CN113991795A - 车载电池充电电路及方法 - Google Patents

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CN113991795A CN202111317791.7A CN202111317791A CN113991795A CN 113991795 A CN113991795 A CN 113991795A CN 202111317791 A CN202111317791 A CN 202111317791A CN 113991795 A CN113991795 A CN 113991795A
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phase
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刘泽
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Abstract

本发明公开了一种车载电池充电电路及方法，属于充电控制技术领域。本发明所述车载电池充电电路包括：三相桥臂电路、电控开关电路、电机及控制单元，三相桥臂电路中每一相桥臂的中点与对应的电机的线圈连接，电控开关电路的第一端与外部充电设备的正极连接，电控开关电路的第二端连接于三相桥臂电路中对应的桥臂的中点，控制单元根据电机的转子角度控制电控开关电路的导通与关断，控制单元根据电控开关电路的导通与关断控制三相桥臂电路的导通与关断，本发明通过根据电机的转子角度控制合适电控开关电路及三相桥臂电路对应导通，减少升压设备成本及充电开始和结束时的抖动，利用电机线圈实现升压功能，减少升压设备成本，提升用户充电时的体验。

Description

车载电池充电电路及方法
技术领域
本发明涉及充电控制技术领域，尤其涉及一种车载电池充电电路及方法。
背景技术
随着国家对环保和能源问题的日益关注，新能源电动汽车的发展逐步加快。客户在使用过程中对电池充电的适应电压范围及充电速度要求也越来越高。目前，市面上已有的充电桩电压等级基本在500V以及700V两个平台，整车为了满足快充等需求，需要提升电池电压至800V以上，因此部分的充电桩无法满足整车的充电电压等级需求，需要额外增加高压直流转换(DC/DC)功能设备，提高车辆充电成本，降低用户的使用感。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种车载电池充电电路及方法，旨在解决现有技术充电方案需要额外增加高压直流转换功能设备，提高车辆充电成本的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种车载电池充电电路，所述车载电池充电电路包括：三相桥臂电路、电控开关电路、电机及控制单元，其中，
所述三相桥臂电路的正极与车载电池的正极连接，所述三相桥臂电路的负极与所述车载电池的负极、外部充电设备的负极连接，所述三相桥臂电路中每一相桥臂的中点与对应的所述电机的线圈连接；
所述电控开关电路的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述电控开关电路的第二端连接于所述三相桥臂电路中对应的桥臂的中点；
所述控制单元在接收到充电指令时，根据所述电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通与关断控制所述三相桥臂电路的导通与关断。
可选地，所述电控开关电路包括多个控制开关，所述控制单元根据所述电机的转子角度选择任一所述控制开关的导通与关断。
可选地，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关和第二控制开关，其中，所述第一控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接。
可选地，所述电控开关电路还包括第三控制开关，其中，所述第三控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第三控制开关的第二端与所述第三相桥臂的中点连接。
可选地，所述第一控制开关、所述第二控制开关及所述第三控制开关为继电器。
此外，本发明还提供一种车载电池充电方法，所述车载电池充电方法应用于如上文所述车载电池充电电路，所述车载电池充电电路包括：三相桥臂电路、电控开关电路、电机及控制单元；
所述车载电池充电的方法，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通；
所述电机的线圈将外部充电设备输入的电压进行升压；
所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，所述电机的线圈将经过升压后的电压通过所述三相桥臂电路输送至车载电池。
可选地，所述控制单元存储有判断转子角度位置区间的第一相位、第二相位和第三相位，所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，将所述转子的零点位置与所述第一相位或者所述第二相位或者所述第三相位相对齐；
判断当前电机的转子角度落入所述第一相位、所述第二相位与第三相位之间的位置区间，根据所述位置区间控制所述电控开关电路的导通与关断。
可选地，所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通，包括：
所述控制单元在升压过程中根据所述电控开关电路的导通位置，控制所述三相桥臂电路其中一相桥臂电路的下桥导通，上桥关断；
所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，包括：
所述控制单元在充电过程中控制所述一相桥臂电路的下桥关断，上桥导通。
可选地，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关和第二控制开关，其中，所述第一控制开关的第一端与外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接；
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述第一控制开关的导通，控制所述第二控制开关关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通，包括：
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述第二相桥臂的下桥导通，所述第二相桥臂的上桥关断；
所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，包括：
所述控制单元控制所述第二相桥臂的下桥关断，所述第二相桥臂的上桥导通。
可选地，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关和第二控制开关时，其中，所述第一控制开关的第一端与外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接；
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述第二控制开关的导通，控制所述第一控制开关关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通，包括：
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述第一相桥臂的下桥导通，所述第一相桥臂的上桥关断；
所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，包括：
所述控制单元控制所述第一相桥臂的下桥关断，所述第一相桥臂的上桥导通。
可选地，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关，其中，所述第一控制开关的第一端与外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接；所述第三控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第三控制开关的第二端与所述第三相桥臂的中点连接；
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述第三控制开关的导通，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通，包括：
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述第一相桥臂的下桥导通，所述第一相桥臂的上桥关断；
所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，包括：
所述控制单元控制所述第一相桥臂的下桥关断，所述第一相桥臂的上桥导通。
本发明所述车载电池充电电路包括：三相桥臂电路、电控开关电路、电机及控制单元，三相桥臂电路的正极与车载电池的正极连接，三相桥臂电路的负极与车载电池的负极、外部充电设备的负极连接，三相桥臂电路中每一相桥臂的中点与对应的电机的线圈连接，电控开关电路的第一端与外部充电设备的正极连接，电控开关电路的第二端连接于三相桥臂电路中对应的桥臂的中点，控制单元在接收到充电指令时，根据电机的转子角度控制电控开关电路的导通与关断，控制单元根据电控开关电路的导通与关断控制三相桥臂电路的导通与关断，本发明通过根据电机的转子角度控制合适电控开关电路及三相桥臂电路对应导通，减少升压设备成本及充电开始和结束时的抖动，利用电机线圈实现升压功能，减少升压设备成本，提升用户充电时的体验。
附图说明
图1为本发明车载电池充电电路第一实施例的结构示意图；
图2为本发明车载电池充电电路一实施例的电机转子角度示意图；
图3为本发明车载电池充电方法第一实施例的流程示意图；
图4为本发明车载电池充电方法三相电压矢量关系示意图；
图5为本发明车载电池充电方法第一角度子区间的矢量关系示意图；
图6为本发明车载电池充电方法第一角度子区间的电流路径示意图；
图7为本发明车载电池充电方法第二角度子区间的矢量关系示意图；
图8为本发明车载电池充电方法第二角度子区间的电流路径示意图；
图9为本发明车载电池充电方法第三角度子区间的矢量关系示意图；
图10为本发明车载电池充电方法第三角度子区间的电流路径示意图；
图11为本发明车载电池充电方法第四角度子区间的矢量关系示意图；
图12为本发明车载电池充电方法第四角度子区间的电流路径示意图；
图13为本发明车载电池充电方法第五角度子区间的矢量关系示意图；
图14为本发明车载电池充电方法第五角度子区间的电流路径示意图；
图15为本发明车载电池充电方法第六角度子区间的矢量关系示意图；
图16为本发明车载电池充电方法第六角度子区间的电流路径示意图。
附图标号说明：
标号 名称 标号 名称
10 三相桥臂电路 U 第一相桥臂
20 电控开关电路 V 第二相桥臂
30 电机 W 第三相桥臂
40 车载电池 VT1～VT6 第一至第六开关管
50 外部充电设备 VD1～VD6 第一至第六二极管
C1 电容 R1～R5 第一至第五控制开关
+ 正极 - 负极
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明车载电池充电电路第一实施例的结构示意图。
所述车载电池充电电路包括：三相桥臂电路、电控开关电路、电机及控制单元，其中，
所述三相桥臂电路的正极与车载电池的正极连接，所述三相桥臂电路的负极与所述车载电池的负极、外部充电设备的负极连接，所述三相桥臂电路中每一相桥臂的中点与对应的所述电机的线圈连接；
所述电控开关电路的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述电控开关电路的第二端连接于所述三相桥臂电路中对应的桥臂的中点；
所述控制单元在接收到充电指令时，根据所述电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断。
可以理解的是，电控开关电路接收到充电指令表示检测到可以开始充电。电控开关电路可获取电机的转子角度，如图2，其中，S表示磁铁南极，N表示磁铁北极，以电机的零点方向为横坐标建立坐标轴，横坐标方向与磁铁南极所在方向的夹角α表示电机的转子角度。通过采用旋变传感器可检测电机的转子角度。
易于理解的是，通过判断转子角度所在的位置区间，可以根据位置区间确定电控开关电路中一控制开关的导通与关断，进一步满足充电启动条件。
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通与关断控制所述三相桥臂电路的导通与关断。
易于理解的是，控制单元根据所述转子角度控制所述转子角度对应电控开关电路中一控制开关的导通与关断，进一步根据电控开关电路中一控制开关的导通与关断控制三相桥臂电路中一相桥臂电路的开关(开关管)的导通与关断，一相桥臂电路的开关(开关管)可以全部导通或者部分导通，也可以全部关断或者部分关断。
可以理解的是，当电控开关电路的控制开关及转子角度对应一相桥臂电路的开关(开关管)均闭合时，电机可通过电机线圈(电感)将外部充电设备输入的低压充电电压转换为高压充电电压。其中，利用电机电感和开关元件实现升压功能，能够减少额外升压设备成本，以适用于不同电压进行充电，且可减小充电时的电机温升及转矩。同时，根据电机的转子实际停留的位置选择合适的两相电感进行充电，可极大减小充电开始和结束时的抖动，提升用户充电时的体验。
需要说明的是，整车充电过程中，若只采用电机一相电感进行充电，充电效率不高且电机发热严重，增加了整机的散热负担，在较高温度情况下长期使用，会降低器件的寿命和可靠性。若只单纯的利用电机两相电感进行充电，无对应设置的开关元件，若电机停止的位置与两相电感形成的磁链位置相差过大，则会在充电的开始或结束有一个较大的抖动，降低用户的使用感。
易于理解的是，电机将高压充电电压输出至三相桥臂电路，三相桥臂电路的其中一相桥臂电路的开关(开关管)导通后，再将高压充电电压输出至车载电池。
本实施例所述车载电池充电电路包括：三相桥臂电路、电控开关电路、电机及控制单元，三相桥臂电路的正极与车载电池的正极连接，三相桥臂电路的负极与车载电池的负极、外部充电设备的负极连接，三相桥臂电路中每一相桥臂的中点与对应的电机的线圈连接，电控开关电路的第一端与外部充电设备的正极连接，电控开关电路的第二端连接于三相桥臂电路中对应的桥臂的中点，控制单元在接收到充电指令时，根据电机的转子角度控制电控开关电路的导通与关断，控制单元根据电控开关电路的导通与关断控制三相桥臂电路的导通与关断，本实施例通过根据电机的转子角度位置控制合适电控开关电路及三相桥臂电路对应导通，减少升压设备成本及充电开始和结束时的抖动，利用电机线圈实现升压功能，减少升压设备成本，提升用户充电时的体验。
进一步，所述电控开关电路包括多个控制开关，所述控制单元根据所述电机的转子角度选择任一所述控制开关的导通与关断。
易于理解的是，控制单元通过判断转子角度所在的位置区间，可以根据位置区间确定电控开关电路中对应的一个控制开关，并控制对应控制开关的导通与关断。
所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关和第二控制开关，其中，所述第一控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接。
在具体实现中，所述第一相桥臂包括：第一开关管、第二开关管、第一二极管及第二二极管；所述第一开关管的发射极分别与所述第一二极管的阳极及所述电机的第一端连接，所述第一开关管的集电极与所述第一二极管的阴极连接；所述第二开关管的集电极分别与所述第二二极管的阴极及所述电机的第一端连接，所述第二开关管的发射极与所述第二二极管的阳极连接。
所述第二相桥臂包括：第三开关管、第四开关管、第三二极管及第四二极管；所述第三开关管的发射极分别与所述第三二极管的阳极及所述电机的第二端连接，所述第三开关管的集电极与所述第三二极管的阴极连接；所述第四开关管的集电极分别与所述第四二极管的阴极及所述电机的第二端连接，所述第四开关管的发射极与所述第四二极管的阳极连接。
所述第三相桥臂包括：第五开关管、第六开关管、第五二极管及第六二极管；所述第五开关管的发射极分别与所述第五二极管的阳极及所述电机的第三端连接，所述第五开关管的集电极与所述第五二极管的阴极连接；所述第六开关管的集电极分别与所述第六二极管的阴极及所述电机的第三端连接，所述第六开关管的发射极与所述第六二极管的阳极连接。
易于理解的是，第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管及第六开关管具体可为绝缘栅双极型晶体管(IGBT管)，第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管及第六二极管具体可为续流二极管。每一相开关子电路均可以包括两个开关管和两个二极管，通过控制开关管的导通或断开实现开关功能，控制单元通过选择合适的充电线路进行导通，提高充电效率。
车载电池充电电路还包括电容；所述电容的第一端与所述车载电池的正极连接，所述电容的第二端与所述车载电池的负极连接。
可以理解的是，电容为车载电池充电电路的滤波电容，用于对高压充电电压进行滤波，以滤除电压信号中的杂波。
所述电控开关电路还包括第三控制开关，其中，所第三控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第三控制开关的第二端与所述第三相桥臂的中点连接。
所述第一控制开关、所述第二控制开关及所述第三控制开关为继电器。
易于理解的是，电控开关电路包括第一控制开关、第二控制开关及第三控制开关，第一控制开关、第二控制开关及第三控制开关可为继电器等具有开关功能的设备，控制单元根据所述电机的转子角度选择第一控制开关、第二控制开关及第三控制开关中的一个控制开关的导通与关断。
本实施例电控开关电路包括第一控制开关、第二控制开关及第三控制开关，三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，每一相桥臂分别包括两个开关管及两个二极管共同实现开关功能，第一控制开关、第二控制开关及第三控制开关均为继电器，通过各个开关元件的协同作用，选择合适的线路导通，实现开关功能，减少升压设备成本。
本发明实施例提供了一种车载电池充电方法，参考图3，图3为本发明车载电池充电方法第一实施例的流程示意图。
所述车载电池充电方法应用于如上文所述车载电池充电电路。
本实施例中，所述车载电池充电方法包括以下步骤：
步骤S10：所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断。
可以理解的是，电控开关电路接收到充电指令表示检测到可以开始充电。电控开关电路可获取电机的转子角度，通过判断转子角度所在的位置区间，可以根据位置区间确定电控开关电路中的一控制开关的导通与关断，进一步满足充电启动条件。
步骤S20：所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通。
易于理解的是，控制单元根据所述转子角度控制所述转子角度对应电控开关电路中一控制开关的导通与关断，进一步根据电控开关电路中一控制开关的导通与关断控制三相桥臂电路中一相桥臂电路的开关的导通与关断，一相桥臂电路的开关可以全部导通或者部分导通，也可以全部关断或者部分关断。
步骤S30：所述电机的线圈将外部充电设备输入的电压进行升压。
可以理解的是，当电控开关电路的开关及转子角度对应一相桥臂电路的开关(开关管)均闭合时，电机可通过电机线圈(电感)将外部充电设备输入的低压充电电压转换为高压充电电压。其中，利用电机电感和开关元件实现升压功能，能够减少额外升压设备成本，以适用于不同电压进行充电，且可减小充电时的电机温升及转矩。同时，根据电机实际停留的位置选择合适的两相电感进行充电，可极大减小充电开始和结束时的抖动，提升用户充电时的体验。
需要说明的是，整车充电过程中，若只采用电机一相电感进行充电，充电效率不高且电机发热严重，增加了整机的散热负担，在较高温度情况下长期使用，会降低器件的寿命和可靠性。若只单纯的利用电机两相电感进行充电，无对应设置的开关元件，若电机停止的位置与两相电感形成的磁链位置相差过大，则会在充电的开始或结束有一个较大的抖动，降低用户的使用感。
步骤S40：所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，所述电机的线圈将经过升压后的电压通过所述三相桥臂电路输送至车载电池。
易于理解的是，控制单元改变三相桥臂电路的其中一相桥臂电路的开关(开关管)的通断状态，电机将高压充电电压输出至三相桥臂电路，三相桥臂电路的其中一相桥臂电路的开关(开关管)导通后，再将高压充电电压输出至车载电池。
本实施例所述车载电池充电电路包括：三相桥臂电路、电控开关电路、电机及控制单元，三相桥臂电路的正极与车载电池的正极连接，三相桥臂电路的负极与车载电池的负极、外部充电设备的负极连接，三相桥臂电路中每一相桥臂的中点与对应的电机的线圈连接，电控开关电路的第一端与外部充电设备的正极连接，电控开关电路的第二端连接于三相桥臂电路中对应的桥臂的中点，控制单元在接收到充电指令时，根据电机的转子角度控制电控开关电路的导通与关断，控制单元根据电控开关电路的导通与关断控制三相桥臂电路的导通与关断，本实施例通过根据电机的转子角度控制合适电控开关电路及三相桥臂电路对应导通，减少升压设备成本及充电开始和结束时的抖动，利用电机线圈实现升压功能，减少升压设备成本，提升用户充电时的体验。
基于上述实施例，本实施例车载电池充电方法中，所述控制单元存储有判断转子角度位置区间的第一相位、第二相位和第三相位，所述步骤S10，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，将所述转子的零点位置与所述第一相位或者所述第二相位或者所述第三相位相对齐；
判断当前电机的转子角度落入所述第一相位、所述第二相位与第三相位之间的位置区间，根据所述位置区间控制所述电控开关电路的导通与关断。
易于理解的是，如图4，第一相位、第二相位和第三相位间的空间角度均为120°，第一相位与第二相位之间的位置区间可设置为第一角度区间(0°≤α﹤120°)，第二相位与第三相位之间的位置区间可设置为第二角度区间(120°≤α﹤240°)，第三相位与第一相位之间的位置区间可设置为第三角度区间(240°≤α﹤360°)，其中，第一角度区间还可分为第一角度子区间(0°≤α﹤60°)及第二角度子区间(60°≤α﹤120°)，第二角度区间还可分为第三角度子区间(120°≤α﹤180°)及第四角度子区间(180°≤α﹤240°)，第三角度区间还可分为第五角度子区间(180°≤α﹤300°)及第六角度子区间(300°≤α﹤360°)。控制单元可以根据当前转子角度在的角度子区间控制所在区间对应电控开关电路中一开关的导通与关断。
所述步骤S20，包括：
所述控制单元在升压过程中根据所述电控开关电路的导通位置，控制所述三相桥臂电路其中一相桥臂电路的下桥导通，上桥关断。
所述控制单元在充电过程中控制所述一相桥臂电路的下桥关断，上桥导通。
易于理解的是，控制单元根据电控开关电路中一控制开关的导通与关断控制三相桥臂电路中一相桥臂电路的开关(开关管)的导通与关断。升压过程中可以控制三相桥臂电路其中一相桥臂电路的下桥导通，上桥关断。升压过程为电机的线圈将外部充电设备输入的电压进行升压。充电过程中控制所述一相桥臂电路的下桥关断，上桥导通。充电过程为电机的线圈将经过升压后的电压输出至三相桥臂电路。
在具体实现中，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关，其中，所述第一控制开关的第一端与外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接；所述第三控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第三控制开关的第二端与所述第三相桥臂的中点连接。
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述第三控制开关的导通，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述第一相桥臂的下桥导通，所述第一相桥臂的上桥关断；
所述控制单元控制所述第一相桥臂的下桥关断，所述第一相桥臂的上桥导通。
易于理解的是，如图5，若转子角度为30°，满足0°≤α﹤60°(第一角度子区间)，此时控制第一相桥臂电路的上桥臂的开关(VT1)闭合，使电流从第三相桥臂电路相连接的线圈(W相)进、第一相桥臂电路的上桥臂(U相)出，如图6，此时电流路径依次流经第三控制开关、电机的线圈、VT1、第四控制开关、车载电池、第五电控开关，最终回到外部充电设备。
易于理解的是，如图7，若转子角度为90°，满足60°≤α﹤120°(第二角度子区间)，此时控制第二相桥臂电路的上桥臂的开关(VT3)闭合，使电流从第三相桥臂电路相连接的线圈(W相)进、第二相桥臂电路的上桥臂(V相)出，如图8，此时电流路径依次流经第三控制开关、电机的线圈、VT3、第四控制开关、车载电池、第五电控开关，最终回到外部充电设备。
在具体实现中，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关和第二控制开关，其中，所述第一控制开关的第一端与外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接。
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述第一控制开关的导通，控制所述第二控制开关关断；所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述第二相桥臂的下桥导通，所述第二相桥臂的上桥关断；所述控制单元控制所述第二相桥臂的下桥关断，所述第二相桥臂的上桥导通。
可以理解的是，如图9，若转子角度为150°，满足120°≤α﹤180°(第三角度子区间)，此时控制第二相桥臂电路的上桥臂的开关(VT3)闭合，使电流从第一相桥臂连接的线圈(U相)进、第二相桥臂电路的上桥臂(V相)出，如图10，此时电流路径依次流经第一控制开关、电机的线圈、VT3、第四控制开关、车载电池、第五电控开关，最终回到外部充电设备。
易于理解的是，如图11，若转子角度为210°，满足180°≤α﹤240°(第四角度子区间)，此时控制第三相桥臂电路的上桥臂的开关(VT5)闭合，使电流从第一相桥臂连接的线圈(U相)进、第三相桥臂电路的上桥臂(W相)出，如图12，此时电流路径依次流经第一控制开关、电机的线圈、VT5、第四控制开关、车载电池、第五电控开关，最终回到外部充电设备。
在具体实现中，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关和第二控制开关，其中，所述第一控制开关的第一端与外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接。
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述第二控制开关的导通，控制所述第一控制开关关断；所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述第一相桥臂的下桥导通，所述第一相桥臂的上桥关断；所述控制单元控制所述第一相桥臂的下桥关断，所述第一相桥臂的上桥导通。
易于理解的是，如图13，若转子角度为270°，满足240°≤α﹤300°(第五角度子区间)，此时控制第三相桥臂电路的上桥臂的开关(VT5)闭合，使电流从第二相桥臂电路相连接的线圈(V相)进、第三相桥臂电路的上桥臂(W相)出，如图14，此时电流路径依次流经第二控制开关、电机的线圈、VT5、第四控制开关、车载电池、第五电控开关，最终回到外部充电设备。
易于理解的是，如图15，若转子角度为330°，满足300°≤α﹤360°(第六角度子区间)，此时控制第一相桥臂电路的上桥臂的开关(VT1)闭合，使电流从第二相桥臂电路相连接的线圈(V相)进、第一相桥臂电路的上桥臂(U相)出，如图16，此时电流路径依次流经第二控制开关、电机的线圈、VT5、第四控制开关、车载电池、第五电控开关，最终回到外部充电设备。
本实施例通过根据转子所在的位置，依据电流进入的相位与流出的相位所合成的矢量位置，当所述转子的位置与所述合成的矢量位置最为接近时，则控制相应的控制开关和桥臂电路导通与关断，从而使其按照期望的相位进入和期望的相位流出，使车辆在充电的过程中，转子的转动位置达到最小化，减小整车充电时的抖动。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的车载电池充电电路及方法，此处不再赘述。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

1.一种车载电池充电电路，其特征在于，所述车载电池充电电路包括：三相桥臂电路、电控开关电路、电机及控制单元，其中，
所述三相桥臂电路的正极与车载电池的正极连接，所述三相桥臂电路的负极与所述车载电池的负极、外部充电设备的负极连接，所述三相桥臂电路中每一相桥臂的中点与对应的所述电机的线圈连接；
所述电控开关电路的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述电控开关电路的第二端连接于所述三相桥臂电路中对应的桥臂的中点；
所述控制单元在接收到充电指令时，根据所述电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通与关断控制所述三相桥臂电路的导通与关断。
2.如权利要求1所述的车载电池充电电路，其特征在于，所述电控开关电路包括多个控制开关，所述控制单元根据所述电机的转子角度选择任一所述控制开关的导通与关断。
3.如权利要求2所述的车载电池充电电路，其特征在于，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关和第二控制开关，其中，所述第一控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接。
4.如权利要求3所述的车载电池充电电路，其特征在于，所述电控开关电路还包括第三控制开关，其中，所述第三控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第三控制开关的第二端与所述第三相桥臂的中点连接。
5.如权利要求4所述的车载电池充电电路，其特征在于，所述第一控制开关、所述第二控制开关及所述第三控制开关为继电器。
6.一种车载电池充电方法，其特征在于，所述车载电池充电方法应用于如权利要求1至5中任一项所述车载电池充电电路，所述车载电池充电电路包括：三相桥臂电路、电控开关电路、电机及控制单元；
所述车载电池充电的方法，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通；
所述电机的线圈将外部充电设备输入的电压进行升压；
所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，所述电机的线圈将经过升压后的电压通过所述三相桥臂电路输送至车载电池。
7.如权利要求6所述的车载电池充电方法，其特征在于，所述控制单元存储有判断转子角度位置区间的第一相位、第二相位和第三相位，所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，将所述转子的零点位置与所述第一相位或者所述第二相位或者所述第三相位相对齐；
判断当前电机的转子角度落入所述第一相位、所述第二相位与第三相位之间的位置区间，根据所述位置区间控制所述电控开关电路的导通与关断。
8.如权利要求7所述的车载电池充电方法，其特征在于，所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通，包括：
所述控制单元在升压过程中根据所述电控开关电路的导通位置，控制所述三相桥臂电路其中一相桥臂电路的下桥导通，上桥关断；
所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，包括：
所述控制单元在充电过程中控制所述一相桥臂电路的下桥关断，上桥导通。
9.如权利要求8所述的车载电池充电方法，其特征在于，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关和第二控制开关，其中，所述第一控制开关的第一端与外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接；
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述第一控制开关的导通，控制所述第二控制开关关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通，包括：
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述第二相桥臂的下桥导通，所述第二相桥臂的上桥关断；
所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，包括：
所述控制单元控制所述第二相桥臂的下桥关断，所述第二相桥臂的上桥导通。
10.如权利要求8所述的车载电池充电方法，其特征在于，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关和第二控制开关时，其中，所述第一控制开关的第一端与外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接；
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述第二控制开关的导通，控制所述第一控制开关关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通，包括：
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述第一相桥臂的下桥导通，所述第一相桥臂的上桥关断；
所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，包括：
所述控制单元控制所述第一相桥臂的下桥关断，所述第一相桥臂的上桥导通。
11.如权利要求8所述的车载电池充电方法，其特征在于，所述三相桥臂电路包括相互并联的第一相桥臂、第二相桥臂和第三相桥臂，所述电控开关电路包括第一控制开关、第二控制开关和第三控制开关，其中，所述第一控制开关的第一端与外部充电设备的正极连接，所述第一控制开关的第二端与所述第一相桥臂的中点连接；第二控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第二控制开关的第二端与所述第二相桥臂的中点连接；所述第三控制开关的第一端与所述外部充电设备的正极连接，所述第三控制开关的第二端与所述第三相桥臂的中点连接；
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述电控开关电路的导通与关断，包括：
所述控制单元在接收到充电指令时，根据当前电机的转子角度控制所述第三控制开关的导通，控制所述第一控制开关和所述第二控制开关关断；
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述三相桥臂电路中相应桥臂的导通，包括：
所述控制单元根据所述电控开关电路的导通位置控制所述第一相桥臂的下桥导通，所述第一相桥臂的上桥关断；
所述控制单元改变所述三相桥臂电路的导通位置，包括：
所述控制单元控制所述第一相桥臂的下桥关断，所述第一相桥臂的上桥导通。
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