CN115642823A - 一种驱动总成及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种驱动总成及其控制方法，涉及充电技术领域，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响。具体方案为：驱动总成包括两电平逆变电路、第一滤波磁环，以及电机线圈；两电平逆变电路的第一输入端和第二输入端分别用于与电池包的正极和负极耦合连接，两电平逆变电路的第一输入端还用于与直流电源的正极耦合连接；两电平逆变电路的三相输出端通过第一滤波磁环分别耦合至电机线圈的三端，两电平逆变电路的三相输出端中的第一输出端在通过第一滤波磁环之前，用于与直流电源的负极耦合连接；在对电机线圈励磁时，电流两次经过第一滤波磁环的方向相反；在对电池包充电时，电流两次经过第一滤波磁环的方向也相反。

Description

一种驱动总成及其控制方法
技术领域
本申请实施例涉及充电技术领域，尤其涉及一种驱动总成及其控制方法。
背景技术
随着人们环保意识的提高，电动汽车受到了广大用户的青睐。用户在选择电动汽车时，车辆的续航能力是用户考虑的重要因素。为了提升电动汽车的续航能力，电动汽车的电池系统可以采用高压电池系统。然而，目前市场上的充电桩大部分为低压充电桩，该低压充电桩无法为高压电池系统充电。因此，可以通过电动汽车中的电机线圈及马达控制器(motor control unit，MCU)等功率器件，实现升压充电功能，使得低压充电桩可以为高压电池系统充电。
但是，采用电机线圈及MCU等功率器件实现升压充电功能时，充电系统的电磁干扰较大，会对电动汽车的电磁兼容性(electromagnetic compatibility，EMC)，以及车辆的安全运行造成影响。
发明内容
本申请实施例提供一种驱动总成及其控制方法，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响。
为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：
本申请实施例的第一方面，提供一种驱动总成，该驱动总成包括两电平逆变电路、第一滤波磁环，以及电机线圈；两电平逆变电路的第一输入端和第二输入端分别用于与电池包的正极和负极耦合连接，两电平逆变电路的第一输入端还用于与直流电源的正极耦合连接。该两电平逆变电路的三相输出端通过第一滤波磁环分别耦合至电机线圈的三端，两电平逆变电路的三相输出端中的第一输出端在通过第一滤波磁环之前，用于与直流电源的负极耦合连接。两电平逆变电路包括第一组开关管和第二组开关管，该第一组开关管和该第二组开关管分别包括一个或多个开关管。在对电机线圈励磁时，电流从直流电源的正极流出，经过两电平逆变电路中的第一组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环后，流回至直流电源的负极。在对电池包充电时，电流从直流电源的正极流出，经过电池包、两电平逆变电路中的第二组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环后，流回至直流电源的负极。
基于本方案，在对电机线圈励磁时及对电池包充电时，电流都会经过第一滤波磁环两次，而且根据电机线圈励磁过程的回路及电池包充电过程的回路可知，电流第一次经过第一滤波磁环的方向与电流第二次经过第一滤波磁环的方向相反，因此，第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会发生饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。而且本方案中在对电机线圈励磁及对电池包充电时，励磁过程和充电过程的回路都集成在驱动总成内部，由于驱动总成的金属外壳可以提供屏蔽作用，因此能够进一步减小电磁干扰。
可选的，本申请实施例提供的驱动总成可以应用在车辆或船等用电设备中，以驱动总成应用在车辆中为例。当车辆在行车模式时，驱动总成中的两电平逆变电路用于将直流电转换为交流电，驱动电机将电能转换为机械能。当车辆在充电模式时，可以借用驱动总成中两电平逆变电路中的开关管，并将驱动总成中的电机线圈作为升压电感，通过上述励磁过程和充电过程实现升压充电。
一种实现方式中，上述第一组开关管包括第一开关管，上述第二组开关管包括第二开关管。第一开关管的第一端为两电平逆变电路的第一输入端，第一开关管的第二端为两电平逆变电路的三相输出端中的第二输出端。第一开关管的第二端耦合至第二开关管的第一端，第一开关管的第二端和第二开关管的第一端通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第二端。第二开关管的第二端为两电平逆变电路的第二输入端；第一开关管的第三端和第二开关管的第三端为控制端。
基于本方案，在驱动总成不用于驱动车辆或船等用电设备时，可以借用驱动总成中的两个开关管，并借用驱动总成中的电机线圈作为升压电感，将直流电源的电压升压并为电池包充电。本方案借用了驱动总成中的开关管，能够在驱动总成不用于车辆等设备的驱动时，使用驱动总成中的电机线圈和开关管对电机线圈励磁并对电池包充电，而且在对电机线圈励磁和对电池包充电时，电流两次经过第一滤波磁环的电流方向相反，因此，在第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会饱和。
一种实现方式中，在对上述电机线圈励磁时，第一开关管处于导通状态，第二开关管处于关断状态。在对电池包充电时，第一开关管处于关断状态，第二开关管处于导通状态。
可选的，上述第一开关管和第二开关管为N型金属氧化物半导体MOS管，该第一开关管的第一端为漏极，第一开关管的第二端为源极，第一开关管的第三端为栅极，第二开关管的第一端为漏极，第二开关管的第二端为源极，第二开关管的第三端为栅极。
基于本方案，在驱动总成不用于驱动车辆或船等用电设备时，可以借用驱动总成中的第一开关管和第二开关管，并通过控制该第一开关管和第二开关管的导通和关断，能够使得励磁过程和充电过程中，电流经过第一滤波磁环两次，而且电流两次经过第一滤波磁环的电流方向相反，因此，在第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响以及磁环饱和对滤波性能的影响。
一种实现方式中，上述第一组开关管还包括第三开关管，第二组开关管还包括第四开关管。第三开关管的第一端为两电平逆变电路的第一输入端，第三开关管的第二端为两电平逆变电路的三相输出端中的第三输出端。第三开关管的第二端耦合至第四开关管的第一端，第三开关管的第二端和第四开关管的第一端通过第一滤波磁环耦合至所述电机线圈的第三端，第四开关管的第二端为两电平逆变电路的第二输入端。第三开关管的第三端和第四开关管的第三端为控制端。
基于本方案，在驱动总成不用于驱动车辆或船等用电设备时，可以借用驱动总成中的四个开关管，并借用驱动总成中的电机线圈作为升压电感，将直流电源的电压升压并为电池包充电。本方案借用了驱动总成中的开关管，能够在驱动总成不用于车辆等设备的驱动时，使用驱动总成中的电机线圈和开关管对电机线圈励磁并对电池包充电，而且在对电机线圈励磁和对电池包充电时，电流两次经过第一滤波磁环的电流方向相反，因此，在第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会饱和。
一种实现方式中，在对电机线圈励磁时，第三开关管处于导通状态，第四开关管处于关断状态。在对电池包充电时，第三开关管处于关断状态，第四开关管处于导通状态。
可选的，上述第三开关管和第四开关管为N型MOS管，第三开关管的第一端为漏极，第三开关管的第二端为源极，第三开关管的第三端为栅极，第四开关管的第一端为漏极，第四开关管的第二端为源极，第四开关管的第三端为栅极。
基于本方案，在驱动总成不用于驱动车辆或船等用电设备时，可以借用驱动总成中的第一开关管至第四开关管，并通过控制该第一开关管至第四开关管的导通和关断，能够使得对电机线圈励磁时及对电池包充电时，在每个回路中，电流经过第一滤波磁环两次，而且电流两次经过第一滤波磁环的电流方向相反，因此，在第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响以及磁环饱和对滤波性能的影响。
一种实现方式中，上述驱动总成还包括第二滤波磁环，两电平逆变电路的第一输入端通过该第二滤波磁环耦合至电池包的正极，两电平逆变电路的第二输入端通过第二滤波磁环耦合至电池包的负极。在对电机线圈励磁时，电流从直流电源的正极流出，经过两电平逆变电路中的第一组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环，流回至直流电源的负极。在对电池包充电时，电流从直流电源的正极流出，依次经过第二滤波磁环、电池包、第二滤波磁环、第二组开关管、第一滤波磁环、电机线圈、第一滤波磁环后，流回至直流电源的负极。
基于本方案，在对电池包充电时，电流会经过第一滤波磁环两次、经过第二滤波磁环两次，而且电流第一次经过第一滤波磁环的电流方向与电流第二次经过第一滤波磁环的电流方向相反，电流第一次经过第二滤波磁环的电流方向与电流第二次经过第二滤波磁环的电流方向相反，因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第二滤波磁环上产生的磁通也可以相互抵消，故第一滤波磁环和第二滤波磁环都不会发生饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响以及磁环饱和对滤波性能的影响。
一种实现方式中，在上述驱动总成不用于车辆驱动时，该驱动总成对电机线圈励磁并对电池包充电。
基于本方案，当驱动总成不用于车辆驱动时(比如，车辆在充电模式时)，可以通过控制驱动总成中两电平逆变电路中的开关管，并将驱动总成中的电机线圈作为升压电感，对电机线圈励磁并对电池包充电。可以理解的，驱动总成用于车辆驱动与驱动总成不用于车辆驱动时，驱动总成中的两电平逆变电路和电机线圈的功能是不同的。例如，驱动总成用于车辆驱动时，两电平逆变电路用于将直流电转换为交流电，驱动电机将电能转换为机械能。驱动总成不用于车辆驱动时，只是借用了两电平逆变电路中的开关管，并将电机线圈作为升压电感，实现升压充电功能。
本申请实施例的第二方面，提供一种驱动总成的控制方法，该驱动总成包括两电平逆变电路、第一滤波磁环，以及电机线圈。该两电平逆变电路的第一输入端和第二输入端分别用于与电池包的正极和负极耦合连接，两电平逆变电路的第一输入端还用于与直流电源的正极耦合连接；两电平逆变电路的三相输出端通过第一滤波磁环分别耦合至电机线圈的三端。两电平逆变电路的三相输出端中的第一输出端在通过第一滤波磁环之前，用于与直流电源的负极耦合连接。所述两电平逆变电路包括第一组开关管和第二组开关管，该第一组开关管和该第二组开关管分别包括一个或多个开关管。上述方法包括：在对电机线圈励磁时，控制第一组开关管导通，第二组开关管关断，电流从直流电源的正极流出，经过两电平逆变电路中的第一组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环后，流回至直流电源的负极。在对电池包充电时，控制第一组开关管关断，第二组开关管导通，电流从直流电源的正极流出，经过电池包、两电平逆变电路中的第二组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环后，流回至直流电源的负极。
一种实现方式中，上述第一组开关管包括第一开关管，第二组开关管包括第二开关管。第一开关管的第一端为两电平逆变电路的第一输入端，第一开关管的第二端为两电平逆变电路的三相输出端中的第二输出端。第一开关管的第二端耦合至第二开关管的第一端，第一开关管的第二端和第二开关管的第一端通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第二端。第二开关管的第二端为两电平逆变电路的第二输入端，第一开关管的第三端和第二开关管的第三端为控制端。
一种实现方式中，在对电机线圈励磁时，第一开关管处于导通状态，第二开关管处于关断状态。在对电池包充电时，第一开关管处于关断状态，第二开关管处于导通状态。
一种实现方式中，第一开关管和第二开关管为N型金属氧化物半导体MOS管，第一开关管的第一端为漏极，第一开关管的第二端为源极，第一开关管的第三端为栅极，第二开关管的第一端为漏极，第二开关管的第二端为源极，第二开关管的第三端为栅极。
一种实现方式中，上述第一组开关管还包括第三开关管，第二组开关管还包括第四开关管。第三开关管的第一端为两电平逆变电路的第一输入端，第三开关管的第二端为两电平逆变电路的三相输出端中的第三输出端；第三开关管的第二端耦合至第四开关管的第一端，第三开关管的第二端和第四开关管的第一端通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第三端，第四开关管的第二端为两电平逆变电路的第二输入端；第三开关管的第三端和第四开关管的第三端为控制端。
一种实现方式中，在对电机线圈励磁时，第三开关管处于导通状态，第四开关管处于关断状态；在对电池包充电时，第三开关管处于关断状态，第四开关管处于导通状态。
一种实现方式中，第三开关管和第四开关管为N型MOS管，第三开关管的第一端为漏极，第三开关管的第二端为源极，第三开关管的第三端为栅极，第四开关管的第一端为漏极，第四开关管的第二端为源极，第四开关管的第三端为栅极。
一种实现方式中，驱动总成还包括第二滤波磁环，两电平逆变电路的第一输入端通过该第二滤波磁环耦合至电池包的正极，两电平逆变电路的第二输入端通过第二滤波磁环耦合至电池包的负极。在对电机线圈励磁时，电流从直流电源的正极流出，经过两电平逆变电路中的第一组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环，流回至直流电源的负极。在对电池包充电时，电流从直流电源的正极流出，依次经过第二滤波磁环、电池包、第二滤波磁环、第二组开关管、第一滤波磁环、电机线圈、第一滤波磁环后，流回至直流电源的负极。
一种实现方式中，在上述驱动总成不用于车辆驱动时，该驱动总成对电机线圈励磁并对电池包充电。
上述第二方面以及第二方面的各种实现方式的效果描述可以参考第一方面相应效果的描述，在此不再赘述。
本申请实施例的第三方面，提供一种充电系统，该充电系统包括配电电路，以及如上述第一方面项所述的驱动总成，所述两电平逆变电路的第一输入端通过所述配电电路与所述直流电源的正极耦合连接。
本申请实施例的第四方面，提供一种用电设备，该用电设备包括配电电路，以及如上述第一方面项所述的驱动总成，所述两电平逆变电路的第一输入端通过所述配电电路与所述直流电源的正极耦合连接。
一种实现方式中，上述用电设备还包括电池包。可选的，该用电设备可以为车辆、船等用电设备，且该用电设备中的驱动总成在不用于设备驱动时，可以对电机线圈励磁并对电池包充电。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种充电系统的电路结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种充电系统在对电机线圈励磁时的工作原理示意图；
图3为本申请实施例提供的一种充电系统在对电池包充电时的工作原理示意图；
图4为本申请实施例提供的一种单向电流经过磁环时产生的磁通示意图；
图5为本申请实施例提供的一种整车充电的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种驱动总成的电路结构示意图；
图7为本申请实施例提供的一种在对驱动总成中的电机线圈励磁时的工作原理示意图；
图8为本申请实施例提供的一种在对驱动总成中的电机线圈励磁时的等效电路图；
图9为本申请实施例提供的一种双向电流经过磁环时产生的磁通示意图；
图10为本申请实施例提供的一种在对驱动总成中的电池包充电时的工作原理示意图；
图11为本申请实施例提供的一种在对驱动总成中的电池包充电时的等效电路图；
图12为本申请实施例提供的另一种在对驱动总成中的电机线圈励磁时的工作原理示意图；
图13为本申请实施例提供的另一种在对驱动总成中的电池包充电时的工作原理示意图；
图14为本申请实施例提供的另一种驱动总成的电路结构示意图；
图15为本申请实施例提供的又一种在对驱动总成中的电机线圈励磁时的工作原理示意图；
图16为本申请实施例提供的又一种在对驱动总成中的电池包充电时的工作原理示意图；
图17为本申请实施例提供的又一种在对驱动总成中的电机线圈励磁时的工作原理示意图；
图18为本申请实施例提供的又一种在对驱动总成中的电池包充电时的工作原理示意图；
图19为本申请实施例提供的一种用电设备的结构示意图；
图20为本申请实施例提供的一种驱动总成的控制方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。在本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c，或，a和b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。另外，为了便于清楚描述本申请实施例的技术方案，在本申请的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分，本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定。比如，本申请实施例中的第一滤波磁环中的“第一”和第二滤波磁环中的“第二”仅用于区分不同的滤波磁环。本申请实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本申请实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本申请实施例的任何限制。
需要说明的是，本申请中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
目前市场上用于为电动汽车充电的充电桩可以分为高压充电桩和低压充电桩，高压充电桩的输出电压一般在200V-750V，低压充电桩的输出电压一般在200V-500V。
为了提升电动汽车的续航能力，电动汽车的电池系统可以采用高压电池系统。但是，目前市场上大多数的充电桩均为低压充电桩，低压充电桩仅能为低压电池系统(例如，450V)充电，无法为高压电池系统(例如，750V)充电。为了实现低压充电桩能够向高压电池系统充电，可以在充电模式下，通过复用电动汽车中的电机线圈及现有技术中两电平逆变电路中的开关器件，对低压充电桩的输出电压进行升压，使得低压充电桩可以为高压电池系统充电，从而实现升压充电功能。
例如，图1为一种充电系统的电路结构示意图。如图1所示，该充电系统可以包括直流电源、配电电路(例如，配电盒)、驱动总成和电池包，驱动总成包括MCU滤波磁环、两电平逆变电路、三相纳米晶磁环以及电机线圈。该直流电源可以为充电桩输出的直流电源。
如图1所示，在行车模式下，电池包中的开关K3、配电电路中的开关K4和K5均处于关断状态，电池包中的开关K1和K2处于导通状态。电池包的直流电压通过MCU滤波磁环滤波后，通过控制两电平逆变电路中的开关管M1至M6，可以将直流电转换为交流电，并经过三相纳米晶磁环滤波后驱动电机线圈，将电能转换为机械能。在充电模式下，充电桩输出的直流电源经过配电电路，利用驱动总成中的电机线圈作为升压电感，通过控制驱动总成中两电平逆变电路中的开关管的导通和关断，可以将充电桩输出的低压直流电源升压后为高压电池包充电。图1所示的充电系统实现升压充电时，可以包括电机线圈励磁过程和电池包充电过程，下面结合图2和图3对图1所示的充电系统升压充电时的励磁过程和充电过程进行详细介绍。
图2为一种电机线圈励磁过程的结构示意图。如图2所示，在对驱动总成中的电机线圈励磁时，直流电源的开关K6和K7、配电电路中的开关K4和K5、电池包中的开关K3均处于导通状态，并控制两电平逆变电路中的开关管M5导通。因此，电机线圈励磁过程的回路为：直流电源的正极→配电电路→电池包→MCU滤波磁环→两电平逆变电路中的开关管M5→三相纳米晶磁环→电机线圈→配电电路→直流电源的负极。
图3为一种电池包充电过程的结构示意图。如图3所示，在对电池包充电时，直流电源的开关K6和K7、配电电路中的开关K4和K5、电池包中的开关K1至K3均处于导通状态，并控制两电平逆变电路中的开关管M6导通。因此，电池包充电过程的回路为：直流电源的正极→配电电路→电池包→MCU滤波磁环→两电平逆变电路中的开关管M6→三相纳米晶磁环→电机线圈→配电电路→直流电源的负极。
图1所示的充电系统升压充电时，图2所示的励磁过程和图3所示的充电过程可以以一定频率交替进行，由于励磁过程对电机线圈励磁后，可以在电机线圈中储存能量，从而在对电池包充电过程中可以将电机线圈的电压与直流电源的电压叠加后为电池包充电，能够实现低压充电桩为高压电池系统充电。
可以理解的，结合图2和图3可知，图1所示的充电系统在行车模式和充电模式下，驱动总成中的两电平逆变电路和电机线圈的功能是不同的。在行车模式下两电平逆变电路用于将直流电转换为交流电，驱动电机将电能转换为机械能。而在充电模式下，只是借用了两电平逆变电路中的开关管，并将电机线圈作为升压电感，实现升压充电功能。也就是说，低压充电桩向高压电池包充电时，可以借用驱动总成中的开关管和电机线圈，以实现升压充电功能。
结合图2和图3可知，在电机线圈励磁时，MCU滤波磁环和三相纳米晶磁环中流过的电流是单向的。在电池包充电时，MCU滤波磁环和三相纳米晶磁环中流过的电流也是单向的。即，在电机线圈励磁和电池包充电时，只有一个方向的电流经过MCU滤波磁环和三相纳米晶磁环。
图4为一种单向电流经过磁环时产生的磁通示意图，图4中带箭头的实线表示电流经过磁环的方向，带箭头的虚线表示磁环上产生的磁通方向。如图4所示，当只有一个方向的电流经过磁环时，磁环上产生的磁通不能相互抵消，磁环会发生饱和。也就是说，图1所示的充电系统在对电机线圈励磁时以及对电池包充电时，由于驱动总成中的MCU滤波磁环和三相纳米晶磁环中流过的电流是单向的，故MCU滤波磁环和三相纳米晶磁环会发生饱和，磁环饱和不仅会对滤波效果造成影响，而且会对EMC及车辆的安全运行造成影响。
图5为一种整车充电的结构示意图，结合图2和图3，如图5所示，低压充电桩在为高压电池包充电时，励磁过程和充电过程有一部分回路在驱动总成外部，造成励磁过程和充电过程的回路面积较大，在整车上存在严重的电磁干扰问题，影响整车EMC指标达成以及实际运行中的电磁安全。
为了解决低压充电桩向高压电池系统充电过程中，因磁环饱和造成充电系统的电磁干扰较大，影响EMC及车辆安全运行的问题，本申请实施例提供一种驱动总成，采用该驱动总成实现升压充电功能时，流过滤波磁环上的电流方向是双向的，滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，滤波磁环不会发生饱和，因此能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。而且本申请通过将励磁过程和充电过程的回路集成在驱动总成内部，由于驱动总成的金属外壳可以提供屏蔽作用，因此能够进一步减小电磁干扰。
本申请实施例提供一种驱动总成，该驱动总成可以为车辆、船等用电设备中的驱动总成。该驱动总成可以用于驱动车辆或船等用电设备，也可以在驱动总成不用于驱动车辆或船等用电设备时(例如，车辆或船等用电设备充电时)，对电机线圈励磁并对电池包充电。例如，车辆在行车模式下，驱动总成用于车辆驱动；车辆在充电模式下，驱动总成用于对电机线圈励磁并对电池包充电。
如图6所示，本申请实施例提供的驱动总成包括两电平逆变电路、第一滤波磁环，以及电机线圈。该两电平逆变电路的第一输入端a和第二输入端b分别用于与电池包的正极和负极耦合连接，两电平逆变电路的第一输入端a还用于与直流电源的正极耦合连接。两电平逆变电路的三相输出端(c端、d端和e端)通过第一滤波磁环分别耦合至电机线圈的三端(f端、g端和h端)。两电平逆变电路的三相输出端中的第一输出端c在通过第一滤波磁环之前，用于与直流电源的负极耦合连接。
例如，如图6所示，两电平逆变电路的第一输入端a用于与电池包的正极耦合连接，两电平逆变电路的第二输入端b用于与电池包的负极耦合连接，两电平逆变电路的第一输入端a还用于与直流电源的正极耦合连接。两电平逆变电路的三相输出端中的第一输出端c端通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第一端d，两电平逆变电路的三相输出端中的第二输出端e端通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第二端f，两电平逆变电路的三相输出端中的第三输出端g端通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第三端h。两电平逆变电路的三相输出端中的第一输出端c在通过第一滤波磁环之前，该第一输出端c用于与直流电源的正极耦合连接。图6所示的直流电源可以为充电桩输出的直流电源。
可选的，第一滤波磁环可以为三相纳米晶磁环，本申请实施例对于第一滤波磁环的具体类型并不限定。本申请实施例中两电平逆变电路的三相输出端通过第一滤波磁环分别耦合至电机线圈的三端时，两电平逆变电路的三相输出端是从第一滤波磁环的中心穿过后分别耦合至电机线圈的三端的。
两电平逆变电路包括第一组开关管和第二组开关管。第一组开关管可以包括一个或多个开关管，第二组开关管也可以包括一个或多个开关管。第一组开关管包括的开关管的数量与第二组开关管包括的开关管的数量相同。
在对电机线圈励磁时，电流从直流电源的正极流出，经过两电平逆变电路中的第一组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环后，流回至直流电源的负极。即在对电机线圈励磁时，电流经过第一滤波磁环两次。
在对电池包充电时，电流从直流电源的正极流出，经过通过电池包、两电平逆变电路中的第二组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环后，流回至所述直流电源的负极。即在对电池包充电时，电流经过第一滤波磁环两次。
可选的，第一组开关管包括第一开关管，第二组开关管包括第二开关管。第一开关管的第一端为两电平逆变电路的第一输入端，第一开关管的第二端为两电平逆变电路的三相输出端中的第二输出端。第一开关管的第二端耦合至第二开关管的第一端，第一开关管的第二端和第二开关管的第一端通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第二端，第二开关管的第二端为两电平逆变电路的第二输入端。第一开关管的第三端和第二开关管的第三端为控制端。
可选的，上述第一开关管和第二开关管可以为金属-氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET，简称MOS管)，也可以为绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)，本申请实施例对此并不限定。当第一开关管和第二开关管为MOS管时，可以为N型MOS管，也可以为P型MOS管。第一开关管的第一端为漏极，第一开关管的第二端为源极，第一开关管的第三端为栅极，第二开关管的第一端为漏极，第二开关管的第二端为源极，第二开关管的第三端为栅极。
例如，以第一组开关管和第二组开关管分别包括一个开关管为例，如图6所示，第一组开关管包括第一开关管M1，第二组开关管包括第二开关管M2。第一开关管M1的漏极为两电平逆变电路的第一输入端a，第一开关管M1的源极为两电平逆变电路的三相输出端中的第二输出端e。第一开关管M1的源极耦合至第二开关管M2的漏极，第一开关管M1的源极和第二开关管M2的漏极通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第二端f，第二开关管M2的源极为两电平逆变电路的第二输入端b。第一开关管M1的栅极和第二开关管M2的栅极为控制端。
在对电机线圈励磁时，第一开关管处于导通状态，第二开关管处于关断状态。在对电池包充电时，第一开关管处于关断状态，第二开关管处于导通状态。
下面以第一组开关管和第二组开关管分别包括一个开关管，第一组开关管包括第一开关管M1，第二组开关管包括第二开关管M2为例，结合图7至图10对图6所示的驱动总成实现升压充电时的励磁过程和充电过程进行介绍。
结合图6，如图7所示，在对电机线圈励磁时，控制第一开关管M1导通，第二开关管M2关断，电流从直流电源的正极流出后，经过两电平逆变电路中的第一开关管M1，通过第一滤波磁环后，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电机线圈励磁过程的回路为：直流电源的正极→第一开关管M1→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。
图8为上述电机线圈的励磁过程的等效电路图，图7中的电机线圈可以等效为电感L，图7中的第一开关管M1可以等效为开关管Q。结合图7，如图8所示，直流电源Vin通过电感L和开关管Q组成闭合回路，直流电源Vin对电机线圈励磁。在励磁过程中，电机线圈作为升压电感储存能量。
根据上述图7可知，在对电机线圈励磁时，电流会经过第一滤波磁环两次，而且电流第一次经过第一滤波磁环的电流方向与电流第二次经过第一滤波磁环的电流方向相反。电流第一次经过第一滤波磁环的电流方向是从第一组开关管流入第一滤波磁环，电流第二次经过第一滤波磁环的电流方向是从第一滤波磁环流出。
例如，如图9所示，图9中带箭头的实线表示电流经过第一滤波磁环的方向，带箭头的虚线表示第一滤波磁环上产生的磁通方向。图9中电流第一次经过第一滤波磁环时的电流方向是流入第一滤波磁环，电流第二次经过第一滤波磁环时的电流方向是流出第一滤波磁环，由于电流两次经过第一滤波磁环的电流方向相反，因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会发生饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。
结合图6，如图10所示，在对电池包充电时，控制第二开关管M2导通，第一开关管M1关断，电流从直流电源的正极流出后，经过电池包和两电平逆变电路中的第二开关管M2，通过第一滤波磁环，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电池包充电过程的回路为：直流电源的正极→电池包→第二开关管M2→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。
图11为上述电池包充电过程的等效电路图，图10中的电机线圈可以等效为电感L，图10中的第二开关管M2可以等效为开关管D。结合图10，如图11所示，直流电源Vin与电感L通过开关管D组成闭合回路，直流电源Vin和电感L共同为电池包充电，电池包的充电电压Vout＝Vin+Ldi/dt，其中Ldi/dt为电感两端的电压。例如，以开关管的开关频率约为10kHz，输入的直流电源电压约为450V为例，上述图7所示的励磁过程和图10所示的充电过程以10kHz的频率交替进行，可以将直流电源的电压450V升压至750V左右，实现低压直流电源向高压电池系统充电。
根据上述图10可知，在对电机线圈充电时，电流会经过第一滤波磁环两次，而且第一次经过第一滤波磁环的电流方向与第二次经过第一滤波磁环的电流方向相反。结合上述图9可知，由于电流两次经过第一滤波磁环的电流方向相反，因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会发生饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。
结合图7和图10可知，本申请实施例提供的驱动总成在对电机线圈励磁以及对电池包充电时，流过第一滤波磁环的电流方向是双向的，因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会发生饱和，因此能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。而且由于本申请励磁过程和充电过程的回路都集成在驱动总成内部，由于驱动总成的金属外壳可以提供屏蔽作用，因此能够进一步减小电磁干扰。
可选的，第一组开关管除包括第一开关管外，还可以包括第三开关管，第二组开关管除包括第二开关管外，还可以包括第四开关管。第三开关管的第一端为两电平逆变电路的第一输入端，第三开关管的第二端为两电平逆变电路的三相输出端中的第三输出端。第三开关管的第二端耦合至第四开关管的第一端，第三开关管的第二端和第四开关管的第一端通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第三端，第三开关管的第二端为两电平逆变电路的第二输入端。第三开关管的第三端和第四开关管的第三端为控制端。
可选的，上述第三开关管和第四开关管可以为MOS管，也可以为绝缘栅双极型晶体管IGBT，本申请实施例对此并不限定。当第三开关管和第四开关管为MOS管时，可以为N型MOS管，也可以为P型MOS管。第三开关管的第一端为漏极，第三开关管的第二端为源极，第三开关管的第三端为栅极，第四开关管的第一端为漏极，第四开关管的第二端为源极，第四开关管的第三端为栅极。
例如，以第一组开关管和第二组开关管分别包括两个开关管为例，如图6所示，第一组开关管包括第一开关管M1和第三开关管M3，第二组开关管包括第二开关管M2和第四开关管M4。M1的漏极和M3的漏极为两电平逆变电路的第一输入端a，M1的源极为两电平逆变电路的三相输出端中的第二输出端e，M3的源极为两电平逆变电路的三相输出端中的第三输出端g。M1的源极耦合至M2的漏极，M1的源极和M2的漏极通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第二端f。M3的源极耦合至M4的漏极，M3的源极和M4的漏极通过第一滤波磁环耦合至电机线圈的第三端h。M2的源极和M4的源极为两电平逆变电路的第二输入端b。
在对电机线圈励磁时，第一开关管和第三开关管处于导通状态，第二开关管和第四开关管处于关断状态。在对电池包充电时，第一开关管和第三开关管处于关断状态，第二开关管和第四开关管处于导通状态。
下面以第一组开关管和第二组开关管分别包括两个开关管，第一组开关管包括第一开关管M1和第三开关管M3，第二组开关管包括第二开关管M2和第四开关管M4为例，结合图12和图13对图6所示的驱动总成实现升压充电时的励磁过程和充电过程进行介绍。
结合图6，如图12所示，在对电机线圈励磁时，控制第一开关管M1和第三开关管M3导通，第二开关管M2和第四开关管M4关断，图12所示的电路结构中包括两个回路。一个回路中，电流从直流电源的正极流出后，经过两电平逆变电路中的第一开关管M1，通过第一滤波磁环后，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电机线圈励磁过程的一个回路为：直流电源的正极→第一开关管M1→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。另一个回路中，电流从直流电源的正极流出后，经过两电平逆变电路中的第三开关管M3，通过第一滤波磁环后，从电机线圈的第三端h流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电机线圈励磁过程的另一个回路为：直流电源的正极→第三开关管M3→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极
根据上述图12可知，在对电机线圈励磁时，两个回路的电流都会经过第一滤波磁环两次，而且每个回路中电流第一次经过第一滤波磁环的电流方向与电流第二次经过第一滤波磁环的电流方向相反。结合上述图9可知，由于在每个回路中，电流两次经过第一滤波磁环的方向相反，因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会发生饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。
结合图6，如图13所示，在对电池包充电时，控制第二开关管M2和第四开关M4导通，第一开关管M1和第三开关M3关断，图13所示的电路结构中包括两个回路。一个回路中，电流从直流电源的正极流出后，经过电池包和两电平逆变电路中的第二开关管M2，通过第一滤波磁环，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电池包充电过程的一个回路为：直流电源的正极→电池包→第二开关管M2→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。另一个回路中，电流从直流电源的正极流出后，经过电池包和两电平逆变电路中的第四开关管M4，通过第一滤波磁环，从电机线圈的第三端h流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电池包充电过程的另一个回路为：直流电源的正极→电池包→第四开关管M4→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。
结合图13可知，在对电机线圈充电时，两个回路中每个回路的电流都会经过第一滤波磁环两次，而且第一次经过第一滤波磁环的电流方向与第二次经过第一滤波磁环的电流方向相反。结合上述图9可知，在每个回路中，由于电流两次经过第一滤波磁环的方向相反，因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会发生饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。
可选的，如图14所示，上述驱动总成还可以包括第二滤波磁环，两电平逆变电路的第一输入端通过第二滤波磁环耦合至电池包的正极，两电平逆变电路的第二输入端通过第二滤波磁环耦合至电池包的负极。
在对电机线圈励磁时，电流从直流电源的正极流出，经过两电平逆变电路中的第一组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环，流回至直流电源的负极。
在对电池包充电时，电流从直流电源的正极流出，依次经过第二滤波磁环、电池包、第二滤波磁环、第二组开关管、第一滤波磁环、电机线圈、第一滤波磁环后，流回至直流电源的负极。
可选的，第二滤波磁环可以为MCU滤波磁环。本申请实施例中两电平逆变电路的第一输入端和第二输入端通过第二滤波磁环分别耦合至电池包的正极和负极时，两电平逆变电路的第一输入端和第二输入端可以是从第二滤波磁环的中心穿过后分别耦合至电池包的正极和负极的。
下面以第一组开关管和第二组开关管分别包括一个开关管，第一组开关管包括第一开关管M1，第二组开关管包括第二开关管M2为例，结合图15和图16对图14所示的驱动总成实现升压充电时的励磁过程和充电过程进行介绍。
结合图14，如图15所示，在对电机线圈励磁时，控制第一开关管M1导通，第二开关管M2关断，电流从直流电源的正极流出后，经过两电平逆变电路中的第一开关管M1，通过第一滤波磁环后，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电机线圈励磁过程的回路为：直流电源的正极→第一开关管M1→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。
根据图15可知，在对电机线圈励磁时，电流会经过第一滤波磁环两次，而且电流第一次经过第一滤波磁环的电流方向与电流第二次经过第一滤波磁环的电流方向相反。结合上述图9可知，由于电流两次经过第一滤波磁环的电流方向相反，因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会发生饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。
结合图14，如图16所示，在对电池包充电时，控制第二开关管M2导通，第一开关管M1关断，电流从直流电源的正极流出后，经过第二滤波磁环、电池包，并再次经过第二滤波磁环后流入两电平逆变电路中的第二开关管M2，接着通过第一滤波磁环，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电池包充电过程的回路为：直流电源的正极→第二滤波磁环→电池包→第二滤波磁环→第二开关管M2→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。
根据图16可知，在对电池包充电时，电流会经过第一滤波磁环两次、经过第二滤波磁环两次，而且电流第一次经过第一滤波磁环的电流方向与电流第二次经过第一滤波磁环的电流方向相反，电流第一次经过第二滤波磁环的电流方向与电流第二次经过第二滤波磁环的电流方向相反，因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第二滤波磁环上产生的磁通也可以相互抵消，故第一滤波磁环和第二滤波磁环都不会发生饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。
下面以第一组开关管和第二组开关管分别包括两个开关管，第一组开关管包括第一开关管M1和第三开关管M3，第二组开关管包括第二开关管M2和第四开关管M4为例，结合图17和图18对图14所示的驱动总成实现升压充电时的励磁过程和充电过程进行介绍。
结合图14，如图17所示，在对电机线圈励磁时，控制第一开关管M1和第三开关管M3导通，第二开关管M2和第四开关管M4关断，图17所示的电路结构中包括两个回路。一个回路中，电流从直流电源的正极流出后，经过两电平逆变电路中的第一开关管M1，通过第一滤波磁环后，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电机线圈励磁过程的一个回路为：直流电源的正极→第一开关管M1→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。另一个回路中，电流从直流电源的正极流出后，经过两电平逆变电路中的第三开关管M3，通过第一滤波磁环后，从电机线圈的第三端h流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电机线圈励磁过程的另一个回路为：直流电源的正极→第三开关管M3→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。
根据图17可知，在对电机线圈励磁时，两个回路中，每个回路的电流都会经过第一滤波磁环两次，而且每个回路中电流第一次经过第一滤波磁环的电流方向与电流第二次经过第一滤波磁环的电流方向相反。因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第一滤波磁环不会发生饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。
结合图14，如图18所示，在对电池包充电时，控制第二开关管M2和第四开关M4导通，第一开关管M1和第三开关M3关断，图18所示的电路结构中包括两个回路。一个回路中，电流从直流电源的正极流出后，经过第二滤波磁环、电池包，并再次经过第二滤波磁环后流入两电平逆变电路中的第二开关管M2，接着通过第一滤波磁环，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电池包充电过程的一个回路为：直流电源的正极→第二滤波磁环→电池包→第二滤波磁环→第二开关管M2→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。另一个回路中，电流从直流电源的正极流出后，经过第二滤波磁环、电池包，并再次经过第二滤波磁环后流入两电平逆变电路中的第四开关管M4，接着通过第一滤波磁环，从电机线圈的第三端h流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。即电池包充电过程的一个回路为：直流电源的正极→第二滤波磁环→电池包→第二滤波磁环→第四开关管M4→第一滤波磁环→电机线圈→第一滤波磁环→直流电源的负极。
根据图18可知，在对电池包充电时，电流会经过第一滤波磁环两次、经过第二滤波磁环两次，而且电流第一次经过第一滤波磁环的电流方向与电流第二次经过第一滤波磁环的电流方向相反，电流第一次经过第二滤波磁环的电流方向与电流第二次经过第二滤波磁环的电流方向相反，因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第二滤波磁环上产生的磁通也可以相互抵消，因此，第一滤波磁环和第二滤波磁环都不会发生饱和，能够进一步减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。
本申请实施例还提供一种充电系统，该充电系统包括配电电路，以及如上述图6、图7、图10、图12-图18中任一所示的驱动总成，驱动总成中的两电平逆变电路的第一输入端通过该配电电路与直流电源的正极耦合连接。
本申请实施例还提供一种用电设备，该用电设备包括配电电路，以及如上述图6、图7、图10、图12-图18中任一所示的驱动总成，驱动总成中的两电平逆变电路的第一输入端通过该配电电路与直流电源的正极耦合连接。可选的，该用电设备还可以包括电池包。
可选的，该用电设备可以为车辆、船等设备，驱动总成可以为车辆或船等用电设备中的驱动总成。本申请实施例对于用电设备的具体类型并不限定，任何包括上述驱动总成的用电设备均在本申请实施例的保护范围内，该用电设备可以在驱动总成不用于驱动设备时，将低压直流电源升压，并为设备中的电池包充电。
例如，如图19所示，以用电设备为电动汽车为例，电动汽车在行车模式时，驱动总成可以用于驱动车辆。电动汽车在充电模式时，驱动总成用于对电动汽车中的电机线圈励磁并对电池包充电。在驱动总成不用于驱动车辆时，充电桩输出的直流电源经过配电电路后，可以利用驱动总成中的电机线圈作为升压电感，通过控制驱动总成中的两电平逆变电路的开关导通和关断，能够将充电桩输出的低压直流电源升压后为高压电池包充电。
结合图19可知，本申请实施例提供的用电设备中，由于励磁过程和充电过程中流过驱动总成中的滤波磁环的电流方向是双向的，因此滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，滤波磁环不会发生饱和，因此能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。而且由于本申请可以将励磁过程和充电过程的回路都集成在驱动总成内部，由于驱动总成的金属外壳可以提供屏蔽作用，因此能够进一步减小电磁干扰。
本申请实施例还提供一种驱动总成的控制方法，该驱动总成可以为上述图6或图14所示的驱动总成，如图20所示，该方法包括步骤S2001-S2002。
S2001、在对电机线圈励磁时，控制第一组开关管导通，第二组开关管关断，电流从直流电源的正极流出，经过两电平逆变电路中的第一组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环后，流回至直流电源的负极。
示例性的，以第一组开关管和第二组开关管均包括一个开关管，第一组开关管包括第一开关管，第二组开关管包括第二开关管为例，那么步骤S2001中控制第一组开关管导通，第二组开关管关断，包括：控制第一开关管导通，控制第二开关管关断。
例如，以驱动总成为图6或图14所示的驱动总成，第一开关管为M1，第二开关管为M2为例，在对电机线圈励磁时，控制第一开关管M1导通，控制第二开关管为M2关断，如图7或图15所示，电流从直流电源的正极流出后，经过两电平逆变电路中的第一开关管M1，通过第一滤波磁环后，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。
示例性的，以第一组开关管和第二组开关管均包括两个开关管，第一组开关管包括第一开关管和第三开关管，第二组开关管包括第二开关管和第四开关管为例，那么步骤S2001中控制第一组开关管导通，第二组开关管关断，包括：控制第一开关管和第三开关管导通，控制第二开关管和第四开关管关断。
例如，以驱动总成为图6或图14所示的驱动总成，第一组开关管包括第一开关管M1和第三开关管M3，第二组开关管包括第二开关管M2和第四开关管M4为例。在对电机线圈励磁时，控制第一开关管M1和第三开关管M3导通，控制第二开关管M2和第四开关管M4关断。如图12或图17所示，一个回路的电流从直流电源的正极流出后，经过两电平逆变电路中的第一开关管M1，通过第一滤波磁环后，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。另一个回路的电流从直流电源的正极流出后，经过两电平逆变电路中的第三开关管M3，通过第一滤波磁环后，从电机线圈的第三端h流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。
S2002、在对电池包充电时，控制第一组开关管关断，第二组开关管导通，电流从直流电源的正极流出，经过电池包、两电平逆变电路中的第二组开关管、第一滤波磁环、电机线圈，并再次经过第一滤波磁环后，流回至直流电源的负极。
示例性的，以第一组开关管和第二组开关管均包括一个开关管，第一组开关管包括第一开关管，第二组开关管包括第二开关管为例，那么步骤S2002中控制第一组开关管关断，第二组开关管导通，包括：控制第一开关管关断，控制第二开关管导通。
例如，以驱动总成为图6所示的驱动总成，第一开关管为M1，第二开关管为M2为例，在对电池包充电时，控制第一开关管M1关断，控制第二开关管为M2导通。如图10所示，电流从直流电源的正极流出后，经过电池包和两电平逆变电路中的第二开关管M2，通过第一滤波磁环，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。
再例如，以驱动总成为图14所示的驱动总成，第一开关管为M1，第二开关管为M2为例，在对电池包充电时，控制第一开关管M1关断，控制第二开关管为M2导通。如图16所示，电流从直流电源的正极流出后，经过第二滤波磁环、电池包，并再次经过第二滤波磁环后流入两电平逆变电路中的第二开关管M2，接着通过第一滤波磁环，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。
示例性的，以第一组开关管和第二组开关管均包括两个开关管，第一组开关管包括第一开关管和第三开关管，第二组开关管包括第二开关管和第四开关管为例，那么步骤S2002中控制第一组开关管关断，第二组开关管导通，包括：控制第一开关管和第三开关管关断，控制第二开关管和第四开关管导通。
例如，以驱动总成为图6所示的驱动总成，第一组开关管包括第一开关管M1和第三开关管M3，第二组开关管包括第二开关管M2和第四开关管M4为例。在对电池包充电时，控制第二开关管M2和第四开关M4导通，第一开关管M1和第三开关M3关断。如图13所示，一个回路的电流从直流电源的正极流出后，经过电池包和两电平逆变电路中的第二开关管M2，通过第一滤波磁环，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。另一个回路的电流从直流电源的正极流出后，经过电池包和两电平逆变电路中的第四开关管M4，通过第一滤波磁环，从电机线圈的第三端h流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。
再例如，以驱动总成为图14所示的驱动总成，第一组开关管包括第一开关管M1和第三开关管M3，第二组开关管包括第二开关管M2和第四开关管M4为例。在对电池包充电时，控制第二开关管M2和第四开关M4导通，第一开关管M1和第三开关M3关断。如图18所示，一个回路的电流从直流电源的正极流出后，经过第二滤波磁环、电池包，并再次经过第二滤波磁环后流入两电平逆变电路中的第二开关管M2，接着通过第一滤波磁环，从电机线圈的第二端f流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。另一个回路的电流从直流电源的正极流出后，经过第二滤波磁环、电池包，并再次经过第二滤波磁环后流入两电平逆变电路中的第四开关管M4，接着通过第一滤波磁环，从电机线圈的第三端h流入，并从电机线圈的第一端d流出，然后再次经过第一滤波磁环流回至直流电源的负极形成回路。
本申请实施例提供的驱动总成的控制方法，由于在对电机线圈励磁以及对电池包充电时，电流经过第一滤波磁环和第二滤波磁环的方向是双向的，因此第一滤波磁环上产生的磁通可以相互抵消，第二滤波磁环上产生的磁通也可以相互抵消，故第一滤波磁环和第二滤波磁环都不会发生饱和，能够减小电磁干扰，降低EMC对车辆安全运行的影响，以及磁环饱和对滤波性能的影响。而且由于本申请中励磁过程和充电过程的回路都集成在驱动总成内部，由于驱动总成的金属外壳可以提供屏蔽作用，因此能够进一步减小电磁干扰。
结合本申请公开内容所描述的方法或者算法的步骤可以硬件的方式来实现，也可以是由处理器执行软件指令的方式来实现。软件指令可以由相应的软件模块组成，软件模块可以被存放于随机存取存储器(random access memory，RAM)、闪存、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable ROM，EPROM)、电可擦可编程只读存储器(electricallyEPROM，EEPROM)、寄存器、硬盘、移动硬盘、只读光盘(CD-ROM)或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质耦合至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。另外，该ASIC可以位于核心网接口设备中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于核心网接口设备中。
本领域技术人员应该可以意识到，在上述一个或多个示例中，本发明所描述的功能可以用硬件、软件、固件或它们的任意组合来实现。当使用软件实现时，可以将这些功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质，其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种驱动总成，其特征在于，所述驱动总成包括两电平逆变电路、第一滤波磁环，以及电机线圈；所述两电平逆变电路的第一输入端和第二输入端分别用于与电池包的正极和负极耦合连接，所述两电平逆变电路的第一输入端还用于与直流电源的正极耦合连接；所述两电平逆变电路的三相输出端通过所述第一滤波磁环分别耦合至所述电机线圈的三端，所述两电平逆变电路的三相输出端中的第一输出端在通过所述第一滤波磁环之前，用于与所述直流电源的负极耦合连接；所述两电平逆变电路包括第一组开关管和第二组开关管，所述第一组开关管和所述第二组开关管分别包括一个或多个开关管；
在对所述电机线圈励磁时，电流从所述直流电源的正极流出，经过所述两电平逆变电路中的所述第一组开关管、所述第一滤波磁环、所述电机线圈，并再次经过所述第一滤波磁环后，流回至所述直流电源的负极；
在对所述电池包充电时，电流从所述直流电源的正极流出，经过所述电池包、所述两电平逆变电路中的所述第二组开关管、所述第一滤波磁环、所述电机线圈，并再次经过所述第一滤波磁环后，流回至所述直流电源的负极。
2.根据权利要求1所述的驱动总成，其特征在于，所述第一组开关管包括第一开关管，所述第二组开关管包括第二开关管；所述第一开关管的第一端为所述两电平逆变电路的第一输入端，所述第一开关管的第二端为所述两电平逆变电路的三相输出端中的第二输出端；所述第一开关管的第二端耦合至所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端通过所述第一滤波磁环耦合至所述电机线圈的第二端，所述第二开关管的第二端为所述两电平逆变电路的第二输入端；所述第一开关管的第三端和所述第二开关管的第三端为控制端。
3.根据权利要求2所述的驱动总成，其特征在于，在对所述电机线圈励磁时，所述第一开关管处于导通状态，所述第二开关管处于关断状态；在对所述电池包充电时，所述第一开关管处于关断状态，所述第二开关管处于导通状态。
4.根据权利要求2或3所述的驱动总成，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管为N型金属氧化物半导体MOS管，所述第一开关管的第一端为漏极，所述第一开关管的第二端为源极，所述第一开关管的第三端为栅极，所述第二开关管的第一端为漏极，所述第二开关管的第二端为源极，所述第二开关管的第三端为栅极。
5.根据权利要求2-4中任一项所述的驱动总成，其特征在于，所述第一组开关管还包括第三开关管，所述第二组开关管还包括第四开关管；所述第三开关管的第一端为所述两电平逆变电路的第一输入端，所述第三开关管的第二端为所述两电平逆变电路的三相输出端中的第三输出端；所述第三开关管的第二端耦合至所述第四开关管的第一端，所述第三开关管的第二端和所述第四开关管的第一端通过所述第一滤波磁环耦合至所述电机线圈的第三端，所述第四开关管的第二端为所述两电平逆变电路的第二输入端；所述第三开关管的第三端和所述第四开关管的第三端为控制端。
6.根据权利要求5所述的充电系统，其特征在于，在对所述电机线圈励磁时，所述第三开关管处于导通状态，所述第四开关管处于关断状态；在对所述电池包充电时，所述第三开关管处于关断状态，所述第四开关管处于导通状态。
7.根据权利要求5或6所述的驱动总成，其特征在于，所述第三开关管和所述第四开关管为N型MOS管，所述第三开关管的第一端为漏极，所述第三开关管的第二端为源极，所述第三开关管的第三端为栅极，所述第四开关管的第一端为漏极，所述第四开关管的第二端为源极，所述第四开关管的第三端为栅极。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的驱动总成，其特征在于，所述驱动总成还包括第二滤波磁环，所述两电平逆变电路的第一输入端通过所述第二滤波磁环耦合至所述电池包的正极，所述两电平逆变电路的第二输入端通过所述第二滤波磁环耦合至所述电池包的负极；
在对所述电机线圈励磁时，电流从所述直流电源的正极流出，经过所述两电平逆变电路中的所述第一组开关管、所述第一滤波磁环、所述电机线圈，并再次经过所述第一滤波磁环，流回至所述直流电源的负极；
在对所述电池包充电时，电流从所述直流电源的正极流出，依次经过所述第二滤波磁环、所述电池包、所述第二滤波磁环、所述第二组开关管、所述第一滤波磁环、所述电机线圈、所述第一滤波磁环后，流回至所述直流电源的负极。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的驱动总成，其特征在于，在所述驱动总成不用于车辆驱动时，所述驱动总成对所述电机线圈励磁并对所述电池包充电。
10.一种驱动总成的控制方法，其特征在于，所述驱动总成包括两电平逆变电路、第一滤波磁环，以及电机线圈；所述两电平逆变电路的第一输入端和第二输入端分别用于与电池包的正极和负极耦合连接，所述两电平逆变电路的第一输入端还用于与直流电源的正极耦合连接；所述两电平逆变电路的三相输出端通过所述第一滤波磁环分别耦合至所述电机线圈的三端，所述两电平逆变电路的三相输出端中的第一输出端在通过所述第一滤波磁环之前，用于与所述直流电源的负极耦合连接；所述两电平逆变电路包括第一组开关管和第二组开关管，所述第一组开关管和所述第二组开关管分别包括一个或多个开关管；所述方法包括：
在对所述电机线圈励磁时，控制所述第一组开关管导通，所述第二组开关管关断，电流从所述直流电源的正极流出，经过所述两电平逆变电路中的所述第一组开关管、所述第一滤波磁环、所述电机线圈，并再次经过所述第一滤波磁环后，流回至所述直流电源的负极；
在对所述电池包充电时，控制所述第一组开关管关断，所述第二组开关管导通，电流从所述直流电源的正极流出，经过所述电池包、所述两电平逆变电路中的所述第二组开关管、所述第一滤波磁环、所述电机线圈，并再次经过所述第一滤波磁环后，流回至所述直流电源的负极。
11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述第一组开关管包括第一开关管，所述第二组开关管包括第二开关管；所述第一开关管的第一端为所述两电平逆变电路的第一输入端，所述第一开关管的第二端为所述两电平逆变电路的三相输出端中的第二输出端；所述第一开关管的第二端耦合至所述第二开关管的第一端，所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第一端通过所述第一滤波磁环耦合至所述电机线圈的第二端，所述第二开关管的第二端为所述两电平逆变电路的第二输入端；所述第一开关管的第三端和所述第二开关管的第三端为控制端。
12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，在对所述电机线圈励磁时，所述第一开关管处于导通状态，所述第二开关管处于关断状态；在对所述电池包充电时，所述第一开关管处于关断状态，所述第二开关管处于导通状态。
13.根据权利要求11或12所述的控制方法，其特征在于，所述第一开关管和所述第二开关管为N型金属氧化物半导体MOS管，所述第一开关管的第一端为漏极，所述第一开关管的第二端为源极，所述第一开关管的第三端为栅极，所述第二开关管的第一端为漏极，所述第二开关管的第二端为源极，所述第二开关管的第三端为栅极。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述第一组开关管还包括第三开关管，所述第二组开关管还包括第四开关管；所述第三开关管的第一端为所述两电平逆变电路的第一输入端，所述第三开关管的第二端为所述两电平逆变电路的三相输出端中的第三输出端；所述第三开关管的第二端耦合至所述第四开关管的第一端，所述第三开关管的第二端和所述第四开关管的第一端通过所述第一滤波磁环耦合至所述电机线圈的第三端，所述第四开关管的第二端为所述两电平逆变电路的第二输入端；所述第三开关管的第三端和所述第四开关管的第三端为控制端。
15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，在对所述电机线圈励磁时，所述第三开关管处于导通状态，所述第四开关管处于关断状态；在对所述电池包充电时，所述第三开关管处于关断状态，所述第四开关管处于导通状态。
16.根据权利要求14或15所述的控制方法，其特征在于，所述第三开关管和所述第四开关管为N型MOS管，所述第三开关管的第一端为漏极，所述第三开关管的第二端为源极，所述第三开关管的第三端为栅极，所述第四开关管的第一端为漏极，所述第四开关管的第二端为源极，所述第四开关管的第三端为栅极。
17.根据权利要求10-16中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述驱动总成还包括第二滤波磁环，所述两电平逆变电路的第一输入端通过所述第二滤波磁环耦合至所述电池包的正极，所述两电平逆变电路的第二输入端通过所述第二滤波磁环耦合至所述电池包的负极；
在对所述电机线圈励磁时，电流从所述直流电源的正极流出，经过所述两电平逆变电路中的所述第一组开关管、所述第一滤波磁环、所述电机线圈，并再次经过所述第一滤波磁环，流回至所述直流电源的负极；
在对所述电池包充电时，电流从所述直流电源的正极流出，依次经过所述第二滤波磁环、所述电池包、所述第二滤波磁环、所述第二组开关管、所述第一滤波磁环、所述电机线圈、第一滤波磁环后，流回至所述直流电源的负极。
18.根据权利要求17所述的控制方法，其特征在于，在所述驱动总成不用于车辆驱动时，所述驱动总成对所述电机线圈励磁并对所述电池包充电。
19.一种充电系统，其特征在于，所述充电系统包括配电电路，以及如权利要求1-9中任一项所述的驱动总成，所述两电平逆变电路的第一输入端通过所述配电电路与所述直流电源的正极耦合连接。
20.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括配电电路，以及如权利要求1-9中任一项所述的驱动总成，所述两电平逆变电路的第一输入端通过所述配电电路与所述直流电源的正极耦合连接。
21.根据权利要求20所述的用电设备，其特征在于，所述用电设备还包括所述电池包。
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