CN116032127A - 电动汽车及其中的电源变换器 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种电动汽车及其中的电源变换器，涉及电源领域，包括第一开关管至第四开关管形成的全桥开关单元、第五开关管至第八开关管形成的全桥开关单元，连接两个全桥开关单元的变压器，电源变换器包括将来自电动汽车内的高压电池的能量变换为为连接至直流母线的负载供电的第一功率变换模式，以及反向的第二功率变换模式，并且在第一功率变换模式、第二功率变换模式以及从第一功率变换模式变换为第二功率变换模式的过程中，电源变换器内第一开关管至第八开关管的开关驱动信号不变，而可自动实现将负载回馈的能量回收至高压电池，控制简单，且体积小，成本低，电动汽车的可靠性高。

Description

电动汽车及其中的电源变换器

技术领域

本发明涉及电源领域，尤其是电动汽车及其中的电源变换器。

背景技术

随着科技和社会的发展，电动汽车已经被广泛使用，并且占比越来越大。

高压电池是电动汽车必不可少的动力来源，请参阅图1所示的典型的电动汽车内高压电池供电系统示意图，其通常通过一单相DC/DC变换器将高压电池HV的能量变换为为电动汽车内的用电设备(负载Load1到Loadn)供电的电能。如图1所示，负载Load1到Loadn均连接在直流母线上，并且在单相DC/DC变换器的输出端与直流母线之间还连接一电池单元LV，该电池单元LV通常为一低压电池单元，如额定电压48V。

在电动汽车的运行过程中，常会有负载能量回馈，如电机负载减速的时候会产生一定的回馈能量，该回馈能量必须被吸收掉，否则将影响负载的性能，甚至导致负载损坏，这是电动汽车无法接受的。

如图1所示，负载回馈的能量会被电池单元LV吸收，然而电池单元LV成本高，体积大，与电源产品小型化、低成本的趋势相悖，同样导致电动汽车用户可用空间小、成本高的问题。

因此，业界急需一种体积小、成本低且保证负载可靠性的高压电池供电系统方案。

发明内容

本发明提出一种电动汽车，包括：高压电池；电源变换器，包括：第一桥式开关单元，第一桥式开关单元与高压电池并联连接，第一桥式开关单元的连接高压电池的一侧形成电源变换器的第一端；第二桥式开关单元，第二桥式开关单元的第一端连接电感的第一端，电感的第二端连接输出电容的第一端，第二桥式开关单元的第二端连接输出电容的第二端，输出电容的两端形成电源变换器的第二端；变压器，变压器的原边绕组连接第一桥式开关单元，变压器的副边绕组连接第二桥式开关单元；直流母线，正直流母线连接输出电容的第一端，负直流母线连接输出电容的第二端；至少一个负载，连接直流母线；其中，在负载有能量回馈时，负载回馈的能量通过电源变换器存储在高压电池上。

更进一步的，第一桥式开关单元包括：第一开关管与第三开关管串联连接形成的第一开关桥臂，第二开关管与第四开关管串联连接形成的第二开关桥臂，第一开关桥臂与第二开关桥臂并联连接；第二桥式开关单元包括：第五开关管与第七开关管串联连接形成的第三开关桥臂，第六开关管与第八开关管串联连接形成的第四开关桥臂，第三开关桥臂与第四开关桥臂并联连接形成第二桥式开关单元的第一端和第二端；其中，变压器的原边绕组的第一端连接第一开关管与第三开关管的共节点，变压器的原边绕组的第二端连接第二开关管与第四开关管的共节点；变压器的副边绕组的第一端连接第六开关管与第八开关管的共节点，变压器的副边绕组的第二端连接第五开关管与第七开关管的共节点。

更进一步的，电感的电流流向包括：自电感的第一端流向第二端；自电感的第二端流向第一端。

更进一步的，当电感的电流自第一端流向第二端时，电源变换器依次工作在第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式和第二工作模式，其中：在第一工作模式，第一开关管、第四开关管、第六开关管和第七开关管导通，第二开关管、第三开关管、第五开关管和第八开关管关断；在第二工作模式，第一开关管至第四开关管关断，第五开关管至第八开关管导通；在第三工作模式，第二开关管、第三开关管、第五开关管和第八开关管导通，第一开关管、第四开关管、第六开关管和第七开关管关断。

更进一步的，当电感的电流自第二端流向第一端时，电源变换器依次工作在第四工作模式、第五工作模式、第六工作模式和第五工作模式，其中：在第四工作模式，第一开关管、第四开关管、第六开关管和第七开关管导通，第二开关管、第三开关管、第五开关管和第八开关管关断；在第五工作模式，第一开关管至第四开关管关断，第五开关管至第八开关管导通；在第六工作模式，第二开关管、第三开关管、第五开关管和第八开关管导通，第一开关管、第四开关管、第六开关管和第七开关管关断。

更进一步的，当至少一个负载通过直流母线输出电流，电感的电流在自第一端流向第二端的过程中电流减小，然后转变为从第二端流向第一端。

更进一步的，电源变换器的第一端的电压与电源变换器的第二端的电压的比值在一电压范围内固定。

更进一步的，输出电容的第一端和第二端均直接连接直流母线。

更进一步的，直流母线的平均电压为48V或12V。

本申请还提供一种电源变换器，用于为电动汽车内的负载供电，包括：第一开关管与第三开关管串联连接形成的第一开关桥臂；第二开关管与第四开关管串联连接形成的第二开关桥臂，第一开关桥臂与第二开关桥臂并联连接形成电源变换器的第一端，第一端用于连接电动汽车内的高压电池；第五开关管与第七开关管串联连接形成的第三开关桥臂；第六开关管与第八开关管串联连接形成的第四开关桥臂，第三开关桥臂与第四开关桥臂并联连接形成开关桥臂第一端和开关桥臂第二端，开关桥臂第一端连接电感的第一端，电感的第二端连接输出电容的第一端，开关桥臂第二端连接输出电容的第二端，输出电容的两端形成电源变换器的第二端，电源变换器的第二端用于连接电动汽车内的直流母线，直流母线用于为电动汽车内的至少一个负载供电；变压器，变压器的原边绕组的第一端连接第一开关管与第三开关管的共节点，第二端连接第二开关管与第四开关管的共节点；变压器的副边绕组的第一端连接第六开关管与第八开关管的共节点，第二端连接第五开关管与第七开关管的共节点，其中，电源变换器包括：将来自电动汽车内的高压电池的能量变换为为连接至直流母线的负载供电的第一功率变换模式，以及将连接至直流母线的负载回馈的能量变换为为电动汽车内的高压电池充电的第二功率变换模式，并且在第一功率变换模式、第二功率变换模式以及从第一功率变换模式变换为第二功率变换模式的过程中，电源变换器内第一开关管至第八开关管的开关驱动信号不变。

更进一步的，电源变换器中开关管的占空比在一电压范围内固定。

更进一步的，在第一功率变换模式中当有负载回馈能量时，电感的电流在自第一端流向第二端的过程中电流减小，然后过零，然后转变为从电感的第二端流向第一端而工作第二功率变换模式。

附图说明

图1为典型的电动汽车内高压电池供电系统示意图。

图2为本发明一实施例的电动汽车示意图。

图3为电动汽车运行过程中电源变换器的第二端电压Vo、电感电流IL、负载回馈电流Iregen和负载电流Iload以及高压电池侧电压Vhv的波形图。

图4a为电源变换器工作在第一工作模式下的电路示意图。

图4b为电源变换器工作在第二工作模式下的电路示意图。

图4c为电源变换器工作在第三工作模式下的电路示意图。

图5a为电源变换器工作在第四工作模式下的电路示意图。

图5b为电源变换器工作在第五工作模式下的电路示意图。

图5c为电源变换器工作在第六工作模式下的电路示意图。

图6为本发明一实施例的电源变换器的电路示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在不做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一实施例中，在于提供一种电动汽车。具体的，请参阅图2所示的本发明一实施例的电动汽车示意图，电动汽车100包括：

高压电池HV；

电源变换器110，包括：

第一桥式开关单元111，第一桥式开关单元111与高压电池HV并联连接，第一桥式开关单元111的连接高压电池HV的一侧形成电源变换器的第一端120；

第二桥式开关单元112，第二桥式开关单元112的第一端a连接电感L的第一端，电感L的第二端连接输出电容Co的第一端，第二桥式开关单元112的第二端b连接输出电容Co的第二端，输出电容Co的两端形成电源变换器的第二端130(也称为输出端)；

变压器TX，变压器的原边绕组连接第一桥式开关单元111，变压器的副边绕组连接第二桥式开关单元112；

直流母线，正直流母线Bus+连接输出电容Co的第一端，负直流母线Bus-连接输出电容Co的第二端；

至少一个负载(负载Load1到Loadn)，连接直流母线；

其中，在负载有能量回馈时，负载回馈的能量通过电源变换器110存储在高压电池HV上。

如上所述，由于在负载有能量回馈时，负载回馈的能量通过电源变换器110存储在高压电池HV上，如此可避免在电源变换器110的输出端与直流母线之间专门添加一个电池单元来吸收负载回馈的能量。因此可减小高压电池供电系统的体积，降低成本，且由于负载回馈的能量被存储在高压电池HV上，可避免负载承受高压而损坏，因此提高了电动汽车的可靠性。

另外，由于负载回馈的能量被存储在高压电池HV上，又可提高电动汽车的续航能力，这是图1所示的现有方案均无法达到的。众所周知，电动汽车的续航能力是电动汽车持续追求的至关重要的性能之一，也是电动汽车目前的瓶颈之一，而影响使用者的选择。

在电动汽车中，负载种类繁多，包括直流负载和交流负载，其均可能有能量回馈。另外负载产生能量回馈的量和频率均较大，例如在减速阶段，电机会产生能量回馈，在颠簸路段也会产生能量，减速和颠簸在电动汽车的运行过程中都是频繁发生的现象，因此将其产生的回馈能量回收到高压电池存储起来，对提高电动汽车的续航能力有很大帮助，这也可进一步提高电动汽车的普及程度。

如上所述，由于负载回馈的能量存储在高压电池HV，因此电源变换器可选择较小容值的输出电容Co，如可选择2mF，这远比使用低压电池的现有方式中的低压电池的容量低，成本也大大降低。输出电容Co的具体值可根据实际电源变换器和负载特性等因素进行选择。

请再参阅图2，第一桥式开关单元111包括：第一开关管Q1与第三开关管Q3串联连接形成的第一开关桥臂，第二开关管Q2与第四开关管Q4串联连接形成的第二开关桥臂，第一开关桥臂与第二开关桥臂并联连接。

请再参阅图2，第二桥式开关单元112包括：第五开关管Q5与第七开关管Q7串联连接形成的第三开关桥臂，第六开关管Q6与第八开关管Q8串联连接形成的第四开关桥臂，第三开关桥臂与第四开关桥臂并联连接形成第二桥式开关单元的第一端a和第二桥式开关单元的第二端b。

请再参阅图2，变压器TX的原边绕组的第一端连接第一开关管Q1与第三开关管Q3的共节点，变压器的原边绕组的第二端连接第二开关管Q2与第四开关管Q4的共节点；变压器TX的副边绕组的第一端连接第六开关管Q6与第八开关管Q8的共节点，变压器的副边绕组的第二端连接第五开关管Q5与第七开关管Q7的共节点。

在一实施例中，电感L的电流流向包括：自电感L的第一端流向第二端；自电感L的第二端流向第一端。

其中，由于流经电感L的电流可以自第一端流向第二端，则在负载无能量回馈，并且负载需要供电时，电源变换器110可将高压电池HV的能量变换为为电动汽车内的用电设备(负载Load1到Loadn)供电的电能。又因流经电感L的电流可以自其第二端流向第一端，则在负载有能量回馈时，负载回馈的能量可通过电源变换器110存储在高压电池HV上。

更进一步的，如图2所示，输出电容Co的第一端和第二端均直接连接直流母线，也即输出电容Co与直流母线之间无需添加其它任何的储能设备。电源变换器110输出的能量直接传递至直流母线，而为负载供电，或负载产生的回馈能量经直流母线后由电源变换器110变换而存储在高压电池HV上。

在实际应用中，高压电池HV的额定电压通常为800V。直流母线的平均电压通常为48V或12V。如此电源变换器110需能满足将800V变换为48V或12V，并且将48V或12V变换为800V。当然，高压电池HV的额定电压也可为其它值，如400V，本申请对此并不做具体限定。

请参阅图3所示的电动汽车运行过程中电源变换器的第二端电压Vo、电感电流IL、负载回馈电流Iregen和负载电流Iload以及高压电池侧电压Vhv的波形图。在电动汽车运行过程中，如在t1时刻之前，无负载能量回馈，如图3所示负载回收电流Iregen为0A，电源变换器110正常带载，则电源变换器110工作将高压电池的能量变换为为负载供电的能量，此时负载电流Iload约为110A，流经电感L的电流IL自第一端流向第二端，定义自电感的第一端流向第二端的电流方向为正，则此期间，电感电流IL为正，如图3所示为70A至150A之间，高压电池侧电压Vhv约为739V，电源变换器的第二端电压Vo约为37V。

具体的，在电源变换器110正常带载，流经电感L的电流IL自第一端流向第二端的过程中，电源变换器110依次工作在第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式和第二工作模式。具体的，请参阅图4a所示的电源变换器工作在第一工作模式下的电路示意图，第一开关管Q1、第四开关管Q4、第六开关管Q6和第七开关管Q7导通，第二开关管Q2、第三开关管Q3、第五开关管Q5和第八开关管Q8关断,则电感L储能。然后请参阅图4b所示的电源变换器工作在第二工作模式下的电路示意图，第一开关管至第四开关管关断，第五开关管至第八开关管导通，则第五开关管至第八开关管导通使得电感L续流。再请参阅图4c所示的电源变换器工作在第三工作模式下的电路示意图，第二开关管Q2、第三开关管Q3、第五开关管Q5和第八开关管Q8导通，第一开关管Q1、第四开关管Q4、第六开关管Q6和第七开关管Q7关断,则电感L储能。然后再次进入第二工作模式。如此循环将高压电池HV的电压降低为为负载供电的电压，也即带载。

并且在t1时刻之前的正常带载过程中，电源变换器的第一端的电压(也即高压电池端的电压Vhv)与电源变换器的第二端的电压(也即电压Vo)的比值固定，也即电源变换器的第二端的电压随其第一端的电压线性变化或者称固定增益，同样的可理解电源变换器中开关管的占空比固定。

接下来，负载抛载，并在t2时刻开始有负载回馈能量，如图3所示，负载电流Iload为0A，负载回收电流Iregen为-50A，由于为负载回收的电流，自电感的第二端流向第一端，因此为负电流，使得电感电流IL逐渐减小，并且从负载回收的能量使得电源变换器的第二端的电压Vo逐渐上升，由于电源变换器的第一端的电压与电源变换器的第二端的电压的比值固定，则高压电池侧电压Vhv也逐渐升高，此期间电源变换器仍将其第一端的电压变换为第二端的电压，直至t3时刻。从t3时刻开始，电感电流IL过零为负，也即电感L的电流自第二端流向第一端，电源变换器开始反向传递能量，也即电源变换器工作将其第二端的电压变换为第一端的电压，将负载回收的能量存储在高压电池中，高压电池侧电压逐渐升高到高于电池电压，当从负载回收的能量与电源变换器反向功率持平时，电源变换器的第二端的电压稳定，同时第一端的电压也稳定。此期间电源变换器110依次工作在第四工作模式、第五工作模式、第六工作模式和第五工作模式。

具体的，请参阅图5a所示的电源变换器工作在第四工作模式下的电路示意图，在第四工作模式，第一开关管Q1、第四开关管Q4、第六开关管Q6和第七开关管Q7导通，第二开关管Q2、第三开关管Q3、第五开关管Q5和第八开关管Q8关断,则电感L为负载供电。然后请参阅图5b所示的电源变换器工作在第五工作模式下的电路示意图，第一开关管至第四开关管关断，第五开关管至第八开关管导通，则第五开关管至第八开关管导通，使得电感L储能。请参阅图5c所示的电源变换器工作在第六工作模式下的电路示意图，第二开关管Q2、第三开关管Q3、第五开关管Q5和第八开关管Q8导通，第一开关管Q1、第四开关管Q4、第六开关管Q6和第七开关管Q7关断,则电感L为负载供电,然后再次进入第五工作模式。如此循环将电源变换器第二端的电压升高为为高压电池充电的电压，实现将负载产生的回收能量存储在高压电池上。

如上所述，当至少一个负载通过直流母线输出电流(也即有负载回馈能量时)，电感的电流在自第一端流向第二端的过程中减小(如图3中的t2时刻至t3时刻之间)，然后过零转变为从第二端流向第一端(如图3中的t3时刻至t4时刻之间，也即将从负载回馈的能量存储在高压电池上)。

如上可知，在t1时刻之前，电源变换器工作在将来自电动汽车内的高压电池的能量变换为为连接至直流母线的负载供电的第一功率变换模式；在t2时刻至t4时刻之间，电源变换器工作在将连接至直流母线的负载回馈的能量变换为为电动汽车内的高压电池充电的第二功率变换模式。

根据如上的描述可知，在第一功率变换模式，电源变换器依次工作在第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式和第二工作模式；在第二功率变换模式，电源变换器依次工作在第四工作模式、第五工作模式、第六工作模式和第五工作模式。且在第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式时与在第四工作模式、第五工作模式、第六工作模式时电源变换器内第一开关管至第八开关管的开关驱动信号一一对应的相同，也即在第一功率变换模式、第二功率变换模式以及从第一功率变换模式变换为第二功率变换模式的过程中，电源变换器内第一开关管至第八开关管的开关驱动信号不变。如此，电感电流IL由正过零，并自动转为负，实现能量回馈至高压电池。

t4时刻，负载无能量回收，如图3所示，负载回馈电流Iregen为0A，则电源变换器的第二端的电压(也即电压Vo)逐渐减小，同时电源变换器的第一端的电压(也即高压电池端的电压Vhv)也逐渐减小，电感电流IL逐渐增加，直至t5时刻，此期间电源变换器将第二端的电压变换为第一端的电压，也即电源变换器工作在第二功率变换模式。

电感电流IL逐渐增加，到t5时刻，电感电流IL过零，并变为正，然后逐渐增加，电源变换器的第二端的电压(也即电压Vo)逐渐减小到正常拉载时的电压，同时电源变换器的第一端的电压(也即高压电池端的电压Vhv)也逐渐减小到正常拉载时的电压，而回到t1时刻之前的正常拉载状态。

如此，当负载有能量灌进来导致电源变换器的第二端的电压升高，能量就会自动灌给连接在电源变换器的第一端的高压电池。并从如上分析可知，电源变换器的整个工作过程中开关管的开关驱动信号均保持不变。

进一步的，在电源变换器的整个工作过程中，第一开关管至第八开关管均工作在硬开关模式。

如图2所示，变压器的原边绕组的第一端与变压器的副边绕组的第一端为同名端耦合。

如图2所示，变压器TX的原边绕组的第一端通过电容C连接第一开关管Q1与第三开关管Q3的共节点。当然也可为变压器的原边绕组的第二端通过电容C连接第二开关管Q2与第四开关管Q4的共节点。

在一实施例中，电源变换器中开关管的占空比固定，更具体的为：电源变换器中开关管的占空比在一电压范围内固定。或电源变换器的第二端的电压随其第一端的电压线性变化，更具体的为：在一电压范围内，电源变换器的第二端的电压随其第一端的电压线性变化。

在一实施例中，电源变换器的第二端的电压也可相对固定在某一值，这可通过闭环控制来实现。以使得当有能量回馈时，可加快能量从负载灌给高压电池。

图3以先抛载，间隔短暂的时间(t1时刻至t2时刻)后开始回收能量为例，当然也可为在抛载的同时即开始回收能量。

在实际应用，还存在能量回收前不抛载的方式，则从负载回收的能量经直流母线后自动为其它负载供电，而实现能量的自动分配，此方式通常用于回收的较小，不足以影响负载性能的情况下。当负载回收的能量大于其它负载消耗的能量，则电源变换器也将工作在第二功率变换模式，实现能量回馈至高压电池。

本申请还提供一种电源变换器，用于为电动汽车内的负载供电，请参阅图6所示的本发明一实施例的电源变换器的电路示意图，包括：

第一开关管Q1与第三开关管Q3串联连接形成的第一开关桥臂；

第二开关管Q2与第四开关管Q4串联连接形成的第二开关桥臂，第一开关桥臂与第二开关桥臂并联连接形成电源变换器的第一端，第一端用于连接电动汽车内的高压电池；

第五开关管Q5与第七开关管Q7串联连接形成的第三开关桥臂；

第六开关管Q6与第八开关管Q8串联连接形成的第四开关桥臂，第三开关桥臂与第四开关桥臂并联连接形成开关桥臂第一端和开关桥臂第二端，开关桥臂第一端连接电感L的第一端，电感L的第二端连接输出电容Co的第一端，开关桥臂第二端连接输出电容Co的第二端，输出电容Co的两端形成电源变换器的第二端，电源变换器的第二端用于连接电动汽车内的直流母线，直流母线用于为电动汽车内的至少一负载供电；

变压器TX，变压器的原边绕组的第一端连接第一开关管Q1与第三开关管Q3的共节点，第二端连接第二开关管Q2与第四开关管Q4的共节点；变压器的副边绕组的第一端连接第六开关管Q6与第八开关管Q8的共节点，第二端连接第五开关管Q5与第七开关管Q7的共节点，

其中，电源变换器包括：将来自电动汽车内的高压电池的能量变换为为连接至直流母线的负载供电的第一功率变换模式，以及将连接至直流母线的负载回馈的能量变换为为电动汽车内的高压电池充电的第二功率变换模式，并且在第一功率变换模式、第二功率变换模式以及从第一功率变换模式变换为第二功率变换模式的过程中，电源变换器内第一开关管Q1至第八开关管Q8的开关驱动信号不变。

如此，由于电源变换器可工作在将来自电动汽车内的高压电池的能量变换为为连接至直流母线的负载供电的第一功率变换模式，则可为连接在直流母线上的负载供电；由于电源变换器还可工作在将连接至直流母线的负载回馈的能量变换为为电动汽车内的高压电池充电的第二功率变换模式，则可将从负载回收的能量存储在高压电池上。又由于在两种模式下以及其之间切换的过程中，电源变换器内第一开关管Q1至第八开关管Q8的开关驱动信号不变，则其可自动实现将负载回馈的能量的回收至高压电池，控制简单。同样的，还具有上述的电动汽车的优点，在此不再赘述。

其中，电源变换器中开关管的占空比在一电压范围内固定。则在一电压范围内，电源变换器的第二端的电压随其第一端的电压线性变化，使得当负载有能量灌进来导致电源变换器的第二端的电压升高，能量就会自动灌回给连接在电源变换器的第一端的高压电池，而实现能量自动回收到高压电池。

具体的，在第一功率变换模式中当有负载回馈能量时，电感的电流在自第一端流向第二端的过程中减小，然后过零，然后转变为从电感的第二端流向第一端而工作第二功率变换模式。

如上所述，由于负载回馈的能量存储在高压电池HV，因此电源变换器可选择较小容值的输出电容Co，如可选择2mF，这远比使用低压电池的现有方式中的低压电池的容量低，成本也大大降低。输出电容Co的具体值可根据实际电源变换器和负载特性等因素进行选择。

经实际产品测试表明，在电动汽车中应用上述的电源变换器，当负载端有能量回馈时，电源变换器第二端的电压仅有小幅度上升，然后再次降低为正常带载时的电压。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种电动汽车，其特征在于，包括：

高压电池；

电源变换器，包括：

第一桥式开关单元，第一桥式开关单元与高压电池并联连接，第一桥式开关单元的连接高压电池的一侧形成电源变换器的第一端；

第二桥式开关单元，第二桥式开关单元的第一端连接电感的第一端，电感的第二端连接输出电容的第一端，第二桥式开关单元的第二端连接输出电容的第二端，输出电容的两端形成电源变换器的第二端；

变压器，变压器的原边绕组连接第一桥式开关单元，变压器的副边绕组连接第二桥式开关单元；

直流母线，正直流母线连接输出电容的第一端，负直流母线连接输出电容的第二端；

至少一个负载，连接直流母线；

其中，在负载有能量回馈时，负载回馈的能量通过电源变换器存储在高压电池上。

2.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，第一桥式开关单元包括：第一开关管与第三开关管串联连接形成的第一开关桥臂，第二开关管与第四开关管串联连接形成的第二开关桥臂，第一开关桥臂与第二开关桥臂并联连接；

第二桥式开关单元包括：第五开关管与第七开关管串联连接形成的第三开关桥臂，第六开关管与第八开关管串联连接形成的第四开关桥臂，第三开关桥臂与第四开关桥臂并联连接形成第二桥式开关单元的第一端和第二端；

其中，变压器的原边绕组的第一端连接第一开关管与第三开关管的共节点，变压器的原边绕组的第二端连接第二开关管与第四开关管的共节点；变压器的副边绕组的第一端连接第六开关管与第八开关管的共节点，变压器的副边绕组的第二端连接第五开关管与第七开关管的共节点。

3.根据权利要求1或2所述的电动汽车，其特征在于，电感的电流流向包括：自电感的第一端流向第二端；自电感的第二端流向第一端。

4.根据权利要求3所述的电动汽车，其特征在于，当电感的电流自第一端流向第二端时，电源变换器依次工作在第一工作模式、第二工作模式、第三工作模式和第二工作模式，其中：

在第一工作模式，第一开关管、第四开关管、第六开关管和第七开关管导通，第二开关管、第三开关管、第五开关管和第八开关管关断；

在第二工作模式，第一开关管至第四开关管关断，第五开关管至第八开关管导通；

在第三工作模式，第二开关管、第三开关管、第五开关管和第八开关管导通，第一开关管、第四开关管、第六开关管和第七开关管关断。

5.根据权利要求3所述的电动汽车，其特征在于，当电感的电流自第二端流向第一端时，电源变换器依次工作在第四工作模式、第五工作模式、第六工作模式和第五工作模式，其中：

在第四工作模式，第一开关管、第四开关管、第六开关管和第七开关管导通，第二开关管、第三开关管、第五开关管和第八开关管关断；

在第五工作模式，第一开关管至第四开关管关断，第五开关管至第八开关管导通；

在第六工作模式，第二开关管、第三开关管、第五开关管和第八开关管导通，第一开关管、第四开关管、第六开关管和第七开关管关断。

6.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，当至少一个负载通过直流母线输出电流，电感的电流在自第一端流向第二端的过程中电流减小，然后转变为从第二端流向第一端。

7.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，电源变换器的第一端的电压与电源变换器的第二端的电压的比值在一电压范围内固定。

8.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，输出电容的第一端和第二端均直接连接直流母线。

9.根据权利要求1所述的电动汽车，其特征在于，直流母线的平均电压为48V或12V。

10.一种电源变换器，用于为电动汽车内的负载供电，其特征在于，包括：

第一开关管与第三开关管串联连接形成的第一开关桥臂；

第二开关管与第四开关管串联连接形成的第二开关桥臂，第一开关桥臂与第二开关桥臂并联连接形成电源变换器的第一端，第一端用于连接电动汽车内的高压电池；

第五开关管与第七开关管串联连接形成的第三开关桥臂；

第六开关管与第八开关管串联连接形成的第四开关桥臂，第三开关桥臂与第四开关桥臂并联连接形成开关桥臂第一端和开关桥臂第二端，开关桥臂第一端连接电感的第一端，电感的第二端连接输出电容的第一端，开关桥臂第二端连接输出电容的第二端，输出电容的两端形成电源变换器的第二端，电源变换器的第二端用于连接电动汽车内的直流母线，直流母线用于为电动汽车内的至少一个负载供电；

变压器，变压器的原边绕组的第一端连接第一开关管与第三开关管的共节点，第二端连接第二开关管与第四开关管的共节点；变压器的副边绕组的第一端连接第六开关管与第八开关管的共节点，第二端连接第五开关管与第七开关管的共节点，

其中，电源变换器包括：将来自电动汽车内的高压电池的能量变换为为连接至直流母线的负载供电的第一功率变换模式，以及将连接至直流母线的负载回馈的能量变换为为电动汽车内的高压电池充电的第二功率变换模式，并且在第一功率变换模式、第二功率变换模式以及从第一功率变换模式变换为第二功率变换模式的过程中，电源变换器内第一开关管至第八开关管的开关驱动信号不变。

11.根据权利要求10所述的电源变换器，其特征在于，电源变换器中开关管的占空比在一电压范围内固定。

12.根据权利要求10所述的电源变换器，其特征在于，在第一功率变换模式中当有负载回馈能量时，电感的电流在自第一端流向第二端的过程中电流减小，然后过零，然后转变为从电感的第二端流向第一端而工作第二功率变换模式。

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