CN116278844A - 用于电池的充电控制装置、充电控制方法及电力系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种用于电池的充电控制装置、电力系统及用于电池的充电控制方法。按照本申请一个方面的用于电池的充电控制装置包括：电机驱动系统，所述电机驱动系统包括电机绕组；第一开关元件，所述第一开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第一端子与所述电机驱动系统的第一端之间；以及第二开关元件，所述第二开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第二端子与所述电机驱动系统的第二端之间；其中，所述电机驱动系统配置成响应于充电控制信号而选择性地将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电。

Description

用于电池的充电控制装置、充电控制方法及电力系统

技术领域

本申请总体上涉及电动汽车技术，并且更具体地涉及一种用于电池的充电控制装置、电力系统及用于电池的充电控制方法。

背景技术

电动汽车属于使用电能行驶的交通工具，随着能源危机和环境问题的日益突出，发展高效、节能、低噪声、零排放的清洁型电动汽车已成为国内外汽车工业发展的必然趋势，节能环保、安全可靠的电动汽车越来越受到人们的关注。

目前，电动汽车的高压系统主要为直流电压400V。随着相关技术及产业链的成熟，为了获取更高的充电效率和更快捷的充电体验，下一代电动汽车的高压系统将逐步向直流800V或者更高的电压等级过渡。然而，目前的直流充电设施主要有三种充电电压，分别为500V、750V、和1000V，充电电压为500V和750V的充电设施无法直接为800V或者更高的电压等级的动力电池提供充电电源或无法充满动力电池。因此，需要在电动汽车内部设置额外的电压变换装置，以将直流充电设施的500V或750V的充电电压进行升压处理后再对动力电池进行充电，从而实现与目前的直流充电设施的兼容。

然而，额外的电压变换装置中的大功率器件的体积、质量都比较大，导致在增加整车生产成本的同时也不利于整车空间布置和轻量化的发展方向。

发明内容

为了解决或至少缓解以上问题中的一个或多个，提供了以下技术方案。

按照本申请的第一方面，提供一种用于电池的充电控制装置，所述用于电池的充电控制装置包括：电机驱动系统，所述电机驱动系统包括电机绕组；第一开关元件，所述第一开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第一端子与所述电机驱动系统的第一端之间；以及第二开关元件，所述第二开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第二端子与所述电机驱动系统的第二端之间；其中，所述电机驱动系统配置成响应于充电控制信号而选择性地将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电。

根据本申请一实施例所述的用于电池的充电控制装置，其中所述电机驱动系统的第二端为所述电机绕组的中性点。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述充电控制信号基于所述外部电源的最大电压幅值与所述电池的开路电压幅值的比较而生成。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述充电控制信号进一步通过以下方式来生成：当所述外部电源的最大电压幅值小于所述电池的开路电压幅值时，生成指示将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电的所述充电控制信号；以及当所述外部电源的最大电压幅值大于等于所述电池的开路电压幅值时，生成指示利用所述第一电压对所述电池进行充电的所述充电控制信号。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述用于电池的充电控制装置还包括：输入电容，所述输入电容的第一端耦合在所述电机驱动系统的第一端与所述第一开关元件之间，所述输入电容的第二端耦合在所述第二开关元件与所述外部电源的第二端子之间。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述用于电池的充电控制装置还包括：输入电容，所述输入电容的第一端耦合在所述电机驱动系统的第一端与所述第一开关元件之间，所述输入电容的第二端耦合在所述电机驱动系统的第二端与所述第二开关元件之间。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述用于电池的充电控制装置还包括：输入电容，所述输入电容的第一端耦合在所述第二开关元件与所述外部电源的第二端子之间，所述输入电容的第二端耦合至所述电机驱动系统的第三端。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述电机驱动系统包括功率开关器件的第一集合和功率开关器件的第二集合，所述功率开关器件的第一集合和所述功率开关器件的第二集合分别响应于所述充电控制信号而选择性地导通或断开，以选择性地将所述第一电压转换为所述第二电压来对所述电池进行充电。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述功率开关器件的第一集合配置成：响应于所述充电控制信号指示将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电，间歇性地导通所述功率开关器件的第一集合中的部分或全部功率开关器件。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述功率开关器件的第一集合和第二集合配置成：响应于所述充电控制信号指示利用所述第一电压对所述电池进行充电，恒定地断开所述功率开关器件的第一集合中的每个功率开关器件并恒定地导通所述功率开关器件的第二集合中的部分或全部功率开关器件。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述功率开关器件的第一集合和第二集合中的一个集合中的部分或全部功率开关器件配置成响应于充电开始信号而导通。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述第二开关元件配置成：响应于接收到充电开始信号而闭合以经由所述第二开关元件、所述电机绕组、导通的所述功率开关器件的第一集合和第二集合中的一个集合中的部分或全部功率开关器件、所述电池构成充电回路以利用所述电池对所述输入电容进行充电，使得所述输入电容两端的电压幅值匹配所述外部电源的最大电压幅值。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述第一开关元件配置成：响应于接收到所述充电控制信号而闭合以利用所述电机驱动系统选择性地将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述第一开关元件配置成：响应于接收到充电结束信号而断开以利用转矩为零的电容放电控制策略对所述输入电容进行放电，使得所述输入电容两端的电压幅值小于阈值电压幅值。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的所述的用于电池的充电控制装置，其中所述第二开关元件配置成：响应于所述输入电容被放电为两端的电压幅值小于阈值电压幅值而断开。

按照本申请的第二方面，提供一种电力系统，所述电力系统包括：电池；以及根据本申请第一方面所述的用于电池的充电控制装置。

按照本申请的第三方面，提供一种用于电池的充电控制方法，所述方法包括：将第一开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第一端子与电机驱动系统的第一端之间；将第二开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第二端子与所述电机驱动系统的第二端之间；以及将所述电机驱动系统配置成响应于充电控制信号而选择性地将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电。

根据本申请一实施例所述的用于电池的充电控制方法，其中所述电机驱动系统的第二端为所述电机绕组的中性点。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的用于电池的充电控制方法，其中所述充电控制信号基于所述外部电源的最大电压幅值与所述电池的开路电压幅值的比较而生成。

根据本申请一实施例或以上任一实施例的用于电池的充电控制方法，其中所述充电控制信号进一步通过以下方式来生成：当所述外部电源的最大电压幅值小于所述电池的开路电压幅值时，生成指示将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电的所述充电控制信号；以及当所述外部电源的最大电压幅值大于等于所述电池的开路电压幅值时，生成指示利用所述第一电压对所述电池进行充电的所述充电控制信号。

根据本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制方案能够复用电动车辆上已有的第一开关元件和第二开关元件以通过电机驱动系统选择性地对电池进行升压充电，无需在车辆内部设置额外的电压变换装置，从而降低了整车成本以及整车重量，改进了车载动力线束的布置，增强了车辆的充电兼容性和适应性。根据本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制方案具有节约成本、控制简单、易于实现等优点。

附图说明

本申请的上述和/或其它方面和优点将通过以下结合附图的各个方面的描述变得更加清晰和更容易理解，附图中相同或相似的单元采用相同的标号表示。在所述附图中：

图1示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的结构框图。

图2示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的电路示意图。

图3示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的电路示意图。

图4示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的电路示意图。

图5示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的电路示意图。

图6示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的线路布置示意图。

图7示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制方法的流程图。

具体实施方式

下文详细描述了本申请的示例实施例，附图中图示了这些实施例的示例。应注意的是，下文的描述是为了解释和说明，因此不应视为对本申请的限制。在不背离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以根据实际需要对这些实施例进行电、机械、逻辑和结构方面的更改，而不脱离本申请的范围。此外，本领域技术人员可以理解，针对任何具体的应用场景或实际需要，可以将下文描述的不同实施例的一个或多个特征进行组合。

诸如“包含”和“包括”之类的用语表示除了具有在说明书中有直接和明确表述的单元和步骤以外，本申请的技术方案也不排除具有未被直接或明确表述的其它单元和步骤的情形。诸如“第一”和“第二”之类的用语并不表示单元在时间、空间、大小等方面的顺序而仅仅是作区分各单元之用。

在以下描述中，阐述了许多具体细节，诸如具体部件、电路和过程的示例，以提供对本申请的透彻理解。如本文中所使用的术语“耦合”意指直接连接到或通过一个或多个中间部件或电路连接。此外，在以下描述中并且出于解释的目的，阐述了具体命名法以提供对本申请的各个方面的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以不需要这些具体细节来实践示例实现方式。在其他实例中，以框图形式示出了公知的电路和设备，以避免使本申请不清楚。

在本申请的上下文中，“电池”或“动力电池”可以可互换地使用，其可以理解为给用电装置提供动力来源的装置。可选地，电池可以包括但不限于锂离子电池、锂金属电池、铅酸电池、镍隔电池、镍氢电池、锂硫电池、锂空气电池或者钠离子电池等。可选地，用电装置可以包括车辆、船舶等装载动力电池的交通运输工具。在本申请的上下文中，将以车辆作为示例来详细阐述按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制方案的各种具体实施方式。

图1示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的结构框图。

如图1中所示，用于电池的充电控制装置100包括电机驱动系统110、第一开关元件K1和第二开关元件K2。第一开关元件K1耦合在提供第一电压的外部电源130的第一端子T1与电机驱动系统110的第一端N1之间，第二开关元件K2耦合在提供第一电压的外部电源130的第二端子T2与电机驱动系统110的第二端N2之间，电机驱动系统110配置成响应于充电控制信号而选择性地将第一电压转换为第二电压来对电池120进行充电。可选地，第二电压可以大于第一电压。

可选地，电机驱动系统110包括电机绕组，电机驱动系统110的第二端N2可以为电机绕组的中性点。电机绕组包含的绕组数量以及形成的中性点可以由实际应用场景来确定。

可选地，外部电源130可以是用于车辆的充电桩、充电站或者能够对车辆进行充电的一些其他电压源。外部电源130可以具有用于对电池120进行充电的第一电压，例如，500V、750V。电池120可以具有大于该第一电压的标称电压，例如，800V或者更高的电压等级。

可选地，充电控制信号可以基于外部电源130的最大电压Vin的幅值与电池120的开路电压Voc的幅值的比较而生成。当外部电源130的最大电压Vin的幅值小于电池120的开路电压Voc的幅值时，可以生成指示将第一电压转换为第二电压来对电池120进行充电的充电控制信号；以及当外部电源130的最大电压Vin的幅值大于等于电池120的开路电压Voc的幅值时，可以生成指示利用第一电压对电池120进行充电的充电控制信号。

可选地，电机驱动系统110可以包括功率开关器件的第一集合和功率开关器件的第二集合，功率开关器件的第一集合和功率开关器件的第二集合可以分别响应于充电控制信号而选择性地导通或断开，以选择性地将第一电压转换为第二电压来对电池120进行充电。在一个实施例中，当充电控制信号指示将第一电压转换为第二电压来对电池120进行充电时，可以间歇性地导通功率开关器件的第一集合中的部分或全部功率开关器件。示例性地，可以基于外部电源130的最大电压Vin的幅值与电池120的开路电压Voc的幅值来确定间歇性地导通功率开关器件的第一集合中的部分或全部功率开关器件的时刻。在一个实施例中，当充电控制信号指示利用第一电压对电池120进行充电时，可以恒定地断开功率开关器件的第一集合中的每个功率开关器件并恒定地导通功率开关器件的第二集合中的部分或全部功率开关器件。

需要说明的是，图1中所示的电机驱动系统110、第一开关元件K1和第二开关元件K2均为车辆中已有的装置或部件，根据本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置能够复用车辆上已有的第一开关元件K1和第二开关元件K2以通过电机驱动系统110选择性地对电池120进行升压充电，无需在车辆内部设置额外的电压变换装置，降低整车成本以及整车重量，改进了车载动力线束的布置，增强了车辆的充电兼容性和适应性。

根据本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置具有节约成本、控制简单、易于实现等优点。

以下将结合图2-5详细阐述照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置100的电路结构和工作原理。

如图2中所示，用于电池的充电控制装置200包括电机驱动系统210、第一开关元件K1、第二开关元件K2和输入电容Cin。第一开关元件K1耦合在提供第一电压的外部电源230的第一端子T1（例如，外部电源230的正极）与电机驱动系统210的第一端N1之间，第二开关元件K2耦合在提供第一电压的外部电源230的第二端子T2（例如，外部电源230的负极）与电机驱动系统210的第二端N2之间，电机驱动系统210配置成响应于充电控制信号而选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池220进行充电。可选地，第二电压可以大于第一电压。如图2中所示，与动力电池220并联的为母线电容Cbus。输入电容Cin的一端可以耦合在电机驱动系统210的第一端N1与第一开关元件K1之间，输入电容Cin的另一端可以耦合在第二开关元件K2与外部电源230的第二端子T2之间。可替代地，输入电容Cin的一端可以耦合在电机驱动系统210的第一端N1与第一开关元件K1之间，输入电容Cin的另一端可以耦合在第二开关元件K2与电机驱动系统210的第二端N2之间。

需要说明的是，尽管图2中将外部电源230的第一端子T1示出为电源正极，将外部电源230的第二端子T2示出为电源负极，但是外部电源230的第一端子T1也可以为电源负极，以及外部电源230的第二端子T2也可以为电源正极。

可选地，电机驱动系统210包括电机绕组2101，电机驱动系统210的第二端N2可以为电机绕组的中性点。如图2中所示，电机绕组2101可以实现为车用电机三相绕组，其包括电机A相绕组LA、电机B相绕组LB和电机C相绕组LC。需要说明的是，电机绕组2101包含的绕组数量以及形成的中性点也可以根据实际应用场景来调整。进一步如图2中所示，电机驱动系统210还包括功率开关器件的第一集合2102和功率开关器件的第二集合2103，功率开关器件的第一集合2102包括功率开关器件Q1、Q3、Q5，功率开关器件的第二集合2103包括功率开关器件Q2、Q4、Q6。可选地，功率开关器件的第一集合2102和功率开关器件的第二集合2103还可以包括其中与每个功率开关器件反并联的二极管。如图2中所示，功率开关器件的第一集合2102包括功率开关器件Q1、Q3、Q5（即图2中所示的上桥臂），功率开关器件的第二集合2103包括功率开关器件Q2、Q4、Q6（即图2中所示的下桥臂），电机A相绕组LA连接在功率开关器件Q1与Q2之间，电机B相绕组LB连接在功率开关器件Q3与Q4之间，以及电机C相绕组LC连接在功率开关器件Q5与Q6之间。电机驱动系统210的第二端N2（即电机绕组的中性点）经由第二开关元件K2耦合至外部电源230的第二端子T2，以及电机驱动系统210的第一端N1经由第一开关元件K1耦合至外部电源230的第一端子T1。

需要说明的是，尽管图2中将功率开关器件Q1、Q3、Q5和功率开关器件Q2、Q4、Q6示出为三极管，但是在不脱离本申请的精神和范围的情况下，功率开关器件Q1、Q3、Q5和功率开关器件Q2、Q4、Q6也可以实现为绝缘栅双极晶体管(insulated gatebipolartransistor，IGBT)、金属氧化物半导体场效应晶体管(metal oxidesemiconductor field effect transistor，MOSFET)、双极结晶体管(bipolarjunctiontransistor，BJT)、超结晶体管(super junction transistor，SJT)等。

可选地，外部电源230可以是用于车辆的充电桩、充电站或者能够对车辆进行充电的一些其他电压源。外部电源230可以具有用于对动力电池220进行充电的第一电压，例如，500V、750V。动力电池220可以具有大于该第一电压的标称电压，例如，800V或者更高的电压等级。

可选地，充电控制信号可以基于外部电源230的最大电压Vin的幅值与动力电池220的开路电压Voc的幅值的比较而生成。当外部电源230的最大电压Vin的幅值小于动力电池220的开路电压Voc的幅值时，可以生成指示将第一电压转换为第二电压来对动力电池220进行充电的充电控制信号；以及当外部电源230的最大电压Vin的幅值大于等于动力电池220的开路电压Voc的幅值时，可以生成指示利用第一电压对动力电池220进行充电的充电控制信号。

可选地，功率开关器件的第一集合2102和功率开关器件的第二集合2103可以分别响应于充电控制信号而选择性地导通或断开，以选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池220进行充电。

需要说明的是，图2中所示的电机驱动系统210、第一开关元件K1和第二开关元件K2均为车辆中已有的装置或部件，根据本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置能够复用车辆上已有的第一开关元件K1和第二开关元件K2以通过电机驱动系统210选择性地对动力电池220进行升压充电，无需在车辆内部设置额外的电压变换装置，降低整车成本以及整车重量，改进了车载动力线束的布置，增强了车辆的充电兼容性和适应性。

以下进一步详细描述借助图2所示的用于电池的充电控制装置200实现的充电过程。

当用于电池的充电控制装置200接收到充电开始信号时，可以导通功率开关器件的第二集合2103中的部分或全部功率开关器件，即导通Q2、Q4、Q6中的一个或多个，同时闭合电机驱动系统210与输入电容Cin之间的第二开关元件K2，以经由第二开关元件K2、电机绕组2101、导通的Q2、Q4、Q6中的一个或多个、动力电池220构成充电回路，以利用动力电池220对输入电容Cin进行充电，使得输入电容Cin两端的电压幅值匹配外部电源230的最大电压幅值，例如使得输入电容Cin两端的电压幅值等于或略小于外部电源230的最大电压幅值。示例性地，当用于电池的充电控制装置200接收到充电开始信号时，可以导通功率开关器件的第二集合2103中的Q2，同时闭合电机驱动系统210与输入电容Cin之间的第二开关元件K2，以经由第二开关元件K2、电机绕组2101的电机A相绕组LA、导通的Q2、动力电池220构成充电回路，以利用动力电池220对输入电容Cin进行充电。

当用于电池的充电控制装置200接收到充电控制信号时，可以基于充电控制信号的指示选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池220进行充电，或者直接利用第一电压对动力电池220进行充电。

在一个实施例中，当接收到的充电控制信号指示直接利用第一电压对动力电池220进行充电时，可以闭合第一开关元件K1对动力电池220进行充电。此时，电流可以通过电机驱动系统210对动力电池220进行充电，其中，可以恒定地断开功率开关器件的第一集合2102（即Q1、Q3、Q5）中的每个功率开关器件并恒定地导通功率开关器件的第二集合2103（即Q2、Q4、Q6）中的部分或全部功率开关器件。示例性地，可以恒定地断开功率开关器件的第一集合2102中的每个功率开关器件并恒定地导通功率开关器件的第二集合2103中的Q2，此时外部电源230的第二端子T2（例如，外部电源230的负极）经由第二开关元件K2、通过电机A相绕组LA和和导通的Q2连接至动力电池220的负极，外部电源230的第一端子T1（例如，外部电源230的正极）直接经由第一开关元件K1连接至动力电池220的正极。

在一个实施例中，当接收到的充电控制信号指示将第一电压转换为第二电压来对动力电池220进行充电时，可以闭合第一开关元件K1，接着间歇性地导通功率开关器件的第一集合2102（即Q1、Q3、Q5）中的部分或全部功率开关器件而无论功率开关器件的第二集合2103（即Q2、Q4、Q6）的导通或断开，以利用第二电压对动力电池220进行充电。示例性地，可以在第一时段期间导通功率开关器件的第一集合2102中的Q1，在此期间向电机A相绕组LA储能；可以在第二时段期间断开功率开关器件的第一集合2102中的Q1，在此期间将电机A相绕组LA上的储能经由Q2（如果Q2处于导通状态）或经由与Q2并联的二极管（如果Q2处于断开状态）传递至动力电池220的负极。示例性地，可以在第一时段期间导通功率开关器件的第一集合2102中的Q1和Q3，在此期间向电机A相绕组LA以及电机B相绕组LB储能；可以在第二时段期间断开功率开关器件的第一集合2102中的Q1和Q3，在此期间将电机A相绕组LA以及电机B相绕组LB上的储能经由Q2（如果Q2处于导通状态）和Q4（如果Q4处于导通状态）或者经由与Q2并联的二极管（如果Q2处于断开状态）和与Q4并联的二极管（如果Q4处于断开状态）传递至动力电池220的负极。示例性地，可以利用电机控制器通过外部电源230的最大电压Vin的幅值与动力电池220的开路电压Voc的幅值来确定间歇性地导通功率开关器件的第一集合2102（即Q1、Q3、Q5）中的部分或全部功率开关器件的时刻。

当用于电池的充电控制装置200接收到充电结束信号时，可以断开输入电容Cin与外部电源230之间的第一开关元件K1，并利用转矩为零的电容放电控制策略对输入电容Cin进行放电，使得输入电容Cin两端的电压幅值小于阈值电压幅值（例如，60V）。当检测到输入电容Cin被放电至其两端的电压幅值小于阈值电压幅值（例如，60V）时，可以断开第二开关元件K2。在一个实施例中，当将输入电容Cin中的能量放电至动力电池220时，可以导通功率开关器件的第二集合2103中的部分或全部功率开关器件，即导通Q2、Q4、Q6中的一个或多个，以经由第二开关元件K2、电机绕组2101、导通的Q2、Q4、Q6中的一个或多个、动力电池220构成放电回路。在一个实施例中，当将输入电容Cin中的能量放电至电机绕组2101时，可以导通功率开关器件的第一集合2102中的部分或全部功率开关器件，即导通Q1、Q3、Q5中的一个或多个，以经由导通的Q1、Q3、Q5中的一个或多个、电机绕组2101构成放电回路。可选地，在转矩为零的电容放电控制策略中，可以获取电机绕组各相电流iA、iB、iC，对获取的三相电流进行克拉克变换得到静止坐标系下的电流分量，然后对静止坐标系下的电流分量进行派克变换，得到旋转坐标系下d轴对应的电流id和q轴对应的电流iq，在利用转矩为零的电容放电控制策略对输入电容Cin进行放电的过程中，可以保证q轴对应的电流iq为零并利用绕组或动力电池消耗d轴对应的电流id。

图3示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的电路示意图。

如图3中所示，用于电池的充电控制装置300包括电机驱动系统310、第一开关元件K1、第二开关元件K2和输入电容Cin。第一开关元件K1耦合在提供第一电压的外部电源330的第一端子T1（例如，外部电源330的负极）与电机驱动系统310的第一端N1之间，第二开关元件K2耦合在提供第一电压的外部电源330的第二端子T2（例如，外部电源330的正极）与电机驱动系统310的第二端N2之间，电机驱动系统310配置成响应于充电控制信号而选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池320进行充电。可选地，第二电压可以大于第一电压。如图3中所示，与动力电池320并联的为母线电容Cbus。输入电容Cin的一端可以耦合在电机驱动系统310的第一端N1与第一开关元件K1之间，输入电容Cin的另一端可以耦合在第二开关元件K2与外部电源330的第二端子T2之间。可替代地，输入电容Cin的一端可以耦合在电机驱动系统310的第一端N1与第一开关元件K1之间，输入电容Cin的另一端可以耦合在第二开关元件K2与电机驱动系统310的第二端N2之间。

可选地，电机驱动系统310包括电机绕组3101，电机驱动系统310的第二端N2可以为电机绕组的中性点。如图3中所示，电机绕组3101可以实现为车用电机三相绕组，其包括电机A相绕组LA、电机B相绕组LB和电机C相绕组LC。需要说明的是，电机绕组3101包含的绕组数量以及形成的中性点也可以根据实际应用场景来调整。进一步如图3中所示，电机驱动系统310还包括功率开关器件的第一集合3102和功率开关器件的第二集合3103，功率开关器件的第一集合3102包括功率开关器件Q1、Q3、Q5，功率开关器件的第二集合3103包括功率开关器件Q2、Q4、Q6。可选地，功率开关器件的第一集合3102和功率开关器件的第二集合3103还可以包括其中与每个功率开关器件反并联的二极管。如图3中所示，功率开关器件的第一集合3102包括功率开关器件Q1、Q3、Q5（即图3中所示的上桥臂），功率开关器件的第二集合3103包括功率开关器件Q2、Q4、Q6（即图3中所示的下桥臂），电机A相绕组LA连接在功率开关器件Q1与Q2之间，电机B相绕组LB连接在功率开关器件Q3与Q4之间，以及电机C相绕组LC连接在功率开关器件Q5与Q6之间。电机驱动系统310的第二端N2（即电机绕组的中性点）经由第二开关元件K2耦合至外部电源330的第二端子T2，以及电机驱动系统310的第一端N1经由第一开关元件K1耦合至外部电源330的第一端子T1。

可选地，外部电源330可以是用于车辆的充电桩、充电站或者能够对车辆进行充电的一些其他电压源。外部电源330可以具有用于对动力电池320进行充电的第一电压，例如，500V、750V。动力电池320可以具有大于该第一电压的标称电压，例如，800V或者更高的电压等级。

可选地，充电控制信号可以基于外部电源330的最大电压Vin的幅值与动力电池320的开路电压Voc的幅值的比较而生成。当外部电源330的最大电压Vin的幅值小于动力电池320的开路电压Voc的幅值时，可以生成指示将第一电压转换为第二电压来对动力电池320进行充电的充电控制信号；以及当外部电源330的最大电压Vin的幅值大于等于动力电池320的开路电压Voc的幅值时，可以生成指示利用第一电压对动力电池320进行充电的充电控制信号。

可选地，功率开关器件的第一集合3102和功率开关器件的第二集合3103可以分别响应于充电控制信号而选择性地导通或断开，以选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池320进行充电。

以下进一步详细描述借助图3所示的用于电池的充电控制装置300实现的充电过程。

当用于电池的充电控制装置300接收到充电开始信号时，可以导通功率开关器件的第一集合3102中的部分或全部功率开关器件，即导通Q1、Q3、Q5中的一个或多个，同时闭合电机驱动系统310与输入电容Cin之间的第二开关元件K2，以经由第二开关元件K2、电机绕组3101、导通的Q1、Q3、Q5中的一个或多个、动力电池320构成充电回路，以利用动力电池320对输入电容Cin进行充电，使得输入电容Cin两端的电压幅值匹配外部电源330的最大电压幅值，例如使得输入电容Cin两端的电压幅值等于或略小于外部电源330的最大电压幅值。示例性地，当用于电池的充电控制装置300接收到充电开始信号时，可以导通功率开关器件的第一集合3102中的Q1，同时闭合电机驱动系统310与输入电容Cin之间的第二开关元件K2，以经由第二开关元件K2、电机绕组2101的电机A相绕组LA、导通的Q1、动力电池320构成充电回路，以利用动力电池320对输入电容Cin进行充电。

当用于电池的充电控制装置300接收到充电控制信号时，可以基于充电控制信号的指示选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池320进行充电，或者直接利用第一电压对动力电池320进行充电。

在一个实施例中，当接收到的充电控制信号指示直接利用第一电压对动力电池320进行充电时，可以闭合第一开关元件K1对动力电池320进行充电。此时，电流可以通过电机驱动系统310对动力电池320进行充电，其中，可以恒定地断开功率开关器件的第二集合3103中的每个功率开关器件并恒定地导通功率开关器件的第一集合3102中的部分或全部功率开关器件。示例性地，可以恒定地断开功率开关器件的第二集合3103中的每个功率开关器件并恒定地导通功率开关器件的第一集合3102中的Q1，此时外部电源330的第二端子T2（例如，外部电源330的正极）经由第二开关元件K2、通过电机A相绕组LA和和导通的Q1连接至动力电池320的正极，外部电源330的第一端子T1（例如，外部电源330的负极）直接经由第一开关元件K1连接至动力电池320的负极。

在一个实施例中，当接收到的充电控制信号指示地将第一电压转换为第二电压来对动力电池320进行充电时，可以闭合第一开关元件K1，接着间歇性地导通功率开关器件的第二集合3103中的部分或全部功率开关器件而无论功率开关器件的第一集合3102的导通或断开，以利用第二电压对动力电池320进行充电。示例性地，可以在第一时段期间导通功率开关器件的第二集合3103中的Q2，在此期间向电机A相绕组LA储能；可以在第二时段期间断开功率开关器件的第二集合3103中的Q2，在此期间将电机A相绕组LA上的储能经由Q1（如果Q1处于导通状态）或经由与Q1并联的二极管（如果Q1处于断开状态）传递至动力电池320的正极。示例性地，可以在第一时段期间导通功率开关器件的第二集合3103中的Q2和Q4，在此期间向电机A相绕组LA以及电机B相绕组LB储能；可以在第二时段期间断开功率开关器件的第二集合3103中的Q2和Q4，在此期间将电机A相绕组LA以及电机B相绕组LB上的储能分别经由Q1（如果Q1处于导通状态）和Q3（如果Q3处于导通状态）或经由与Q1并联的二极管（如果Q1处于断开状态）和与Q3并联的二极管（如果Q3处于断开状态）传递至动力电池320的正极。示例性地，可以利用电机控制器通过外部电源330的最大电压Vin的幅值与动力电池320的开路电压Voc的幅值来确定间歇性地导通功率开关器件的第二集合3103中的部分或全部功率开关器件的时刻。

当用于电池的充电控制装置300接收到充电结束信号时，可以断开输入电容Cin与外部电源330之间的第一开关元件K1，并利用转矩为零的电容放电控制策略对输入电容Cin进行放电，使得输入电容Cin两端的电压幅值小于阈值电压幅值（例如，60V）。当检测到输入电容Cin被放电至其两端的电压幅值小于阈值电压幅值（例如，60V）时，可以断开第二开关元件K2。在一个实施例中，当将输入电容Cin中的能量放电至动力电池320时，可以导通功率开关器件的第一集合3102中的部分或全部功率开关器件，即导通Q1、Q3、Q5中的一个或多个，以经由第二开关元件K2、电机绕组3101、导通的Q1、Q3、Q5中的一个或多个、动力电池320构成放电回路。在一个实施例中，当将输入电容Cin中的能量放电至电机绕组3101时，可以导通功率开关器件的第二集合3103中的部分或全部功率开关器件，即导通Q2、Q4、Q6中的一个或多个，以经由导通的Q2、Q4、Q6中的一个或多个、电机绕组3101构成放电回路。

图4示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的电路示意图。

如图4中所示，用于电池的充电控制装置400包括电机驱动系统410、第一开关元件K1、第二开关元件K2和输入电容Cin。第一开关元件K1耦合在提供第一电压的外部电源430的第一端子T1（例如，外部电源430的正极）与电机驱动系统410的第一端N1之间，第二开关元件K2耦合在提供第一电压的外部电源430的第二端子T2（例如，外部电源430的负极）与电机驱动系统410的第二端N2之间，电机驱动系统410配置成响应于充电控制信号而选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池420进行充电。可选地，第二电压可以大于第一电压。如图4中所示，与动力电池420并联的为母线电容Cbus。输入电容Cin的一端可以耦合在第二开关元件K2与外部电源430的第二端子T2之间，输入电容Cin的另一端可以耦合至电机驱动系统410的第三端N3（例如，动力电池420的负极）。

可选地，电机驱动系统410包括电机绕组4101，电机驱动系统410的第二端N2可以为电机绕组的中性点。如图4中所示，电机绕组4101可以实现为车用电机三相绕组，其包括电机A相绕组LA、电机B相绕组LB和电机C相绕组LC。需要说明的是，电机绕组4101包含的绕组数量以及形成的中性点也可以根据实际应用场景来调整。进一步如图4中所示，电机驱动系统410还包括功率开关器件的第一集合4102和功率开关器件的第二集合4103，功率开关器件的第一集合4102包括功率开关器件Q1、Q3、Q5，功率开关器件的第二集合4103包括功率开关器件Q2、Q4、Q6。可选地，功率开关器件的第一集合4102和功率开关器件的第二集合4103还可以包括其中与每个功率开关器件反并联的二极管。

可选地，外部电源430可以是用于车辆的充电桩、充电站或者能够对车辆进行充电的一些其他电压源。外部电源430可以具有用于对动力电池420进行充电的第一电压，例如，500V、750V。动力电池420可以具有大于该第一电压的标称电压，例如，800V或者更高的电压等级。

可选地，充电控制信号可以基于外部电源430的最大电压Vin的幅值与动力电池420的开路电压Voc的幅值的比较而生成。当外部电源430的最大电压Vin的幅值小于动力电池420的开路电压Voc的幅值时，可以生成指示将第一电压转换为第二电压来对动力电池420进行充电的充电控制信号；以及当外部电源430的最大电压Vin的幅值大于等于动力电池420的开路电压Voc的幅值时，可以生成指示利用第一电压对动力电池420进行充电的充电控制信号。

可选地，功率开关器件的第一集合4102和功率开关器件的第二集合4103可以分别响应于充电控制信号而选择性地导通或断开，以选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池420进行充电。在一个实施例中，当充电控制信号指示将第一电压转换为第二电压来对动力电池420进行充电时，可以间歇性地导通功率开关器件的第一集合4102中的部分或全部功率开关器件。示例性地，可以利用电机控制器通过外部电源430的最大电压Vin的幅值与动力电池420的开路电压Voc的幅值来确定间歇性地导通功率开关器件的第一集合4102中的部分或全部功率开关器件的时刻。在一个实施例中，当充电控制信号指示利用第一电压对动力电池420进行充电时，可以恒定地断开功率开关器件的第一集合4102中的每个功率开关器件并恒定地导通功率开关器件的第二集合4103中的部分或全部功率开关器件。

以下进一步详细描述借助图4所示的用于电池的充电控制装置400实现的充电过程。

当用于电池的充电控制装置400接收到充电开始信号时，可以导通功率开关器件的第一集合4102中的部分或全部功率开关器件，即导通Q1、Q3、Q5中的一个或多个，同时闭合电机驱动系统410与输入电容Cin之间的第二开关元件K2，以经由第二开关元件K2、电机绕组4101、导通的Q1、Q3、Q5中的一个或多个、动力电池420构成充电回路，以利用动力电池420对输入电容Cin进行充电，使得输入电容Cin两端的电压幅值匹配外部电源430的最大电压幅值，例如使得输入电容Cin两端的电压幅值等于或略小于外部电源430的最大电压幅值。示例性地，当用于电池的充电控制装置400接收到充电开始信号时，可以导通功率开关器件的第一集合4102中的Q1，同时闭合电机驱动系统410与输入电容Cin之间的第二开关元件K2，以经由第二开关元件K2、电机绕组4101的电机A相绕组LA、导通的Q1、动力电池420构成充电回路，以利用动力电池420对输入电容Cin进行充电。

当用于电池的充电控制装置400接收到充电控制信号时，可以基于充电控制信号的指示选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池420进行充电，或者直接利用第一电压对动力电池420进行充电。在一个实施例中，当接收到的充电控制信号指示直接利用第一电压对动力电池420进行充电时，可以闭合第一开关元件K1对动力电池420进行充电。此时，电流可以通过电机驱动系统410对动力电池420进行充电，其中，可以恒定地断开功率开关器件的第一集合4102中的每个功率开关器件并恒定地导通功率开关器件的第二集合4103中的部分或全部功率开关器件。在一个实施例中，当接收到的充电控制信号指示地将第一电压转换为第二电压来对动力电池420进行充电时，可以闭合第一开关元件K1，接着可以间歇性地导通功率开关器件的第一集合4102中的部分或全部功率开关器件而无论功率开关器件的第二集合4103的导通或断开，以利用第二电压对动力电池420进行充电。

当用于电池的充电控制装置400接收到充电结束信号时，可以断开第一开关元件K1，并利用转矩为零的电容放电控制策略对输入电容Cin进行放电，使得输入电容Cin两端的电压幅值小于阈值电压幅值（例如，60V）。当检测到输入电容Cin被放电至其两端的电压幅值小于阈值电压幅值（例如，60V）时，可以断开第二开关元件K2。

图5示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的电路示意图。

如图5中所示，用于电池的充电控制装置500包括电机驱动系统510、第一开关元件K1、第二开关元件K2和输入电容Cin。第一开关元件K1耦合在提供第一电压的外部电源530的第一端子T1（例如，外部电源530的负极）与电机驱动系统510的第一端N1之间，第二开关元件K2耦合在提供第一电压的外部电源530的第二端子T2（例如，外部电源530的正极）与电机驱动系统510的第二端N2之间，电机驱动系统510配置成响应于充电控制信号而选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池520进行充电。可选地，第二电压可以大于第一电压。如图5中所示，与动力电池520并联的为母线电容Cbus。输入电容Cin的一端可以耦合在第二开关元件K2与外部电源530的第二端子T2之间，输入电容Cin的另一端可以耦合至电机驱动系统510的第三端N3（例如，动力电池520的正极）。

可选地，电机驱动系统510包括电机绕组5101，电机驱动系统510的第二端N2可以为电机绕组的中性点。如图5中所示，电机绕组5101可以实现为车用电机三相绕组，其包括电机A相绕组LA、电机B相绕组LB和电机C相绕组LC。需要说明的是，电机绕组5101包含的绕组数量以及形成的中性点也可以根据实际应用场景来调整。进一步如图5中所示，电机驱动系统510还包括功率开关器件的第一集合5102和功率开关器件的第二集合5103，功率开关器件的第一集合5102包括功率开关器件Q1、Q3、Q5，功率开关器件的第二集合5103包括功率开关器件Q2、Q4、Q6。可选地，功率开关器件的第一集合5102和功率开关器件的第二集合5103还可以包括其中与每个功率开关器件反并联的二极管。

可选地，外部电源530可以是用于车辆的充电桩、充电站或者能够对车辆进行充电的一些其他电压源。外部电源530可以具有用于对动力电池520进行充电的第一电压，例如，500V、750V。动力电池520可以具有大于该第一电压的标称电压，例如，800V或者更高的电压等级。

可选地，充电控制信号可以基于外部电源530的最大电压Vin的幅值与动力电池520的开路电压Voc的幅值的比较而生成。当外部电源530的最大电压Vin的幅值小于动力电池520的开路电压Voc的幅值时，可以生成指示将第一电压转换为第二电压来对动力电池520进行充电的充电控制信号；以及当外部电源530的最大电压Vin的幅值大于等于动力电池520的开路电压Voc的幅值时，可以生成指示利用第一电压对动力电池520进行充电的充电控制信号。

可选地，功率开关器件的第一集合5102和功率开关器件的第二集合5103可以分别响应于充电控制信号而选择性地导通或断开，以选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池520进行充电。在一个实施例中，当充电控制信号指示将第一电压转换为第二电压来对动力电池520进行充电时，可以间歇性地导通功率开关器件的第二集合5103中的部分或全部功率开关器件。示例性地，可以利用电机控制器通过外部电源530的最大电压Vin的幅值与动力电池520的开路电压Voc的幅值来确定间歇性地导通功率开关器件的第二集合5103中的部分或全部功率开关器件的时刻。在一个实施例中，当充电控制信号指示利用第一电压对动力电池520进行充电时，可以恒定地断开功率开关器件的第二集合5103中的每个功率开关器件并恒定地导通功率开关器件的第一集合5102中的部分或全部功率开关器件。

以下进一步详细描述借助图5所示的用于电池的充电控制装置500实现的充电过程。

当用于电池的充电控制装置500接收到充电开始信号时，可以导通功率开关器件的第二集合5103中的部分或全部功率开关器件，即导通Q2、Q4、Q6中的一个或多个，同时闭合电机驱动系统510与输入电容Cin之间的第二开关元件K2，以经由第二开关元件K2、电机绕组5101、导通的Q2、Q4、Q6中的一个或多个、动力电池520构成充电回路，以利用动力电池520对输入电容Cin进行充电，使得输入电容Cin两端的电压幅值匹配外部电源530的最大电压幅值，例如使得输入电容Cin两端的电压幅值等于或略小于外部电源530的最大电压幅值。示例性地，当用于电池的充电控制装置500接收到充电开始信号时，可以导通功率开关器件的第二集合5103中的Q2，同时闭合电机驱动系统510与输入电容Cin之间的第二开关元件K2，以经由第二开关元件K2、电机绕组5101的电机A相绕组LA、导通的Q2、动力电池520构成充电回路，以利用动力电池520对输入电容Cin进行充电。

当用于电池的充电控制装置500接收到充电控制信号时，可以基于充电控制信号的指示选择性地将第一电压转换为第二电压来对动力电池520进行充电，或者直接利用第一电压对动力电池520进行充电。在一个实施例中，当接收到的充电控制信号指示直接利用第一电压对动力电池520进行充电时，可以闭合第一开关元件K1对动力电池520进行充电。此时，电流可以通过电机驱动系统510对动力电池520进行充电，其中，可以恒定地断开功率开关器件的第二集合5103中的每个功率开关器件并恒定地导通功率开关器件的第一集合5102中的部分或全部功率开关器件。在一个实施例中，当接收到的充电控制信号指示地将第一电压转换为第二电压来对动力电池520进行充电时，可以闭合第一开关元件K1，接着可以间歇性地导通功率开关器件的第二集合5103中的部分或全部功率开关器件而不论功率开关器件的第一集合5102的导通或断开，以利用第二电压对动力电池520进行充电。

当用于电池的充电控制装置500接收到充电结束信号时，可以断开第一开关元件K1，并利用转矩为零的电容放电控制策略对输入电容Cin进行放电，使得输入电容Cin两端的电压幅值小于阈值电压幅值（例如，60V）。当检测到输入电容Cin被放电至其两端的电压幅值小于阈值电压幅值（例如，60V）时，可以断开第二开关元件K2。

图6示出了按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的线路布置示意图。

如图6中所示，按照本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制装置的线路布置仅需8条线缆，由图6中的编号

至/>

示出。此外，无论外部电源的电压等级如何，充电电流均从外部电源流过第一开关元件K1、第二开关元件K2、8条线缆以及虚线框所示的铜排区域对动力电池进行充电。由此，显著缩减动力充电线缆的总长度，降低车辆成本，优化空间布置。通过复用车辆本身具有的两个继电器开关K1和K2以及电机驱动系统，能够降低成本，减少线路布置，降低失效风险，简化控制逻辑。

图7示出了按照本发明的一个或多个实施例的用于电池的充电控制方法的流程图。图7中所示的各个步骤可以借助于以上图1-5中描述用于电池的充电控制装置来实现。

如图7中所示，在步骤S710中，将第一开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第一端子与电机驱动系统的第一端之间。

在步骤S720中，将第二开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第二端子与电机驱动系统的第二端之间。可选地，电机驱动系统的第二端为电机绕组的中性点。

在步骤S730中，将电机驱动系统配置成响应于充电控制信号而选择性地将第一电压转换为第二电压来对电池进行充电。可选地，充电控制信号基于外部电源的最大电压幅值与电池的开路电压幅值的比较而生成。当外部电源的最大电压幅值小于电池的开路电压幅值时，生成指示将第一电压转换为第二电压来对电池进行充电的充电控制信号；以及当外部电源的最大电压幅值大于等于电池的开路电压幅值时，生成指示利用第一电压对电池进行充电的充电控制信号。

根据本申请的一个方面的用于电池的充电控制方法能够复用电动车辆上已有的第一开关元件和第二开关元件以通过电机驱动系统选择性地对电池进行升压充电，无需在车辆内部设置额外的电压变换装置，降低整车成本以及整车重量，改进了车载动力线束的布置，增强了车辆的充电兼容性和适应性。根据本申请的一个或多个实施例的用于电池的充电控制方法具有节约成本、控制简单、易于实现等优点。

另外，本申请也可以被实施为一种电力系统，该电力系统包括按照本申请的一个方面的用于电池的充电控制装置。

提供本文中提出的实施例和示例，以便最好地说明按照本申请及其特定应用的实施例，并且由此使本领域的技术人员能够实施和使用本申请。但是，本领域的技术人员将会知道，仅为了便于说明和举例而提供以上描述和示例。所提出的描述不是意在涵盖本申请的各个方面或者将本申请局限于所公开的精确形式。

Claims (20)

1.一种用于电池的充电控制装置，其特征在于，所述用于电池的充电控制装置包括：

电机驱动系统，所述电机驱动系统包括电机绕组；

第一开关元件，所述第一开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第一端子与所述电机驱动系统的第一端之间；以及

第二开关元件，所述第二开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第二端子与所述电机驱动系统的第二端之间；

其中，所述电机驱动系统配置成响应于充电控制信号而选择性地将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电。

2.根据权利要求1所述的用于电池的充电控制装置，其中所述电机驱动系统的第二端为所述电机绕组的中性点。

3.根据权利要求1所述的用于电池的充电控制装置，其中所述充电控制信号基于所述外部电源的最大电压幅值与所述电池的开路电压幅值的比较而生成。

4.根据权利要求3所述的用于电池的充电控制装置，其中所述充电控制信号进一步通过以下方式来生成：

当所述外部电源的最大电压幅值小于所述电池的开路电压幅值时，生成指示将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电的所述充电控制信号；以及

当所述外部电源的最大电压幅值大于等于所述电池的开路电压幅值时，生成指示利用所述第一电压对所述电池进行充电的所述充电控制信号。

5.根据权利要求1所述的用于电池的充电控制装置，其中所述用于电池的充电控制装置还包括：

输入电容，所述输入电容的第一端耦合在所述电机驱动系统的第一端与所述第一开关元件之间，所述输入电容的第二端耦合在所述第二开关元件与所述外部电源的第二端子之间。

6.根据权利要求1所述的用于电池的充电控制装置，其中所述用于电池的充电控制装置还包括：

输入电容，所述输入电容的第一端耦合在所述电机驱动系统的第一端与所述第一开关元件之间，所述输入电容的第二端耦合在所述电机驱动系统的第二端与所述第二开关元件之间。

7.根据权利要求1所述的用于电池的充电控制装置，其中所述用于电池的充电控制装置还包括：

输入电容，所述输入电容的第一端耦合在所述第二开关元件与所述外部电源的第二端子之间，所述输入电容的第二端耦合至所述电机驱动系统的第三端。

8.根据权利要求1所述的用于电池的充电控制装置，其中所述电机驱动系统包括功率开关器件的第一集合和功率开关器件的第二集合，所述功率开关器件的第一集合和所述功率开关器件的第二集合分别响应于所述充电控制信号而选择性地导通或断开，以选择性地将所述第一电压转换为所述第二电压来对所述电池进行充电。

9.根据权利要求8所述的用于电池的充电控制装置，其中所述功率开关器件的第一集合配置成：

响应于所述充电控制信号指示将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电，间歇性地导通所述功率开关器件的第一集合中的部分或全部功率开关器件。

10.根据权利要求8所述的用于电池的充电控制装置，其中所述功率开关器件的第一集合和第二集合配置成：

响应于所述充电控制信号指示利用所述第一电压对所述电池进行充电，恒定地断开所述功率开关器件的第一集合中的每个功率开关器件并恒定地导通所述功率开关器件的第二集合中的部分或全部功率开关器件。

11.根据权利要求8所述的用于电池的充电控制装置，其中所述功率开关器件的第一集合和第二集合中的一个集合中的部分或全部功率开关器件配置成响应于充电开始信号而导通。

12.根据权利要求11所述的用于电池的充电控制装置，其中所述第二开关元件配置成：

响应于接收到充电开始信号而闭合以经由所述第二开关元件、所述电机绕组、导通的所述功率开关器件的第一集合和第二集合中的一个集合中的部分或全部功率开关器件、所述电池构成充电回路以利用所述电池对输入电容进行充电，使得所述输入电容两端的电压幅值匹配所述外部电源的最大电压幅值。

13.根据权利要求1所述的用于电池的充电控制装置，其中所述第一开关元件配置成：

响应于接收到所述充电控制信号而闭合以利用所述电机驱动系统选择性地将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电。

14.根据权利要求5至7中任一项所述的用于电池的充电控制装置，其中所述第一开关元件配置成：

响应于接收到充电结束信号而断开以利用转矩为零的电容放电控制策略对所述输入电容进行放电，使得所述输入电容两端的电压幅值小于阈值电压幅值。

15.根据权利要求14所述的用于电池的充电控制装置，其中所述第二开关元件配置成：

响应于所述输入电容被放电为两端的电压幅值小于阈值电压幅值而断开。

16.一种电力系统，其特征在于，所述电力系统包括：

电池；以及

根据权利要求1-15中任一项所述的用于所述电池的充电控制装置。

17.一种用于电池的充电控制方法，其特征在于，所述方法包括：

将第一开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第一端子与电机驱动系统的第一端之间；

将第二开关元件耦合在提供第一电压的外部电源的第二端子与所述电机驱动系统的第二端之间；以及

将所述电机驱动系统配置成响应于充电控制信号而选择性地将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电。

18.根据权利要求17所述的用于电池的充电控制方法，其中所述电机驱动系统的第二端为电机绕组的中性点。

19.根据权利要求17所述的用于电池的充电控制方法，其中所述充电控制信号基于所述外部电源的最大电压幅值与所述电池的开路电压幅值的比较而生成。

20.根据权利要求19所述的用于电池的充电控制方法，其中所述充电控制信号进一步通过以下方式来生成：

当所述外部电源的最大电压幅值小于所述电池的开路电压幅值时，生成指示将所述第一电压转换为第二电压来对所述电池进行充电的所述充电控制信号；以及

当所述外部电源的最大电压幅值大于等于所述电池的开路电压幅值时，生成指示利用所述第一电压对所述电池进行充电的所述充电控制信号。

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