CN117393871A - 动力电池系统及其控制方法、车辆以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种动力电池系统及其控制方法、车辆以及电子设备，属于新能源车辆领域，所述动力电池系统包括动力电池、DC‑DC变换模块、车载充电机模块、逆变模块；所述动力电池、所述DC‑DC变换模块以及所述逆变模块依次连接；所述DC‑DC变换模块包括变压器，所述变压器包括第一绕组以及第二绕组，所述第一绕组为所述变压器的低压侧绕组，所述第二绕组为所述变压器的高压侧绕组；所述车载充电机模块连接于所述变压器的第二绕组的两端。能够有效地实现部分功率电路的复用，有效降低动力电池系统的散热需求以及电磁干扰程度，降低了散热设计以及电路设计的难度。

Description

动力电池系统及其控制方法、车辆以及电子设备
技术领域
本公开涉及新能源车辆领域，具体地，涉及一种动力电池系统及其控制方法、车辆以及电子设备。
背景技术
随着新能源汽车的发展，高压电控系统对成本、体积、重量等方面的要求越来越高，车载充电机、电机控制器、DC-DC变换器等分立零部件倾向于集成化的趋势。然而，在相关技术中，大部分的集成方案仅仅是进行简单的壳体集成，集成度较低，集成后体积重量减小并不明显。
发明内容
为了解决相关技术中存在的问题，本公开提供一种动力电池系统及其控制方法、车辆以及电子设备。
为了实现上述目的，本公开提供第一方面提供动力电池系统，所述动力电池系统包括动力电池、DC-DC变换模块、车载充电机模块、逆变模块；
所述动力电池、所述DC-DC变换模块以及所述逆变模块依次连接；
所述DC-DC变换模块包括变压器，所述变压器包括第一绕组以及第二绕组，所述第一绕组为所述变压器的低压侧绕组，所述第二绕组为所述变压器的高压侧绕组；
所述车载充电机模块连接于所述变压器的第二绕组的两端。
可选地，所述动力电池系统还包括高压开关模块，所述高压开关模块设置于所述动力电池与所述DC-DC变换模块之间，所述高压开关模块包括第一开关；
所述DC-DC变换模块包括第一桥臂、第二桥臂、第一电感、第二电感以及所述变压器，所述第一桥臂包括第一开关管以及第二开关管，所述第二桥臂包括第三开关管以及第四开关管；
所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第一端串接，所述第三开关管的第一端与所述第四开关管的第一端串接；
所述第一开关的第一端与所述动力电池的正极连接，所述第一开关的第二端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端连接于所述第一开关管与第二开关管的串接点；
所述第一开关的第二端还与所述变压器的第一绕组的第一端连接，所述第一绕组的第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端连接于所述第三开关管与所述第四开关管的串接点。
可选地，所述高压开关模块还包括第二开关以及第三开关；
所述第二开关的第一端与所述第一开关的第一端连接并连接至所述动力电池正极，所述第二开关的第二端依次与所述第一开关管的第二端、第二开关管的第二端以及所述逆变模块的母线正极连接；
所述第三开关的第一端与所述动力电池的负极连接，所述第三开关的第二端依次与所述第三开关管的第二端、第四开关管的第二端以及所述逆变模块的母线正极连接。
可选地，所述车载充电机模块包括功率因数校正电路、第三桥臂、第四桥臂、第三电感、第一电容以及第四开关，所述第三桥臂包括第五开关管以及第六开关管，所述第四桥臂包括第七开关管以及第八开关管；
所述第五开关管的第一端与所述第六开关管的第一端串接，所述第七开关管的第一端与所述第八开关管的第一端串接；
所述功率因数校正电路的第一端与所述第五开关管的第二端以及第七开关管的第二端连接，所述功率因数校正电路的第二端与所述第六开关管的第二端以及第八开关管的第二端连接，所述功率因数校正电路的第三端用于与电网连接；
所述第三电感的第一端连接于所述第五开关管与所述第六开关管的串接点，所述第三电感的第一端连接于所述第四开关的第一端，所述第四开关的第一端连接于所述变压器的第二绕组的第一端；
所述第一电容的第一端连接于所述第七开关管与所述第八开关管的串接点，所述第一电容的第二端连接于所述变压器的第二绕组的第二端。
可选地，所述逆变模块包括多个逆变桥臂，每一所述逆变桥臂上设置有两个串联的开关管；
所述逆变模块通过每一所述逆变桥臂上的开关管的串接点连接至多相电机。
本公开第二方面提供一种动力电池系统控制方法，所述方法应用于本公开第一方面中任一项所述的动力电池系统，所述方法包括：
控制所述动力电池系统中的所述DC-DC变换模块、所述逆变模块以及所述车载充电机模块的工作状态，以使得所述动力电池系统进入不同的工作模式，所述工作模式包括电机驱动模式、电机回馈模式、动力电池充电模式以及车载充电机模块；
其中，在所述动力电池系统处于不同的工作模式的情况下，所述DC-DC变换模块具备不同的功能，所述DC-DC变换模块的功能包括升压、降压、副边整流以及副边斩波。
可选地，所述动力电池系统还包括高压开关模块，所述高压开关模块包括第一开关、第二开关以及第三开关；
所述控制所述动力电池系统中的所述DC-DC变换模块、所述逆变模块以及所述车载充电机模块的工作状态，以使得所述动力电池系统进入不同的工作模式包括：
控制所述第一开关以及所述第三开关闭合，所述第二开关断开，并控制所述逆变模块以及所述DC-DC变换模块处于第一工作状态，所述车载充电机模块处于停止工作状态，以使得所述动力电池系统进入电机驱动模式；或者，
控制所述第一开关以及所述第三开关闭合，所述第二开关断开，并控制所述逆变模块以及所述DC-DC变换模块处于第二工作状态，所述车载充电机模块处于停止工作状态，以使得所述动力电池系统进入电机回馈模式。
可选地，所述动力电池系统还包括高压开关模块，所述高压开关模块包括第一开关、第二开关以及第三开关，所述车载充电机模块包括第四开关；
所述控制所述动力电池系统中的所述DC-DC变换模块、所述逆变模块以及所述车载充电机模块的工作状态，以使得所述动力电池系统进入不同的工作模式包括：
控制所述第四开关、第二开关以及所述第三开关闭合，所述第一开关断开，并控制所述车载充电机模块以及所述DC-DC变换模块处于第三工作状态，所述逆变模块处于停止工作状态，以使得所述动力电池系统进入动力电池充电模式；或者，
控制所述第四开关、第二开关以及所述第三开关闭合，所述第一开关断开，并控制设置于所述车载充电机模块以及所述DC-DC变换模块中的功率器件处于第四工作状态，所述逆变模块处于停止工作状态，以使得所述动力电池系统进入车载充电机对外放电模式。
本公开第三方面提供一种车辆，所述车辆包括如本公开第一方面任一项所述的动力电池系统。
本公开第四方面提供一种电子设备，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第二方面中任一项所述方法的步骤。
通过上述技术方案，通过将车载充电机模块连接于DC-DC变换模块中变压器的原边绕组，能够有效地实现部分功率电路的复用，进而减少了动力电池系统中的功率器件的数量以及控制电路的数量，有效地降低了零部件总体的体积重量降低了成本，并且，功率器件的减少还可以有效降低动力电池系统的散热需求以及电磁干扰程度，降低了散热设计以及电路设计的难度。
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是根据一示例性实施例示出的一种动力电池系统的示意图。
图2是根据一示例性实施例示出的一种动力电池系统的另一示意图。
图3是根据一示例性实施例示出的一种车辆的框图。
图4是根据一示例性实施例示出的一种动力电池系统控制方法的示意图。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的示意图。
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。
随着新能源汽车的发展，高压电控系统对成本、体积、重量等方面的要求越来越高，车载充电机、电机控制器、DC-DC变换器等分立零部件倾向于集成化的趋势。然而，在相关技术中，大部分的集成方案仅仅是进行简单的壳体集成，集成度较低，集成后体积重量减小并不明显。
并且，简单壳体集成的方式涉及多个模块的同时工作的干扰，为保证模块的正常工作和性能，需要考虑电路所处的电磁环境，并设计相关电路进行防护工作，电磁防护电路成本有所增加，导致集成模块整体降成本的趋势不是很明显，甚至更高。另外，多种模块物理集成，需要考虑工作环境中每个模块功率器件的散热情况，散热要求高。
为了解决相关技术中存在的问题，本公开提供过一种动力电池系统及其控制方法、车辆以及电子设备。
图1是根据一示例性实施例示出的一种动力电池系统的示意图，参照图1，该动力电池系统100包括动力电池110、DC-DC变换模块120、车载充电机模块130、逆变模块140；
动力电池110、DC-DC变换模块120以及逆变模块140依次连接；
DC-DC变换模块120包括变压器121，变压器121包括第一绕组以及第二绕组，第一绕组为变压器121的低压侧绕组，第二绕组为变压器121的高压侧绕组；
所述车载充电机模块130连接于所述变压器121的第二绕组的两端。
本领域技术人员应知悉，变压器121的低压侧绕组，即第一绕组也可以被称为副边绕组，变压器121的高压侧绕组，即第二绕组也可以被称为原边绕组。
可选地，该动力电池系统100还可以包括控制模块，控制模块可以与动力电池系统100中的各个开关以及各个功率器件均连接，用于控制各个开关以及各个功率器件的工作状态，以控制动力电池系统100进入不同的工作模式，DC-DC变换模块120在该动力电池系统100处于不同的工作模式的情况下可以具备不同的功能，例如，升压、降压、副边整流以及副边斩波等功能。
其中，该动力电池系统100中DC-DC变换模块120、车载充电机模块130、逆变模块140的功能可以是基于设置于其中的功率器件实现的，这些功率器件可以包括开关管，该开关管可以是MOS管或者IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)管，本公开对此不作限定。其中，MOS管为MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，金氧半场效晶体管)管的缩写，具体可以是P沟道型MOS管也可以是N沟道型MOS管，本公开对此不作具体限定。
此外，上述控制模块可以是BMS(Battery Management System，电池管理系统)、MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)等具备信息处理能力的电子设备。
本领域技术人员应知悉，在相关技术中，上述逆变模块140用于将动力电池110输出的直流电转换为交流电输入电机，以使得电机对车辆进行驱动，或者，将电机回馈的电能并转换为直流电输入动力电池110，该逆变模块140也可以被认为是电机控制器。上述车载充电机模块130能够直接与电网连接，固定安装在电动汽车上的充电机，具有为车辆的动力电池安全、自动充满电的能力。
采用上述方案，通过将车载充电机模块130连接于DC-DC变换模块120中变压器121的原边绕组，能够有效地实现部分功率电路的复用，进而减少了动力电池系统100中的功率器件的数量以及控制电路的数量，有效地降低了零部件总体的体积重量降低了成本，并且，功率器件的减少还可以有效降低动力电池系统100的散热需求以及电磁干扰程度，降低了散热设计以及电路设计的难度。
示例地，图2是根据一示例性实施例示出的动力电池系统的另一示意图。参照图2，该动力电池系统100还包括高压开关模块150，该动力电池系统100中的高压开关模块150包括第一开关K1；
DC-DC变换模块120包括第一桥臂、第二桥臂、第一电感L1、第二电感L2以及变压器121，第一桥臂包括第一开关管Q1以及第二开关管Q2，第二桥臂包括第三开关管Q3以及第四开关管Q4；
第一开关管Q1的第一端与第二开关管Q2的第一端串接，第三开关管Q3的第一端与第四开关管Q4的第一端串接；
第一开关K1的第一端与动力电池110的正极连接，第一开关K1的第二端与第一电感L1的第一端连接，第一电感L1的第二端连接于第一开关管Q1与第二开关管Q2的串接点；
第一开关K1的第二端还与变压器121的第一绕组的第一端连接，第一绕组的第二端与第二电感L2的第一端连接，第二电感L2的第二端连接于第三开关管Q3与第四开关管Q4的串接点。
进一步，高压开关模块150还包括第二开关K2以及第三开关K3；
第二开关K2的第一端与第一开关K1的第一端连接并连接至动力电池110正极，第二开关K2的第二端依次与第一开关管Q1的第二端、第二开关管Q2的第二端以及逆变模块140的母线正极连接；第三开关K3的第一端与动力电池110的负极连接，第三开关K3的第二端依次与第三开关管Q3的第二端、第四开关管Q4的第二端以及逆变模块140的母线正极连接。
可选地，该第二开关K2还可以直接连接至动力电池110的正极。
基于上述电路结构，在高压开关模块150、DC-DC变换模块120、车载充电机模块130以及逆变模块140中的各个开关以及各个功率器件处于不同的工作状态时，该动力电池系统100可以包括以下四种工作模式：
模式一：电机驱动模式，此时动力电池110输出直流电经过高压开关模块150、DC-DC变换模块120至逆变模块140，并通过逆变模块140输出交流电控制电机运行，以驱动车辆。可以理解的是，在此模式下可以控制DC-DC变换模块120不对动力电池110输出的直流电进行处理，或者，在此模式下的DC-DC变换模块120可以作为降压电路，将动力电池110输出的电压降低后输入逆变模块140。
模式二：电机回馈模式，此时逆变模块140接收电机回馈的电能并转换为直流电后经过DC-DC变换模块120、高压开关模块150至动力电池110。在此模式下的DC-DC变换模块120可以作升压电路，将动力电池110输出的电压升高后输入逆变模块140。
模式三：动力电池充电模式，此时通过车载充电机模块130接收电网输出的电能，经过DC-DC变换模块120、高压开关模块150至动力电池110以对该动力电池110充电，在此模式下的DC-DC变换模块120用作车载充电机副边整流电路，对车载充电机模块130的输出电压进行副边整流后输入动力电池110。
模式四：车载充电机对外放电模式，此时动力电池110输出电能经过高压开关模块150、DC-DC变换模块120至车载充电机模块130，以使得车载充电机模块130对车外进行放电，在此模式下的DC-DC变换模块120可以用作车载充电机副边斩波控制，对动力电池110的输出电压进行副边斩波控制后输入车载充电机模块130以使得动力电池110通过车载充电机对外放电。
此外，值得说明的是，在上述模式一以及模式二中，车载充电机模块130可以是处于不工作状态的，即，在该车载充电机模块130中的功率器件以及开关可以是均处于断开状态的。示例地，若在该车载充电机模块130中包括图2中所示的第四开关K4，则在模式一以及模式二中，该第四开关K4可以是处于断开状态的。而在模式三以及模式四中，该第四开关K4可以是处于闭合状态的。
也就是说，基于上述的电路结构，在该动力电池系统100处于不同的工作模式时，该动力电池系统100中的DC-DC变换模块120实现不同的功能，也就是说，该DC-DC变换模块120能够实现功能复用。
具体地，要使得该动力电池系统100处于的不同的模式可以是通过控制模块控制动力电池系统100中的各个开关以及各个功率器件的工作状态，进而控制动力电池系统100中的DC-DC变换模块120、逆变模块140以及车载充电机模块130的工作状态实现的。
在一些可选地实施例中，控制模块可以用于：控制第一开关K1以及第三开关K3闭合，第二开关K2断开，并控制逆变模块140以及DC-DC变换模块120处于第一工作状态，车载充电机模块130处于停止工作状态，以使得动力电池系统100进入电机驱动模式。
此时，DC-DC变换模块120用于在动力电池系统100处于电机驱动模式的情况下，将动力电池110的输出电压降压后输入逆变模块140。
具体地，在第一工作状态下，各个功率器件的具体工作状态可以根据车辆的实际需求确定，也即是说，DC-DC变换模块120的具体变压能力以及逆变模块140的输出可以根据实际的需求确定，本公开对各个功率器件的具体的工作状态不作限定。
在一些可选地实施例中，控制模块可以用于：控制第一开关K1以及第三开关K3闭合，第二开关K2断开，并控制逆变模块140以及DC-DC变换模块120处于第二工作状态，车载充电机模块130处于停止工作状态，以使得动力电池系统100进入电机回馈模式。
此时DC-DC变换模块120用于在动力电池系统100处于电机回馈模式的情况下，将逆变模块140的输出电压升压后输入动力电池110。
同理，在第二工作状态下，逆变模块140以及DC-DC变换模块120中的功率器件的工作具体工作状态可以根据电机的回馈确定，本公开对各个功率器件的具体的工作状态不作限定。
在一些可选地实施例中，控制模块可以用于：控制第二开关K2以及第三开关K3(和第四开关K4)闭合，第一开关K1断开，并控制车载充电机模块130以及DC-DC变换模块120处于第三工作状态，逆变模块140处于停止工作状态，以使得动力电池系统100进入动力电池110充电模式。
此时，DC-DC变换模块120用于在动力电池系统100处于动力电池充电模式的情况下，对车载充电机模块130的输出电压进行副边整流后输入动力电池110。
其中，在第三工作状态下，车载充电机模块130以及DC-DC变换模块120中的功率器件的具体工作状态可以根据电网的输出电压以及动力电池110充电电压确定，本公开车载充电机模块130以及DC-DC变换模块120中的功率器件的具体工作状态不作限定。
在一些可选地实施例中，控制模块可以用于：控制第二开关K2以及第三开关K3(和第四开关K4)闭合，第一开关K1断开，并控制车载充电机模块130以及DC-DC变换模块120处于第四工作状态，逆变模块140处于停止工作状态，以使得动力电池系统100进入车载充电机对外放电模式。
此时，DC-DC变换模块120用于在动力电池系统100处于车载充电机对外放电模式的情况下，对动力电池110的输出电压进行副边斩波控制后输入车载充电机模块130。
其中，在第四工作状态下，车载充电机模块130以及DC-DC变换模块120中的功率器件的具体工作状态可以根据放电效率以及车载充电机模块130的具体放电能力确定，本公开车载充电机模块130以及DC-DC变换模块120中的功率器件的具体工作状态不作限定。
可以理解的是，上述的第一工作模式以及第二工作模式，可以是对逆变模块140以及DC-DC变换模块120中的功率器件，即各个开关管，进行联合控制实现的。而第三工作模式以及第四工作模式则是可以对车载充电机模块130以及DC-DC变换模块120中的功率器件，进行联合控制实现的。
参照图2，车载充电机模块130包括功率因数校正电路131、第三桥臂、第四桥臂、第三电感L3、第一电容C1以及第四开关K4，第三桥臂包括第五开关管Q5以及第六开关管Q6，第四桥臂包括第七开关管Q7以及第八开关管Q8；
第五开关管Q5的第一端与第六开关管Q6的第一端串接，第七开关管Q7的第一端与第八开关管Q8的第一端串接；
功率因数校正电路131的第一端与第五开关管Q5的第二端以及第七开关管Q7的第二端连接，功率因数校正电路131的第二端与第六开关管Q6的第二端以及第八开关管Q8的第二端连接，功率因数校正电路131的第三端用于与电网连接；
第三电感L3的第一端连接于第五开关管Q5与第六开关管Q6的串接点，第三电感L3的第一端连接于第四开关K4的第一端，第四开关K4的第一端连接于变压器121的原边绕组的第一端；
第一电容C1的第一端连接于第七开关管Q7与第八开关管Q8的串接点，第一电容C1的第二端连接于变压器121的原边绕组的第二端。
基于以上结构，控制模块还可以用于控制第四开关K4闭合，以使得动力电池系统100进入动力电池充电模式，或，车载充电机模块130对外放电模式。
可以理解的是，当第四开关K4断开时，即使变压器121副边绕组存在电流变化，原边绕组也不会产生电流，也就是说，当第四开关K4断开时车载充电机模块130处于不工作状态。进而，在控制车辆进入模式三或者模式四时，控制模块还需要控制该第四开关K4闭合，并在退出模式三或者模式四时，控制该第四开关K4断开。
其中，功率因数校正电路131也被称作PFC(Power Factor Correction，功率因数校正)电路，该电路通过设计适当的控制电路，不断调节输入电流波形，使其逼近正弦波，并与输入电网电压保持同相，因此，可使功率因数大大提高，减小了电网负荷，提高了输出功率，并明显降低了车载充电机模块130对电网的污染。值得说明的是，参照图2，功率因数校正电路131的第三端具体可以包括火线接口L以及零线接口N，分别用于与电网的火线与零线连接。
基于以上电路结构，通过设置第一桥臂以及第二桥臂，能够将电网输出的交流电转换为能够用于为动力电池110充电的频率与电压的交流电，并通过原边绕组将电网的电能输出至DC-DC变换模块120，进而为动力电池110充电。
在又一些可选地实施例中，逆变模块140包括多个逆变桥臂，每一所述逆变桥臂上设置有两个串联的开关管；逆变模块140通过每一逆变桥臂上的开关管的串接点连接至多相电机。
可以理解是，与逆变模块140连接的电机可以是多相电机，例如三相电机、五相电机等等，本公开对此不作限定。
示例地，以与逆变模块140连接的电机为三相电机为例，参照图2，逆变模块140包括第五桥臂、第六桥臂以及第七桥臂，第五桥臂包括第九开关管Q9以及第十开关管Q10，第六桥臂包括第十一开关管Q11以及第十二开关管Q12，第七桥臂包括第十三开关管Q13以及第十四开关管Q14；
第九开关管Q9的第一端与第十开关管Q10的第一端串接，第十一开关管Q11的第一端与第十二开关管Q12的第一端串接，第十三开关管Q13的第一端与第十四开关管Q14的第一端串接；
第九开关管Q9的第二端、第十一开关管Q11的第二端以及第十三开关管Q13的第二端连接于逆变模块140的母线正极，第十开关管Q10的第二端、第十二开关管Q12的第二端以及第十四开关管Q14的第二端连接于逆变模块140的母线负极；
第九开关管Q9与第十开关管Q10的串接点连接于三相电机的第一相D1，第十一开关管Q11与第十二开关管Q12的串接点连接于三相电机的第二相D2，第十三开关管Q13与第十四开关管Q14的串接点连接于三相电机的第三相D3。
可以理解的是，若与该逆变模块140连接的电机为五相电机的情况下，则可以再设置两个桥臂，并将桥臂上的开关管的串接点连接至电机。
具体地，控制模块可以分别与上述第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11、第十二开关管Q12、第十三开关管Q13以及第十四开关管Q14连接，并分别进行控制，进而根据车辆的扭矩需求或者功率需求对电机进行驱动。
基于相同的发明构思，本公开还提供如图3所示根据一示例性实施例示出的一种车辆，如图3所示，该车辆30包括动力电池系统100，该动力电池系统100可以是如图1所示的动力电池系统100或者如图2所示的动力电池系统100。本领域技术人员应该知悉，在具体实施时，车辆30还包括其它部件，图3只是示出了与本公开实施例相关的部分，其它必要的车辆部件未一一示出。
基于该动力电池系统100，车载充电机模块130与DC-DC变换模块120共用部分功率电路，将变压器121副边绕组输出连接至DC-DC变换模块120，利用DC-DC变换模块120的功率变换器件对车载充电机的直流高压输出电路进行整流处理，输出接至动力电池110，减少了动力电池系统100中的功率器件的数量以及控制电路的数量，有效地降低了零部件总体的体积重量，降低了成本，并且，功率器件的减少还可以有效降低动力电池系统100的散热需求以及电磁干扰程度，降低了散热设计以及电路设计的难度。
基于相同的发明构思，本公开还提供一种动力电池系统控制方法，该方法应用于如图1或者图2任一所示的动力电池系统100，具体地，该方法可以应用于动力电池系统100中的控制装置，方法包括：
S401、控制动力电池系统100中的DC-DC变换模块120、逆变模块140以及车载充电机模块130的工作状态，以使得动力电池系统100进入不同的工作模式。
其中，工作模式至少可以包括电机驱动模式、电机回馈模式、动力电池充电模式以及车载充电机模块130。
另外，在动力电池系统100处于不同的工作模式的情况下，DC-DC变换模块120具备不同的功能，DC-DC变换模块120的功能包括升压、降压、副边整流以及副边斩波。
具体地，步骤S401是可以响应于用户的操作，或者是根据接收到的模式切换指令执行的，该模式切换指令例如可以是控制模块根据检测到的该动力电池系统100中各个器件的工作状态，或者各个检测点检测到的电压，或者根据车辆的功率需求等生成的，本公开对步骤S101的执行的前置条件并不做具体限定。
在本公开实施例中，基于动力电池系统100的元件设置，通过控制动力电池系统100中的DC-DC变换模块120、逆变模块140以及车载充电机模块130的工作状态，使得该动力电池系统100进入不同的工作模式，能够有效地实现DC-DC变换模块120的功能复用，减少了动力电池系统100中的功率器件的数量以及控制电路的数量，有效地降低了零部件总体的体积重量，降低了成本，并且，功率器件的减少还可以有效降低动力电池系统100的散热需求以及电磁干扰程度，降低了散热设计以及电路设计的难度。
在一些可选地实施例中，参照图2，动力电池系统100包括高压开关模块150，高压开关模块150包括第一开关K1、第二开关K2以及第三开关K3；
控制动力电池系统100中的DC-DC变换模块120、逆变模块140以及车载充电机模块130的工作状态，以使得动力电池系统100进入不同的工作模式包括：
控制第一开关K1以及第三开关K3闭合，第二开关K2断开，并控制逆变模块140以及DC-DC变换模块120处于第一工作状态，车载充电机模块130处于停止工作状态，以使得动力电池系统100进入电机驱动模式。
在此工作模式下，动力电池110输出直流电经过高压开关模块150、DC-DC变换模块120至逆变模块140，并通过逆变模块140输出交流电控制电机运行，以驱动车辆。可以理解的是，在此模式下可以控制DC-DC变换模块120不对动力电池110输出的直流电进行处理，或者，在此模式下的DC-DC变换模块120可以作为降压电路，将动力电池110输出的电压降低后输入逆变模块140。
可选地，控制动力电池系统100中的DC-DC变换模块120、逆变模块140以及车载充电机模块130的工作状态，以使得动力电池系统100进入不同的工作模式还包括：
控制第一开关K1以及第三开关K3闭合，第二开关K2断开，并控制逆变模块140以及DC-DC变换模块120处于第二工作状态，车载充电机模块130处于停止工作状态，以使得动力电池系统100进入电机回馈模式。
此时，逆变模块140接收电机回馈的电能并转换为直流电后经过DC-DC变换模块120、高压开关模块150至动力电池110。在此模式下的DC-DC变换模块120可以作升压电路，将动力电池110输出的电压升高后输入逆变模块140。
在另一些可选地实施例中，参照图2，动力电池系统100包括高压开关模块150，高压开关模块150包括第一开关K1、第二开关K2以及第三开关K3；车载充电机模块130包括第四开关K4；
控制动力电池系统100中的DC-DC变换模块120、逆变模块140以及车载充电机模块130的工作状态，以使得动力电池系统100进入不同的工作模式包括：
控制第四开关K4、第二开关K2以及第三开关K3闭合，第一开关K1断开，并控制车载充电机模块130以及DC-DC变换模块120处于第三工作状态，逆变模块140处于停止工作状态，以使得动力电池系统100进入动力电池充电模式。
此时，通过车载充电机模块130接收电网输出的电能，经过DC-DC变换模块120、高压开关模块150至动力电池110以对该动力电池110充电，在此模式下的DC-DC变换模块120用作车载充电机副边整流电路，对车载充电机模块130的输出电压进行副边整流后输入动力电池110。
可选地，控制动力电池系统100中的DC-DC变换模块120、逆变模块140以及车载充电机模块130的工作状态，以使得动力电池系统100进入不同的工作模式还包括：
控制第四开关K4、第二开关K2以及第三开关K3闭合，第一开关K1断开，并控制设置于车载充电机模块130以及DC-DC变换模块120中的功率器件处于第四工作状态，逆变模块140处于停止工作状态，以使得动力电池系统100进入车载充电机对外放电模式。
此时，动力电池110输出电能经过高压开关模块150、DC-DC变换模块120至车载充电机模块130，以使得车载充电机模块130对车外进行放电，在此模式下的DC-DC变换模块120可以用作车载充电机副边斩波控制，对动力电池110的输出电压进行副边斩波控制后输入车载充电机模块130以使得动力电池110通过车载充电机对外放电。
图5是根据一示例性实施例示出的一种电子设备500的框图。如图5所示，该电子设备500可以包括：处理器501，存储器502。该电子设备500还可以包括输入/输出(I/O)接口504，以及通信组件505中的一者或多者。
其中，处理器501用于控制该电子设备500的整体操作，以完成上述的动力电池系统控制方法中的全部或部分步骤。存储器502用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备500的操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备500上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器502可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，简称SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(Erasable Programmable Read-Only Memory，简称EPROM)，可编程只读存储器(Programmable Read-Only Memory，简称PROM)，只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。I/O接口504为处理器501和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件505用于该电子设备500与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如Wi-Fi，蓝牙，近场通信(Near Field Communication，简称NFC)，2G、3G、4G、NB-IOT、eMTC、或其他5G等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件505可以包括：Wi-Fi模块，蓝牙模块，NFC模块等等。
在一示例性实施例中，电子设备500可以被一个或多个应用专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，简称DSP)、数字信号处理设备(Digital Signal Processing Device，简称DSPD)、可编程逻辑器件(Programmable Logic Device，简称PLD)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述的动力电池系统控制方法。
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动力电池系统控制方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器502，上述程序指令可由电子设备500的处理器501执行以完成上述的动力电池系统控制方法。在另一示例性实施例中，还提供一种计算机程序产品，该计算机程序产品包含能够由可编程的装置执行的计算机程序，该计算机程序具有当由该可编程的装置执行时用于执行上述的动力电池系统控制方法的代码部分。
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 (10)

1.一种动力电池系统，其特征在于，所述动力电池系统包括动力电池、DC-DC变换模块、车载充电机模块、逆变模块；
所述动力电池、所述DC-DC变换模块以及所述逆变模块依次连接；
所述DC-DC变换模块包括变压器，所述变压器包括第一绕组以及第二绕组，所述第一绕组为所述变压器的低压侧绕组，所述第二绕组为所述变压器的高压侧绕组；
所述车载充电机模块连接于所述变压器的第二绕组的两端。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述动力电池系统还包括高压开关模块，所述高压开关模块设置于所述动力电池与所述DC-DC变换模块之间，所述高压开关模块包括第一开关；
所述DC-DC变换模块包括第一桥臂、第二桥臂、第一电感、第二电感以及所述变压器，所述第一桥臂包括第一开关管以及第二开关管，所述第二桥臂包括第三开关管以及第四开关管；
所述第一开关管的第一端与所述第二开关管的第一端串接，所述第三开关管的第一端与所述第四开关管的第一端串接；
所述第一开关的第一端与所述动力电池的正极连接，所述第一开关的第二端与所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端连接于所述第一开关管与第二开关管的串接点；
所述第一开关的第二端还与所述变压器的第一绕组的第一端连接，所述第一绕组的第二端与所述第二电感的第一端连接，所述第二电感的第二端连接于所述第三开关管与所述第四开关管的串接点。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述高压开关模块还包括第二开关以及第三开关；
所述第二开关的第一端与所述第一开关的第一端连接并连接至所述动力电池正极，所述第二开关的第二端依次与所述第一开关管的第二端、第二开关管的第二端以及所述逆变模块的母线正极连接；
所述第三开关的第一端与所述动力电池的负极连接，所述第三开关的第二端依次与所述第三开关管的第二端、第四开关管的第二端以及所述逆变模块的母线正极连接。
4.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述车载充电机模块包括功率因数校正电路、第三桥臂、第四桥臂、第三电感、第一电容以及第四开关，所述第三桥臂包括第五开关管以及第六开关管，所述第四桥臂包括第七开关管以及第八开关管；
所述第五开关管的第一端与所述第六开关管的第一端串接，所述第七开关管的第一端与所述第八开关管的第一端串接；
所述功率因数校正电路的第一端与所述第五开关管的第二端以及第七开关管的第二端连接，所述功率因数校正电路的第二端与所述第六开关管的第二端以及第八开关管的第二端连接，所述功率因数校正电路的第三端用于与电网连接；
所述第三电感的第一端连接于所述第五开关管与所述第六开关管的串接点，所述第三电感的第一端连接于所述第四开关的第一端，所述第四开关的第一端连接于所述变压器的第二绕组的第一端；
所述第一电容的第一端连接于所述第七开关管与所述第八开关管的串接点，所述第一电容的第二端连接于所述变压器的第二绕组的第二端。
5.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述逆变模块包括多个逆变桥臂，每一所述逆变桥臂上设置有两个串联的开关管；
所述逆变模块通过每一所述逆变桥臂上的开关管的串接点连接至多相电机。
6.一种动力电池系统控制方法，其特征在于，所述方法应用于如权利要求1-5任一项所述的动力电池系统，所述方法包括：
控制所述动力电池系统中的所述DC-DC变换模块、所述逆变模块以及所述车载充电机模块的工作状态，以使得所述动力电池系统进入不同的工作模式，所述工作模式包括电机驱动模式、电机回馈模式、动力电池充电模式以及车载充电机模块；
其中，在所述动力电池系统处于不同的工作模式的情况下，所述DC-DC变换模块具备不同的功能，所述DC-DC变换模块的功能包括升压、降压、副边整流以及副边斩波。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述动力电池系统还包括高压开关模块，所述高压开关模块包括第一开关、第二开关以及第三开关；
所述控制所述动力电池系统中的所述DC-DC变换模块、所述逆变模块以及所述车载充电机模块的工作状态，以使得所述动力电池系统进入不同的工作模式包括：
控制所述第一开关以及所述第三开关闭合，所述第二开关断开，并控制所述逆变模块以及所述DC-DC变换模块处于第一工作状态，所述车载充电机模块处于停止工作状态，以使得所述动力电池系统进入电机驱动模式；或者，
控制所述第一开关以及所述第三开关闭合，所述第二开关断开，并控制所述逆变模块以及所述DC-DC变换模块处于第二工作状态，所述车载充电机模块处于停止工作状态，以使得所述动力电池系统进入电机回馈模式。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述动力电池系统还包括高压开关模块，所述高压开关模块包括第一开关、第二开关以及第三开关，所述车载充电机模块包括第四开关；
所述控制所述动力电池系统中的所述DC-DC变换模块、所述逆变模块以及所述车载充电机模块的工作状态，以使得所述动力电池系统进入不同的工作模式包括：
控制所述第四开关、第二开关以及所述第三开关闭合，所述第一开关断开，并控制所述车载充电机模块以及所述DC-DC变换模块处于第三工作状态，所述逆变模块处于停止工作状态，以使得所述动力电池系统进入动力电池充电模式；或者，
控制所述第四开关、第二开关以及所述第三开关闭合，所述第一开关断开，并控制设置于所述车载充电机模块以及所述DC-DC变换模块中的功率器件处于第四工作状态，所述逆变模块处于停止工作状态，以使得所述动力电池系统进入车载充电机对外放电模式。
9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括如权利要求1-5任一项所述的动力电池系统。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：
存储器，其上存储有计算机程序；
处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现权利要求6-8中任一项所述方法的步骤。
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