CN115520046A - 利用马达驱动系统的车辆电池充电系统 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种利用马达驱动系统的车辆电池充电系统，该车辆电池充电系统包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件；第二逆变器，包括多个第二开关元件；多个转换开关，具有第一端和第二端，第一端分别连接到多个绕组的第二端，其第二端彼此连接；以及控制器，被配置为在充电模式下控制第一逆变器和第二逆变器中包括的开关元件和多个转换开关的开路/短路状态，使得施加到多个转换开关的第二端和电池的负极端子之间的部分的DC充电电压被供应给电池。

Description

利用马达驱动系统的车辆电池充电系统
技术领域
本公开涉及一种利用马达驱动系统的车辆电池充电系统，更具体地，涉及一种利用马达驱动系统的车辆电池充电系统，该车辆电池充电系统能够利用开端绕组马达驱动系统对车辆电池进行充电，该马达驱动系统被配置为利用分别连接到马达中的绕组的两端的多个逆变器驱动马达。
背景技术
利用马达产生的扭矩作为动力的例如电动车辆的环保车辆的燃料效率(或电力效率)取决于逆变器马达的功率转换效率。因此，使逆变器的功率转换效率和马达的效率最大化以提高燃料效率非常重要。
本申请的申请人提出了一种通过选择性地确定闭端绕组(Closed End Winding)模式和开端绕组(Open End Winding)模式来驱动马达的技术。闭端绕组模式被配置为使得车辆的驱动马达中的绕组的一端相互连接以形成Y形连接来驱动马达，而开端绕组模式被配置为使得逆变器分别连接到马达的绕组的两端以在马达绕组的两端开路的状态下驱动马达。
通常，在电动车辆或插电式混合动力电动车辆中，通过将从外部充电设备供应的电力转换为适合对车辆电池进行充电的状态，并且将转换后的电力供应给电池以对电池进行充电。
例如，传统上，用于快速充电的充电设备被制造为输出400V的单一电压规格。然而，车辆中使用的电池倾向于被设计为具有800V以上的电压，以提高效率和行驶里程。因此，虽然高速充电设备供应400V的充电电压，但是在车辆中使用的电池的电压标准为800V以上。因此，为了对电池进行充电，需要一种升压转换器，其用于对从外部充电设备供应的电压进行升压。
然而，用于大范围升压的大容量升压转换器笨重且体积大，并且其成本昂贵。因此，难以在车辆中设置升压转换器，并且升压转换器可以增加车辆的价格。
在本公开的技术领域中，对于利用多个逆变器以开端绕组模式驱动马达的马达驱动系统，需要一种能够在不增加额外装置和增加额外成本的情况下通过从作为现有基础设施建造的供应低电压的充电设备接收充电电压并进行升压后供应给电池来对电池进行充电的电池充电技术。
上述内容仅用于帮助理解本公开的背景，并不旨在表示本公开落入本领域技术人员已知的现有技术的范围内。
发明内容
因此，本公开考虑现有技术中出现的上述问题，并且本公开旨在提供一种利用马达驱动系统的车辆电池充电系统，其中车辆电池充电系统能够通过利用用于以开端绕组模式驱动马达的马达驱动系统适当地转换从外部充电设备供应的充电电压的大小来对电池进行充电，而不使用单独的专用转换装置。
为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种利用马达驱动系统的车辆电池充电系统，该马达驱动系统被配置为驱动具有分别对应于马达的多个相的多个绕组的马达，车辆电池充电系统包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件，并包括连接到电池的DC端子和连接到多个绕组中的每一个的第一端的AC端子；第二逆变器，包括多个第二开关元件，并包括与第一逆变器的DC端子共同连接到电池的DC端子和连接到多个绕组中的每一个的第二端的AC端子；多个转换开关，具有第一端和第二端，转换开关的第一端分别连接到多个绕组的第二端，转换开关的第二端彼此连接；以及控制器，被配置为在对电池进行充电的充电模式下，控制第一逆变器和第二逆变器中包括的开关元件以及多个转换开关的开路/短路状态，使得施加到多个转换开关的第二端和电池的负极端子之间的部分的DC充电电压被供应给电池。
车辆电池充电系统可以包括：第一充电电力施加开关，具有连接到多个转换开关的第二端的第一端和接收DC充电电压的高电位的第二端；以及第二充电电力施加开关，具有连接到电池的负极端子的第一端和接收DC充电电压的低电位的第二端，其中，控制器被配置为在充电模式下控制第一充电电力施加开关和第二充电电力施加开关短路。
车辆电池充电系统可以包括：电容器，连接到第一充电电力施加开关的第二端和电池的负极端子之间的部分。
当外部充电电压低于电池的电压时，控制器可以在充电模式下通过控制多个转换开关中的至少一些转换开关短路，并通过控制连接到与短路开关连接的多个绕组中的绕组的第一逆变器的下开关元件的脉宽调制来将DC充电电压进行升压，下开关元件是可以是包括在第一逆变器中的开关元件中的连接到第一逆变器的DC端子的低电位端子的开关元件。
当外部充电电压低于电池的电压时，控制器可以在充电模式下通过控制多个转换开关全部短路，并通过控制第一逆变器的下开关元件的脉宽调制来将DC充电电压进行升压，下开关元件是可以是包括在第一逆变器中的开关元件中的连接到第一逆变器的DC端子的低电位端子的开关元件。
控制器可以被配置为在充电模式下，控制多个第二开关元件开路。
当外部充电电压具有能够对电池进行充电的大小时，控制器可以在充电模式下控制多个转换开关中的至少一些转换开关短路，并控制第一开关元件开路。
为了实现上述目的，根据本公开的另一方面，提供一种利用马达驱动系统的车辆电池充电系统，马达驱动系统被配置为驱动具有分别对应于马达的多个相的多个绕组的马达，车辆电池充电系统包括：第一逆变器，包括多个第一开关元件，并包括连接到电池的DC端子和连接到多个绕组中的每一个的第一端的AC端子；第二逆变器，包括多个第二开关元件，并包括与第一逆变器的DC端子共同连接到电池的DC端子和连接到多个绕组中的每一个的第二端的AC端子；多个转换开关，具有第一端和第二端，转换开关的第一端分别连接到多个绕组的第二端，转换开关的第二端彼此连接；第一充电电力施加开关，具有连接到多个转换开关的第二端的第一端和接收从系统外部供应的DC充电电压的高电位的第二端；第二充电电力施加开关，具有连接到电池的负极端子的第一端和接收DC充电电压的低电位的第二端；以及控制器，被配置为在对车辆电池进行充电的充电模式下，控制多个转换开关中的至少一些转换开关以及第一充电电力施加开关和第二充电电力施加开关短路，并被配置为基于DC充电电压的大小，控制包括在第一逆变器和第二逆变器中的开关元件以及多个转换开关的开路/短路状态。
车辆电池充电系统可以包括：电容器，连接到第一充电电力施加开关的第二端和电池的负极端子之间的部分。
当外部充电电压低于电池的电压时，控制器可以在充电模式下通过控制可以连接到与多个转换开关之中的短路开关连接的多个绕组中的绕组的第一逆变器的下开关元件的脉宽调制来将DC充电电压进行升压，下开关元件是可以是包括在第一逆变器中的开关元件中的连接到第一逆变器的DC端子的低电位端子的开关元件。
当外部充电电压低于电池的电压时，控制器可以在充电模式下通过控制多个转换开关全部短路，并通过控制第一逆变器的下开关元件的脉宽调制来DC充电电压进行升压，下开关元件是可以是包括在第一逆变器中的开关元件中的连接到第一逆变器的DC端子的低电位端子的开关元件。
控制器可以被配置为在充电模式下控制多个第二开关元件开路。
当外部充电电压具有能够对电池进行充电的大小时，控制器可以在充电模式下控制第一开关元件开路。
根据利用马达驱动系统的车辆电池充电系统，可以通过利用为马达的开端绕组操作设置的马达驱动系统根据从外部充电器供应的充电电压适当地转换充电电压的大小来对电池进行充电或不经转换而通过将充电电压供应给电池来对电池进行充电。
根据利用马达驱动系统的车辆电池充电系统，无需随着车辆电池的高电压化为车辆中的高压充电设施提供额外的基础设施，因此可以避免由基础设施建设带来的社会成本。
此外，根据利用马达驱动系统的车辆电池充电系统，在为马达驱动设置的电池充电系统中添加多个开关装置以能够响应于各种外部充电电压对电池进行充电，因此无需添加用于对车辆中的电池充电的升压电路。
另外，利用马达驱动系统的车辆电池充电系统可以允许利用对应于各种类型的外部充电电压对电池进行充电，同时允许马达以高效率开端绕组方式驱动。
本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将清楚地理解考虑以下描述的未提及的其它效果。
附图说明
本公开的上述和其它目的、特征和其它优点将从以下结合附图的详细描述中得到更清楚的理解，其中：
图1是示出根据本公开的示例性实施例的利用马达驱动系统的车辆电池充电系统的电路图。
图2和图3是示出根据本公开的示例性实施例的利用马达驱动系统的车辆电池充电系统的操作的视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述根据本公开的各种实施例的利用马达驱动系统的车辆电池充电系统。
图1是示出根据本公开的示例性实施例的利用马达驱动系统的车辆电池充电系统的电路图。
参照图1，根据本公开的实施例，利用马达驱动系统的车辆电池充电系统是利用通过具有分别对应于多个相的多个绕组L1至L3的马达100供应驱动电力的利用马达驱动系统的充电系统。
马达驱动系统可以包括：第一逆变器10，包括多个第一开关元件S11至S16并且连接到马达100的每个绕组的第一端；第二逆变器20，包括多个第二开关元件S21至S26并且连接到马达100的每个绕组的第二端；以及多个转换开关S31至S33，多个转换开关S31至S33的第一端连接到马达100的绕组的第二端，多个转换开关S31至S33的第二端相互短路。
第一逆变器10和第二逆变器20可以具有被施加在电池200的正极端子和负极端子之间产生的直流电压(DC电压)的直流端子(DC端子)和连接到马达100的绕组L1至L3中的每一个的交流端子(AC端子)。第一逆变器10和第二逆变器20连接到电池200的正极端子和负极端子的两个节点可以是DC端子。第一逆变器10和第二逆变器20连接到马达100的每个绕组的第一端或第二端的三个节点可以是AC端子。
第一逆变器10和第二逆变器20共同连接在电池200的正极端子和负极端子之间。第一逆变器10的DC端子和第二逆变器20的DC端子可以彼此电连接。
第一逆变器10和第二逆变器20可以将存储在电池200中的DC电转换成三相AC电并将其提供给马达100，或者将通过再生制动期间产生马达100的再生制动扭矩产生的再生制动能量转换成DC电并将其提供给电池200。DC电和AC电之间的转换可以通过控制设置在第一逆变器10中的多个第一开关元件S11至S16和设置在第二逆变器20中的多个第二开关元件S21至S26的脉宽调制来执行。
第一逆变器10可以包括多个支线(leg)11至13，在DC端子中产生的DC电被施加到支线11至13。支线11至13可以分别对应于马达100的多个相以形成电连接。
更具体地，第一支线11包括在构成第一逆变器的DC端子的两个节点之间彼此串联连接的两个开关元件S11和S12。两个开关元件S11和S12之间的连接节点可以连接到马达100中的一个相绕组L1的第一端，以便输入和输出对应于马达100的多个相之中的一个相的AC电。
类似地，第二支线12包括在构成第一逆变器10的DC端子的两个节点之间彼此串联连接的两个开关元件S13和S14。开关元件S13和S14的连接节点可以连接到马达100中的一个相绕组L2的第一端，以便输入和输出对应于马达100的多个相之中的一个相的AC电。
第三支线13包括在构成第一逆变器10的DC端子的两个节点之间彼此串联连接的两个开关元件S15和S16。两个开关元件S15和S16的连接节点可以连接到马达100中的一个相绕组L3的第一端，以便输入和输出对应于马达100的多个相之中的一个相的AC电。
第二逆变器20也可以具有与第一逆变器10的结构类似的结构。第二逆变器20可以包括多个支线21至23，第二逆变器20的DC端子的DC电被施加到支线21至23，其中电池200的两个端子之间的DC电被施加到第二逆变器20的DC端子。支线21至23可以分别对应于马达100的多个相以形成电连接。
更具体地，第一支线21包括在构成第一逆变器10的DC端子的两个节点之间彼此串联连接的两个开关元件S21和S22。两个开关元件S21和S22之间的连接节点可以连接到马达100中的一个相绕组L1的第二端，以便输入和输出对应于马达100的多个相之中的一个相的AC电。
类似地，第二支线22包括在构成第一逆变器10的DC端子的两个节点之间彼此串联连接的两个开关元件S23和S24。开关元件S23和S24的连接节点可以连接到马达100中的一个相绕组L2的第二端，以便输入和输出对应于马达100的多个相之中的一个相的AC电。
第三支线23包括在构成第一逆变器10的DC端子的两个节点之间彼此串联连接的两个开关元件S25和S26。两个开关元件S25和S26的连接节点可以连接到马达100中的一个相绕组L3的第二端，以便输入和输出对应于马达100的多个相之中的一个相的AC电。
第一逆变器10连接到马达100的绕组L1至L3的第一端，第二逆变器20连接到马达100的绕组L1至L3的第二端。可以形成马达100的绕组L1至L3的两端分别连接到第一逆变器10和第二逆变器20的开端绕组结构的电连接。
第一逆变器10中包括的开关元件S11至S16和第二逆变器20中包括的开关元件S21至S26是传统的用于马达驱动的逆变器中包括的开关元件。开关元件S11至S16和S21至S26可以理解为包括反向连接在实际执行开关的IGBT或FET的源极和漏极之间的二极管以及IGBT或FET的概念。
多个转换开关S31至S33可以连接到马达100的绕组L1至L3的第二端(第二逆变器的AC端子)。多个转换开关S31至S33的第一端连接到马达100的绕组L1至L3的第二端。多个转换开关S31至S33的第二端彼此电连接以形成电短路。
当多个转换开关S31至S33开路时，马达100的绕组L1至L3的两端分别连接到第一逆变器10和第二逆变器20，以形成开端绕组结构。当多个转换开关S31至S33短路时，马达100的绕组L1至L3的第二端彼此电短路。因此，马达100的绕组L1至L3可以形成形成Y形连接的闭端绕组结构的电连接。当形成闭端绕组结构的电连接时，可以通过控制第一逆变器10的开关元件S11至S16的脉宽调制来驱动马达100。第二逆变器20的所有开关元件S21至S26可以始终保持开路状态。
多个转换开关S31至S33用于在开端绕组结构和闭端绕组结构之间转换用于驱动马达的电路连接结构。因此，多个转换开关S31至S33可以统称为转换开关部30。
转换开关部30中的多个转换开关S31至S33可以是本领域已知的各种开关装置，例如MOSFET、IGBT、晶闸管和继电器。
用于对车辆电池进行充电的系统可以进一步包括控制器40。根据本公开的示例性实施例的车辆电池充电系统的控制器40可以是处理器(例如，计算机、微处理器、CPU、ASIC、电路、逻辑电路等)。控制器40可以由存储例如当执行时执行下文描述的各种功能的程序、软件指令再现算法等的非暂态存储器以及被配置为执行程序、软件指令再现算法等的处理器实现。此处，存储器和处理器可以实现为单独的半导体电路。或者，存储器和处理器可以实现为单个集成半导体电路。处理器可以实施为一个以上的处理器。
控制器40可以控制包括在第一逆变器10中的开关元件S11至S16和包括在第二逆变器20中的开关元件S21至S26的脉宽调制，以基于马达100在马达驱动模式下所需的所需输出来驱动马达100。
更具体地，控制器40可以基于马达100的所需输出确定在马达驱动中使用的逆变器，确定转换开关部30的多个转换开关S31至S33的接通/关断状态，并控制确定要驱动的逆变器的开关元件的脉宽调制。
例如，当马达100所需的输出小于预设参考值时，控制器40将转换开关部30的多个转换开关S31至S33全部设置为短路状态，并且不操作第二逆变器20。控制器40控制第一逆变器10的开关元件S11至S16的脉宽调制，使得可以驱动马达100(闭端绕组模式)。
闭端绕组模式的马达驱动可以通过控制器40基于施加到第一逆变器的DC端子的DC电压、从第一逆变器10的AC端子供应给马达100的相电压以及由设置在马达100中的马达转子传感器(未示出)检测的马达旋转角来控制第一逆变器10的开关元件S11至S16的脉宽调制来实现的。通过控制逆变器中的多个开关元件的脉宽调制来驱动马达100的各种技术在本领域中是已知的。因此，将省略对逆变器的脉宽调制控制方法的进一步详细描述。
当马达100所需的输出大于预设参考值时，控制器40可以将转换开关部30的多个转换开关S31至S33全部设置为开路状态，并且操作第一逆变器10和第二逆变器20以驱动马达100(开端绕组模式)。在开端绕组模式中，多个绕组L1至L3的第一端彼此处于开路状态并且其第二端也彼此处于开路状态，从而可以通过控制分别连接到绕组L1至L3的两端的两个逆变器10和20的脉宽调制来驱动马达100。
开端绕组模式下的马达驱动可以通过控制器40通过接收第一逆变器10和第二逆变器20的DC电压、分别供应给对应于马达100的每个相的多个绕组中的每一个的相电流以及由设置在马达100中的马达转子传感器(未示出)检测的马达角度来控制第一逆变器10的第一开关元件S11至S16和第二逆变器20的第二开关元件S21至S26两者的脉宽调制来实现的。
开端绕组模式下通过控制连接到绕组的两端的两个逆变器的脉宽调制来驱动马达的各种技术在本领域中是已知的，因此将省略进一步的详细描述。
在对电池200进行充电的充电模式中，控制器40可以控制逆变器10、20中包括的开关元件S11至S16、S21至S26，以在多个转换开关S31至S33的第二端和电池200的负极端子之间施加DC充电电压。并基于DC充电电压的大小转换DC充电电压的大小，并将转换后的DC充电电压供应给电池200，或者在没有转换的情况下将DC充电电压供应给电池200。
从外部充电器300供应的DC电力可以施加在转换开关部30的多个转换开关S31至S33彼此连接的节点和连接到电池200的负极端子的节点之间。从外部充电器300供应的充电电压可以施加在多个转换开关S31至S33彼此连接的节点和连接到电池200的负极端子的节点之间。
为了形成或切断外部充电器300与马达驱动系统之间的电连接，本公开的实施例可以包括充电电力施加开关R1、R2。
车辆可以包括外部充电器300所连接的充电入口。在充电期间，车辆的充电入口可以联接到外部充电器300的充电出口。外部充电器300的充电出口包括形成充电电压的高电位端子(正极端子)和低电位端子(负极端子)。充电出口的高电位端子和低电位端子可以分别连接到充电入口的高电位端子和低电位端子。第一充电电力施加开关R1可以连接到充电入口的高电位端子和多个转换开关S31至S33彼此连接的节点之间。第二充电电力施加开关R2可以连接到充电入口的低电位端子和电池200的负极端子之间。
在马达驱动模式下，控制器40可以控制第一充电电力施加开关R1和第二充电电力施加开关R2始终处于开路状态。另外，在电池充电模式下，控制器40可以控制第一充电电力施加开关R1和第二充电电力施加开关R2始终处于开路状态。
第一充电电力施加开关R1和第二充电电力施加开关R2可以是本领域公知的各种开关装置。然而，第一充电电力施加开关R1和第二充电电力施加开关R2在确定模式转换期间被确定为处于开路或短路状态，并且用于在模式持续期间保持确定的状态，因此不需要高速转换。因此，第一充电电力施加开关R1和第二充电电力施加开关R2可以优选地以继电器实现。
此外，第一充电电力施加开关R1和第二充电电力施加开关R2可以以用于形成电路中的电连接而设置的接线盒400的形式实现。例如，接线盒400可以实现为硬件形式，其包括用于在电池200的正极端子和负极端子与每个逆变器的DC端子的两个端子之间形成电连接的布线、用于在充电模式下将外部充电器300连接到接线盒时将被设置以产生从外部充电器300供应的充电电压的电容器C连接到接线盒的布线、第一充电电力施加开关R1和接线第二充电电力施加开关R2与外部充电器300之间的布线、以及第一充电电力施加开关R1和第二充电电力施加开关R2、转换开关S31至S33与逆变器10、20的DC端子之间的布线。
图2和图3是示出根据本公开的示例性实施例的利用马达驱动系统的车辆电池充电系统的操作的视图。
图2是示出在充电模式下从外部充电器300供应的充电电压低于车辆中的电池200的电压时的示例的视图。
如图2所示，在充电模式下，控制器40控制充电电力施加开关R1、R2处于短路状态。控制器40可以控制转换开关部30的转换开关S31、S32和S33以保持短路状态。
此外，当从外部充电器300供应的充电电压低于车辆中的电池200的电压时，控制器40可以控制第二逆变器20的所有开关元件S21至S26以保持开路状态，并且以适当的占空比控制第一逆变器10的下开关元件S12、S14和S16的脉宽调制。因此，可以将从充电器300供应的充电电压进行升压并供应给电池200。
马达100的绕组L1至L3、分别连接到绕组L1至L3的第一端的第一逆变器10的上开关元件S11、S13、S15的二极管以及第一逆变器10的下开关元件S12、S14、S16可以形成可以在从外部充电器300到电池200的方向上将电压进行升压的升压转换器的拓扑结构。通过利用升压转换器的拓扑结构，可以将从外部充电器300供应的充电电压进行升压并供应给电池200，从而可以对电池200进行充电。
在这种情况下，第二逆变器20的DC端子的电压大于从外部充电器300提供的电压。因此，流入第二逆变器20的电流可以被第二逆变器20的上开关元件S21、S23和S25的反向二极管切断。
上开关元件S11、S13、S15是指连接到逆变器的支线中包括的两个开关元件中的DC端子的高电位端子的开关元件。下开关元件是指连接到DC端子的低电位端子的开关元件。
图2是示出在转换开关部30的转换开关S31至S33全部保持短路状态之后升压的示例的视图。然而，控制器40可以控制转换开关部30的转换开关S31至S33的一部分选择性地处于短路状态，然后控制连接到保持短路状态的转换开关的下开关元件的脉宽调制以进行升压。
在升压时，与马达的每个相对应的转换开关部30的所有转换开关S31、S32、S33被控制以保持短路状态。当第一逆变器10的所有下开关元件S12、S14和S16被切换以进行升压时，控制器40可以通过交错方法控制对应于马达的每个相的升压转换器。
包括线圈(电感器)、二极管和开关并通过开关的脉宽调制控制来增加电压的升压转换器以及利用多个升压转换器的交错控制方法是本领域公知的。因此，将省略对其的进一步描述。
图3示出当从外部充电器300供应的充电电压是对应于车辆中的电池200的电压，即能够对电池200进行充电的适当大小的电压时的示例。
如图3所示，在充电模式下，控制器40可以控制充电电力施加开关R1和R2都处于短路状态，并且控制转换开关部30的转换开关S31、S32和S33处于短路状态。
控制器可以控制第一逆变器10的开关元件S11至S16和第二逆变器20的下开关元件S22、S24、S26处于开路状态。
通常，为了对电池200进行充电，充电电压的大小大于电池200的电压。因此，可以通过第二逆变器20的上开关元件S21、S23、S25的二极管将充电电力供应给电池200。在这种情况下，控制器可以控制第二逆变器20的所有上开关元件S21、S23和S25处于短路状态。
如上所述，根据本公开的各种实施例，利用马达驱动系统的车辆电池充电系统可以通过利用为马达的开端绕组操作设置的马达驱动系统根据从外部充电器供应的充电电压适当地转换充电电压的大小或不经转换充电电压供应给电池来使电池被充电。
因此，根据本公开的各种实施例，利用马达驱动系统的车辆电池充电系统被配置为无需随着车辆电池的高电压化为车辆中的高压充电设施提供额外的基础设施，因此可以防止基础设施建设导致的社会成本。
此外，根据本公开的各种实施例，利用马达驱动系统的车辆电池充电系统被配置为使得在为马达驱动设置的系统中添加多个开关装置以能够响应于各种外部充电电压对电池进行充电，因此无需添加用于为车辆中的电池充电的升压电路。
另外，根据本公开的各种实施例，利用马达驱动系统的车辆电池充电系统被配置为允许对应于各种类型的外部充电电压的电池充电，同时允许马达以高效率开端绕组方式驱动。
尽管为了说明的目的公开了本公开的优选实施例，但是本领域技术人员将理解的是，在不脱离所附权利要求书中公开的本公开的范围和思想的情况下，各种修改、添加和替换是可能的。

Claims (15)

1.一种车辆电池充电系统，利用马达驱动系统对车辆电池进行充电，所述马达驱动系统被配置以驱动马达，所述马达具有分别对应于马达的多个相的多个绕组，所述系统包括：
第一逆变器，包括多个第一开关元件，并包括连接到所述车辆电池的DC端子和连接到所述多个绕组中的每一个的第一端的AC端子；
第二逆变器，包括多个第二开关元件，并包括与所述第一逆变器的DC端子共同连接到所述车辆电池的DC端子和连接到所述多个绕组中的每一个的第二端的AC端子；
多个转换开关，具有第一端和第二端，所述多个转换开关的第一端分别连接到所述多个绕组的第二端，所述多个转换开关的第二端彼此连接；以及
控制器，被配置为在对所述车辆电池进行充电的充电模式下，控制所述多个第一开关元件和所述多个第二开关元件以及所述多个转换开关的开路/短路状态，使得施加到所述多个转换开关的第二端和所述车辆电池的负极端子之间的部分的DC充电电压被供应给所述车辆电池。
2.根据权利要求1所述的车辆电池充电系统，进一步包括：
第一充电电力施加开关，具有连接到所述多个转换开关的第二端的第一端和接收所述DC充电电压的高电位的第二端；以及第二充电电力施加开关，具有连接到所述车辆电池的负极端子的第一端和接收所述DC充电电压的低电位的第二端，
其中，所述控制器进一步被配置在所述充电模式下控制所述第一充电电力施加开关和所述第二充电电力施加开关短路。
3.根据权利要求2所述的车辆电池充电系统，进一步包括：
电容器，连接到所述第一充电电力施加开关的第二端和所述车辆电池的负极端子之间的部分。
4.根据权利要求1所述的车辆电池充电系统，其中，
当外部充电电压低于所述车辆电池的电压时，
所述控制器在所述充电模式下通过控制所述多个转换开关中的至少一些转换开关短路，并通过控制连接到与短路开关连接的所述多个绕组中的绕组的所述第一逆变器的下开关元件的脉宽调制来将所述DC充电电压进行升压，所述下开关元件是所述多个第一开关元件中的连接到所述第一逆变器的DC端子的低电位端子的开关元件。
5.根据权利要求4所述的车辆电池充电系统，其中，所述控制器在所述充电模式下控制所述多个第二开关元件开路。
6.根据权利要求1所述的车辆电池充电系统，其中，
当外部充电电压低于所述车辆电池的电压时，
所述控制器在所述充电模式下通过控制所述多个转换开关全部短路，并通过控制所述第一逆变器的下开关元件的脉宽调制来将所述DC充电电压进行升压，所述下开关元件是所述多个第一开关元件中的连接到所述第一逆变器的DC端子的低电位端子的开关元件。
7.根据权利要求6所述的车辆电池充电系统，其中，
所述控制器进一步被配置为在所述充电模式下控制所述多个第二开关元件开路。
8.根据权利要求1所述的车辆电池充电系统，其中，
当外部充电电压具有能够对所述车辆电池充电的大小时，
所述控制器在所述充电模式下控制所述多个转换开关中的至少一些转换开关短路，并控制所述多个第一开关元件开路。
9.一种车辆电池充电系统，利用马达驱动系统对车辆电池进行充电，所述马达驱动系统被配置为驱动马达，所述马达具有分别对应于马达的多个相的多个绕组，所述系统包括：
第一逆变器，包括多个第一开关元件，并包括连接到所述车辆电池的DC端子和连接到所述多个绕组中的每一个的第一端的AC端子；
第二逆变器，包括多个第二开关元件，并包括与所述第一逆变器的DC端子共同连接到所述车辆电池的DC端子和连接到所述多个绕组中的每一个的第二端的AC端子；
多个转换开关，具有第一端和第二端，所述多个转换开关的第一端分别连接到所述多个绕组的第二端，所述多个转换开关的第二端彼此连接；
第一充电电力施加开关，具有连接到所述多个转换开关的第二端的第一端和接收从所述系统的外部供应的DC充电电压的高电位的第二端；
第二充电电力施加开关，具有连接到所述车辆电池的负极端子的第一端和接收所述DC充电电压的低电位的第二端；以及
控制器，被配置为在对所述车辆电池进行充电的充电模式下，控制所述多个转换开关中的至少一些转换开关以及所述第一充电电力施加开关和所述第二充电电力施加开关短路，并进一步被配置为基于所述DC充电电压的大小，控制所述多个第一开关元件和所述多个第二开关元件以及所述多个转换开关的开路/短路状态。
10.根据权利要求9所述的车辆电池充电系统，进一步包括：
电容器，连接到所述第一充电电力施加开关的第二端和所述车辆电池的负极端子之间的部分。
11.根据权利要求9所述的车辆电池充电系统，其中，
当外部充电电压低于所述车辆电池的电压时，
所述控制器在所述充电模式下通过控制连接到与所述多个转换开关之中的短路开关连接的所述多个绕组中的绕组的所述第一逆变器的下开关元件的脉宽调制来将所述DC充电电压进行升压，所述下开关元件是所述多个第一开关元件中的连接到所述第一逆变器的DC端子的低电位端子的开关元件。
12.根据权利要求11所述的车辆电池充电系统，其中，
所述控制器进一步被配置为在所述充电模式下控制所述多个第二开关元件开路。
13.根据权利要求9所述的车辆电池充电系统，其中，
当外部充电电压低于所述车辆电池的电压时，
所述控制器在所述充电模式下通过控制所述多个转换开关全部短路，并通过控制所述第一逆变器的下开关元件的脉宽调制来将所述DC充电电压进行升压，所述下开关元件是所述多个第一开关元件中的连接到所述第一逆变器的DC端子的低电位端子的开关元件。
14.根据权利要求13所述的车辆电池充电系统，其中，
所述控制器进一步被配置为在所述充电模式下控制所述多个第二开关元件开路。
15.根据权利要求9所述的车辆电池充电系统，其中，
当外部充电电压具有能够对所述车辆电池进行充电的大小时，
所述控制器在所述充电模式下控制所述多个第一开关元件开路。
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