的能量转换装置，或者上述第二实施例的能量转换装置。

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整流器和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、加热模式、交流充电模式以及交流放电模式，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，外部的电池、可逆PWM整流器、电机线圈形成加热回路，外部的电池、可逆PWM整流器、电机线圈形成驱动和加热回路，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。

附图说明

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；

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；

图3是本申请第一实施例所提供的装置的又一电路结构示例图；

图4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；

图5是本申请第一实施例所提供的装置的又一电路结构示例图；

图6是本申请第一实施例所提供的装置的一电路结构示意图；

图7是本申请第一实施例所提供的装置的又一电路结构示意图；

图8是本申请第一实施例所提供的装置的又一电路结构示例图；

图9是本申请第一实施例所提供的装置的又一电路结构示例图；

图10是本申请第一实施例所提供的装置的又一电路结构示例图；

图11是本申请第一实施例所提供的装置的又一电路结构示例图；

图12是本申请第一实施例所提供的装置的又一电路结构示例图；

图13是本申请第一实施例所提供的装置的一电流流向示意图；

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；

图15是本申请第一实施例所提供的装置的一电路结构示例图；

图16是本申请第一实施例所提供的装置的一电流流向示意图；

图17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；

图18是本申请第一实施例所提供的装置的一电路结构示例图；

图19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；

图20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；

图21是本申请第一种实施例所提供的装置的另一电路结构示例图；

图22是本申请第二实施例所提供的装置的一模块结构示例图；

图23是本申请第三实施例所提供的车辆的一模块结构示例图；

图24是本申请第三实施例所提供的车辆的又一模块结构示例图；

图25是本申请第三实施例所提供的车辆的又一模块结构示例图；

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。

以下结合具体附图对本申请的实现进行详细的描述：

本申请第一实施例提供一种能量转换装置，如图1所示，包括可逆PWM整流器11和电机线圈12。

具体地，电机线圈12至少包括第一绕组单元N1、第二绕组单元N2和第三绕组单元N3，可逆PWM整流器11分别与第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3连接。交流口3的第一端与第一绕组单元N1连接，交流口3的第二端与第二绕组单元N2连接，交流口3的第三端与第三绕组单元N3连接，电池2的第一端与可逆PWM整流器11的第一汇流端连接，电池2的第二端与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接。

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输入的电流进行整流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，以实现将交流电转换为直流电的三相PFC功率因数校正控制。

电机线圈12包含N个绕组单元，每一个绕组单元的所有相绕组作为一个基本单元，对每一个基本单元采用电机矢量控制都可以独立的控制电机运行，N≥3且为正整数，其中：

每一个绕组单元包括一套m_x相绕组，m_x相绕组中的每一相绕组包括n_x个线圈支路，每一相绕组的n_x个线圈支路共接形成一个相端点，m_x相绕组的相端点与M₁路桥臂中的m_x路桥臂的每路桥臂的中点一一对应连接，m_x相绕组中的每一相绕组的n_x个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n_x个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n_x个中性点，从n_x个中性点引出J_x条中性线，其中，n_x≥1，m_x≥2，J_x≥1，且n_x，m_x，J_x均为正整数，下标x∈{1,2,…,N}是电机线圈12的第x个绕组单元且x为正整数。

其中，第一绕组单元N1包括至少两个相端点和至少一个中性点，并且从其中至少一个中性点分别引出至少一条中性线，第一绕组单元N1通过该至少一条中性线与交流口3的第一端连接；第二绕组单元N2包括至少两个相端点和至少一个中性点，并且从其中至少一个中性点分别引出至少一条中性线，第二绕组单元N2通过该至少一条中性线与交流口3的第三端连接；第三绕组单元N3包括至少两个相端点和至少一个中性点，并且从其中至少一个中性点分别引出至少一条中性线，第三绕组单元N3通过该至少一条中性线与交流口3的第三端连接，第一绕组单元N1、第二绕组单元N2和第三绕组单元N3均通过相端点与可逆PWM整流器11连接。

其中，能量转换装置还包括控制模块，控制模块与可逆PWM整流器11连接，并向可逆PWM整流器11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11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11中功率开关的导通和关断以实现不同电流回路的导通。

该能量转换装置可以工作于驱动模式、交流充电模式、交流放电模式。

当该能量转换装置工作于驱动模式时，电池2与可逆PWM整流器11中的一个绕组单元形成第一驱动回路，电池2与可逆PWM整流器11和电机线圈12中的任意两个绕组单元形成第二驱动回路，电池2与可逆PWM整流器12和电机线圈12中的三个绕组单元形成第三驱动回路，电池2向可逆PWM整流器11提供直流电，可逆PWM整流器11将直流电逆变为交流电，并将交流电输入电机线圈12以驱动电机运转。

当该能量转换装置工作于交流充电模式时，电池2、能量转换装置、交流口3形成交流充电电路，通过交流口3的交流口输入交流电源，以为交流充电电路提供交流电源，当该能量转换装置工作于交流放电模式时，电池2、能量转换装置、交流口3形成交流放电电路，电池2输出直流电，交流放电电路通过交流口3进行放电。

需要注意的是，在本申请中，本实施例中所描述的“外部的电池”、“外部的交流口”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。

在本实施方式中，通过采用包括可逆PWM整流器11和电机线圈12的能量转换装置，该能量转换装置接入外部的交流口3和外部的电池2后，能够使得该能量转换装置工作于驱动模式、加热模式、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2、可逆PWM整流器11、电机线圈12形成驱动回路，该能量转换装置处于加热模式时，外部的电池2、可逆PWM整流器11、电机线圈12形成加热回路，该能量转换装置处于驱动模式和加热模式时，外部的电池2、可逆PWM整流器11、电机线圈12形成驱动回路和加热回路共存，该能量转换装置处于交流充电模式时，外部的交流口3通过能量转换装置与外部的电池2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2通过能量转换装置与外部的交流口3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2电量不足时接收交流供电设备的充电，以及在外部的电池2电量充足时向交流用电设备进行放电，并且驱动回路、交流充电回路和交流放电回路中均采用可逆PWM整流器11以及电机线圈12，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2充电电路、加热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。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，当该能量转换装置工作于交流充电模式时，交流口3通过能量转换装置中的第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11与电池2形成交流充电电路，通过交流口3输入交流电源。其中，可逆PWM整流器11中的各路桥臂能够与第一绕组单元N1、第二绕组单元N2和第三绕组单元N3进行配合，实现交流充电电路中的升压过程，同时，可逆PWM整流器11中的各路桥臂之间相互配合，形成整流全桥，将交流电转换为直流电，以供电池2充电。

当该能量转换装置工作于交流放电模式时，交流口3通过能量转换装置中的电池2、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3与交流口3形成交流放电电路，电池2输出交流电，形成交流放电电路，通过交流口3进行放电。其中，可逆PWM整流器11中的各路桥臂能够与第一绕组单元N1、第二绕组单元N2和第三绕组单元N3进行配合，实现交流放电电路中的降压过程，同时，可逆PWM整流器11中的各路桥臂之间相互配合，形成逆变全桥，将直流电逆变为交流电，以供交流用电设备用电。

在本实施方式中，该能量转换装置能够处于驱动模式、加热模式、交流充电模式和交流放电模式，同时利用该能量转换装置进行驱动具有多种方式，以使当该能量转换装置中的一部分部件损坏时，能够利用其他的部件进行驱动，有效提高了该能量转换装置的容错率和使用该能量转换装置的灵活性，同时，在驱动模式、加热模式、交流充电模式、交流放电模式过程中，均采用了可逆PWM整流器11以及电机线圈12，实现电机和可逆PWM整流器高度复用，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。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，交流供电设备、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11、电池2形成交流充电电路，交流供电设备、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11形成交流充电储能回路，交流供电设备、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11、电池2形成交流充电释能回路。

其中，交流充电储能回路完成第一绕组单元N1、第二绕组单元N2和第三绕组单元N3的储能，交流充电释能回路完成第一绕组单元N1、第二绕组单元N2和第三绕组单元N3的释能，以使可逆PWM整流器11能够输出经过升压的直流电，交流供电设备与第一绕组单元N1、和第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11通过储能释能回路为电池2进行充电，实现了交流供电设备通过交流充电电路对电池2进行充电的过程。

需要注意的是，利用交流口3中的两个端也可以进行单相交流充电。例如，交流口3连接交流供电设备时，交流供电设备、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2形成交流充电储能回路，交流供电设备、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2、可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2形成交流充电释能回路。其中，交流充电储能回路完成第一绕组单元N1和第二绕组单元N2的储能，交流充电释能回路完成第一绕组单元N1和第二绕组单元N2的释能过程，可逆PWM整流器11输出经过升压的直流电，以给电池2充电。

在本实施方式中，通过在交流充电电路中形成交流充电储能回路和交流充电释能回路，能够利用电机线圈12进行储能释能，并通过可逆PWM整流器11输出经过升压的直流电，以满足三相或者单相交流充电的功率和感量需求，满足三相或者单相交流放电功能。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，当交流口3连接交流用电设备时，电池2、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、交流用电设备形成交流放电储能回路，可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、交流用电设备形成交流放电释能回路。

其中，交流放电储能回路完成第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3的储能，交流放电释能回路完成第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3的释能，以使第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3能够输出经过降压的交流电，电池2与可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3一同通过储能释能回路为交流用电设备提供交流电源，实现了交流用电设备通过交流放电电路对交流用电设备进行供电的过程。

需要注意的是，利用交流口3中的两个端也可以进行单相交流放电。例如，交流口3连接交流用电设备时，电池2、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、交流用电设备、第二绕组单元N2、可逆PWM整理器11形成交流放电储能回路，可逆PWM整流器11、第二绕组单元N2、交流用电设备、第一绕组单元N1形成交流充电释能回路。其中，交流放电储能回路完成第一绕组单元N1和第二绕组单元N2的储能，交流放电释能回路完成第一绕组单元N1和第二绕组单元N2的释能过程，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2输出经过降压的交流电，以给交流用电设备供电。

在本实施方式中，通过在交流放电电路中形成交流放电储能回路和交流放电释能回路，能够利用电机线圈12进行储能释能，并通过电机线圈12输出经过降压的交流电，满足三相或者单相交流放电的功率和感量需求，满足三相或者单相交流放电功能。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，该能量转换装置包括至少一个电机，每个电机的电机线圈12中包含至少一个的绕组单元，其中，每三个绕组单元与外部的一个交流口3、可逆PWM整流器11、电池2可以形成一个三相和单相结合的交流充电电路或交流放电电路。

需要注意的是，每三个绕组单元与外部的一个交流口3、可逆PWM整流器11、电池2形成的交流充电过程与上述实施方式中，交流口3与第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11、电池2形成的交流充电过程相同，此处不再赘述，同样的，每三个绕组单元与外部的一个交流口3、可逆PWM整流器11、电池2形成的交流放电过程与上述实施方式中，交流口3与第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11、电池2形成的交流放电过程相同，此处不再赘述。

需要注意的是，每两个绕组单元与外部的一个交流口3(此时仅利用交流口3中的两个端)与可逆PWM整流器11、电池2形成的交流充电过程与上述单相交流充电过程相同，此处不再赘述。同样的，每两个绕组单元与外部的一个交流口3(此时仅利用交流口3中的两个端)与可逆PWM整流器11、电池2形成的交流充电过程与上述单相交流放电过程相同，此处不再赘述。

通过本实施方式的实施，该能量转换装置能够通过交流口3进行交流充电，还可以通过交流口3同时进行交流放电，还可以通过其中的至少一个交流口3进行交流充电，其他的至少一个交流口3进行交流放电，以满足三相或者单相交流充电的功率和感量需求，满足三相或者单相交流充放电功能，，并拓展了该能量转换装置的应用范围。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，外部的第一直流口4通过能量转换装置中的电机线圈12中的一绕组单元、可逆PWM整流器11与电池2形成第一直流充电电路或第一直流放电电路；其中，第一直流口4的第一端通过开关与电机线圈12中的一绕组单元连接，第一直流口4的第二端与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接。

具体地，以第一直流口4连接第一绕组单元N1为例，如图2所示，此时，第一直流口4、第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11、电池2形成第一直流充电电路或者第一直流放电电路，通过切换该能量转换装置的各个开关，能够选择第一直流充电电路、第一直流放电电路、交流充电电路、交流放电电路、驱动电路中的任意一者进行工作，满足不同工作场景的实际需求。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，当第一直流口4连接直流供电设备时，直流供电设备、电机线圈12中的一绕组单元、可逆PWM整流器11、电池2形成第一直流充电电路，直流供电设备、电机线圈12中的一绕组单元、可逆PWM整流器11形成第一直流充电储能回路，直流供电设备、电机线圈12中的一绕组单元、可逆PWM整流器11、电池2形成第一直流充电释能回路。

以第一直流口4连接第一绕组单元N1为例，此时，第一直流充电储能回路完成第一绕组单元N1的储能，第一直流充电释能回路完成第一绕组单元N1的释能，以使可逆PWM整流器11输出经过升压的直流电，直流供电设备与第一绕组单元N1、可逆PWM整流器11通过储能释能回路为电池2进行充电，实现了直流供电设备通过直流充电电路对电池2进行充电的过程。

在本实施方式中，通过在直流充电电路中形成第一直流充电储能回路和第一直流充电释能回路，能够利用电机线圈12进行储能释能，并通过可逆PWM整流器11输出经过升压的直流电以满足直流充电的功率和感量需求，满足直流充电功能。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，当第一直流口4连接直流用电设备时，电池2、可逆PWM整流器11、电机线圈12中的一绕组单元、直流用电设备形成第一直流放电电路，电池2、可逆PWM整流器11、电机线圈12中的一绕组单元、直流用电设备形成第一直流放电储能回路，电机线圈12中的一绕组单元、可逆PWM整流器11、直流用电设备形成第一直流放电释能回路。

以第一直流口4连接第一绕组单元N1为例，此时，第一直流放电储能回路完成第一绕组单元N1的储能，直流放电释能回路完成第一绕组单元N1的释能，以使第一绕组单元N1能够输出经过降压的直电，电池2与可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1一同通过储能释能回路为直流用电设备提供直流电源，实现了直流用电设备通过直流放电电路对直流用电设备进行供电的过程。

在本实施方式中，通过在第一直流放电电路中形成第一直流放电储能回路和第一直流放电释能回路，能够利用电机线圈12进行储能释能，并通过电机线圈12输出经过降压的直流电，以满足直流放电的功率和感量需求，满足直流放电功能。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，外部的第二直流口5通过能量转换装置中的电机线圈12中的任两个绕组单元、可逆PWM整流器11与电池2形成第二直流充电电路，或者，电池2、可逆PWM整流器、电机线圈12中的任两个绕组单元、与第二直流口5形成第二直流放电电路；其中，第二直流口5的第一端分别与电机线圈12中的任两个绕组单元连接，第二直流口5的第二端与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接。

需要注意的是，相对于第一直流充电电路和第一直流放电电路，第二直流充电电路和第二直流放电电路中电机线圈2产生的等效电感量更大，在直流充放电电路中形成的充放电功率更大和在直流放电电路中形成的电流纹波更小。

具体地，以第二直流口5的第一端连接第一绕组单元N1和第二绕组单元N2为例，如图3所示，此时，第二直流口5、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、可逆PWM整流器11、电池2形成第二直流充电电路或者第二直流放电电路，通过切换该能量转换装置的各个开关，能够选择第二直流充电电路、第二直流放电电路、交流充电电路、交流放电电路、驱动电路中的任意一者进行工作，满足不同工作场景的实际需求。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，如图4所示，外部的第三直流口6通过能量转换装置中的第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、可逆PWM整流器11与电池2形成第三直流充电电路，或者，电池2、可逆PWM整流器11、第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、第三直流口6形成第三直流放电电路；其中，第三直流口6的第一端分别与第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3连接，第三直流口6的第二端与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接。

需要注意的是，相对于第二直流充电电路和第二直流放电电路，第三直流充电电路和第三直流放电电路中电机线圈2产生的电感量更大，在直流充放电电路中形成的充放电功率更大和在直流放电电路中形成的电流纹波更小。

在本实施方式中，能够选择第三直流充电电路、第三直流放电电路、交流充电电路、交流放电电路、驱动电路中的任意一者进行工作，满足不同工作场景的实际需求。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，电机线圈12还包括一个以上的绕组单元，一个以上的绕组单元与可逆PWM整流器11连接，外部的多个直流口通过能量转换装置与电池2分别形成直流充电电路或直流放电电路；其中，每个直流口的第一端分别与电机线圈12中的一个绕组单元对应连接，每个直流口的第二端均与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接。

具体地，外部的多个直流口可以分别与电机线圈12中的多个绕组形成如上描述的第一直流充电电路，或第一直流放电电路。

在本实施方式中，通过多个直流口能够同时实现直流充电和/或直流放电，当利用至少一个直流口进行直流充电时，可以利用其它至少一个直流口进行直流充电或者直流放电，拓宽了该能量转换装置的应用范围。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，如图5所示，电机线圈12还包括第四绕组单元N4，第四绕组单元N4与可逆PWM整流器11连接，外部的第四直流口7通过能量转换装置中的第四绕组单元N4、可逆PWM整流器11与电池2形成第四直流充电电路，或者，电池2、可逆PWM整流器11、第四绕组单元N4、第四直流口7形成第四直流放电电路；其中，第四直流口7的第一端与第四绕组单元N4连接，第四直流口7的第二端与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接。

具体地，第四直流口7与第四绕组单元N4、可逆PWM整流器11、电池2形成第四直流充电电路，需要注意的是，第四直流充电电路和第一直流充电电路的储能释能过程相同，此处不再赘述。

在本实施方式中，通过第四直流口7的实施，使得该能量转换装置能够利用交流口3进行交流充电时，利用第四直流口7进行直流充电或直流放电，利用交流口3进行交流放电时，利用第四直流口7进行直流充电或直流放电，拓宽了该能量转换装置的应用范围。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3处于一个或两个或三个电机中。

具体地，第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3之间相互独立，可分别处于不同电机的电机线圈12中，也可以处于同一电机的电机线圈12中，例如，第一绕组单元N1处于一个电机的电机线圈12中时，第二绕组单元N2和第三绕组单元N3可以处于另一个电机的电机线圈12中；或者，第一绕组单元N1、第二绕组单元N2和第三绕组单元N3处于同一电机的电机线圈12中；或者，第一绕组单元N1处于一个电机中，第二绕组单元N2处于又一个电机中，第三绕组单元N3处于另一个电机中。

需要注意的是，在本实施例中，高速时可以采用低反电动势的多相同步电机或者异步电机作为整车的动力输出，以使当低反电动势的多相同步电机或者异步电机的电控供电故障时，高速时低反电动势的多相同步电机或者异步电机的反向电动势比较低，不会通过PWM整流器11不可控整流给电池包充电，不存在电池2过充风险以及母线损坏器件过压的风险，电机从驱动状态切换为不可控的回馈制动状态，不会有制动扭矩过大的风险，不会造成整车高速失稳；整车在高速工况下，此时电控供电故障，若电机与电池2之间的主接触器断开状态，电机转速很高，低反电动势的多相同步电机或者异步电机的产生的最大反向电动势不会超过PWM整流器11的最大工作电压，增加了系统安全性。

在本实施方式中，使得该交流充电电路能够利用一个或两个或三个电机进行充电，将电机绕组充当电感使用，实现三相交流充电的功能，使得该能量转换装置在充电时能够选择一个或多个电机进行充电，同时，由于采用了多个电机，将多个电机的效率区间设计覆盖电机的全转速范围，每个速度段使用其中效率高的电机进行驱动，提高系统经济性；当需要动力性时，多个电机结合输出扭矩，提高整车加速性能，以满足整车动力性为基础，提高系统性的经济性。当需要强动力输出时，将两个电机一起使用，满足动力性需求拓宽了该能量转换装置的应用范围。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，交流口3通过能量转换装置与电池2形成加热电路；或者，第一直流口4通过能量转换装置与电池2形成加热电路；或者，电池2与能量转换装置形成加热电路。

其中，能量转换装置还包括与可逆PWM整流器11并联连接的储能模块，当第一直流口4连接直流供电设备时，直流供电设备、电机线圈12、可逆PWM整流器11、储能模块形成加热电路，该加热电路的加热方式为直流供电设备向能量转换装置输出电流时，该电流流经电机线圈12使电机线圈12耗电产生热量，产生的热量可以用来加热电池2或者座椅等待加热设备。

其中，当交流口3连接交流供电设备时，交流供电设备、电机线圈12、可逆PWM整流器11、储能模块形成加热电路，该加热电路的加热方式为交流供电设备向能量转换装置输出电流时，该电流流经电机线圈12使电机线圈12耗电产生热量，产生的热量可以用来加热电池2或者座椅等待加热设备。

其中，能量转换装置还包括与可逆PWM整流器11并联连接的储能模块，当第一直流口4连接直流用电设备时，直流用电设备、电机线圈12、可逆PWM整流器11、储能模块形成加热电路，该加热电路的加热方式为电池2向能量转换装置输出电流时，该电流流经电机线圈12使电机线圈12耗电产生热量，产生的热量可以用来加热电池2或者座椅等待加热设备。

其中，当交流口3连接交流用电设备时，交流用电设备、电机线圈12、可逆PWM整流器11、储能模块形成加热电路，该加热电路的加热方式为电池2向能量转换装置输出电流时，该电流流经电机线圈12使电机线圈12耗电产生热量，产生的热量可以用来加热电池2或者座椅等待加热设备。

在本实施方式中，通过使电机线圈12耗电产生热量，进而对流经电机线圈12的冷却回路中的介质进行加热，使被加热的介质通过冷却回路流经其他模块时对其他模块进行加热。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，当交流口33通过能量转换装置与电池2形成加热电路时，可逆PWM整流器11根据外部控制信号控制使交流充电电路和加热电路协同工作，或者使交流充电电路和驱动电路协同工作，或者使加热电路和驱动电路协同工作，或者使交流充电电路、加热电路以及驱动电路协同工作，或者使交流放电电路和驱动电路协同工作，或者使交流放电电路和加热电路协同工作，或者使交流放电电路、加热电路以及驱动电路协同工作；

当第一直流口4通过能量转换装置与电池2形成加热电路时，可逆PWM整流器11根据外部控制信号控制使直流充电电路和加热电路协同工作，或者使直流充电电路和驱动电路协同工作，或者使加热电路和驱动电路协同工作，或者使直流充电电路、加热电路以及驱动电路协同工作，或者使直流放电电路和驱动电路协同工作，或者使直流放电电路和加热电路协同工作，或者使直流放电电路、加热电路以及驱动电路协同工作；

当电池2与能量转换装置形成加热电路时，可逆PWM整流器11根据外部控制信号控制使驱动电路和加热电路协同工作。

在本实施方式中，利用该能量转换装置能够形成多种加热电路，使得能够在不同情况下，选择不同的加热电路进行加热，增加了该能量转换装置的应用场景，使得该能量转换装置的功能更加全面。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，可逆PWM整流器11包括K组M路桥臂，第K组路桥臂中每路桥臂的第一端和第二端分别共接并构成第K组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端，每组M路桥臂的第一汇流端与其他组M路桥臂的第一汇流端连接，每组M路桥臂的第二汇流端与其他组M路桥臂的第二汇流端连接，每个绕组单元连接分别与一组M路桥臂连接，其中，每个绕组单元的每一相绕组分别与一路桥臂的中点连接。

在本实施方式中，每组M路桥臂中的各路桥臂可以相互独立控制，以实现对电池2的充放电和电机的驱动过程。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，该能量转换装置包括第一电容模块，第一电容模块设置于每组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间，或，第一电容模块设置于其中一组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间。

为能够更清楚地理解本实施方式的内容，下面以可逆PWM整流器11包含3组3路桥臂为例，如图6所示，此时的第一电容模块可以是电容C1，或者，第一电容模块可以是电容C1、电容C21和电容C3。

在本实施方式中，通过在能量转换装置中设置第一电容模块，作为能量暂存器件，能够对可逆PWM整流器11输出的直流电进行滤波处理，还可以对电池2输入的直流电进行滤波处理，减少其他杂波对充电电路或者放电电路或者驱动电路的干扰。

第一电容模块用于放电过程中充放电能量暂存，完成充放电口电压的检测，以及充电过程中用于为直流口输入的直流电进行滤波处理，还可以为输入到直流口的直流电进行滤波处理，提升充电或放电质量。

进一步地，做为本实施例的一种实施方式，当K＝3时，可逆PWM整流器11包括第一组M₁路桥臂、第二组M₂路桥臂和第三组M₃路桥臂；

第一绕组单元N1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相绕组的相端点与第一组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，从n₁个连接点中形成T₁个中性点，从n₁个中性点引出J₁条中性线，其中，m₁≥2，n₁≥T₁≥1，T₁≥J₁≥1且n₁，m₁，T₁，J₁均为正整数。

第二绕组单元N2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相绕组的相端点与第二组M₂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，从n₂个连接点中形成以形成T₂个中性点，从T₂个中性点引出J₂条中性线，其中，m₂≥2，M₁≥m₁+m₂，n₂≥T₂≥1，T₂≥J₂≥1且n₂，T₂，m₂，M₁，J₂均为正整数。

第三绕组单元N3包括一套m₃相绕组，m₃相绕组中的每一相绕组包括n₃个线圈支路，每一相绕组的n₃个线圈支路共接形成一个相端点，m₃相绕组的相端点与第三组M₃路桥臂中m₃路桥臂的每路桥臂的中点一一对应连接，m₃相绕组中的每一相绕组的n₃个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n₃个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n₃个连接点，从n₃个连接点中形成以形成T₃个中性点，从T₃个中性点引出J₃条中性线，其中，T₃≥1，n₃≥T₃≥1，T₂≥J₃≥1，m₃≥2，M₃≥m₃且n₃，m₃，T₂，M₃，J₃均为正整数；；每一套绕组单元的所有相绕组作为一个基本单元，对每一个基本单元采用电机矢量控制都可以独立的控制电机运行。

J₁条中性线与交流口33的第一端连接，J₂条中性线与交流口33的第二端连接，J₃条中性线与交流口33的第三端连接。

如图7示出了本实施方式中电机线圈12的结构。

需要注意的是，通过控制第一绕组单元N1与交流口3连接的中性线的数量(J₁)，合理选择交流充电和交流放电中接入绕组单元的线圈支路的数量，以实现调整电机在电路中交流充电和交流放电产生的电感量和可以满足的充电电流，同理，也可以通过调整J₂和J₃的大小，调整电机线圈12产生的电感量和可以满足的充电电流。

在本实施方式中，通过控制各绕组单元引出的中性线数量，能够调整在交流充电电路或交流放电电路电机线圈12产生的电感量和可以满足的充电电流，以满足电池2和交流用电设备对功率和感量的需求。本实施例利用每套绕组单元并联数量不同的线圈支路n引出的中性线，中性线侧电机等效电感不同，中性线上通电流的能力不同，并联线圈支路n数量越少，从电机引出中性线的等效电感越大，中性线上电流纹波越小，性能越好，中性线线过电流的能力越小。每套绕组单元同一种中性线引出线方案：每套绕组单元所连接桥臂的错相位导通控制(同套绕组之间错开相位＝360/m相，)比同相位导通控制中性线上等效电感大至少三倍以上。根据充电功率和感量的需求，选择合适数量的线圈支路n并联引出，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。本专利就是利用电机绕组单元并联数量不同的线圈支路引出中性线，电机绕组等效相电感不同，中性线上通电流的能力不同；根据充电功率和感量的需求，选择合适数量的线圈支路并联引出，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，实现交直流充放电的功能。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，第一直流口4的第二端与可逆PWM整流器11中的一组M路桥臂的第二汇流端连接；J₁条中性线、J₂条中性线、J₃条中性线中的至少一者分别与第一直流口4的第一端连接；或者，J₁条中性线和交流口3的第一端形成的共接点、J₂条中性线和交流口3的第二端形成的共接点、J₃条中性线和交流口3的第三端形成的共接点中至少一个共接点分别与第一直流口4的第一端连接。

以第一直流口4与J₁条中性线和交流口3的第一端形成的共接点、J₂条中性线和交流口3的第二端形成的共接点、J₃条中性线和交流口3的第三端形成的共接点中的任意一者连接为例，如图8所示，此时，第一直流口4的第一端与交流口3和各绕组单元形成的共接点连接，充分利用电机线圈12的三套绕组单元，既满足感量的需求又可以实现大功率直流充放电。

在本实施方式中，能够利用第一直流口4对电池2进行直流充电或直流放电，或者，利用交流口3对电池进行交流充电或交流放电，实现根据不同需求选择不同的充放电口。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，J₁条中性线中的至少一条中性线与交流口3的第一端连接，J₂条中性线中的至少一条中性线与交流口3的第二端连接，J₃条中性线中的至少一条中性线与交流口3的第三端连接，J₁条中性线中的其他至少一条中性线、J₂条中性线中的其他至少一条中性线、J₃条中性线中的其他至少一条中性线分别与外部的三个直流口的第一端对应连接，外部的三个直流口的第二端均与可逆PWM整流器11中的一组M路桥臂的第二汇流端连接。

以图9所示的电路结构为例，三个直流口分别第五直流口、第六直流口、第七直流口，此时，J₁、J₂、J₃均为2，第一绕组单元N1引出的一条中性线、第二绕组单元N2引出的一条中性线、第三绕组单元N3引出的一条中性线分别与交流口3的三个端口连接，第一绕组单元N1引出的另一条中性线K4与第五直流口的第一端连接，第二绕组单元N2引出的另一条中性线与第六直流口的第一端连接，第三绕组单元N3引出的另一条中性线与第七直流口的第一端连接，第五直流口的第二端与第1组M路桥臂的第二汇流端连接，第六直流口的第二端与第2组M路桥臂的第二汇流端连接，第七直流口的第二端与第3组M路桥臂的第二汇流端连接，第五直流口分别通过开关K5、K6与电容C2的正负极相连，电容C2的正极形成第五直流口的第一端，电容C2的负极形成第五直流口的第二端，第六直流口分别通过开关K25、K26与电容C22的正负极相连，电容C22的正极形成第六直流口的第一端，电容C22的负极形成第六直流口的第二端，第七直流口分别通过开关K35、K36与电容C32的正负极相连，电容C32的正极形成第七直流口的第一端，电容C32的负极形成第七直流口的第二端，交流口3包含三个开关K7、开关K8、开关K9和交流口，交流口分别通过三个开关K7、开关K8、开关K9和交流口3的第一端、交流口3的第二端、交流口3的第三端连接。

在本实施方式中，三个直流口可以分别同时进行直流充电和/或直流放电，提升了对电池2进行充电或放电的效率，同时，还可以同时进行充电和放电过程，拓宽了该能量转换装置的应用范围。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，J₁条中性线、J₂条中性线、J₃条中性线分别与外部的三个直流口的第一端一一对应连接，第一组M₁路桥臂的第二汇流端、第二组M₂路桥臂的第二汇流端、第三组M₃路桥臂的第二汇流端分别与外部的三个直流口的第二端对应连接。

以图10所示的电路结构为例，三个直流口分别第五直流口、第六直流口、第七直流口，此时，第五直流口的第一端和交流口3的第一端共接后与第一绕组单元N1连接，第六直流口的第一端和交流口3的第二端共接后与第二绕组单元N2连接，第七直流口的第一端和交流口3的第三端共接后与第二绕组单元N2连接，第五直流口的第二端与第1组M路桥臂的第二汇流端连接，第六直流口的第二端与第2组M路桥臂的第二汇流端连接，第七直流口的第二端与第3组M路桥臂的第二汇流端连接。

在本实施方式中，三个直流口可以分别同时进行直流充电和/或直流放电，提升了对电池2进行充电或放电的效率，还可以同时进行三相、单相、直流充电和放电过程，拓宽了该能量转换装置的应用范围，。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，电池2包括第一电池，第一电池连接在三组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间；或，电池2包括第一电池和第二电池，第一电池连接在三组M路桥臂中的一组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间，第二电池连接在三组外部的其他两组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间；或，电池2包括第一电池2、第二电池、第三电池，第一电池2、第二电池、第三电池分别连接在三组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间。

以电池2包括第一电池和第二电池，第一电池连接在三组M路桥臂中的一组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间，第二电池连接在三组外部的其他两组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间为例，如图11所示，此时，第一电池可以连接在第1组3路桥臂的第一汇流端和在第1组3路桥臂的第二汇流端之间，第二电池可以连接在第2组3路桥臂的第一汇流端和在第2组3路桥臂的第二汇流端之间。

需要注意的是，在该实施方式中，电容C21可以为第二电池输入的直流电和第2组M路桥臂输出的直流电进行滤波处理，减少杂波对第二电池进行充电或放电的干扰。

在本实施方式中，能够利用一个电池或多个电池进行充电或放电，另外，当该能量转换装置还接入多个直流口时，还可以实现其中一个电池放电，其他电池充电同时进行，同时，由于采用了多个电池，可以将电池分为两部分，一部分接三相电机驱动系统，另一部分接多相电机驱动系统，将电池的性能设计成满足各自电机驱动系统性能要求，灵活布置电池的空间，可达到系统高度的冗余设计，减少汽车安全的风险，多个电池之间可以相互充放电加热，加热能量损失小，加热效率高，加热快，大大拓宽了该能量转换装置的应用范围。

为能够更加清楚地理解上述各实施方式的内容，下面以一些电路结构示例图对本实施例的工作原理进行描述。

如图12所示为本技术方案的第一电路结构示例图，能量转换装置包括可逆PWM整流器11、电机线圈12。

具体的，电机线圈12包括第一绕组单元N1、第二绕组单元N2和第三绕组单元N3，此时，第一绕组单元N1包含一套三相绕组(第一相绕组A、第二相绕组B、第三相绕组C)，每相绕组包括两个线圈支路(A1、B1、C1、A2、B2、C2)，每一相绕组中的线圈支路的第一端共接形成一个相端点(此时形成三个相端点)，三相绕组中的一个线圈支路的第二端与其他两相绕组中的线圈支路的第二端共接形成两个中性点(分别为n1和n2)，两个中性电共接后(此时为n1，也可以为n2)引出第一中性线，该第一中性线通过开关K11与交流口3的第三端连接，第二绕组单元N2包含一套三相绕组(第四相绕组U、第五相绕组V、第六相绕组W)，每相绕组包括两个线圈支路(U1、V1、W1、U2、V2、W2)，每一相绕组中的线圈支路的第一端共接形成一个相端点(此时形成三个相端点)，三相绕组中的一个线圈支路的第二端与其他两相绕组中的线圈支路的第二端共接形成两个中性点(分别为n3和n4)，两个中性点共接后(此时为n3和n4)引出第二中性线，该第二中性线通过开关K10与交流口3的第二端连接，第三绕组单元N3包含一套三相绕组(第七相绕组X、第八相绕组Y、第九相绕组Z)，每相绕组包括两个线圈支路(X1、Y1、Z1、X2、Y2、Z2)，每一相绕组中的线圈支路的第一端共接形成一个相端点(此时形成三个相端点)，三相绕组中的一个线圈支路的第二端与其他两相绕组中的线圈支路的第二端共接形成两个中性点(分别为n3和n4)，两个中性点共接后(此时为n5和n6)引出第三中性线，该第三中性线通过开关K9与交流口3的第一端连接。

可逆PWM整流器11包括一组9路桥臂，一组9路桥臂中的三路桥臂分别与第一绕组单元N1的三个相端点一一对应连接，一组6路桥臂中的另三路桥臂分别与第二绕组单元N2的三个相端点一一对应连接，一组9路桥臂中的又三路桥臂分别与第三绕组单元N3的三个相端点一一对应连接，一组9路桥臂中的各路桥臂的第一端共接形成可逆PWM整流器11的第一汇流端，一组6路桥臂中的各路桥臂的第二端共接形成可逆PWM整流器11的第二汇流端，可逆PWM整流器11的第一汇流端通过开关K1与电池2的第一端(此时为正极)连接，串联后的K2和电阻R与开关K1并联连接，可逆PWM整流器11的第二汇流端通过开关K3与电池2的第二端(此时为负极)连接，可逆PWM整流器11的第一汇流端和可逆PWM整流器11的第二汇流端之间连接电容C1。

其中，一组9路桥臂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、第五功率开关单元、第六功率开关单元、第二十一功率开关单元、第二十二功率开关单元、第二十三功率开关单元、第二十四功率开关单元、第二十五功率开关单元、第二十六功率开关单元，第三十一功率开关单元、第三十二功率开关单元、第三十三功率开关单元、第三十四功率开关单元、第三十五功率开关单元和第三十六功率开关单元，第一功率开关单元和第二功率开关单元的中点、第三功率开关单元和第四功率开关单元的中点、第五功率开关单元和第六功率开关单元的中点分别与第二绕组单元N2的三个相端点一一对应连接，第二十一功率开关单元和第二十二功率开关单元的中点、第二十三功率开关单元和第二十四功率开关单元的中点、第二十五功率开关单元和第二十六功率开关单元的中点分别与第三绕组单元N3的三个相端点一一对应连接，第三十一功率开关单元和第三十二功率开关单元的中点、第三十三功率开关单元和第三十四功率开关单元的中点、第三十五功率开关单元和第三十六功率开关单元的中点分别与第一绕组单元N1的三个想端点一一对应连接，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，第二十一功率开关单元包括第二十一上桥臂VT21和第二十一上桥二极管VD21，第二十二功率开关单元包括第二十二下桥臂VT22和第二十二下桥二极管VD22，第二十三功率开关单元包括第二十三上桥臂VT3和第二十三上桥二极管VD23，第二十四功率开关单元包括第二十四下桥臂V2T4和第二十四下桥二极管VD24，第二十五功率开关单元包括第二十五上桥臂VT25和第二十五上桥二极管VD25，第二十六功率开关单元包括第二十六下桥臂VT26和第二十六下桥二极管VD26，第三十一功率开关单元包括第三十一上桥臂VT31和第三十一上桥二极管VD31，第三十二功率开关单元包括第三十二下桥臂VT32和第三十二下桥二极管VD32，第三十三功率开关单元包括第三十三上桥臂VT33和第三十三上桥二极管VD33，第三十四功率开关单元包括第三十四下桥臂VT34和第三十四下桥二极管VD34，第三十五功率开关单元包括第三十五上桥臂VT35和第三十五上桥二极管VD35，第三十六功率开关单元包括第三十六下桥臂VT36和第三十六下桥二极管VD36,第一中性线、第二中性线、第三中性线分别通过开关K4、开关K5、开关K6连接在第一直流口的第一端，第一直流口分别通过开关K7、开关K8与电容C2的正负极相连，电容C2的正极形成第一直流口的第一端，电容C2的负极形成第一直流口的第二端。

在本电路结构示例图中，该能量转换装置中的开关K2与电阻R组成预充模块，当对电池2进行充电之前，开关K1断开，开关K2、K3闭合，R完成预充后，开关K1闭合，开关K2断开，可逆PWM整流器11再向电池2提供电源。通过R进行预充，减小了电流对电容C1的冲击，保护电路，降低了能量转换装置的故障率。

在该第一电路结构示例图中，能够同时进行交流充电、交流放电、直流充电、直流放电、驱动电路，对于直流充电电路或直流放电电路，具体地。通过控制开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8，能够选择第一直流充电电路、第一直流放电电路、第二直流充电电路、第二直流放电电路、第三直流充电电路、第三直流放电电路中的至少一种。

该能量转换装置可以工作于各种电路的实现过程如下：

当该能量转换装置处于第一驱动回路时，以利用第二绕组单元N2进行驱动为例，开关K2、开关K9、开关K10、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8断开，开关K1和开关K3闭合，电池2的正极输出直流电经过第二组桥臂将直流电逆变为交流电给第二绕组单元N2进行驱动，实现对电机的驱动过程。

当该能量转换装置处于第二驱动回路时，以利用第一绕组单元N1和第三绕组单元N3进行驱动为例，开关K2、开关K9、开关K10、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8断开，开关K1和开关K3闭合，电池2的正极输出直流电经过第一组桥臂和第三组桥臂将直流电逆变为交流电给第一绕组单元N1和第三绕组单元N3进行驱动，实现对电机的驱动过程。

当该能量转换装置处于第三驱动回路时，开关K2、开关K9、开关K10、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7和开关K8断开，开关K1和开关K3闭合，电池2的正极输出直流电经过第一组桥臂、第二组桥臂和第三组桥臂将直流电逆变为交流电给第一绕组单元N1和第三绕组单元N3进行驱动，实现对电机的驱动过程。

当该能量转换装置处于单相交流充电时，利用三个绕组单元中的任意两个绕组单元可以实现单相交流充电，以该能量转换装置利用第一绕组单元N1和第二绕组单元N2进行单相交流充电为例：

交流口3连接交流供电设备，控制开关K2、开关K3闭合，开关K1、开关K7、开关K8、开关K11、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8断开，通过电阻R完成电容C1的预充后，控制开关K2断开，开关K1、开关K9、开关K10闭合，此时，可以通过交流口3的第一端或者交流口3的第二端输出交流电，具体地，以交流口3的第二端输出交流电为例，第一功率开关单元、第二功率开关单元、第三十一功率开关单元、第三十二功率开关单元形成一个整流全桥，第三功率开关单元、第四功率开关单元、第三十三功率开关单元、第三十四功率开关单元形成一个整流全桥，第五功率开关单元、第六功率开关单元、第三十五功率开关单元、第三十六功率开关单元形成一个整流全桥，这三个整流全桥将交流电转换为直流电，控制第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第三十二功率开关单元、第三十四功率开关单元、第三十六功率开关单元导通，控制第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元、第三十一功率开关单元、第三十三功率开关单元、第三十五功率开关单元断开，此时，交流口3的第二端、第二绕组单元N2、第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第三十二功率开关单元、第三十四功率开关单元、第三十六功率开关单元、第一绕组单元N1、交流口3的第一端形成交流储能回路，控制第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元断开，第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元导通，此时交流口3的第二端、第二绕组单元N2、第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元、电池2、第三十二功率开关单元、第三十四功率开关单元、第三十六功率开关单元、第一绕组单元N1、交流口3的第一端形成交流充电释能回路，第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元输出经过升压的直流电，给电池2充电。

当该能量转换装置处于三相交流电时，三个绕组单元均需要工作，需要注意的是，此时可以是交流口3的第一端、交流口3的第二端、交流口3的第三端中的一者输出电流，电流回流输入到其他另外两者，也可以是交流口3的第一端、交流口3的第二端、交流口3的第三端中的两者输出电流，电流回流输入到其他另外一者。

具体地，以交流口3的第一端输入电流，电流回流输入到交流口3的第二端和交流口3的第三端为例：交流口3连接交流供电设备，控制开关K2、开关K3闭合，开关K1、开关K9、开关K10、开关K11、开关K4、开关K5、开关K6、开关K7、开关K8断开，通过电阻R完成电容C1的预充后，控制开关K2断开，开关K1、开关K7、开关K8、开关K9闭合，此时交流口3的第一端输入交流电，第二十一功率开关单元、第二十二功率开关单元第一功率开关单元、第二功率开关单元、第三十一功率开关单元、第三十二功率开关单元形成一个整流全桥，第二十三功率开关单元、第二十四功率开关单元、第三功率开关单元、第四功率开关单元、第三十三功率开关单元、第三十四功率开关单元形成一个整流全桥，第二十五功率开关单元、第二十六功率开关单元、第五功率开关单元、第六功率开关单元、第三十五功率开关单元、第三十六功率开关单元形成一个整流全桥，这三个整流全桥将交流电转换为直流电，控制第二十二功率开关单元、第二十四功率开关单元、第二十六功率开关单元、第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第三十二功率开关单元、第三十四功率开关单元、第三十六功率开关单元导通，控制第二十一功率开关单元、第二十三功率开关单元、第二十五功率开关单元、第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元、第三十一功率开关单元、第三十三功率开关单元、第三十五功率开关单元断开，此时，交流口3的第一端、第一绕组单元N2、第二十二功率开关单元、第二十四功率开关单元、第二十六功率开关单元、第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第三十二功率开关单元、第三十四功率开关单元、第三十六功率开关单元、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、交流口3的第二端、交流口3的第三端形成交流储能回路，控制第二十二功率开关单元、第二十四功率开关单元、第二十六功率开关单元断开，第二十一功率开关单元、第二十三功率开关单元、第二十五功率开关单元导通，此时交流口3的第一端、第一绕组单元N1、第二十一功率开关单元、第二十三功率开关单元、第二十五功率开关单元、电池2、第二十二功率开关单元、第二十四功率开关单元、第二十六功率开关单元、第三十二功率开关单元、第三十四功率开关单元、第三十六功率开关单元、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3、交流口3的第二端、交流口3的第三端形成交流充电释能回路，第二十一功率开关单元、第二十三功率开关单元、第二十五功率开关单元输出经过升压的直流电，给电池2充电。

为能够更加清楚地理解上述三相交流充电的过程，下面对三相交流充电的电流流向进行说明：

三相交流充电储能回路时，控制第二十二功率开关单元、第二十四功率开关单元、第二十六功率开关单元、第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第三十二功率开关单元、第三十四功率开关单元、第三十六功率开关单元导通，控制第二十一功率开关单元、第二十三功率开关单元、第二十五功率开关单元、第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元、第三十一功率开关单元、第三十三功率开关单元、第三十五功率开关单元断开，如图13所示，此时的电流流向为：交流口3的第一端→开关K9→第一绕组单元N1→第二十二功率开关单元、第二十四功率开关单元、第二十六功率开关单元→第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第三十二功率开关单元、第三十四功率开关单元、第三十六功率开关单元→第二绕组单元N2、第三绕组单元N3→开关K10、开关K11→交流口3的第二端、交流口3的第三端。

三相交流充电释能回路时，控制第二十二功率开关单元、第二十四功率开关单元、第二十六功率开关单元断开，第二十一功率开关单元、第二十三功率开关单元、第二十五功率开关单元导通，此时电流流向为：交流口3的第一端、开关K9、第一绕组单元N1、第二十二功率开关单元、第二十四功率开关单元、第二十六功率开关单元→开关K1→电池2的正极→电池2的负极→开关K3→第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元、第三十二功率开关单元、第三十四功率开关单元、第三十六功率开关单元→第二绕组单元N2、第三绕组单元N3→开关K10、开关K11→交流口3的第二端、交流口3的第三端。

另外，该能量转换装置还可以进行三相交流充电时，此时两套绕组单元同时工作，每套绕组所连接的的控制器桥臂之间可以采用同步相位控制方式和错位式控制方式。

当每套绕组所连接的的控制器桥臂之间采用同步相位控制方式时，进一步地，当交流口3的第L端处于电网电压正半周期时(L∈{1，2，3})，控制交流口3的第L端通过的绕组单元所连接的所有功率开关单元的下桥臂同步导通，上桥臂同步关断，并保留死区时间，进行交流口3的第L端连接的绕组单元储能；控制绕组单元所连接的所有功率开关单元的下桥臂同步关断，上桥臂同步导通，交流口3的第L端连接的绕组单元储能释放，完成电量从交流口3的第L端流向电池从其他桥臂流回交流口3，从交流口3其他端口流回电网。例如第一绕组单元N1所连接的交流口3的第二端处于电网电压正半周期时，控制第一绕组单元N1所连接的第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元同步关断，第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元同步导通，并保留死区时间，对第一绕组单元N1线圈进行储能；控制第一绕组单元N1所连接的第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元同步导通，第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元同步断开对第一绕组单元N1线圈进行储能释放，将电能从电网转移到电池。

当每套绕组所连接的的控制器桥臂之间采用错位控制方式时，进一步地，当交流口3的第L端处于电网的电压正半周期时(L∈{1，2，3})，控制交流口3的第L端通过的绕组单元所连接的所有功率开关单元的下桥臂错开120°导通，上桥臂开关波形与对应相的下桥臂互补，并保留死区时间，进行交流口3的第L端连接的绕组单元储能；控制绕组单元所连接的所有功率开关单元的下桥臂错开120°关断，上桥臂开关波形与对应相的下桥臂互补，并保留死区时间，交流口3的第L端连接的绕组单元储能释放，完成电量从交流口3的第L端流向电池从其他桥臂流回交流口3，从交流口3其他端口流回电网。例如第一绕组单元N1所连接的交流口3的第二端处于电网电压正半周期时，控制第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元错开120°导通，控制第一绕组单元N1所连接的第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元开关波形与对应相的下桥臂互补，并保留死区时间，对第一绕组单元N1线圈进行储能；控制第二功率开关单元、第四功率开关单元、第六功率开关单元错开120°关断，控制第一绕组单元N1所连接的第一功率开关单元、第三功率开关单元、第五功率开关单元开关波形与对应相的下桥臂互补，并保留死区时间，对第一绕组单元N1线圈进行储能释放，将电能从电网转移到电池。

在一些示例中，对于可逆PWM整流器11功率开关，每一套绕组单元的连接的可逆PWM整流器中桥臂控制方式可以是如下任一种或几种的组合：如选择与每一套绕组单元相连接的逆变器中至少一个一桥臂控制，灵活简单。

优选的选择每一套绕组单元相连接的控制器桥臂同相位控制方式，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，可以采用每一套绕组单元相连接的控制器桥臂错相位控制，错开的角度＝360/电机相数，比如三相桥臂错开约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。

需要注意的是，由于交流放电电路的电流流向和交流充电电路的电流流向相反，控制方法类似，此处不再赘述。

如图15示出了本实施例中，利用第四绕组单元N4进行直流充电和直流放电的第二电路结构示例图。

该第二电路结构示例图与第一电路结构示例图的区别在于，电机线圈12具有四个绕组单元，且每个绕组单元具有四个线圈支路，对应增加一组3路桥臂。具体地，可逆PWM整流器还包括三路桥臂，三路桥臂包括第四十一功率开关单元、第四十二功率开关单元、第四十三功率开关单元、第四十四功率开关单元、第四十五功率开关单元、第四十六功率开关单元，第四十一功率开关单元包括第四十一上桥臂VY41和第四十一上桥二极管VD41，第四十二功率开关单元包括第四十二下桥臂VY42和第四十二下桥二极管VD42，第四十三功率开关单元包括第四十三上桥臂VY44和第四十三上桥二极管VD44，第四十四功率开关单元包括第四十四下桥臂VY44和第四十四下桥二极管VD44，第四十五功率开关单元包括第四十五上桥臂VY45和第四十五上桥二极管VD45，第四十六功率开关单元包括第四十六下桥臂VY46和第四十六下桥二极管VD46，第四绕组单元N3包括三相线圈，形成三个相端点(分别为D、E、F)，分别与三路桥臂的中点一一对应连接。

当该第四直流口7连接直流供电设备时，控制第四十一功率开关单元、第四十三功率开关单元、第四十五功率开关单元断开，第四十二功率开关单元、第四十四功率开关单元、第四十六功率开关单元导通，第四直流口7、第四十二功率开关单元形成储能回路，第四直流口7、第四绕组单元N4、第四十四功率开关单元形成储能回路，第四直流口7、第四绕组单元N4、第四十六功率开关单元形成储能回路，控制第四十一功率开关单元、第四绕组单元N4、第四十三功率开关单元、第四十五功率开关单元导通，第四十二功率开关单元、第四十四功率开关单元、第四十六功率开关单元断开，第四直流口7、第四十一开关单元、第四绕组单元N4、电池2形成释能回路，第四直流口7、第四十三开关单元、第三绕组单元N4、电池2形成释能回路，第四直流口7、第四十五开关单元、第四绕组单元N4、电池2形成释能回路，可逆PWM整流器11输出经过升压的直流电，给电池2充电。

为更清楚理解利用第四绕组单元N4进行直流充电的工作原理，如图16示出了直流充电电路的第四绕组单元N4储能时的电流流向：控制第四十一功率开关单元、第四十三功率开关单元、第四十五功率开关单元断开，第四十二功率开关单元、第四十四功率开关单元、第四十六功率开关单元导通，直流口4的第一端输入直流电、经过第四绕组单元N4、第四十二功率开关单元、第四十四功率开关单元、第四十六功率开关单元，回流到直流口4的第二端。

如图17示出了直流充电电路的第四绕组单元N4释能时的电流流向：控制第四十一功率开关单元、第四十三功率开关单元、第四十五功率开关单元导通，第四十二功率开关单元、第四十四功率开关单元、第四十六功率开关单元断开，直流口4的第一端输入直流电，经过第四绕组单元N4、第四十一功率开关单元、第四十三功率开关单元、第四十五功率开关单元、电池2的正极、电池2的负极，回流到直流口4的第二端。

当该直流口4连接直流用电设备时，控制第四十一功率开关单元、第四十三功率开关单元、第四十五功率开关单元导通，第四十二功率开关单元、第四十四功率开关单元、第四十六功率开关单元断开，直流口4、第四绕组单元N4、第四十二功率开关单元、电池2形成储能回路，直流口4、第四绕组单元N4、第四十四功率开关单元、电池2形成储能回路，直流口4、第四绕组单元N4、第四十六功率开关单元、电池2形成储能回路，控制第四十一功率开关单元、第四十三功率开关单元、第四十五功率开关单元导通，第四十二功率开关单元、第四十四功率开关单元、第四十六功率开关单元断开，直流口4、第四绕组单元N4、第四十一开关单元形成释能回路，第四绕组单元N4、直流口4、第四十三开关单元形成释能回路，第四绕组单元N4、直流口4、第四十五开关单元形成释能回路，第四绕组单元N4输出经过降压的直流电，以给交流用电设备供电。

需要注意的是，由于直流放电电路和直流充电电路的电流流向相反，此处不再赘述。

如图18示出了本实施例的第三电路结构示例图，该第三电路结构示例图与第一电路结构示例图的区别在于，第三电路结构示例图中没有第一直流口4，而设置了第八直流口、电感L和与第七功率开关单元、第八功率开关单元串联形成的桥臂，通过第八直流口、电感L和与第七功率开关单元、第八功率开关单元串联形成的桥臂，能够对第八直流口输入的直流电进行降压，并给电池2充电，DC/DC调压装置由电感L和与第七功率开关单元、第八功率开关单元串联形成的桥臂构成，根据电池电压等级，选择性的在电池和可逆PWM整流器之间串联DC/DC调压装置，DC/DC调压装置用于对单相或者三相交流电整流后母线电压进行调节，来对低电压等级的电池进行充电控制。

具体地，第八直流口输入直流电，切换第八功率开关单元断开，第七功率开关单元导通，此时，第八直流口、电感L、第七功率开关单元、电池形成储能回路，电感L完成储能，切换第八功率开关单元导通，第七功率开关单元断开，此时，第八功率开关单元、电感L、电池2形成释能回路，电感L释能，第八功率开关单元输出经过降压的直流电，给电池2充电。

需要注意的是，如图10所示，该能量转换装置还可以包括电感L1和/或电感L2和/或电感L3，电感L1连接在交流口33的第一端和第一绕组单元N1之间，电感L2连接在交流口33的第二端和第二绕组单元N2之间，电感L3连接在交流口33的第三段和第三绕组单元N3之间。

通过在该能量转换装置中设置电感L1和/或电感L2和/或电感L3，能够提高交流充电电路和交流放电电路中的电感量，有利于降低充放电过程中的电流纹波。

需要注意的是，在直流口的第一端或者第二端也可以设置电感，以增加电感量，提升直流充电电路或者直流放电电路中的电感量，有利于降低充放电过程中的电流纹波。

在第三电路结构示例图中，能够同时利用交流口3和第八直流口实现对电池2的充电和放电，还可以实现利用其中一个充放电口进行充电，另一个充放电口进行放电。

需要注意的是，本实施例中所提及的“充放电口”，可以是“交流口3”，也可以是“直流口”，此处不做具体限制。

如图19示出了本实施例的第四电路结构示例图，该第四电路结构示例图与第一电路结构示例图的区别在于，该能量转换装置还包括第五直流口、第六直流口、第七直流口，此时，可以分别通过第五直流口、第六直流口、第七直流口进行直流充电或者直流放电，也可以同时利用第五直流口、第六直流口、第七直流口进行直流充电或者直流放电，或利用至少其中一个直流口进行直流放电，利用其他至少一个直流口进行直流充电。

另外，在该第四电路结构示例图中，第一绕组单元N1和第二绕组单元N2中各个绕组中存在两个线圈支路，第三绕组单元N3中各个绕组存在四个线圈支路，因此，在本实施例中，各个绕组中的线圈支路不必相等，可以根据需求设定不同数量的线圈支路。

如图20示出了本实施例的第五电路结构示例图，该第五电路结构示例图与第四电路结构示例图的区别在于，该能量转换装置中未设置第七直流口，因此仅能利用两个直流口进行充电或者放电，第五直流口和第六直流口均可以选择第一直流充电电路、第二直流充电电路、第一直流放电电路、第二直流放电电路中的任意一种。

如图21示出了本实施例的第六电路结构示例图，该第六电路结构示例图与第五电路结构示例图的区别在于，该能量转换装置中未设置第六直流口，因此仅能利用一个直流口进行充电或者放电，第五直流口可以选择第一直流充电电路、第二直流充电电路、第一直流放电电路、第二直流放电电路中的任意一种。

在本实施例中，通过采用包括可逆PWM整流器11、电机线圈12的能量转换装置，该能量转换装置接入外部的交流口33、各直流口和电池2后，使得该能量转换装置能够进行直流充电、直流放电、交流放电、交流充电、驱动电路，还可以利用多个直流口同时进行直流充电和/或直流放电，还可以利用直流口和交流口33同时进行交流充电或交流放电，和/或，直流充电或直流放电，同时，在这些电路中均采用可逆PWM整流器11以及电机线圈12，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2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。此外，在电机线圈11中的每相线圈中设置多相线圈支路，并使多相线圈中的部分线圈支路或者全部线圈支路分别构成第一绕组单元N1、第二绕组单元N2和第三绕组单元N3，增大了使用时的感量，能够充分利用电机绕组电感，增加电机的等效串联感量，扩展电机的功能，减少现有的功能器件，降低整车的成本，成本低，兼容性好。

本申请第二实施例提供一种能量转换装置，如图22所示，包括：

可逆PWM整流器11，可逆PWM整流器11的各个桥臂的第一端共接形成第一汇流端，可逆PWM整流器11的各个桥臂的第二端共接形成第二汇流端；

电机线圈12，其包括第一绕组单元N1、第二绕组单元N2和第三绕组单元N3，第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3分别与可逆PWM整流器11连接；

充放电连接端组81，其包括第一充放电连接端、第二充放电连接端和第三充放电连接端，第一充电放电连接端、第二充放电连接端、第三充放电连接端分别与第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3一一对应连接。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，充放电连接端组81还包括第四充放电连接端和第五充放电连接端，第五充放电连接端与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接；

第四充放电连接端分别与第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3连接；

或者，第四充放电连接端与第一绕组单元N1或第二绕组单元N2或第三绕组单元N3连接；

或者，第四充放电连接端分别与三个绕组单元中的任意两个绕组单元连接。

进一步地，作为本实施例的一种实施方式，充放电连接端组81还包括第六充放电连接端、第七充放电连接端、第八充放电连接端和第九充放电连接端，第六充放电连接端、第七充放电连接端、第八充放电连接端分别与第一绕组单元N1、第二绕组单元N2、第三绕组单元N3一一对应连接，第九充放电连接端与可逆PWM整流器11的第二汇流端连接。

其中，充放电连接端组81用于连接外部的充电口，本实施例的具体工作方式请参照第一实施例，在此不再赘述。

在本实施例中，根据电池电压等级，选择性的在电池和可逆PWM整流器之间串联DC/DC调压装置，DC/DC调压装置用于对单相或者三相交流电整流后母线电压进行调节，来对低电压等级的电池进行充电控制，DC/DC调压装置，包含开关、电感、一个双向桥臂，双向桥臂包括两个功率开关单元，连接关系：电池正极连接开关第一端，开关第二端连接电感第一端，电感第二端连接双向桥臂中点，双向桥臂第一端连接电容C2的正极，双向桥臂第三端连接电容C2的负极。

本申请的第三实施例提供一种车辆，电动汽车还包括上述第一实施例提供的能量转换装置，或第二实施例提供的能量转换装置。

如图23所示，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。

当该车辆处于非加热模式时：通过四通阀切换将电池系统的冷却液和电机系统的冷却液隔离开来，无论单电机工作还是双电机、三电机工作，电机系统的冷却液走A回路，电池的冷却系统走单独的A回路，电驱系统冷却液给电机、电控散热，空调系统热换板给电池系统散热，这样控制的好处是只有一个电机工作时，另一个或者两个电机里面也有冷却液流过，可以增加一部分散热；优选的将主要工作的电机系统布置在电控1和电机1布置在散热器后的位置，电控1在电机1的前面，电控2和电机2布置在散热器后的位置，电控2在电机2的前面，可以达到主电机驱动系统1和2较好的散热效果。

当利用单电机进行加热时，如图23所示，单电机系统1加热时：通过三通阀2的切换，第3电驱系统的冷却液走C通道流过，屏蔽掉电机驱动系统3，避免电机驱动系统3散失热量，通过三通阀1的切换，使冷却液走B通道流过，将散热器屏蔽掉，避免热量损失，通过四通阀的切换使冷却液走B通道流过，冷却液流入电池包冷却回路来给电池加热，再通过四通阀的另一边B通道流回电机驱动系统。

当利用双电机进行加热时，如图24所示，通过三通阀2的切换，使冷却液走D通道流过，通过三通阀1的切换，使冷却液走B通道流过，将散热器屏蔽掉，启动电控系统1的水泵，通过四通阀的切换使冷却液走B通道流过，冷却液流入电池包冷却回路来给电池加热，再通过四通阀的另一边B通道流回电机驱动系统，这样电机驱动系统1和电机驱动系统3双电机产热，加热的冷却液流入了电池包冷却液回路；电机驱动系统2处于不流通状态。或者双电机系统加热时使用电机驱动系统1和电机驱动系统2，通过三通阀2的切换，第3电驱系统的冷却液走C通道流过，电机驱动系统3处于不流通状态或者双电机系统加热时使用电机驱动系统2和电机驱动系统3，电机驱动系统1处于不流通状态。其中电机驱动系统1和电机驱动系统2回流接有单相流通阀，反向流通会自动关闭。

当利用三电机进行加热时，如图25所示，通过三通阀2的切换，使冷却液走D通道流过，通过三通阀1的切换，使冷却液走B通道流过，将散热器屏蔽掉，启动电控系统1和2的水泵，通过四通阀的切换使冷却液走B通道流过，冷却液流入电池包冷却回路来给电池加热，再通过四通阀的另一边B通道流回电机驱动系统，这样电机驱动系统1、电机驱动系统2和电机驱动系统3三电机产热，加热的冷却液流入了电池包冷却液回路。

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 (26)

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、第二绕组单元和第三绕组单元，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、所述第三绕组单元连接；

外部的交流口通过所述能量转换装置与电池形成交流充电电路或者交流放电电路；其中，所述交流口的第一端、第二端、第三端分别与所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元一一对应连接，所述电池的第一端与所述可逆PWM整流器的第一汇流端连接，所述电池的第二端与所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接。

2.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述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、所述第三绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成交流充电电路，或者，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第三绕组单元、所述第二绕组单元、所述第一绕组单元与所述交流口形成交流放电电路。

3.如权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，当所述交流口连接交流供电设备时，所述交流供电设备、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元、所述可逆PWM整流器、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、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元、所述可逆PWM整流器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、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成交流充电释能回路。

4.如权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，当所述交流口连接交流用电设备时，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元、所述交流用电设备形成交流放电储能回路，所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述交流用电设备形成交流放电释能回路。

5.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元处于一个或两个或三个电机中。

6.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，能量转换装置包括至少一个电机，每个电机的电机线圈中包含至少一个绕组单元，其中，每三个绕组单元与外部的一个交流口、所述可逆PWM整流器、所述电池形成一个三相和单相结合的交流充电电路或交流放电电路。

7.如权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，外部的第一直流口通过所述能量转换装置中的所述电机线圈中的一绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第一直流充电电路，或者，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述电机线圈中的一绕组单元与所述第一直流口形成第一直流放电电路；其中，所述第一直流口的第一端与所述电机线圈中的一绕组单元连接，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。

8.如权利要求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、所述电机线圈中的一绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成第一直流充电电路，所述直流供电设备、所述电机线圈中的一绕组单元、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、所述电机线圈中的一绕组单元、所述可逆PWM整流器、所述电池形成第一直流充电释能回路。

9.如权利要求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、所述电机线圈中的一绕组单元、所述直流用电设备形成第一直流放电电路，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述电机线圈中的一绕组单元、所述直流用电设备形成第一直流放电储能回路，所述可逆PWM整流器、所述电机线圈中的一绕组单元、所述直流用电设备形成第一直流放电释能回路。

10.如权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，所述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，所述电池与所述能量转换装置形成加热电路。

11.如权利要求10所述的能量转换装置，其特征在于，当所述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和驱动电路协同工作，或者使所述加热电路和所述驱动电路协同工作，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和所述驱动电路协同工作，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直流充电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述直流充电电路和所述驱动电路协同工作，或者使所述加热电路和所述驱动电路协同工作，或者使所述直流充电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作，或者使所述直流放电电路和所述加热电路协同工作，或者使所述直流放电电路和所述驱动电路协同工作，或者使所述直流放电电路、所述加热电路以及所述驱动电路协同工作；

当所述电池与所述能量转换装置形成加热电路时，所述可逆PWM整流器根据外部控制信号控制使所述驱动电路和所述加热电路协同工作。

12.如权利要求2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中的所述电机线圈中的任两个绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第二直流充电电路，或者，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述电机线圈中的任两个绕组单元、所述第二直流口形成第二直流放电电路；其中，所述第二直流口的第一端分别与所述电机线圈中的任两个绕组单元连接，所述第二直流口的第二端与所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接。

13.如权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，外部的第三直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、所述第三绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第三直流充电电路，或者，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、所述第三绕组单元与所述第三直流口形成第三直流放电电路；其中，所述第三直流口的第一端分别与所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元连接，所述第三直流口的第二端与所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接。

14.如权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述电机线圈还包括三个以上的绕组单元，每个所述绕组单元与所述可逆PWM整流器连接，外部的多个直流口通过所述能量转换装置与所述电池分别形成直流充电电路或直流放电电路；其中，每个直流口的第一端分别与所述电机线圈中的一个绕组单元对应连接，每个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。

15.如权利要求1至12任意一项所述的能量转换装置，其特征在于，所述电机线圈还包括第四绕组单元，所述第四绕组单元与所述可逆PWM整流器连接，外部的第四直流口通过所述能量转换装置中的第四绕组单元、所述可逆PWM整流器与所述电池形成第四直流充电电路，或者，所述电池、所述可逆PWM整流器、所述第四绕组单元、所述第四直流口形成第四直流放电电路；其中，所述第四直流口的第一端与所述第四绕组单元连接，所述第四直流口的第二端与所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接。

16.如权利要求1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M路桥臂，所述K组M路桥臂中每路桥臂的第一端和第二端分别共接并构成所述K组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端，每组M路桥臂的第一汇流端与其他组M路桥臂的第一汇流端连接，每组M路桥臂的第二汇流端与其他组M路桥臂的第二汇流端连接，每个绕组单元连接分别与一组M路桥臂连接，其中，每个绕组单元的每一相绕组分别与一路桥臂的中点连接。

17.如权利要求16所述的能量转换装置，其特征在于，还包括第一电容模块，所述第一电容模块设置于所述每组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间，或，所述第一电容模块设置于所述其中一组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间。

18.如权利要求16所述的能量转换装置，其特征在于，当K＝3时，所述可逆PWM整流器包括第一组M₁路桥臂、第二组M₂路桥臂和第三组M₃路桥臂；

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第一组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，从n₁个连接点中形成T₁个中性点，从所述T₁个中性点引出J₁条中性线，其中，m₁≥2，n₁≥T₁≥1，T₁≥J₁≥1且n₁，m₁，T₁，J₁均为正整数；

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第二组M₂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，从n₂个连接点中形成以形成T₂个中性点，从所述T₂个中性点引出J₂条中性线，其中，m₂≥2，M₁≥m₁+m₂，n₂≥T₂≥1，T₂≥J₂≥1且n₂，T₂，m₂，M₁，J₂均为正整数；

所述第三绕组单元包括一套m₃相绕组，所述m₃相绕组中的每一相绕组包括n₃个线圈支路，每一相绕组的n₃个线圈支路共接形成一个相端点，所述m₃相绕组的相端点与所述第三组M₃路桥臂中m₃路桥臂的每路桥臂的中点一一对应连接，所述m₃相绕组中的每一相绕组的n₃个线圈支路中的一个线圈支路还分别与其他相绕组中的n₃个线圈支路中的一个线圈支路连接，以形成n₃个连接点，从n₃个连接点中形成以形成T₃个中性点，从所述T₃个中性点引出J₃条中性线，其中，T₃≥1，n₃≥1，m₃≥2，M₃≥m₃，n₃≥J₃≥1且n₃，m₃，T₂，M₃，J₃均为正整数；每一套绕组单元的所有相绕组作为一个基本单元，对每一个基本单元采用电机矢量控制都可以独立的控制电机运行;

所述J₁条中性线与所述交流口的第一端连接，所述J₂条中性线与所述交流口的第二端连接，所述J₃条中性线与所述交流口的第三端连接。

19.如权利要求18所述的能量转换装置，其特征在于，外部的第一直流口的第二端与所述可逆PWM整流器中的一组M路桥臂的第二汇流端连接；

所述J₁条中性线、所述J₂条中性线、所述J₃条中性线中的至少一者分别与外部的第一直流口的第一端连接；

或者，所述J₁条中性线和所述交流口的第一端形成的共接点、所述J₂条中性线和所述交流口的第二端形成的共接点、所述J₃条中性线和所述交流口的第三端形成的共接点中的至少一个共接点分别与外部的第一直流口的第一端连接。

20.如权利要求18所述的能量转换装置，其特征在于，所述J₁条中性线中的至少一条中性线与所述交流口的第一端连接，所述J₂条中性线中的至少一条中性线与所述交流口的第二端连接，所述J₃条中性线中的至少一条中性线与所述交流口的第三端连接，所述J₁条中性线中的其他至少一条中性线、所述J₂条中性线中的其他至少一条中性线、所述J₃条中性线中的其他至少一条中性线分别与外部的三个直流口的第一端对应连接，外部的三个直流口的第二端均与所述可逆PWM整流器中的一组M路桥臂的第二汇流端连接。

21.如权利要求18所述的能量转换装置，其特征在于，所述J₁条中性线、所述J₂条中性线、所述J₃条中性线分别与外部的三个直流口的第一端一一对应连接，所述第一组M₁路桥臂的第二汇流端、所述第二组M₂路桥臂的第二汇流端、所述第三组M₃路桥臂的第二汇流端分别与外部的三个直流口的第二端对应连接。

22.如权利要求18至21任意一项所述的能量转换装置，其特征在于，所述电池包括第一电池，所述第一电池连接在三组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间；

或，所述电池包括第一电池和第二电池，所述第一电池连接在所述三组M路桥臂中的一组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间，所述第二电池连接在所述三组外部的其他两组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间；

或，所述电池包括第一电池、第二电池、第三电池，所述第一电池、所述第二电池、所述第三电池分别连接在所述三组M路桥臂的第一汇流端和第二汇流端之间。

23.一种能量转换装置，其特征在于，包括：

可逆PWM整流器，所述可逆PWM整流器的各个桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述可逆PWM整流器的各个桥臂的第二端共接形成第二汇流端；

电机线圈，其包括第一绕组单元、第二绕组单元和第三绕组单元，所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元分别与所述可逆PWM整流器连接；

充放电连接端组，其包括第一充放电连接端、第二充放电连接端和第三充放电连接端，所述第一充放电连接端、所述第二充放电连接端、所述第三充放电连接端分别与所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元一一对应连接。

24.如权利要求23所述的能量转换装置，其特征在于，所述充放电连接端组还包括第四充放电连接端和第五充放电连接端，所述第五充放电连接端与所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接；

所述第四充放电连接端分别与所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元连接；

或者，所述第四充放电连接端与所述第一绕组单元或所述第二绕组单元或所述第三绕组单元连接；

或者，所述第四充放电连接端分别与三个绕组单元中的任意两个绕组单元连接。

25.如权利要求23所述的能量转换装置，其特征在于，所述充放电连接端组还包括第六充放电连接端、第七充放电连接端、第八充放电连接端和第九充放电连接端，所述第六充放电连接端、所述第七充放电连接端、所述第八充放电连接端分别与所述第一绕组单元、所述第二绕组单元、所述第三绕组单元一一对应连接，所述第九充放电连接端与所述可逆PWM整流器的第二汇流端连接。

26.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1至25任意一项所述的能量转换装置。

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