CN114312372A - 充电控制系统、方法、存储介质及车辆 - Google Patents

充电控制系统、方法、存储介质及车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN114312372A
CN114312372A CN202011063006.5A CN202011063006A CN114312372A CN 114312372 A CN114312372 A CN 114312372A CN 202011063006 A CN202011063006 A CN 202011063006A CN 114312372 A CN114312372 A CN 114312372A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
motor controller
direct current
power
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011063006.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114312372B (zh
Inventor
凌和平
闫磊
袁帅
赵莉楠
蓝钟灵
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BYD Co Ltd
Original Assignee
BYD Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BYD Co Ltd filed Critical BYD Co Ltd
Priority to CN202011063006.5A priority Critical patent/CN114312372B/zh
Publication of CN114312372A publication Critical patent/CN114312372A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114312372B publication Critical patent/CN114312372B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/14—Plug-in electric vehicles

Landscapes

  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

本公开涉及一种充电控制系统、方法、存储介质及车辆，该系统包括：第一电机控制器，与第一电机控制器连接的第一电机，第二电机控制器，与第二电机控制器连接的第二电机，与第二电机控制器连接的动力电池，第一电机与第二电机之间通过传动装置连接，第一电机控制器包括功率因数矫正PFC单元和第一功率单元，第二电机控制器包括第二功率单元，该系统还包括与PFC单元连接的交流充电口，本公开在车辆现有的电机控制器上设置一PFC单元，并且在第一电机与第二电机之间通过传动装置连接后即可实现车辆的交流充电，在没有车载充电机的情况下也能进行交流充电。

Description

充电控制系统、方法、存储介质及车辆
技术领域
本公开涉及车辆充电领域，具体地，涉及一种充电控制方法、装置、存储介质及车辆。
背景技术
目前，新能源车辆动力电池的充电模式主要包括两种，一种是大功率直流充电，另一种是车载交流充电，考虑到动力电池为直流能量源，相关技术中如果想要实现车辆的交流充电，一般需要通过车辆上装配的车载充电机(On Board Charger，OBC)实现交流转直流，从而实现交流充电。
但是车载充电机内部结构较复杂(一般包含功率开关管、变压器、储能电容、LC滤波电路等多种元器件)，因此在车辆上装配车载充电机以实现交流充电的成本较高，并且车载充电机仅作用于交流充电功能，内部器件专用性强，难以复用至其它功能。
发明内容
为解决上述存在的问题，本公开提供一种充电控制系统、方法、存储介质及车辆。
第一方面，提供一种充电控制系统，所述系统包括：第一电机控制器，与所述第一电机控制器连接的第一电机，第二电机控制器，与所述第二电机控制器连接的第二电机，与所述第二电机控制器连接的动力电池，所述第一电机与所述第二电机之间通过传动装置连接，所述第一电机控制器包括功率因数矫正PFC单元和第一功率单元，所述第二电机控制器包括第二功率单元，所述系统还包括与所述PFC单元连接的交流充电口；
所述第一电机控制器，用于在检测到交流充电请求的情况下，通过所述PFC单元将所述交流充电口输入的交流电转换为第一直流电，并通过所述第一功率单元将所述第一直流电转换为第一三相电，驱动所述第一电机的转子转动；
所述第一电机，用于在所述第一电机的转子转动后，通过所述传动装置带动所述第二电机的转子转动，以使所述第二电机产生第二三相电；
所述第二电机控制器，用于通过所述第二功率单元将所述第二三相电整流为第二直流电后输入所述动力电池，以便为所述动力电池充电。
可选地，所述系统还包括与所述第一电机控制器连接的直流充电口；
所述第一电机控制器，还用于在检测到直流充电请求的情况下，通过所述第一功率单元将所述直流充电口输入的第三直流电转换为第三三相电，驱动所述第一电机的转子转动。
可选地，所述系统还包括开关器件，所述开关器件的一端连接所述第一电机控制器，所述开关器件的另一端连接车辆上的高压回路；
所述第一电机控制器，还用于在检测到所述交流充电请求或者所述直流充电请求后，控制所述开关器件断开，以使所述车辆在充电模式下，控制所述第一电机控制器断开与所述高压回路的连接。
可选地，所述第一电机控制器，还用于通过所述第一功率单元调节所述第一电机的转速，以调整所述第二电机的转速，并使所述第二电机产生的所述第二三相电的电流达到目标电流。
可选地，所述第二电机控制器，还用于在通过所述第二功率单元将所述第二三相电整流为第二直流电的过程中，通过所述第二功率单元调节所述第二直流电的电压至目标电压。
可选地，所述第一电机与所述第二电机之间通过所述传动装置机械连接。
可选地，所述传动装置包括离合器或者同步器。
第二方面，提供一种充电控制方法，应用于车辆上的充电控制系统，所述充电控制系统包括：第一电机控制器，与所述第一电机控制器连接的第一电机，第二电机控制器，与所述第二电机控制器连接的第二电机，与所述第二电机控制器连接的动力电池，所述第一电机与所述第二电机之间传动装置连接，所述第一电机控制器包括功率因数矫正PFC单元和第一功率单元，所述第二电机控制器包括第二功率单元，所述系统还包括与所述PFC单元连接的交流充电口；所述方法包括：
所述第一电机控制器在检测到交流充电请求的情况下，通过所述PFC单元将所述交流充电口输入的交流电转换为第一直流电，并通过所述第一功率单元将所述第一直流电转换为第一三相电，驱动所述第一电机的转子转动；
所述第一电机在所述第一电机的转子转动后，通过所述传动装置带动所述第二电机的转子转动，以使所述第二电机产生第二三相电；
所述第二电机控制器通过所述第二功率单元将所述第二三相电整流为第二直流电后输入所述动力电池，以便为所述动力电池充电。
可选地，所述系统还包括与所述第一电机控制器连接的直流充电口；所述方法还包括：
所述第一电机控制器在检测到直流充电请求的情况下，通过所述第一功率单元将所述直流充电口输入的第三直流电转换为第三三相电，驱动所述第一电机的转子转动。
可选地，所述系统还包括开关器件，所述开关器件的一端连接所述第一电机控制器，所述开关器件的另一端连接车辆上的高压回路；所述方法还包括：
所述第一电机控制器在检测到所述交流充电请求或者所述直流充电请求的情况下，控制所述开关器件断开，以使所述车辆在充电模式下，控制所述第一电机控制器断开与所述高压回路的连接。
可选地，所述方法还包括：
所述第一电机控制器通过所述第一功率单元调节所述第一电机的转速，以调整所述第二电机的转速，并使所述第二电机产生的所述第二三相电的电流达到目标电流。
可选地，所述方法还包括：
所述第二电机控制器在通过所述第二功率单元将所述第二三相电整流为第二直流电的过程中，通过所述第二功率单元调节所述第二直流电的电压至目标电压。
可选地，所述第一电机与所述第二电机之间通过所述传动装置机械连接，以实现所述第一电机与所述第二电机之间的电气隔离。
可选地，所述传动装置包括离合器或者同步器。
第三方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本公开第二方面所述方法的步骤。
第四方面，提供一种车辆，包括本公开第一方面所述的充电控制系统。
上述充电控制系统包括第一电机控制器，与所述第一电机控制器连接的第一电机，第二电机控制器，与所述第二电机控制器连接的第二电机，与所述第二电机控制器连接的动力电池，所述第一电机与所述第二电机之间通过传动装置连接，所述第一电机控制器包括功率因数矫正PFC单元和第一功率单元，所述第二电机控制器包括第二功率单元，所述系统还包括与所述PFC单元连接的交流充电口；这样，所述第一电机控制器，在检测到交流充电请求的情况下，通过所述PFC单元将所述交流充电口输入的交流电转换为第一直流电，并通过所述第一功率单元将所述第一直流电转换为第一三相电，驱动所述第一电机的转子转动；所述第一电机在所述第一电机的转子转动后，通过所述传动装置带动所述第二电机的转子转动，以使所述第二电机产生第二三相电；所述第二电机控制器通过所述第二功率单元将所述第二三相电整流为第二直流电后输入所述动力电池，以便为所述动力电池充电，也就是说，本公开在车辆现有的电机控制器上设置一PFC单元，并且在第一电机与所述第二电机之间通过传动装置连接后即可实现车辆的交流充电，在没有车载充电机的情况下也能进行交流充电，从而可以明显降低新能源汽车成本，并且可以复用车辆现有的高压零部件(如电机控制器、电机等)实现车辆充电，提高了车辆高压系统的资源利用率。
本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
图1是一种采用车载充电机为车辆动力电池进行交流充电的充电原理示意图；
图2是根据一示例性实施例示出的一种充电控制系统的结构框图；
图3是根据一示例性实施例示出的一种无车载充电机的配电结构示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种增加PFC单元后的电机控制器的内部电路结构示意图；
图5是根据图2所示实施例示出的一种充电控制系统的结构框图；
图6是根据一示例性实施例示出的一种无车载充电机的充电技术中交流充电过程示意图；
图7是根据一示例性实施例示出的一种无车载充电机的充电技术中直流充电过程示意图；
图8是根据一示例性实施例示出的一种无车载充电机的充电控制系统在驱动模式下的工作流程示意图；
图9是根据一示例性实施例示出的一种混合动力车型第一电机与第二电机之间的机械连接示意图；
图10是根据一示例性实施例示出的一种纯电动车型第一电机与第二电机之间的机械连接示意图；
图11是根据一示例性实施例示出的第一种充电控制方法的流程图；
图12是根据一示例性实施例示出的第二种充电控制方法的流程图；
图13是根据一示例性实施例示出的一种车辆的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
首先，对本公开的应用场景进行介绍，本公开主要应用于对新能源汽车的动力电池进行充电的过程中，目前新能源汽车动力电池的充电模式主要包括两种，一种是大功率直流充电，另一种是车载交流充电，考虑到动力电池为直流能量源，相关技术中如果想要实现车辆的交流充电，一般需要通过车辆上装配的车载充电机进行交流转直流，从而实现交流充电。
图1是一种采用车载充电机为车辆动力电池进行交流充电的充电原理示意图，如图1所示，车载充电机内部包括PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)单元，与该PFC单元连接的LLC初级电路，与该LLC初级电路连接的变压器，以及与该变压器连接的LLC次级电路，该PFC单元与外部的交流充电口相连，这样，在采用车载充电机进行交流充电的过程中，由交流充电口输入的交流电可以通过PFC单元进行输入整流，然后经由LLC初级电路实现逆变，再经由变压器实现电气隔离，之后经过LLC次级电路进行输出整流后为车辆的动力电池充电，由此可见，采用车载充电机进行充电的充电过程较为繁琐，并且车载充电机内部结构较复杂，因此在车辆上装配车载充电机以实现交流充电的成本较高，并且车载充电机仅作用于交流充电功能，内部器件专用性强，难以复用至其它功能。
为解决上述存在的问题，本公开提供一种充电控制系统、方法、存储介质及车辆，该充电控制系统可以包括第一电机控制器，与该第一电机控制器连接的第一电机，第二电机控制器，与该第二电机控制器连接的第二电机，与该第二电机控制器连接的动力电池，该第一电机与该第二电机之间通过传动装置连接，该第一电机控制器包括功率因数矫正PFC单元和第一功率单元，该第二电机控制器包括第二功率单元，该系统还包括与该PFC单元连接的交流充电口，这样，在对车辆进行交流充电的过程中，可以将交流充电口输入的交流电通过第一电机控制器上设置的PFC单元整流成直流电(即第一直流电)，然后通过第一电机控制器上设置的第一功率单元实现逆变，将第一直流电逆变为三相电(即第一三相电)驱动第一电机的转子转动，第一电机的转子转动后可以通过传动装置带动第二电机的转子转动，第二电机的转子转动后切割磁场产生三相电(即第二三相电)，然后该第二三相电输入第二电机控制器后，可以通过第二电机控制器上设置的第二功率单元整流成直流电(即第二直流电)后输入动力电池，以便为动力电池充电。
也就是说，本公开在车辆现有的电机控制器上设置一PFC单元，并且在第一电机与该第二电机之间通过传动装置连接后即可实现车辆的交流充电，在没有车载充电机的情况下也能进行交流充电，从而可以明显降低新能源汽车成本，并且可以复用车辆现有的高压零部件(如电机控制器、电机等)实现车辆充电，提高了车辆高压系统的资源利用率。
另外，该充电控制系统还可以包括与该第一电机控制器连接的直流充电口，这样，第一电机控制器还可以在检测到直流充电请求的情况下，通过该第一功率单元将该直流充电口输入的第三直流电转换为第三三相电，驱动该第一电机的转子转动，进而实现为车辆动力电池的直流充电。
并且，该第一电机与该第二电机之间可以通过传动装置(如离合器或者同步器)机械连接，从而实现电气隔离，无需专门设计电气隔离电路，进一步节省新能源汽车成本。
下面结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。
图2是根据一示例性实施例示出的一种充电控制系统的结构框图，该系统可以应用于纯电动车辆或者混合动力车辆的充电场景，如图2所示，该系统包括：
第一电机控制器201，与该第一电机控制器201连接的第一电机202，第二电机控制器203，与该第二电机控制器203连接的第二电机204，与该第二电机控制器203连接的动力电池205，该第一电机202与该第二电机之间204通过传动装置206连接，该第一电机控制器201包括功率因数矫正PFC单元2011和第一功率单元2012，该第二电机控制器203包括第二功率单元2031，该系统还包括与该PFC单元2011连接的交流充电口207；
其中，该第一电机202或者该第二电机204可以为车辆上的驱动电机、BSG电机、压缩电机等高压系统的电机中的任意一种电机，并且该第一电机202和该第二电机204的电机类型可以相同也可以不同，本公开对此不作限定；该传动装置可以为可脱开的机械传动装置，例如离合器或者同步器等。
这样，在图2所示的充电控制系统中，该第一电机控制器201，用于在检测到交流充电请求的情况下，通过该PFC单元2011将该交流充电口207输入的交流电转换为第一直流电，并通过该第一功率单元2012将该第一直流电转换为第一三相电，驱动该第一电机202的转子转动；该第一电机202，用于在该第一电机202的转子转动后，通过该传动装置206带动该第二电机204的转子转动，以使该第二电机204产生第二三相电；该第二电机控制器203，用于通过该第二功率单元2031将该第二三相电整流为第二直流电后输入该动力电池205，以便为该动力电池205充电，在一种可能的实现方式中，在检测到有充电枪接入该交流充电口时，该第一电机控制器201确定接收到该交流充电请求。
示例地，图3是根据一示例性实施例示出的一种无车载充电机的配电结构示意图，如图3所示，图3中的电机控制器A(在图3中的标号为3)即为该第一电机控制器201，电机MA即为该第一电机202，图3中的电机控制器B即为该第二电机控制器203，电机MB即为该第二电机204，电机MA与电机MB之间通过离合器6相连，并且电机MA与电机MB分别通过离合器与各自的负载相连，如图3所示，该交流充电口5与电机控制器A上设置的PFC单元相连。
需要说明的是，图3中虚线框的结构为相关技术中采用车载充电机为车辆充电时的配电结构图，本公开提供的该充电控制系统取消该车载充电机(即虚线框中的结构)，并在图3所示的电机控制器A中增加PFC单元(增加PFC单元后的电机控制器的内部电路结构示意图如图4所示)，并将交流充电口5改接至该PFC单元上，这样，采用本公开提供的该充电控制系统，在没有车载充电机的情况下，也可为车辆的动力电池进行交流充电。
可选地，图5是根据图2所示实施例示出的一种充电控制系统的结构框图，如图5所示，该系统还包括与该第一电机控制器201连接的直流充电口208，这样，该第一电机控制器201还可以用于在检测到直流充电请求的情况下，通过该第一功率单元2012将该直流充电口208输入的第三直流电转换为第三三相电，从而驱动该第一电机202的转子转动，之后可以按照上述交流充电的方式(即第一电机202的转子转动后，通过传动装置206带动第二电机204的转子转动，第二电机204的转子转动，以使该第二电机204产生第二三相电，第二电机控制器203通过该第二功率单元2031将该第二三相电整流为第二直流电后输入该动力电池205，以便为该动力电池205充电)对车辆的动力电池进行直流充电。
也就是说，采用本公开提供的该充电控制系统即可实现交流充电，也可实现直流充电，提高了该充电控制系统的资源利用率。
可选地，为保证车辆充电过程中高压回路的用电安全，在充电模式下通常需要断开电机控制器与高压回路的连接，因此，如图5所示，本公开提供的该充电控制系统还包括开关器件209，该开关器件209的一端连接该第一电机控制器201，该开关器件209的另一端连接车辆上的高压回路，在该高压回路中，动力电池和高压负载并联，这样，在车辆工作在充电模式下，可以通过控制该开关器件209断开，控制该第一电机控制器201断开与该高压回路的连接。
可选地，为满足动力电池205充电时的电流大小的需求，本公开可以通过调节电机的转速调节输出至动力电池的电流的大小，具体地，可以由该第一电机控制器201通过该第一功率单元2012调节该第一电机202的转速，以调整该第二电机204的转速，并使该第二电机204产生的该第二三相电的电流达到目标电流，其中，该目标电流可以根据动力电池205当前所需要的充电电流，以及该充电电流与该第二三相电的对应关系确定。
这里，第一电机控制器201通过该第一功率单元2012调节该第一电机202的转速后，使得第二电机204的转速可以根据该第一电机202的转速进行相应地调整，由于该第二三相电是由第二电机204的转子转动后切割磁场生成的，因此，可以通过调整该第一电机202的转速，使得该第二电机204的转速进行相应地调整，从而对该第二三相电的电流大小进行调节，并且可以将该第二三相电的电流值调节至目标电流，由于输出至该动力电池205的电流是由该第二电机控制器203通过控制该第二功率单元2031将第二电机204产生的该第二三相电进行整流后得到的，因此，动力电池需要的充电电流与该第二三相电的电流大小(即该目标电流)存在对应关系，例如，若该动力电池需要的充电电流的大小为N1，该动力电池需要的充电电流与该第二三相电的电流大小之间的对应关系为f，那么该目标电流即为N1*f，此处仅是举例说明，本公开对此不作限定。
在本公开一种可能的实现方式中，该第一电机控制器201可以通过控制该第一功率单元2012中的开关管(如MOSFET、IGBT、BJT等)来调节控制该第一电机202转子的转速。
可选地，考虑到实际的充电场景中，动力电池所需要的电压一般为500伏到600伏的高压，而充电口的输入电压一般为220伏的电压，因此，还需要在充电过程中进行电压的转换，将输入的低压转换为动力电池所需要的高压，在本公开中，可以通过该第二电机控制器203调节输出至动力电池205的电压，具体地，该第二电机控制器203，还可以用于在通过该第二功率单元2031将该第二三相电整流为第二直流电的过程中，通过该第二功率单元2031调节该第二直流电的电压至目标电压，该目标电压大于该动力电池205当前的电池电压，该电池电压即为动力电池所需要的工作电压(如500V或者600V)，考虑到电流一般从高电势流向低电势，因此，为保证可以通过该第二直流电为该动力电池205充电，可以调节该第二直流电的电压(即该目标电压)大于该动力电池当前的电池电压。
在一种可能的实现方式中，第二电机控制器203可以通过控制该第二功率单元2031中的开关管(如MOSFET、IGBT、BJT等)来调节该第二直流电的电压大小。
图6是根据一示例性实施例示出的一种无车载充电机的充电技术中交流充电过程示意图，图7是根据一示例性实施例示出的一种无车载充电机的充电技术中直流充电过程示意图，下面结合图6、图7对采用图5所示的充电控制系统进行车辆充电的充电过程进行说明。
如图6所示，在有充电枪接入交流充电口207后，电机控制器A(即第一电机控制器)检测到该交流充电请求，控制开关器件209(如图6中标号为7的开关)断开与高压回路的连接，并控制电机A(即MA)与电机B(即MB)与各自的负载之间的离合器脱开，结合电机A与电机B之间的离合器，之后电机控制器A可以控制PFC单元工作，具体地，电机控制器A首先可以通过控制PFC单元工作对交流充电口输入的交流电进行谐波抑制以及功率因数矫正，以此提高电能利用率，之后可以通过该PFC单元将进行谐波抑制以及功率因数矫正后的交流电整流为第一直流电，在整流为该第一直流电后，可以通过该电机控制器A自带的储能电容进行滤波，然后控制该第一功率单元工作在逆变模式，以将滤波后的第一直流电转换为第一三相电，以便驱动该第一电机(即图6中的MA)的转子转动，电机控制器A在根据该第一三相电控制该第一电机的转子转动的过程中，可以通过控制第一功率单元中的开关管来调节控制第一电机的转速，从而调节第二电机(即图6中的MB)的转速以及第二电机产生的第二三相电的电流大小。
该第一电机的转子转动的过程中可以通过第一电机与第二电机之间传动装置(如图6中的离合器)将第一电机的机械能传递至第二电机，第二电机跟随第一电机转动产生三相电(即第二三相电)，第二电机控制器控制第二功率单元工作在整流模式，将第二电机产生的三相电转换为直流电(即第二直流电)，并通过第二电机控制器中自带的储能电容滤波后动力电池充电，另外，还可以通过控制该第二功率单元中的开关管调节输出至动力电池的电压大小及电流大小，从而完成车辆动力电池的交流充电过程。
如图7所示，在有充电枪接入直流充电口后，视为检测到直流充电请求，此时如图7所示的直流充电开关闭合，电机控制器A控制开关器件7断开与高压回路的连接，并控制电机A及电机B与各自负载之间的离合器脱开，同时控制电机A与电机B之间的离合器结合，之后电机控制器A可以控制PFC单元工作，具体地，直流充电口的直流电通过电机控制器A自带的储能电容滤波，然后控制第一功率单元工作在逆变模式，将滤波后的直流电转换为三相电(即第三三相电)，驱动电机A的转子转动，并通过控制第一功率单元中的开关管来调节控制电机A的转速，从而调节电机B的转速和输出至动力电池的电流大小。
该电机A的转子转动的过程中可以通过电机A与电机B之间传动装置(如图7中的离合器)将电机A的机械能传递至电机B，电机B跟随电机A转动产生三相电(即第二三相电)，电机B控制器控制第二功率单元工作在整流模式，将电机B产生的三相电转换为直流电(即第二直流电)，并通过电机B控制器中自带的储能电容滤波后动力电池充电，另外，还可以通过控制该第二功率单元中的开关管调节输出至动力电池的电压大小，从而完成车辆动力电池的直流充电过程。
图8是根据一示例性实施例示出的一种无车载充电机的充电控制系统在驱动模式下的工作流程示意图，如图8所示，车辆在驱动模式下，该充电控制系统中的直流充电开关断开，交流充电口无输入，电机A与电机B之间的离合器脱开，电机A及电机B分别与各自的负载接合，动力电池输出直流电，电机控制器A的功率单元以及电机控制器B将直流电转换为三相电驱动电机转动，使得电机拖动负载工作，车辆进行正常的驱动。
可选地，如图5所示，该第一电机202与该第二电机204之间通过该传动装置206机械连接，从而实现第一电机与第二电机之间的电气隔离，并且该传动装置可以包括离合器或者同步器。
示例地，图9是根据一示例性实施例示出的一种混合动力车型第一电机与第二电机之间的机械连接示意图，图10是根据一示例性实施例示出的一种纯电动车型第一电机与第二电机之间的机械连接示意图。
如图9所示，在混合动力车辆上，可直接复用原有传动装置，电机A(即第一电机)视为原本连接在传动装置中具备发电功能的电机，此时只需在电机B(即第二电机)中增加一个传动轴，在该传动轴上设置一离合器K，并在传动系统中增加一对啮合齿轮将电机B接入发动机侧即可，这样，在需要充电时，发动机侧的离合器脱开，电机B对应的传动轴上的离合器K结合，使得电机B与电机A可通过两者之间的传动装置(即电机A对应的原有传动装置+啮合齿轮+离合器K+电机B对应的传动轴)同步转动；需要驱动时，电机B与离合器K脱开，按照原有的驱动策略进行驱动即可。
如图10所示，在纯电动车辆上，电机A与电机B之间的机械连接，需要在原本的传动系统中增加一个同步器S，在电机B中增加一个传动轴，在传动系统中增加一对啮合齿轮将电机B接入同步器S的上侧即可实现电机A与电机B之间的机械连接，这样，需要充电时，S向上啮合，电机A与轮端自然脱开，电机A通过啮合的齿轮带动电机B同步转动；需要驱动时，同步器S向下啮合，电机A与电机B自然脱开，电机A通过向下啮合的齿轮带动轮端同步转动，图9和图10示出的第一电机与第二电机之间的传动装置也只是举例说明，本公开对此不作限定。
采用上述充电控制系统，在车辆现有的电机控制器上设置一PFC单元，并且在第一电机与该第二电机之间通过传动装置连接后即可实现车辆的交流或直流充电，在没有车载充电机的情况下也能进行交流充电，从而可以明显降低新能源汽车成本，并且可以复用车辆现有的高压零部件(如电机控制器、电机等)实现车辆充电，提高了车辆高压系统的资源利用率，另外，该第一电机与该第二电机之间可以通过传动装置(如离合器或者同步器)机械连接，实现电气隔离，无需专门设计电气隔离电路，进一步节省新能源汽车成本。
图11是根据一示例性实施例示出的一种充电控制方法的流程图，该方法可以应用于车辆上的充电控制系统，该车辆可以为纯电动车辆或者混合动力车辆，该充电控制系统包括：第一电机控制器，与该第一电机控制器连接的第一电机，第二电机控制器，与该第二电机控制器连接的第二电机，与该第二电机控制器连接的动力电池，该第一电机与该第二电机之间传动装置连接，该第一电机控制器包括功率因数矫正PFC单元和第一功率单元，该第二电机控制器包括第二功率单元，该系统还包括与该PFC单元连接的交流充电口。
其中，该该第一电机与该第二电机之间通过该传动装置机械连接，以实现该第一电机与该第二电机之间的电气隔离，该传动装置可以包括离合器或者同步器，该第一电机或者该第二电机可以为车辆上的驱动电机、BSG电机、压缩电机等高压系统的电机中的任意一种电机，并且该第一电机和该第二电机的电机类型可以相同也可以不同，本公开对此不作限定。
如图11所示，该方法包括以下步骤：
在步骤S1101中，该第一电机控制器在检测到交流充电请求的情况下，通过该PFC单元将该交流充电口输入的交流电转换为第一直流电，并通过该第一功率单元将该第一直流电转换为第一三相电，驱动该第一电机的转子转动。
在步骤S1102中，该第一电机在该第一电机的转子转动后，通过该传动装置带动该第二电机的转子转动，以使该第二电机产生第二三相电。
在步骤S1103中，该第二电机控制器通过该第二功率单元将该第二三相电整流为第二直流电后输入该动力电池，以便为该动力电池充电。
可选地，图12是根据一示例性实施例示出的一种充电控制方法的流程图，该系统还包括与该第一电机控制器连接的直流充电口；如图12所示，该方法还包括：
在步骤S1104中，该第一电机控制器在检测到直流充电请求的情况下，通过该第一功率单元将该直流充电口输入的第三直流电转换为第三三相电，驱动该第一电机的转子转动。
可选地，为保证车辆充电过程中高压回路的用电安全，在充电模式下通常需要断开电机控制器与高压回路的连接，因此，该系统还包括开关器件，该开关器件的一端连接该第一电机控制器，该开关器件的另一端连接车辆上的高压回路；如图12所示，该方法还包括：
在步骤S1105中，该第一电机控制器在检测到该交流充电请求或者该直流充电请求的情况下，控制该开关器件断开，以使该车辆在充电模式下，控制该第一电机控制器断开与该高压回路的连接。
可选地，为满足动力电池充电时的电流大小的需求，本公开可以通过调节电机的转速调节输出至动力电池的电流的大小，因此，在执行图11所示的充电控制方法中的步骤S1102的过程中，该第一电机控制器通过该第一功率单元调节该第一电机的转速，以调整该第二电机的转速，并使该第二电机产生的该第二三相电的电流达到目标电流。
其中，该目标电流可以根据动力电池当前所需要的充电电流，以及动力电池所需要的充电电流与该第二三相电的对应关系确定，在一种可能的实现方式中，该第一电机控制器可以通过控制该第一功率单元中的开关管(如MOSFET、IGBT、BJT等)来调节控制该第一电机转子的转速。
可选地，考虑到实际的充电场景中，动力电池所需要的电压一般为500伏到600伏的高压，而充电口的输入电压一般为220伏的电压，因此，还需要在充电过程中进行电压的转换，将输入的低压转换为动力电池所需要的高压，因此，在执行图11所示的充电控制方法中的步骤S1103的过程中，即该第二电机控制器在通过该第二功率单元将该第二三相电整流为第二直流电的过程中，可以通过该第二功率单元调节该第二直流电的电压至目标电压，其中，该目标电压大于该动力电池当前的电池电压。
在一种可能的实现方式中，第二电机控制器可以通过控制该第二功率单元中的开关管(如MOSFET、IGBT、BJT等)来调节该第二直流电的电压大小。
关于上述实施例中的方法，其中各个步骤的具体实现方式已经在上述系统的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
采用上述方法，在车辆现有的电机控制器上设置一PFC单元，并且在第一电机与该第二电机之间通过传动装置连接后即可实现车辆的交流充电，在没有车载充电机的情况下也能进行交流充电，从而可以明显降低新能源汽车成本，并且可以复用车辆现有的高压零部件(如电机控制器、电机等)实现车辆充电，提高了车辆高压系统的资源利用率。
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述的充电控制方法的步骤。
图13是根据一示例性实施例示出的一种车辆的结构框图，如图13所示，该车辆包括上述所述的充电控制系统。
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (16)

1.一种充电控制系统，其特征在于，所述系统包括：
第一电机控制器，与所述第一电机控制器连接的第一电机，第二电机控制器，与所述第二电机控制器连接的第二电机，与所述第二电机控制器连接的动力电池，所述第一电机与所述第二电机之间通过传动装置连接，所述第一电机控制器包括功率因数矫正PFC单元和第一功率单元，所述第二电机控制器包括第二功率单元，所述系统还包括与所述PFC单元连接的交流充电口；
所述第一电机控制器，用于在检测到交流充电请求的情况下，通过所述PFC单元将所述交流充电口输入的交流电转换为第一直流电，并通过所述第一功率单元将所述第一直流电转换为第一三相电，驱动所述第一电机的转子转动；
所述第一电机，用于在所述第一电机的转子转动后，通过所述传动装置带动所述第二电机的转子转动，以使所述第二电机产生第二三相电；
所述第二电机控制器，用于通过所述第二功率单元将所述第二三相电整流为第二直流电后输入所述动力电池，以便为所述动力电池充电。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括与所述第一电机控制器连接的直流充电口；
所述第一电机控制器，还用于在检测到直流充电请求的情况下，通过所述第一功率单元将所述直流充电口输入的第三直流电转换为第三三相电，驱动所述第一电机的转子转动。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括开关器件，所述开关器件的一端连接所述第一电机控制器，所述开关器件的另一端连接车辆上的高压回路；
所述第一电机控制器，还用于在检测到所述交流充电请求或者所述直流充电请求后，控制所述开关器件断开，以使所述车辆在充电模式下，控制所述第一电机控制器断开与所述高压回路的连接。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一电机控制器，还用于通过所述第一功率单元调节所述第一电机的转速，以调整所述第二电机的转速，并使所述第二电机产生的所述第二三相电的电流达到目标电流。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二电机控制器，还用于在通过所述第二功率单元将所述第二三相电整流为第二直流电的过程中，通过所述第二功率单元调节所述第二直流电的电压至目标电压。
6.根据权利要求1至5任一项所述的系统，其特征在于，所述第一电机与所述第二电机之间通过所述传动装置机械连接。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述传动装置包括离合器或者同步器。
8.一种充电控制方法，其特征在于，应用于车辆上的充电控制系统，所述充电控制系统包括：第一电机控制器，与所述第一电机控制器连接的第一电机，第二电机控制器，与所述第二电机控制器连接的第二电机，与所述第二电机控制器连接的动力电池，所述第一电机与所述第二电机之间传动装置连接，所述第一电机控制器包括功率因数矫正PFC单元和第一功率单元，所述第二电机控制器包括第二功率单元，所述系统还包括与所述PFC单元连接的交流充电口；所述方法包括：
所述第一电机控制器在检测到交流充电请求的情况下，通过所述PFC单元将所述交流充电口输入的交流电转换为第一直流电，并通过所述第一功率单元将所述第一直流电转换为第一三相电，驱动所述第一电机的转子转动；
所述第一电机在所述第一电机的转子转动后，通过所述传动装置带动所述第二电机的转子转动，以使所述第二电机产生第二三相电；
所述第二电机控制器通过所述第二功率单元将所述第二三相电整流为第二直流电后输入所述动力电池，以便为所述动力电池充电。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述系统还包括与所述第一电机控制器连接的直流充电口；所述方法还包括：
所述第一电机控制器在检测到直流充电请求的情况下，通过所述第一功率单元将所述直流充电口输入的第三直流电转换为第三三相电，驱动所述第一电机的转子转动。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述系统还包括开关器件，所述开关器件的一端连接所述第一电机控制器，所述开关器件的另一端连接车辆上的高压负载；所述方法还包括：
所述第一电机控制器在检测到所述交流充电请求或者所述直流充电请求的情况下，控制所述开关器件断开，以使所述车辆在充电模式下，控制所述第一电机控制器断开与所述高压负载的连接。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第一电机控制器通过所述第一功率单元调节所述第一电机的转速，以调整所述第二电机的转速，并使所述第二电机产生的所述第二三相电的电流达到目标电流。
12.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
所述第二电机控制器在通过所述第二功率单元将所述第二三相电整流为第二直流电的过程中，通过所述第二功率单元调节所述第二直流电的电压至目标电压。
13.根据权利要求8至12任一项所述的方法，其特征在于，所述第一电机与所述第二电机之间通过所述传动装置机械连接，以实现所述第一电机与所述第二电机之间的电气隔离。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述传动装置包括离合器或者同步器。
15.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求8-14中任一项所述方法的步骤。
16.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的充电控制系统。
CN202011063006.5A 2020-09-30 2020-09-30 充电控制系统、方法、存储介质及车辆 Active CN114312372B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011063006.5A CN114312372B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 充电控制系统、方法、存储介质及车辆

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011063006.5A CN114312372B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 充电控制系统、方法、存储介质及车辆

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114312372A true CN114312372A (zh) 2022-04-12
CN114312372B CN114312372B (zh) 2023-07-11

Family

ID=81032623

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011063006.5A Active CN114312372B (zh) 2020-09-30 2020-09-30 充电控制系统、方法、存储介质及车辆

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114312372B (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0775212A (ja) * 1993-08-31 1995-03-17 Hitachi Ltd 充電機能を有する回転電機駆動装置及び電動車両
US20130257375A1 (en) * 2010-12-16 2013-10-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply apparatus for electrically powered vehicle and method for controlling the same
DE102017203063B3 (de) * 2017-02-24 2017-12-14 Robert Bosch Gmbh Antriebssteuergerät und Verfahren zum Laden einer Batterie
US20180334043A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Ford Global Technologies, Llc Reduced ripple converter for hybrid drive systems
CN110614930A (zh) * 2019-09-30 2019-12-27 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种充放电方法、系统、控制器及电动汽车
DE212019000145U1 (de) * 2019-04-19 2020-09-16 Nanjing Golden Dragon Bus Co., Ltd Ladesystem eines mobilen Ladefahrzeugs

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0775212A (ja) * 1993-08-31 1995-03-17 Hitachi Ltd 充電機能を有する回転電機駆動装置及び電動車両
US20130257375A1 (en) * 2010-12-16 2013-10-03 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Power supply apparatus for electrically powered vehicle and method for controlling the same
DE102017203063B3 (de) * 2017-02-24 2017-12-14 Robert Bosch Gmbh Antriebssteuergerät und Verfahren zum Laden einer Batterie
US20180334043A1 (en) * 2017-05-17 2018-11-22 Ford Global Technologies, Llc Reduced ripple converter for hybrid drive systems
DE212019000145U1 (de) * 2019-04-19 2020-09-16 Nanjing Golden Dragon Bus Co., Ltd Ladesystem eines mobilen Ladefahrzeugs
CN110614930A (zh) * 2019-09-30 2019-12-27 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种充放电方法、系统、控制器及电动汽车

Also Published As

Publication number Publication date
CN114312372B (zh) 2023-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11214153B2 (en) Driving system
US7688604B2 (en) AC voltage output apparatus and hybrid vehicle including the same
KR101553747B1 (ko) 전기 자동차용 인버터-충전기 통합장치
CN102130626B (zh) 改进的具有集成电池充电器的可变电压转换器
JP5348334B2 (ja) 電動車両の電源装置およびその制御方法
EP3034370B1 (en) Hybrid vehicle
EP1953031A1 (en) Charging device, motor-driven vehicle, and charging system
EP1982863A1 (en) Electric system, hybrid vehicle, and hybrid vehicle control method
WO2008093687A1 (ja) 電動車両制御装置
CN101357593A (zh) 使用双端逆变器系统用整流器对能源充电
JPWO2012101735A1 (ja) ハイブリッド車両およびその制御方法
KR20180127600A (ko) 차량용 배터리 충전 제어시스템
CN103042948A (zh) 控制包括永磁同步马达的车辆的系统和方法
KR20160126337A (ko) 친환경 차량의 전원장치
KR20140057298A (ko) 전기 에너지를 전달하기 위한 컨버터 회로 및 방법
JP2006304390A (ja) ハイブリッド車両用電源装置
JP2015168293A (ja) 車両用電源システム
WO2011004588A1 (ja) 電気車制御装置
JP5461113B2 (ja) 双方向コンバータ及びこれを用いた電気自動車の制御装置
CN114312372B (zh) 充电控制系统、方法、存储介质及车辆
KR20190029869A (ko) 차량용 전력 제어 장치
KR20190029870A (ko) 차량용 전력 제어 장치
JP5621264B2 (ja) 車両の電気システム
CN217778367U (zh) 一种电动车载泵的动力系统
KR101649651B1 (ko) 전기 자동차 및 이의 구동 방법

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant