CN117656879A - 充电系统、车辆及充电控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种充电系统、车辆及充电控制方法，该充电系统包括：交流充电口、第一逆变器、第二逆变器和第三逆变器；所述交流充电口的第一相线连接所述第一逆变器中的桥臂中点，所述交流充电口的第二相线连接所述第二逆变器的桥臂中点，所述交流充电口的第三相线连接所述第三逆变器的桥臂中点；所述第一逆变器的第一汇流端、所述第二逆变器的第一汇流端和所述第三逆变器的第一汇流端连接，所述第一逆变器的第二汇流端、所述第二逆变器的第二汇流端和所述第三逆变器的第二汇流端连接，其中，所述第一逆变器为第一电机的逆变器，所述第二逆变器为第二电机的逆变器，所述第三逆变器为空调压缩机的逆变器。

Description

充电系统、车辆及充电控制方法

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体地，涉及一种充电系统、车辆及充电控制方法。

背景技术

如今，新能源汽车在汽车市场领域当中占据重要地位。新能源汽车是以动力电池作为动力源，但由于新能源汽车的定位不同，其价格、续航里程、动力性也各不相同，使得新能源汽车的动力电池包可能存在多个电压平台。动力电池包工作电压范围覆盖为150V至800V。如此宽范围的电压区间，单一车载充电机无法满足全部需求。

发明内容

本公开的目的是提供一种充电系统、车辆及充电控制方法，旨在解决上述技术问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种充电系统，应用于车辆，包括包括交流充电口、第一逆变器、第二逆变器和第三逆变器；

所述交流充电口的第一相线连接所述第一逆变器中的桥臂中点，所述交流充电口的第二相线连接所述第二逆变器的桥臂中点，所述交流充电口的第三相线连接所述第三逆变器的桥臂中点；

所述第一逆变器的第一汇流端、所述第二逆变器的第一汇流端和所述第三逆变器的第一汇流端连接，所述第一逆变器的第二汇流端、所述第二逆变器的第二汇流端和所述第三逆变器的第二汇流端连接，其中，所述第一逆变器为第一电机的逆变器，所述第二逆变器为第二电机的逆变器，所述第三逆变器为空调压缩机的逆变器。

可选地，所述第一电机还包括第一线圈，所述第二电机还包括第二线圈，所述空调压缩机还包括第三线圈；

所述第一线圈连接在所述第一逆变器的桥臂中点，所述第二线圈连接在所述第二逆变器的桥臂中点，所述第三线圈连接在所述第三逆变器的桥臂中点；

通过控制所述第一逆变器中的开关管、所述第二逆变器中的开关管和所述第三逆变器中的开关管的通断，能够使得所述第一相线的电流经过所述第一线圈、所述第二相线，并经过所述第二线圈流出，并经所述第三线圈流入所述第三相线。

可选地，还包括第一电感、第二电感和第三电感；

所述第一电感设置在所述交流充电口与所述第一逆变器之间的连接线路上，所述第二电感设置在所述交流充电口与所述第二逆变器之间的连接线路上，所述第三电感设置在所述交流充电口与所述第三逆变器之间的连接线路上；

通过控制所述第一逆变器中的开关管和所述第二逆变器中的开关管的通断，能够使得所述交流充电口的电流经过所述第一电感和所述第二电感中的其中一个电感以及所述其中一个电感对应的逆变器的开关管流出；或

通过控制所述第一逆变器中的开关管、所述第二逆变器中的开关管和所述第三逆变器中的开关管的通断，能够使得所述交流充电口的电流经过三个电感中的任意两个电感和所述任意两个电感对应的两个逆变器流出，并经过除所述任意两个电感外的电感和除所述两个逆变器外的逆变器流入所述交流充电口。

可选地，还包括直流充电口，所述直流充电接口包括直流正极口和直流负极口；

所述直流正极口与所述第一逆变器的桥臂中点连接；

所述直流负极口与所述第二逆变器的第二汇流端或第三逆变器的第二汇流端连接。

可选地，还包括DC/DC模块，所述DC/DC模块包括H桥电路、单桥电路、变压器和电池；

所述H桥电路的第一汇流端连接所述第一逆变器的第一汇流端、所述第二逆变器的第一汇流端和所述第三逆变器的第一汇流端，所述H桥电路的第二汇流端连接所述第一逆变器的第二汇流端、所述第二逆变器的第二汇流端和所述第三逆变器的第二汇流端；

所述变压器包括原边和副边，所述原边连接于所述H桥电路的两个桥臂的中点，所述副边连接于所述单桥电路的第一端和第二端；

所述变压器的副边的中点经由第四电感连接电池正极，所述单桥电路的汇流端连接电池负极；

其中，所述副边包括第一绕组以及第二绕组，所述H桥电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第二桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述单桥电路包括第五开关管和第六开关管。

可选地，还包括中性线，所述中性线连接所述第一逆变器、所述第二逆变器以及所述第三逆变器中的任一桥臂的中点。

可选地，还包括第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元；

所述第一开关单元设置在所述H桥电路的第一汇流端和所述单桥电路的汇流端之间；

所述第二开关单元设置在所述H桥电路的第二汇流端和所述变压器的副边的中点之间；

所述第三开关单元设置在所述第二逆变器与所述中性线之间的连接线路上。

可选地，还包括控制器，所述控制器与所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第三逆变器、所述H桥电路、所述单桥电路、所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关均连接，所述控制器用于：

控制所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第三逆变器、所述H桥电路、所述单桥电路中的开关管的通断，以及控制所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的通断，使所述充电系统进行单相交流充电、三相交流充电或直流充电。

可选地，所述控制器还用于：

控制所述第一开关和所述第二开关断开，控制所述第三开关闭合，控制所述第一逆变器、所述第二逆变器和所述第三逆变器在所述充电系统的第一交流工作模式下构成第一PFC回路，以便所述交流充电口的任一相线输出的电流能够依次经过该相线对应的逆变器、所述H桥电路的第一汇流端、所述变压器的原边、以及所述H桥电路的第二汇流端向所述中性线或者另一相线连接的逆变器流入，以触发所述变压器的副边的所述第一绕组和/或所述第二绕组的电流对车辆的电池包进行单相交流充电。

可选地，所述控制器还用于：

控制所述第一开关和所述第二开关断开，控制所述第三开关断开，控制所述第一逆变器、所述第二逆变器和所述第三逆变器在第二交流工作模式下构成第二PFC回路，以便所述交流充电口的任意两个相线输出的电流能够依次经过该两个相线对应的逆变器、所述H桥电路的第一汇流端、所述变压器的原边、以及所述H桥电路的第二汇流端向所述中性线或者另一相线连接的逆变器流入，以触发所述变压器的副边的所述第一绕组和/或所述第二绕组的电流对车辆的电池包进行三相交流充电。

可选地，所述控制器还用于：

控制所述第一开关和所述第二开关闭合，控制所述第三开关断开，所述直流正极口的电流依次经过所述第一逆变器、所述第一开关、以及所述单桥电路的第一端流入所述单桥电路，并依次经过所述电池包、所述单桥电路的第二端、所述第二开关流向所述直流负极口，以在第三工作模式下，形成直流充电回路。

可选地，在所述第一交流工作模式下和所述第二交流工作模式下，通过控制所述H桥电路和所述单桥电路，交替执行控制由所述H桥电路的第一汇流端流入的电流以第一方向流过所述并触发所述原边，并触发所述副边的第一绕组产生依次经过所述第一绕组的第一端、所述第一线圈、所述第一电容、所述第六开关管、以及所述第一绕组的第二端的电流回路，以及以第二方向流过所述原边，并触发所述副边的第二绕组产生依次经过所述第二绕组的第一端、所述第一线圈、所述第一电容、所述第五开关管、以及所述第二绕组的第二端的电流回路。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种车辆，包括第一电机、第二电机和空调压缩机，以及第一方面所述的充电系统，所述充电系统中的所述第一逆变器为所述第一电机的逆变器，所述充电系统中的所述第二逆变器为所述第二电机的逆变器，所述充电系统中的所述第三逆变器为所述空调压缩机的逆变器。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种充电控制方法，应用于第一方面所述的充电系统，包括：

响应于接收到单相交流充电指令，控制所述充电系统进入第一交流工作模式，以对车辆的电池包进行单相交流充电；

响应于接收到三相交流充电指令，控制所述充电系统进入第二交流工作模式，以对所述电池包进行三相交流充电；

响应于接收到直流充电指令，控制所述充电系统进入第二工作模式，以对所述电池包进行直流充电。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：交流充电口与车辆的第一电机的逆变器、第二电机的逆变器和空调压缩机的逆变器均连接，可以复用车辆原有的电机和空调压缩机对车辆的电池包进行交流充电，能够节约车辆空间，降低车辆的成本，进而使得能源汽车集成化和轻量化。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开实施例提供的一种充电系统的电路图。

图2是现有技术提供的一种充电电路的电路图。

图3是现有技术提供的一种驱动电路的电路图。

图4是本公开实施例提供的另一种充电系统的电路图。

图5是本公开实施例提供的一种充电系统的充电回路示意图。

图6是本公开实施例提供的另一种充电系统的充电回路示意图。

附图标记说明

101-交流充电口 102-第一逆变器

103-第二逆变器 104-第三逆变器

105-第一线圈 106-第二线圈

107-第三线圈 L20-第一电感

L21-第二电感 L22-第三电感

L11-第三电感 108-直流充电口

109-DC/DC模块 110-H桥电路

111-单桥电路 112-变压器

K1-第一开关单元 K2-第二开关单元

K3-第三开关单元 N-中性线

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。

发明人研究发现，针对当前的新能源汽车，其充电电路与驱动电路通常是独立的，即电池与车载充电电机、充电接口构成充电电路，电池与升压DC、电机、电控构成驱动电路。而在时间段上，充电工作的时间段与驱动工作的时间段不存在重叠，即两部分电路中至少有一部分电路不工作，从而造成器件性能的浪费，同时也导致车辆总体成本增加。若根据电压范围分类，开发多款适用不同电压平台的车载充电机产品，会进一步增加车载充电机产品的开发成本。同时导致单个产品的需求量减少，而需求量的减少又会进一步阻碍单个产品的成本降低。

有鉴于此，本公开提出了一种充电系统，应用于车辆，如图1所示，该充电系统包括交流充电口101、第一逆变器102、第二逆变器103和第三逆变器104；

交流充电口101的第一相线连接第一逆变器102中的桥臂中点，交流充电口101的第二相线连接第二逆变器103的桥臂中点，交流充电口101的第三相线连接第三逆变器104的桥臂中点；

第一逆变器102的第一汇流端、第二逆变器103的第一汇流端和第三逆变器104的第一汇流端连接，第一逆变器102的第二汇流端、第二逆变器103的第二汇流端和第三逆变器104的第二汇流端连接，其中，第一逆变器102为第一电机的逆变器，第二逆变器103为第二电机的逆变器，第三逆变器104为空调压缩机的逆变器。

首先应当理解的是，现有技术中的充电电路如图2所示，电池与车载充电机、充电口构成充电电路，驱动电路如图3所示，电池与升压DC、电机、电控构成驱动电路。由于充电电路与驱动电路独立，且车充/放电工况与行车工况互斥，充/放电时为停车状态，电控电机不工作；行车时，电控电机工作而不进行充/放电，因此导致器件利用率低，成本较高的问题。

应当理解的是，本公开提供的充电系统可以包括至少两个电机和一个空调压缩机，当包括两个以上的电机时，充电系统可以复用任意一个电机的逆变器和空调压缩机的逆变器实现单相充电，也可以复用任意两个电机的逆变器和空调压缩机的逆变器实现三相充电，本公开实施例对此均不作限定。另外，第一逆变器102、第二逆变器103和第三逆变器104均可以为三相、四相或五相逆变器，本公开实施例对此不作限定。另外，该两个电机可以是驱动电机，也可以是发电机，本公开实施例对此也不作限定。

示例地，以充电系统包括三个逆变器两个电机和一个空调压缩机，且两个电机和空调压缩机的逆变器均为三相逆变器为例，如图1所示。第一逆变器102包括三个桥臂，其中，第一桥臂由上桥臂的开关管Q1和下桥臂的开关管Q2组成，第二桥臂由上桥臂的开关管Q3和下桥臂的开关管Q4组成，第三桥臂由上桥臂的开关管Q5和下桥臂的开关管Q6组成。第二逆变器103包括三个桥臂，第一桥臂由上桥臂的开关管Q7和下桥臂的开关管Q8组成，第二桥臂由上桥臂的开关管Q9和下桥臂的开关管Q10组成，第三桥臂由上桥臂的开关管Q11和下桥臂的开关管Q12组成。第三逆变器104包括三个桥臂，其中，第一桥臂由上桥臂的开关管Q13和下桥臂的开关管Q14组成，第二桥臂由上桥臂的开关管Q15和下桥臂的开关管Q16组成，第三桥臂由上桥臂的开关管Q17和下桥臂的开关管Q18组成。

第一逆变器102的第一汇流端(即包括开关管Q1、开关管Q3和开关管Q5的桥臂)、第二逆变器103的第一汇流端(即包括开关管Q7、开关管Q9和开关管Q11的桥臂)和第三逆变器104的第一汇流端(即包括开关管Q13、开关管Q15和开关管Q17的桥臂)连接，第一逆变器102的第二汇流端(即包括开关管Q2、开关管Q4和开关管Q6的桥臂)、第二逆变器103的第二汇流端(即包括开关管Q8、开关管Q10和开关管Q12的桥臂)和第三逆变器104的第二汇流端(即包括开关管Q14、开关管Q16和开关管Q18的桥臂)连接。

采用上述充电系统，交流充电口101与车辆的第一电机的逆变器、第二电机的逆变器和空调压缩机的逆变器均连接，可以复用车辆原有的驱动电机和空调压缩机对车辆的电池包进行单相交流充电、三相交流充电和直流充电，能够节约车辆空间，降低车辆的成本，进而使得能源汽车集成化和轻量化。

在一实施例中，如图4所示，第一电机还包括第一线圈105，第二电机还包括第二线圈106，空调压缩机还包括第三线圈107；

第一线圈105连接在第一逆变器102的桥臂中点，第二线圈106连接在第二逆变器103的桥臂中点，第三线圈107连接在第三逆变器104的桥臂中点；

通过控制第一逆变器102中的开关管、第二逆变器103中的开关管和第三逆变器104中的开关管的通断，能够使得交流充电口101的第一相线的电流经过第一线圈105、第二相线的电流经过第二线圈106流出，并经第三线圈107流入交流充电口101的第三相线。

应当理解的是，第一线圈105、第二线圈106和第二线圈106均可以为三相、四相或五相电机(即三个、四个或五个电机绕组包括)，本公开实施例对此不作限定。

示例地，如图4所示，第一线圈105由三个电机绕组L1、L2和L3组成，三个电机绕组的一端连接在一起，第一逆变器102的第一桥臂的中点与电机绕组L1的另一端连接，第一逆变器102的第二桥臂的中点与电机绕组L2的另一端连接，第一逆变器102的第三桥臂的中点与电机绕组L3的另一端连接。第二线圈106由三个电机绕组L4、L5和L6组成，三个电机绕组的一端连接在一起，第二逆变器103的第一桥臂的中点与电机绕组L4的另一端连接，第二逆变器103的第二桥臂的中点与电机绕组L5的另一端连接，第二逆变器103的第三桥臂的中点与电机绕组L6的另一端连接。第三线圈107由三个电机绕组L7、L8和L9组成，三个电机绕组的一端连接在一起，第三逆变器104的第一桥臂的中点与电机绕组L7的另一端连接，第三逆变器104的第二桥臂的中点与电机绕组L8的另一端连接，第三逆变器104的第三桥臂的中点与电机绕组L9的另一端连接。

示例地，可以通过控制第一逆变器102中的开关管、第二逆变器103中的开关管和第三逆变器104中的开关管的通断对车辆的电池113进行三相交流充电。

在一实施例中，如图4所示，充电系统还包括第一电感L20、第二电感L21和第三电感L22；

第一电感L20设置在交流充电口101与第一逆变器102之间的连接线路上，第二电感L21设置在交流充电口101与第二逆变器103之间的连接线路上，第三电感L22设置在交流充电口101与第三逆变器104之间的连接线路上；

通过控制第一逆变器102中的开关管和第二逆变器103中的开关管的通断，能够使得交流充电口101的电流经过第一电感L20和第二电感L21中的其中一个电感以及其中一个电感对应的逆变器的开关管流出；或

通过控制第一逆变器102中的开关管、第二逆变器103中的开关管和第三逆变器104中的开关管的通断，能够使得交流充电口101的电流经过三个电感中的任意两个电感和任意两个电感对应的两个逆变器流出，并经过除任意两个电感外的电感和除两个逆变器外的逆变器流入交流充电口101。

示例地，可以通过控制第一逆变器102中的开关管、第二逆变器103中的开关管和第三逆变器104中的开关管的通断对车辆的电池113进行三相交流充电。

在一实施例中，如图4所示，充电系统还包括直流充电口108，直流充电接口包括直流正极口DC+和直流负极口DC-；

直流正极口DC+与第一逆变器102的桥臂中点连接；

直流负极口DC-与第二逆变器103的第二汇流端或第三逆变器104的第二汇流端连接。

示例地，如图4所示，直流正极口DC+可以设置在交流充电口101的第一相线和第一电感L20之间的连接线路上，直流负极口DC-可以与第二逆变器103的第二汇流端(即包括Q8、Q10和Q12的桥臂)连接。当然，直流正极口DC+也可以设置在交流充电口101的任一相线和该相线对应的电感之间的连接线路上，直流负极口DC-可以除该相线对应外其他任一相线对应连接的逆变器的第二汇流端连接，本公开实施例对此不作限定。

在一实施例中，如图4所示，充电系统还包括DC/DC模块109，DC/DC模块109包括H桥电路110、单桥电路111、变压器112和电池113；

H桥电路110的第一汇流端连接第一逆变器102的第一汇流端、第二逆变器103的第一汇流端和第三逆变器104的第一汇流端，H桥电路110的第二汇流端连接第一逆变器102的第二汇流端、第二逆变器103的第二汇流端和第三逆变器104的第二汇流端；

变压器112包括原边和副边，原边连接于H桥电路110的两个桥臂的中点，副边连接于单桥电路111的第一端和第二端；

变压器112的副边的中点经由第四电感连接电池113正极，单桥电路111的汇流端连接电池113负极；

其中，副边包括第一绕组以及第二绕组，H桥电路110包括第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，第二桥臂包括第三开关管和第四开关管，单桥电路111包括第五开关管和第六开关管。

示例地，如图4所示，H桥电路110包括第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂包括第一开关管Q19和第二开关管Q20，第二桥臂包括第三开关管Q21和第四开关管Q22，单桥电路111包括第五开关管Q24和第六开关管Q25。

变压器112包括原边(即变压器112中左边的线圈，为电压输入的线圈)和副边(即变压器112中右边的线圈，为电压输出的线圈)，原边包括一个绕组，副边包括两个绕组，原边的绕组与副边的两个绕组的绕匝比不同。变压器112的原边的一端连接至H桥电路110的第一桥臂的中点，另一端连接至H桥电路110的第二桥臂的中点，副边的两个绕组分别连接于单桥电路111的第一端和第二端。

在一实施例中，如图4所示，充电系统还包括中性线N，中性线N可以连接第一逆变器102、第二逆变器103以及第三逆变器104中的任一桥臂的中点。

应当理解的是，单相电压一般为一根相线(火线)和一根零线构成的电能输送形式，单相电为220V，三相电压是由三个频率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流电势组成的电源，低压供电线路的三相电线电压为380V，而相电压对地(即接零线)为220V。在三相线路中，任意两根相线间的电压为380V，而任意一根相线与零线间的电压为220V，因此，可以在第一交流模式下控制第一开关SPST1闭合，使中性线N连接零线，以为电池113包提供单相交流电压，而在第二交流模式下控制第一开关SPST1断开以为电池113包提供三相交流电压。

示例地，如图4所示，中性线N连接至第三逆变器104的桥臂的中点。

在一实施例中，如图4所示，充电系统还包括第一开关单元K1、第二开关单元K2和第三开关单元K3；

第一开关单元K1设置在H桥电路110的第一汇流端和单桥电路111的汇流端之间；

第二开关单元K2设置在H桥电路110的第二汇流端和变压器112的副边的中点之间；

第三开关单元K3设置在第二逆变器103与中性线N之间的连接线路上。

示例地，如图4所示，第一开关单元K1设置在H桥电路110的第一汇流端(即第一开关管Q19和第三开关管Q21的连接端)和单桥电路111的汇流端之间，第二开关单元K2设置在H桥电路110的第二汇流端(即第一开关管Q20和第三开关管Q22的连接端)和变压器112的副边的中点之间，第三开关单元K3设置在第二逆变器103的桥臂的中点与中性线N之间的连接线路上。

在一实施例中，充电系统还包括控制器，控制器与第一逆变器102、第二逆变器103、第三逆变器104、H桥电路110、单桥电路111、第一开关单元K1、第二开关单元K2以及第三开关单元K3均连接，控制器用于：

控制第一逆变器102、第二逆变器103、第三逆变器104、H桥电路110、单桥电路111中的开关管的通断，以及控制第一开关单元K1、第二开关单元K2以及第三开关单元K3的通断，使充电系统进行单相交流充电、三相交流充电或直流充电。

在一实施例中，控制器用于控制第一开关单元K1和第二开关单元K2断开，控制第三开关单元K3闭合，控制第一逆变器102、第二逆变器103和第三逆变器104在充电系统的第一交流工作模式下构成第一PFC回路，以便交流充电口101的任一相线输出的电流能够依次经过该相线对应的逆变器、H桥电路110的第一汇流端、变压器112的原边、以及H桥电路110的第二汇流端向中性线N或者另一相线连接的逆变器流入，以触发变压器112的副边的第一绕组和/或第二绕组的电流对车辆的电池113包进行单相交流充电。

示例地，如图4所示，在第一交流模式下，交流充电口101连接外部充电装置，可以复用第一逆变器102的第一桥臂构成PFC高频管电路，复用第二逆变器103的第一桥臂构成PFC工频管电路，将通过交流充电口101输入的低压交流市电整流为高压直流电压，并且实现PFC功能，即调节输入的电流与输入的电压保持同相位，以减小电路自身对交流电网的影响，从而电池113进行单相交流充电。当然，也可以复用第一逆变器102中的任意一个桥臂构成PFC高频管电路，复用第二逆变器103的任意一个桥臂构成PFC工频管电路，本公开实施例对此不作限定。

在车辆充电状态下，各开关元件状态如表1所示，第三开关单元K3闭合，第一开关单元K1和第二开关单元K2断开，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q7和开关管Q8按PFC逻辑工作，开关管Q7和开关管Q8每半个周期动作一次，以实现电流回流，开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11以及开关管Q12断开，充电DC/DC模块109的开关管Q19、开关管Q20、开关管Q21和开关管Q22按全桥逻辑工作，开关管Q24和开关管Q26按整流逻辑工作。

表1

在车辆行驶状态下，各开关元件状态如表2所示，第一开关单元K1和第二开关单元K2闭合，第三开关单元K3断开，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5和开关管Q6按电控逻辑工作，开关管Q7和开关管Q8、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11以及开关管Q12按压缩机逻辑工作，开关管Q19、开关管Q20、开关管Q21、开关管Q22、开关管Q24和开关管Q26断开。

表2

示例地，如图4所示，在第二交流模式下，还可以复用第一逆变器102的第二桥臂和第三桥臂构成PFC高频管电路，复用第二逆变器103的第二桥臂和第三桥臂构成PFC工频管电路，以为电池113包提供单相交流电。当然，也可以复用第一逆变器102的任意两个桥臂构成PFC高频管电路，复用第二逆变器103的任意两个桥臂构成PFC工频管电路，本公开实施例对此不作限定。

在车辆充电状态下，各开关元件状态如表3所示。第三开关单元K3闭合，第一开关单元K1和第二开关单元K2断开，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q7和开关管Q8断开，开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11以及开关管Q12按PFC逻辑工作。充电DC/DC模块109的开关管Q19、开关管Q20、开关管Q21和开关管Q22按全桥逻辑工作，开关管Q24和开关管Q26按整流逻辑工作。

表3

在车辆行驶状态下，各开关元件状态如表4所示，第一开关单元K1和第二开关单元K2闭合，第三开关单元K3断开，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q7、开关管Q8、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11和开关管Q12按电控逻辑工作，开关管Q13、开关管Q14、开关管Q15以及开关管Q16按压缩机逻辑工作，开关管Q19、开关管Q20、开关管Q21、开关管Q22、开关管Q24和开关管Q26断开。

表4

在一实施例中，控制器还用于：

控制第一开关单元K1和第二开关单元K2断开，控制第三开关单元K3断开，控制第一逆变器102、第二逆变器103和第三逆变器104在第二交流工作模式下构成第二PFC回路，以便交流充电口101的任意两个相线输出的电流能够依次经过该两个相线对应的逆变器、H桥电路110的第一汇流端、变压器112的原边、以及H桥电路110的第二汇流端向中性线N或者另一相线连接的逆变器流入，以触发变压器112的副边的第一绕组和/或第二绕组的电流对车辆的电池113进行三相交流充电。

示例地，如图4所示，在第二交流模式下，交流充电口101连接外部充电装置，可以复用第一逆变器102的第一桥臂构成第一PFC子回路，复用第二逆变器103的第一桥臂构成第二PFC子回路，复用第三逆变器104的第一桥臂构成第三PFC子回路，以为电池113提供三相交流电，当然，也可以复用第一逆变器102的任意一个桥臂构成第一PFC子回路，复用第二逆变器103的任意一个桥臂构成第二PFC子回路，复用第三逆变器104的任意一个桥臂构成第三PFC子回路，本公开实施例对此不作限定。

在车辆充电状态下，各开关元件状态如表5所示，第三开关单元K3闭合，第一开关单元K1和第二开关单元K2断开，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q7、开关管Q8、开关管Q13和开关管Q14按PFC逻辑工作，开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11、开关管Q12、开关管Q15、开关管Q16、开关管Q17以及开关管Q18断开，充电DC/DC模块109的开关管Q19、开关管Q20、开关管Q21和开关管Q22按全桥逻辑工作，开关管Q24和开关管Q26按整流逻辑工作。

表5

在车辆行驶状态下，各开关元件状态如表6所示，第一开关单元K1和第二开关单元K2闭合，第三开关单元K3断开，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5和开关管Q6按电控逻辑工作，开关管Q7和开关管Q8、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11以及开关管Q12按压缩机逻辑工作，开关管Q19、开关管Q20、开关管Q21、开关管Q22、开关管Q24和开关管Q26断开。

表6

在一实施例中，控制器还用于：

控制第一开关单元K1和第二开关单元K2闭合，控制第三开关单元K3断开，直流正极口DC+的电流依次经过第一逆变器102、第一开关单元K1、以及单桥电路111的第一端流入单桥电路111，并依次经过电池113、单桥电路111的第二端、第二开关单元K2流向直流负极口DC-，以在第三工作模式下，形成直流充电回路。

示例地，在第二工作模式中的车辆充电状态下，可以采用直流充电口108连接外部充电装置，可以控制第一开关单元K1和第二开关单元K2闭合，第三开关单元K3断开，开关管Q1闭合，其余开关管均断开，以对电池113包进行直流充放电，空调压缩机根据自身需求工作。

示例地，如图4所示，在第二交流模式下，还可以复用第一逆变器102的第二桥臂和第三桥臂构成第一PFC子回路，复用第二逆变器103的第二桥臂和第三桥臂构成第二PFC子回路，复用第三逆变器104的第二桥臂和第三桥臂构成第三FC子回路，为电池113提供三交流电。当然，也可以复用第一逆变器102的任意两个桥臂构成第一PFC子回路，复用第二逆变器103的任意两个桥臂构成第二PFC子回路，复用第三逆变器104的任意两个桥臂构成第三PFC子回路，本公开实施例对此不作限定。

在车辆充电状态下，各开关元件状态如表7所示。第三开关单元K3闭合，第一开关单元K1和第二开关单元K2断开，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q7、开关管Q8、开关管Q13和开关管Q14断开，开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5、开关管Q6、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11、开关管Q12、开关管Q15、开关管Q16、开关管Q17以及开关管Q18按PFC逻辑工作，充电DC/DC模块109的开关管Q19、开关管Q20、开关管Q21和开关管Q22按全桥逻辑工作，开关管Q24和开关管Q26按整流逻辑工作。

表7

在车辆行驶状态下，各开关元件状态如表8所示，第一开关单元K1和第二开关单元K2闭合，第一开关单元K1K3断开，开关管Q1、开关管Q2、开关管Q3、开关管Q4、开关管Q5和开关管Q6按电控逻辑工作，开关管Q7和开关管Q8、开关管Q9、开关管Q10、开关管Q11以及开关管Q12按压缩机逻辑工作，开关管Q19、开关管Q20、开关管Q21、开关管Q22、开关管Q24和开关管Q26断开。

表8

在一实施例中，在第一交流工作模式下和第二交流工作模式下，通过控制H桥电路110和单桥电路111，交替执行控制由H桥电路110的第一汇流端流入的电流以第一方向流过原边，并触发副边的第一绕组产生依次经过第一绕组的第一端、第一线圈105、第一电容、第六开关管、以及第一绕组的第二端的电流回路，以及以第二方向流过原边，并触发副边的第二绕组产生依次经过第二绕组的第一端、第一线圈105、第一电容、第五开关管、以及第二绕组的第二端的电流回路。

示例地，在第一交流工作模式下和第二交流工作模式下，可以通过控制H桥电路110和单桥电路111的开关管的通断，根据实际输入的电压值和需要输出的电压值(在对电池包进行充电时，该需要输出的电压值可以根据电池包的充电电压确定)，交替使用副边的不同绕组产生电流，通过变压器112的原边的绕组和副边的两个绕组的不同的绕匝比来调整实时占空比，进而对输入的交流电进行升压或降压，其中，交替的频率与电池113的充电需求电压相关。

具体地，在第一工作交流模式和第二交流工作模式下，由H桥电路110的第一汇流端流入的电流可以如图5中粗线所示的第一方向流过原边，触发副边的第一绕组产生依次经过第一绕组的第一端、第一线圈105、第一电容、第六开关管、以及第一绕组的第二端的电流回路。

以及，由H桥电路110的第一汇流端流入的电流可以如图6中粗线所示的第二方向流过原边，触发副边的第二绕组产生依次经过第二绕组的第一端、第一线圈105、第一电容、第五开关管、以及第二绕组的第二端的电流回路。

本公开还提供一种车辆，包括第一电机、第二电机和空调压缩机，以及上述的充电系统，充电系统中的第一逆变器102为第一电机的逆变器，充电系统中的第二逆变器103为第二电机的逆变器，充电系统中的第三逆变器104为空调压缩机的逆变器。

本公开还提供一种充电控制方法，应用于上述的充电系统，包括：

响应于接收到单相交流充电指令，控制充电系统进入第一交流工作模式，以对车辆的电池113进行单相交流充电；

响应于接收到三相交流充电指令，控制充电系统进入第二交流工作模式，以对电池113进行三相交流充电；

响应于接收到直流充电指令，控制充电系统进入第二工作模式，以对电池113进行直流充电。

示例地，可以响应于检测到的充电指令，控制第一逆变器102、第二逆变器103、第三逆变器104、H桥电路110以及单桥电路111的所有开关管，以及第一开关单元K1、第二开关单元K2和第三开关单元K3的通断状态，以控制充电系统处于第一工作模式或第二工作模式。本公开实施例对充电指令检测方式、判断方式以及进入某一工作模式的具体方法均不做限定。

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 (14)

1.一种充电系统，其特征在于，包括交流充电口、第一逆变器、第二逆变器和第三逆变器；

所述交流充电口的第一相线连接所述第一逆变器中的桥臂中点，所述交流充电口的第二相线连接所述第二逆变器的桥臂中点，所述交流充电口的第三相线连接所述第三逆变器的桥臂中点；

所述第一逆变器的第一汇流端、所述第二逆变器的第一汇流端和所述第三逆变器的第一汇流端连接，所述第一逆变器的第二汇流端、所述第二逆变器的第二汇流端和所述第三逆变器的第二汇流端连接，其中，所述第一逆变器为第一电机的逆变器，所述第二逆变器为第二电机的逆变器，所述第三逆变器为空调压缩机的逆变器。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一电机还包括第一线圈，所述第二电机还包括第二线圈，所述空调压缩机还包括第三线圈；

所述第一线圈连接在所述第一逆变器的桥臂中点，所述第二线圈连接在所述第二逆变器的桥臂中点，所述第三线圈连接在所述第三逆变器的桥臂中点；

通过控制所述第一逆变器中的开关管、所述第二逆变器中的开关管和所述第三逆变器中的开关管的通断，能够使得所述第一相线的电流经过所述第一线圈、所述第二相线的电流经过所述第二线圈流出，并经所述第三线圈流入所述第三相线。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，还包括第一电感、第二电感和第三电感；

所述第一电感设置在所述交流充电口与所述第一逆变器之间的连接线路上，所述第二电感设置在所述交流充电口与所述第二逆变器之间的连接线路上，所述第三电感设置在所述交流充电口与所述第三逆变器之间的连接线路上；

通过控制所述第一逆变器中的开关管和所述第二逆变器中的开关管的通断，能够使得所述交流充电口的电流经过所述第一电感和所述第二电感中的其中一个电感以及所述其中一个电感对应的逆变器的开关管流出；或

通过控制所述第一逆变器中的开关管、所述第二逆变器中的开关管和所述第三逆变器中的开关管的通断，能够使得所述交流充电口的电流经过三个电感中的任意两个电感和所述任意两个电感对应的两个逆变器流出，并经过除所述任意两个电感外的电感和除所述两个逆变器外的逆变器流入所述交流充电口。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括直流充电口，所述直流充电接口包括直流正极口和直流负极口；

所述直流正极口与所述第一逆变器的桥臂中点连接；

所述直流负极口与所述第二逆变器的第二汇流端或第三逆变器的第二汇流端连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，还包括DC/DC模块，所述DC/DC模块包括H桥电路、单桥电路、变压器和电池；

所述H桥电路的第一汇流端连接所述第一逆变器的第一汇流端、所述第二逆变器的第一汇流端和所述第三逆变器的第一汇流端，所述H桥电路的第二汇流端连接所述第一逆变器的第二汇流端、所述第二逆变器的第二汇流端和所述第三逆变器的第二汇流端；

所述变压器包括原边和副边，所述原边连接于所述H桥电路的两个桥臂的中点，所述副边连接于所述单桥电路的第一端和第二端；

所述变压器的副边的中点经由第四电感连接电池正极，所述单桥电路的汇流端连接电池负极；

其中，所述副边包括第一绕组以及第二绕组，所述H桥电路包括第一桥臂和第二桥臂，所述第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述第二桥臂包括第三开关管和第四开关管，所述单桥电路包括第五开关管和第六开关管。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括中性线，所述中性线连接所述第一逆变器、所述第二逆变器以及所述第三逆变器中的任一桥臂的中点。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，还包括第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元；

所述第一开关单元设置在所述H桥电路的第一汇流端和所述单桥电路的汇流端之间；

所述第二开关单元设置在所述H桥电路的第二汇流端和所述变压器的副边的中点之间；

所述第三开关单元设置在所述第二逆变器与所述中性线之间的连接线路上。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第三逆变器、所述H桥电路、所述单桥电路、所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关均连接，所述控制器用于：

控制所述第一逆变器、所述第二逆变器、所述第三逆变器、所述H桥电路、所述单桥电路中的开关管的通断，以及控制所述第一开关、所述第二开关以及所述第三开关的通断，使所述充电系统进行单相交流充电、三相交流充电或直流充电。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于：

控制所述第一开关和所述第二开关断开，控制所述第三开关闭合，控制所述第一逆变器、所述第二逆变器和所述第三逆变器在所述充电系统的第一交流工作模式下构成第一PFC回路，以便所述交流充电口的任一相线输出的电流能够依次经过该相线对应的逆变器、所述H桥电路的第一汇流端、所述变压器的原边、以及所述H桥电路的第二汇流端向所述中性线或者另一相线连接的逆变器流入，以触发所述变压器的副边的所述第一绕组和/或所述第二绕组的电流对车辆的电池包进行单相交流充电。

10.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于：

控制所述第一开关和所述第二开关断开，控制所述第三开关断开，控制所述第一逆变器、所述第二逆变器和所述第三逆变器在第二交流工作模式下构成第二PFC回路，以便所述交流充电口的任意两个相线输出的电流能够依次经过该两个相线对应的逆变器、所述H桥电路的第一汇流端、所述变压器的原边、以及所述H桥电路的第二汇流端向所述中性线或者另一相线连接的逆变器流入，以触发所述变压器的副边的所述第一绕组和/或所述第二绕组的电流对车辆的电池包进行三相交流充电。

11.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述控制器还用于：

控制所述第一开关和所述第二开关闭合，控制所述第三开关断开，所述直流正极口的电流依次经过所述第一逆变器、所述第一开关、以及所述单桥电路的第一端流入所述单桥电路，并依次经过所述电池包、所述单桥电路的第二端、所述第二开关流向所述直流负极口，以在第三工作模式下，形成直流充电回路。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，在所述第一交流工作模式下和所述第二交流工作模式下，通过控制所述H桥电路和所述单桥电路，交替执行控制由所述H桥电路的第一汇流端流入的电流以第一方向流过所述并触发所述原边，并触发所述副边的第一绕组产生依次经过所述第一绕组的第一端、所述第一线圈、所述第一电容、所述第六开关管、以及所述第一绕组的第二端的电流回路，以及以第二方向流过所述原边，并触发所述副边的第二绕组产生依次经过所述第二绕组的第一端、所述第一线圈、所述第一电容、所述第五开关管、以及所述第二绕组的第二端的电流回路。

13.一种车辆，其特征在于，包括第一电机、第二电机和空调压缩机，以及权利要求1-11任一项所述的充电系统，所述充电系统中的所述第一逆变器为所述第一电机的逆变器，所述充电系统中的所述第二逆变器为所述第二电机的逆变器，所述充电系统中的所述第三逆变器为所述空调压缩机的逆变器。

14.一种充电控制方法，其特征在于，应用于权利要求8所述的充电系统，包括：

响应于接收到单相交流充电指令，控制所述充电系统进入第一交流工作模式，以对车辆的电池包进行单相交流充电；

响应于接收到三相交流充电指令，控制所述充电系统进入第二交流工作模式，以对所述电池包进行三相交流充电；

响应于接收到直流充电指令，控制所述充电系统进入第二工作模式，以对所述电池包进行直流充电。