CN219592158U - 充放电电路、电池控制电路及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种充放电电路、电池控制电路及用电设备。该充放电电路包括:供电模块、第一驱动组件、第二驱动组件和第一开关;供电模块包括电池,第一驱动组件包括第一电机,第二驱动组件包括第二电机;第一驱动组件和第二驱动组件并联在供电模块的正极端与负极端之间;第一开关的一端连接第一电机的中性点,第一开关的另一端连接第二电机的中性点。本申请在两个电机的中性点之间连接第一开关,通过控制电路中各开关的通断实现切换形成不同的电路回路,从而能够支持实现更多的功能。在两个电机中性点之间还可以串联多个电感,电感还可以并联开关,从而能够灵活调整接入充放电回路中的电感量,通过电路结构的调整来满足不同的电池加热需求。
Description
技术领域
本申请涉及新能源交通工具技术领域,具体涉及一种充放电电路、电池控制电路及用电设备。
背景技术
目前新能源交通工具的双电机架构已经非常普遍,该双电机架构中包括两个电机,电池释放的电能经由两个电机转换成机械能,从而驱动新能源交通工具移动。
相关技术的双电机架构中两个电机并联,电路连接方式固定,通过单一的电路结构可以实现通过双电机驱动交通工具行驶的功能,无法使电路结构灵活变化以实现更多功能。
上述的陈述仅用于提供与本申请有关的背景技术信息,而不必然地构成现有技术。
实用新型内容
鉴于上述相关技术的问题,本申请提供一种充放电电路、电池控制电路及用电设备,能够缓解双电机架构的电路结构单一而无法实现更多功能的问题。
本申请实施例的第一方面提供一种充放电电路,包括:供电模块、第一驱动组件、第二驱动组件和第一开关;所述供电模块包括电池,所述第一驱动组件包括第一电机,所述第二驱动组件包括第二电机;
所述第一驱动组件和所述第二驱动组件并联在所述供电模块的正极端与负极端之间;
所述第一开关的一端连接所述第一电机的中性点,所述第一开关的另一端连接所述第二电机的中性点;
所述第一电机的中性点处设置有第一中性线端子,所述第二电机的中性点处设置有第二中性线端子;
所述第一开关的一端通过高压线束与所述第一中性线端子连接,所述第一开关的另一端通过高压线束与所述第二中性线端子连接。
将第一电机和第二电机的中性线引出,在两者的中性线之间连接第一开关,如此通过第一开关可以切换第一电机与第二电机之间的连接关系,从而实现切换形成不同的电路回路,使得单电池双电机的电路架构能够灵活变换电路结构,从而能够支持实现更多不同的功能。在第一电机的中性点处引出第一中性线端子,在第二电机的中性点处引出第二中性线端子,如此能够很方便地通过导线将第一开关连接在第一电机的中性点与第二电机的中性点之间。在接线时无需拆开第一电机和第二电机的外壳去寻找中性点的位置,提高了接线的便捷性和接线效率。
在本申请的一些实施例中,所述充放电电路还包括储能元件;
所述储能元件连接在所述第一电机的中性点与所述第二电机的中性点之间的线路上,所述储能元件与所述第一开关串联。
通过增加该储能元件,在对电池加热的场景下,该储能元件与第一电机和第二电机中的绕组一起储存电能,能够增加整个电路系统的储能量,再将储存的电能回充给电池,充电和放电交替进行实现对电池加热。通过储能元件能够提高在整个回路中产生的交变电流的大小,提高单位时间内电池内阻的产热量,加快电池加热速率。
在本申请的一些实施例中,所述储能元件包括至少一个电感;
所述至少一个电感与所述第一开关串联在所述第一电机的中性点与所述第二电机的中性点之间的线路上。
在第一电机和第二电机的中性点之间串联至少一个电感,通过串联的电感,能够增加电池加热场景下整个电路系统中电感的总感量,有助于提高充放电回路中产生的交流电流的大小,提高电池加热效率。
在本申请的一些实施例中,所述充放电电路还包括至少一个第二开关,所述第二开关与至少一个所述电感并联。
在第二开关闭合的情况下,相当于电感与一根导线并联,从而将该电感短路掉,在这种情况下电流从与电感并联的导线流过,不会流经该电感。如此能够通过控制第二开关的通断,灵活控制接入电路回路中的电感的数量,从而实现整个电路系统电感的总感量的灵活调整,以便通过开关的切换构成满足控制需求的电路回路,提高整个电路架构的灵活性,有助于整个电路架构实现更多的功能。
在本申请的一些实施例中,所述第二开关与所述电感一一对应,每个第二开关均与各自对应的电感并联。
在该实施例中,第一电机的中性点与第二电机的中性点之间串联的每个电感都单独并联有一个第二开关,如此能够进一步提高调整接入回路中的电感数目的灵活性。
本申请实施例的第二方面提供一种电池控制电路,包括第一正极连接器、第二正极连接器、第一负极连接器和第二负极连接器;
所述第一正极连接器与所述第二正极连接器之间连接有正极线路,所述第一负极连接器与所述第二负极连接器之间连接有负极线路;
所述第一正极连接器用于与上述第一方面所述的充放电电路中的所述电池的正极端连接,所述第一负极连接器用于与所述电池的负极端连接;
所述第二正极连接器用于分别连接所述充放电电路中的所述第一驱动组件的第一端和所述第二驱动组件的第一端;
所述第二负极连接器用于分别连接所述第一驱动组件的第二端和所述第二驱动组件的第二端。
在电池控制电路中设置上述第一正极连接器、第二正极连接器、第一负极连接器和第二负极连接器。可以很方便地通过导线将电池正负极连接到电池控制电路上,以及很方便地将第一驱动组件和第二驱动组件连接到电池控制电路上,提高了布线的便捷性。通过电池控制电路可以实现对电池与第一驱动组件及第二驱动组件的连接关系的控制,在电路出现异常的情况能够及时断开电池与其他元器件的连接,以达到对电池进行保护的效果。电池控制电路可以实现对电池的电流或电压等参数的检测,有助于实现更精确地电路控制,也能够基于检测的参数来判断电路是否出现异常。将该电池控制电路应用于双电机架构电路中,能够实现通过电池控制电路灵活切换电池的正负极与其他电器元器件之间的连接关系,从而有助于实现更多的功能。
在本申请的一些实施例中, 所述正极线路上设置有主正开关及与所述主正开关并联的预充电路;
所述负极线路上设置有主负开关和电流传感器。
将预充电路设置在正极线路上,有助于为负极线路处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过控制主正开关和主负开关能够导通电池与其他部件之间的电路,或断开电池与其他部件之间的电路,在电路出现故障的情况下能够方便地断开电池与其他部件之间的电路,从而实现保护电池的效果。通过电流传感器能够检测流经电池的电流大小,基于检测的电流有助于判断电路中是否出现故障,以及基于电流可以实现对一些控制流程的调整等。
在本申请的一些实施例中, 所述正极线路上设置有主正开关和电流传感器;
所述负极线路上设置有主负开关及与所述主负开关并联的预充电路。
如此设置有助于为正极线路处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。
在本申请的一些实施例中,所述第二正极连接器包括第一正极子连接器和第二正极子连接器;所述正极线路包括第一正极支路和第二正极支路;
所述第一正极子连接器与所述第一正极连接器之间连接所述第一正极支路,所述第二正极子连接器与所述第一正极连接器之间连接所述第二正极支路;
所述第一正极子连接器连接所述第一驱动组件的第一端,所述第二正极子连接器连接所述第二驱动组件的第一端。
通过该实施例将正极线路分成第一正极支路和第二正极支路,并分别通过第一正极子连接器连接第一驱动组件的第一端,通过第二正极子连接器连接第二驱动组件的第一端。这样第一驱动组件和第二驱动组件分别连接到不同的连接器上,无需将第一驱动组件第一端的导线和第二驱动组件第一端的导线束在一起以连接到同一个连接器上,提高了接线的便捷性。且如此第一驱动组件和第二驱动组件可以单独接到不同支路上,在其中一个驱动组件所在的支路或其中一个驱动组件故障的情况下,可以通过另一支路或另一个驱动组件正常运行来给用电设备提供动能,从而提高了电路运行的可靠性,提升整个电路架构的容错性能。
在本申请的一些实施例中, 所述第一正极支路上连接有第一支路开关,所述第二正极支路上连接预充电路,且所述预充电路与所述第一支路开关并联;所述第二正极支路上所述预充电路与所述第二正极子连接器之间还连接有第二支路开关;
所述负极线路上设置有主负开关和电流传感器。
将预充电路设置在第二正极支路上,有助于为负极线路处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过控制第一支路开关能够导通或断开电池与第一驱动组件之间的电路,通过控制第二支路开关能够导通或断开电池与第二驱动组件之间的电路,在第一驱动组件出现故障的情况下能够控制第一支路开关断开,达到保护电的效果。在第二驱动组件出现故障的情况下能够控制第二支路开关断开,也能达到保护电池的效果。且第一驱动组件和第二驱动组件与正极的连接相互独立,其中一个驱动组件故障的情况下不会影响另一个驱动组件的运行,提升了整个电路结构的容错性能。
在本申请的一些实施例中, 所述第一正极支路上连接有第一支路开关和电流传感器,所述第二正极支路上连接第二支路开关和电流传感器;
所述负极线路上设置有主负开关及与所述主负开关并联的预充电路。
将预充电路设置在负极线路上,有助于为正极线路处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过第一支路开关和第二支路开关的设置,使得第一驱动组件和第二驱动组件与电池正极的连接相互独立,其中一个驱动组件故障的情况下不会影响另一个驱动组件的运行,提升了整个电路结构的容错性能。
在本申请的一些实施例中,所述第二负极连接器包括第一负极子连接器和第二负极子连接器;所述负极线路包括第一负极支路和第二负极支路;
所述第一负极子连接器与所述第一负极连接器之间连接所述第一负极支路,所述第二负极子连接器与所述第一负极连接器之间连接所述第二负极支路;
所述第一负极子连接器连接所述第一驱动组件的第二端,所述第二负极子连接器连接所述第二驱动组件的第二端。
通过该实施例将负极线路分成第一负极支路和第二负极支路,并分别通过第一负极子连接器连接第一驱动组件的第二端,通过第二负极子连接器连接第二驱动组件的第二端。这样第一驱动组件和第二驱动组件的第二端分别连接到不同的连接器上,无需将第一驱动组件第二端的导线和第二驱动组件第二端的导线束在一起以连接到同一个连接器上,提高了接线的便捷性。
在本申请的一些实施例中, 所述第一负极支路上连接有第三支路开关,所述第二负极支路上连接预充电路,且所述预充电路与所述第三支路开关并联;
所述正极线路上设置有主正开关和电流传感器。
将预充电路设置在第二负极支路上,有助于为正极线路处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过控制第三支路开关能够导通或断开电池与第一驱动组件之间的电路,通过控制第四支路开关能够导通或断开电池与第二驱动组件之间的电路,在第一驱动组件出现故障的情况下能够控制第三支路开关断开,达到保护电的效果。在第二驱动组件出现故障的情况下能够控制第四支路开关断开,也能达到保护电池的效果。且第一驱动组件和第二驱动组件与负极的连接相互独立,其中一个驱动组件故障的情况下不会影响另一个驱动组件的运行,提升了整个电路结构的容错性能。
在本申请的一些实施例中, 所述第一负极支路上连接有第三支路开关和电流传感器,所述第二负极支路上连接第四支路开关和电流传感器;
所述正极线路上设置有主正开关及与所述主正开关并联的预充电路。
如此设置有助于为负极线路处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过第三支路开关和第四支路开关的设置,使得第一驱动组件和第二驱动组件与正极的连接相互独立,其中一个驱动组件故障的情况下不会影响另一个驱动组件的运行,提升了整个电路结构的容错性能。
在本申请的一些实施例中,所述第二正极连接器包括第一正极子连接器和第二正极子连接器;所述第二负极连接器包括第一负极子连接器和第二负极子连接器;
所述第一正极子连接器与所述第一正极连接器之间连接有第一正极支路,所述第二正极子连接器与所述第一正极连接器之间连接有第二正极支路;
所述第一负极子连接器与所述第一负极连接器之间连接有第一负极支路,所述第二负极子连接器与所述第一负极连接器之间连接有第二负极支路;
所述第一正极子连接器连接所述第一驱动组件的第一端,所述第二正极子连接器连接所述第二驱动组件的第一端;
所述第一负极子连接器连接所述第一驱动组件的第二端,所述第二负极子连接器连接所述第二驱动组件的第二端。
在该实施例中,电池控制电路共有第一正极连接器、第一正极子连接器、第二正极子连接器、第一负极连接器、第一负极子连接器和第二负极子连接器共六个连接器。第一驱动组件通过第一正极子连接器和第一负极子连接器连接到电池控制电路,从而与电池连接。第二驱动组件通过第二正极子连接器和第二负极子连接器连接到电池控制电路,从而与电池连接。在这种连接结构中,第一驱动组件与第二驱动组件相当于分别通过相互独立的电路支路连接到电池。一方面电路中线路的布置及连接会更加有条理。另一方面,其中一个支路出现故障的情况下不会影响另一个支路的运行,进而能够使用电设备在某个支路故障的情况下仍能够保持设备的可用性,提高电路架构的容错能力。
在本申请的一些实施例中, 所述第一正极支路上连接有第一支路开关,所述第二正极支路上连接预充电路,且所述预充电路与所述第一支路开关并联;
所述第一负极支路上连接有第三支路开关和电流传感器,所述第二负极支路上连接第四支路开关和电流传感器。
在该实施例中,将预充电路设置在第二正极支路上,有助于为负极线路处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过控制第一支路开关或第三支路开关能够导通或断开电池与第一驱动组件之间的电路,通过控制第二支路开关或第四支路开关能够导通或断开电池与第二驱动组件之间的电路。在第一驱动组件出现故障的情况下能够控制第一支路开关和/或第三支路开关断开,达到保护电池的效果。在第二驱动组件出现故障的情况下能够控制第二支路开关和/或第四支路开关断开,也能达到保护电池的效果。通过第一负极支路上的电流传感器能够检测第一驱动组件所在的电路支路上电流大小,检测的电流大小有助于判断第一驱动组件所在的电路支路是否出现故障。通过第二负极支路上的电流传感器能够检测第二驱动组件所在的电路支路上电流大小,检测的电流大小有助于判断第二驱动组件所在的电路支路是否出现故障。
在本申请的一些实施例中, 所述第一正极支路上连接有第一支路开关和电流传感器,所述第二正极支路上连接第二支路开关和电流传感器;
所述第一负极支路上连接有第三支路开关,所述第二负极支路上连接预充电路,且所述预充电路与所述第三支路开关并联。
在该实施例中,将预充电路设置在第二负极支路上,有助于为正极线路处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过该电路结构能够便捷地控制第一驱动组件及第二驱动组件与电池之间的连接关系。在第一驱动组件和/或第二驱动组件出现故障的情况下通过开关控制,能够断开电池与出现故障的部件之间的连接关系,达到保护电池的效果。
本申请实施例的第三方面,提供一种用电设备,包括控制装置、上述第一方面所述的充放电电路和上述第二方面所述的电池控制电路;
所述充放电电路与所述电池控制电路连接;
所述控制装置与所述充放电电路及所述电池控制电路中的开关元件通信连接,所述开关元件至少包括所述充放电电路中的第一开关。
上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的实施例的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出本申请的实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。
图1为根据一个或多个实施例的车辆的结构示意图。
图2为根据一个或多个实施例的充放电电路的结构示意图。
图3为根据一个或多个实施例的充放电电路的结构示意图。
图4为根据一个或多个实施例的第一电机与第二电机之间的局部电路结构示意图。
图5为根据一个或多个实施例的第一电机与第二电机之间的局部电路结构示意图。
图6为根据一个或多个实施例的第一电机与第二电机之间的局部电路结构示意图。
图7为根据一个或多个实施例的充放电电路与电池控制电路连接的结构示意图。
图8为根据一个或多个实施例的电池控制电路的结构示意图。
图9为根据一个或多个实施例的电池控制电路的结构示意图。
图10为根据一个或多个实施例的的充放电电路与电池控制电路连接的结构示意图。
图11为根据一个或多个实施例的的充放电电路与电池控制电路连接的结构示意图。
图12为根据一个或多个实施例的的充放电电路与电池控制电路连接的结构示意图。
图13为根据一个或多个实施例的的充放电电路与电池控制电路连接的结构示意图。
图14为根据一个或多个实施例的的充放电电路与电池控制电路连接的结构示意图。
图15为根据一个或多个实施例的的充放电电路与电池控制电路连接的结构示意图。
图16为根据一个或多个实施例的的充放电电路与电池控制电路连接的结构示意图。
图17为根据一个或多个实施例的用电设备的结构示意图。
上述附图中标号的含义如下:
1000:车辆,100:电池,200:控制器,300:电机,400:充放电电路;
1:供电模块,2:第一驱动组件,3:第二驱动组件,4:第一开关,5:第一中性线端子,6:第二中性线端子,7:储能元件,8:第二开关,9:电池控制电路,10:正极线路,11:负极线路,12:主正开关,13:预充电路,14:主负开关,15:电流传感器,16:第一支路开关,17:第二支路开关,18:第三支路开关,19:第四支路开关,20:控制装置;
21:第一电机,22:第一电机控制器,31:第二电机,32:第二电机控制器;91:第一正极连接器,92:第二正极连接器,93:第一负极连接器,94:第二负极连接器;
921:第一正极子连接器,922:第二正极子连接器,941:第一负极子连接器,942:第二负极子连接器;101:第一正极支路,102:第二正极支路;111:第一负极支路,112:第二负极支路。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种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:存在A,同时存在A和B,存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前,采用双电机驱动的用电设备已经非常普遍,如采用双电机的电动汽车、船舶或航天器等。在这些设备中采用电池供电,两个电机将电池的电脑转换为机械能,从而驱动设备运行。
相关技术的单电池双电机电路架构,通过双电机驱动虽然能够使得用电设备的性能更好,但是该电路架构的结构单一,无法切换出不同的电路回路,从而无法实现更多功能。
基于此,本申请实施例提供一种充放电电路,该充放电电路包括供电模块、第一驱动组件、第二驱动组件和第一开关。供电模块包括一个电池,第一驱动组件包括第一电机,第二驱动组件包括第二电机。第一驱动组件和第二驱动组件并联在供电模块的正极端与负极端之间。第一开关的一端连接第一电机的中性点,第一开关的另一端连接第二电机的中性点。
将第一电机和第二电机的中性线引出,在两者的中性线之间连接第一开关,如此通过第一开关可以切换第一电机与第二电机之间的连接关系,从而实现切换形成不同的电路回路,使得单电池双电机的电路架构能够灵活变换电路结构,从而能够支持实现更多不同的功能。
本申请实施例中的电池可以包括单体电池、电池模组或电池包等,本申请实施例对电池的规模不作限制。该电池可以为动力电池,如锂电池、铅酸电池、镍镉电池、钠硫电池等。
本申请实施例提供的充放电电路可以基于电路结构的灵活切换,实现不同的功能,如在第一开关断开的情况下,通过形成的电路回路实现电能至机械能的转换,驱动充放电电路所在的用电设备运动。又如,在第一开关闭合的情况下,通过形成的电路回路实现电池与两个电机的绕组之间的充放电,在回路中形成交变电流,从而使电池内阻发热,达到对电池加热的效果。在第一开关闭合的情况下,还可以通过控制两个电机各自对应的电机控制器中不同开关管的通断,来切换更多不同的电路回路,以实现更多不同的功能。
本申请实施例还提供一种使用上述充放电电路的用电设备,用电设备可以为但不限于电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等。用电设备使用具备本申请公开的充放电电路,这样能够基于需求控制第一开关以及电机控制器中各开关管的通断,从而灵活切换充放电电路构成不同的电路回路,实现不同的功能。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电设备为车辆1000为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和电机300,控制器200用来控制电池100为电机300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
电池100还可以作为车辆1000的驱动电源,为车辆1000提供驱动动力。电机300将电池100输出的电能转换为机械能,从而驱动车辆1000移动。
在实际应用中电机300的数目可以为1个或2个等。本申请实施例提供的充放电电路适用于车辆1000具有一个电池100和两个电机300的情况。
请参照图2,示出了本申请的一些实施例提供的一种充放电电路的结构示意图,如图2所示,该充放电电路400包括供电模块1、第一驱动组件2、第二驱动组件3和第一开关4。
其中,供电模块1包括电池100,第一驱动组件2包括第一电机21,第二驱动组件3包括第二电机31。第一驱动组件2和第二驱动组件3并联在供电模块1的正极端与负极端之间。第一开关4的一端连接第一电机21的中性点,第一开关4的另一端连接第二电机31的中性点。
上述供电模块1用于为充放电电路400中的其他元器件供电,还可以用于为该充放电电路400所属的用电设备上的其他需要用电的元器件供电。供电模块1包括的电池100可以是单体电池、电池模组或电池包等。供电模块1包括的电池100可以是一个电池,也可以是多个电池串联和/或并联而成的规模更大的电池组。
第一驱动组件2和第二驱动组件3为能量转换模块,用于将电池输出电能转换为机械能。第一驱动组件2包括第一电机21,除第一电机21外还可以包括与第一电机21连接的第一电机控制器22。第二驱动组件3包括第二电机31,除第二电机31外还可以包括与第二电机31连接的第二电机控制器32。电机控制器用于将电池输出的直流电转变为电机需要的交流电,电机用于将输入的交流电的电能转换成机械能。其中,第一电机控制器22和第二电机控制器32在图1中未画出,在图7中标识出了第一电机控制器22和第二电机控制器32。
上述第一电机21和第二电机31可以为任意相数的电机,如可以为三相电机、四相电机、六相电机等。第一电机21与第二电机31的相数可以相等,也可以不相等。第一电机控制器22和第二电机31控制中均包括多个桥臂,第一电机控制器22包括的桥臂数目与第一电机21的相数相等,第二电机控制器32包括的桥臂数目与第二电机31的相数相等。每个桥臂中均包括上桥臂和下桥臂,第一电机控制器22中每个桥臂与第一电机21中每相绕组一一对应连接,桥臂中上下桥臂的连接点与第一电机21中对应的一相绕组连接。第二电机控制器32中的桥臂与第二电机31中的绕组的连接方式相同,不再赘述。上述桥臂中上下桥臂各设置一个开关管,该开关管可以为IGBT(Insulated Gate Bipolar Translator,绝缘栅门极晶体管)管。
第一开关4可以为继电器或IGBT管等,本申请实施例并不限制第一开关4选用的具体器件,能够实现导通或断开电路的功能,且能够通过信号自动控制其通断的器件均可用作第一开关4。
在本申请实施例提供的充放电电路400中,第一电机21与第一电机控制器22连接构成第一驱动组件2,第二电机31与第二电机控制器32连接构成第二驱动组件3。第一驱动组件2和第二驱动组件3并联在供电模块1的正负极之间。如此供电模块1中的电池100可以分别为第一电机21和第二电机31供电,第一电机21和第二电机31将电池100输出的电能分别转换为机械能,通过第一电机21和第二电机31为充放电电路400所属的用电设备提供驱动动力。
在该充放电电路400中,第一开关4连接在第一电机21的中性点和第二电机31的中性点之间。电机的中性点为电机中所有绕组的连接点,在第一电机21的中性点和第二电机31的中性点之间连接第一开关4。第一开关4断开的情况下,形成供电模块1两端并联第一驱动组件2与第二驱动组件3的电路回路,通过该电路结构供电模块1为第一驱动组件2和第二驱动组件3供电,第一驱动组件2中的第一电机21和第二驱动组件3中的第二电机31将电池100输出的电能转换为机械能,从而实现驱动用电设备移动的功能。
而在第一开关4闭合的情况下,形成供电模块1、第一驱动组件2和第二驱动组件3串联的电路回路。通过该电路结构可以实现供电模块1中的电池100与第一电机21和第二电机31中的绕组进行交替地充放电,在该电路回路中产生交变电流,从而使电池内阻发热,达到对电池加热的效果。
在第一开关4闭合的情况下,还可以通过控制第一电机控制器22中不同桥臂的通断,以及控制第二电机控制器32中不同桥臂的通断,来调节连入电路回路中的电机绕组的数目,实现更加多样的电路结构的变化,从而实现更多功能,满足用电设备不同方面的控制需求。
将第一电机21和第二电机31的中性点之间连接第一开关4,如此通过第一开关4可以切换第一电机21与第二电机31之间的连接关系,从而实现切换形成不同的电路回路,使得电路架构能够灵活变换电路结构,从而能够支持实现更多不同的功能。
在本申请的一些实施例中,如图3所示的充放电电路400的示意图中,第一电机21的中性点处设置有第一中性线端子5,第二电机31的中性点处设置有第二中性线端子6。第一开关4的一端通过高压线束与第一中性线端子5连接,第一开关4的另一端通过高压线束与第二中性线端子6连接。
在第一电机21的中性点处引出第一中性线端子5,在第二电机31的中性点处引出第二中性线端子6,如此能够很方便地通过导线将第一开关4连接在第一电机21的中性点与第二电机31的中性点之间。在接线时无需拆开第一电机21和第二电机31的外壳去寻找中性点的位置,提高了接线的便捷性和接线效率。
在本申请各实施例的基础上,如图3所示,该充放电电路400还包括储能元件7,该储能元件7连接在第一电机21的中性点与第二电机31的中性点之间的线路上,该储能元件7与第一开关4串联。
该储能元件7用于储存电能,在第一开关4闭合形成为电池100加热的充放电回路的场景下,在电池100放电的过程中,该储能元件7与第一电机21和第二电机31中的绕组一起储存电能。在电池100充电的过程中,该储能元件7与第一电机21和第二电机31中的绕组一起为电池100充电。
通过增加该储能元件7,在对电池100加热的场景下,该储能元件7与第一电机21和第二电机31中的绕组一起储存电能,能够增加整个电路系统的储能量,再将储存的电能回充给电池100,充电和放电交替进行实现对电池100加热。通过储能元件7能够提高在整个回路中产生的交变电流的大小,提高单位时间内电池内阻的产热量,加快电池加热速率。
在本申请一些实施例中,如图3所示,储能元件7包括至少一个电感L。至少一个电感L与第一开关4串联在第一电机21的中性点与第二电机31的中性点之间的线路上。图3示意性地画出了一个电感L。图4为第一电机21与第二电机31之间连接结构的局部电路示意图,图4中第一电机21与第二电机31均以三相电机进行示意,第一电机21包括A1、B1和C1三个绕组,第二电机31包括A2、B2和C2三个绕组。在图4中在第一电机21的中性点与第二电机31的中性点之间串联3个电感L1、L2和L3,本申请实施例对串联的电感的数目不作限制。
在第一电机21和第二电机31的中性点之间串联至少一个电感,通过串联的电感,能够增加电池加热场景下整个电路系统中电感的总感量,有助于提高充放电回路中产生的交流电流的大小,提高电池加热效率。
在本申请的另一些实施例中,该充放电电路400还包括至少一个第二开关8,第二开关8与至少一个电感L并联。第二开关8的数目可以小于或等于上述至少一个电感L的数目。第二开关8为可以通过信号自动控制通断的开关,如第二开关8可以为继电器或IGBT管等。
图5示意性地画出了两个第二开关K1和K2,其中K1与电感L1并联,K2与电感L2和L3的串联支路并联。本申请实施例对第二开关8的数目以及第二开关8与各电感之间的具体并联关系不作限制。
在第一开关4闭合的情况下,会有电流流经第一电机21的中性点与第二电机31的中性点之间的线路。在该线路上第二开关8与电感L并联,则第二开关8断开的情况下电流会流进电感L。而在第二开关8闭合的情况下,相当于电感L与一根导线并联,从而将该电感L短路掉,在这种情况下电流从与电感L并联的导线流过,不会流经该电感L。如此能够通过控制第二开关8的通断,灵活控制接入电路回路中的电感L的数量,从而实现整个电路系统电感L的总感量的灵活调整,以便通过开关的切换构成满足控制需求的电路回路,提高整个电路架构的灵活性,有助于整个电路架构实现更多的功能。
在本申请的一些实施例中,第一电机21的中性点与第二电机31的中性点之间连接的第二开关8与电感L可以是一一对应的,每个第二开关8均与各自对应的电感L并联。如图6所示,示意性地画出了三个第二开关K1、K2和K3,其中K1与电感L1并联,K2与电感L2并联,K3与电感L3并联。
在该实施例中,第一电机21的中性点与第二电机31的中性点之间串联的每个电感L都单独并联有一个第二开关8,如此能够进一步提高调整接入回路中的电感数目的灵活性。
在本申请实施例中,将第一电机21和第二电机31的中性线引出,在两者的中性点之间连接第一开关4,通过第一开关4可以切换第一电机21与第二电机31之间的连接关系,从而实现切换形成不同的电路回路,能够灵活变换电路结构,从而能够支持实现更多不同的功能。在两个电机中性点之间还可以串联多个电感,电感还可以并联开关,从而能够灵活调整接入充放电回路中的电感量,通过电路结构的调整来满足不同的电池加热需求。
上文对各个实施例 的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以相互参考,为了简洁,本文不再赘述。
本申请的一些实施例还提供一种电池控制电路,图7示出了电池控制电路9与上述充放电电路400连接的结构示意图,如图7所示该电池控制电路9包括第一正极连接器91、第二正极连接器92、第一负极连接器93和第二负极连接器94。第一正极连接器91与第二正极连接器92之间连接有正极线路10,第一负极连接器93与第二负极连接器94之间连接有负极线路11。
第一正极连接器91用于与上述各实施例提供充放电电路400中的电池100的正极端连接,第一负极连接器93用于与电池100的负极端连接。第二正极连接器92用于分别连接充放电电路400中的第一驱动组件2的第一端和第二驱动组件3的第一端。第二负极连接器94用于分别连接第一驱动组件2的第二端和第二驱动组件3的第二端。
第一驱动组件2的第一端为连接电池100正极的一端,第一驱动组件2的第二端为连接电池100负极的一端。第一驱动组件2包括第一电机控制器22,第一电机控制器22各桥臂的上桥臂连接至同一条导线上,该导线可以作为第一驱动组件2的第一端。第一电机控制器22各桥臂的下桥臂连接至同一条导线上,这条导线可以作为第一驱动组件2的第二端。第二驱动组件3的第一端为连接电池100正极的一端,第二驱动组件3的第二端为连接电池100负极的一端。第二驱动组件3包括第二电机控制器32,第二电机控制器32各桥臂的上桥臂连接至同一条导线上,该导线可以作为第二驱动组件3的第一端。第二电机控制器32各桥臂的下桥臂连接至同一条导线上,这条导线可以作为第二驱动组件3的第二端。
其中,图7中第一驱动组件2中包括的第一电机控制器22具有3个桥臂,第一电机21具有3个绕组。第二驱动组件3中包括的第二电机控制器32具有3个桥臂,第二电机31具有3个绕组。实际应用中两个电机可以为任意相数的电机,相应的电机控制器中桥臂的数目也可以为其他数目。
电池控制电路9用于控制电池100与第一驱动组件2以及第二驱动组件3的连接,如控制电池100与第一驱动组件2连通,或控制断开电池100与第一驱动组件2的连接;控制电池100与第二驱动组件3连通,或控制断开电池100与第二驱动组件3的连接。电池控制电路9还可以用于检测流经上述正极线路10或负极线路11的电流大小,或者检测电池100正负极两端的电压大小等。
具体地,第一驱动组件2中的第一电机控制器22的第一端与第二正极连接器92连接,第一电机控制器22的第二端与第二负极连接器94连接。第一电机控制器22中各桥臂的上桥臂共线连接,各上桥臂连接在一起并与第二正极连接器92连接。各桥臂的下桥臂共线连接,各下桥臂连接在一起并与第二负极连接器94连接。
第二驱动组件3中的第二电机控制器32的第一端与第二正极连接器92连接,第二电机控制器32的第二端与第二负极连接器94连接。第二电机控制器32中各桥臂的上桥臂共线连接,各上桥臂连接在一起并与第二正极连接器92连接。各桥臂的下桥臂共线连接,各下桥臂连接在一起并与第二负极连接器94连接。
在电池控制电路9中设置上述第一正极连接器91、第二正极连接器92、第一负极连接器93和第二负极连接器94。可以很方便地通过导线将电池100正负极连接到电池控制电路9上,以及很方便地将第一驱动组件2和第二驱动组件3连接到电池控制电路9上,提高了布线的便捷性。通过电池控制电路9可以实现对电池100与第一驱动组件2及第二驱动组件3的连接关系的控制,在电路出现异常的情况能够及时断开电池100与其他元器件的连接,以达到对电池100进行保护的效果。电池控制电路9可以实现对电池100的电流或电压等参数的检测,有助于实现更精确地电路控制,也能够基于检测的参数来判断电路是否出现异常。将该电池控制电路9应用于双电机架构电路中,能够实现通过电池控制电路9灵活切换电池100的正负极与其他电器元器件之间的连接关系,从而有助于实现更多的功能。
在本申请的一些实施例中,正极线路10上设置有主正开关12及与主正开关12并联的预充电路13,负极线路11上设置有主负开关14和电流传感器15,如图8示出的电池控制电路9的示意图所示。
其中,主正开关12可以为能够通过信号控制通断的开关,如主正开关12可以为继电器或IGBT管等,图8中示出的主正开关12处于闭合状态。预充电路13包括串联的预充开关及电阻R,该预充开关也可以为能够通过信号控制通断的开关,如可以为继电器或IGBT管等。该预充电路13可以用于在主正开关12与主负开关14闭合,电池100接入电路的瞬间,保护主正开关12和主负开关14,减少主正开关12和主负开关14因过流过热黏连损坏的情况发生。
如图7所示,第一驱动组件2包括的第一电机控制器22中存在与各桥臂并联的电容C1,第二驱动组件3包括的第二电机控制器32中存在与各桥臂并联的电容C2。该预充电路13还可以用于在电路出现过电压、过电流运行的情况下保护电容C1和C2,减少电容C1和C2被损坏的情况发生。负极线路11上设置的电流传感器15用于检测流经电池100的电流大小。
将预充电路13设置在正极线路10上,有助于为负极线路11处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过控制主正开关12和主负开关14能够导通电池100与其他部件之间的电路,或断开电池100与其他部件之间的电路,在电路出现故障的情况下能够方便地断开电池100与其他部件之间的电路,从而实现保护电池100的效果。通过电流传感器15能够检测流经电池100的电流大小,基于检测的电流有助于判断电路中是否出现故障,以及基于电流可以实现对一些控制流程的调整等。
在本申请的另一些实施例中,如图9所示,正极线路10上设置有主正开关12和电流传感器15。负极线路11上设置有主负开关14及与主负开关14并联的预充电路13。在图9中主正开关12和主负开关14均处于闭合状态。
图9所示的结构与图8所示的结构,不同之处在于将预充电路13设置在了负极线路11上,而将电流传感器15设置在正极线路10上。对于这两种实施方式,实际应用中可根据实际的产品布线需求决定将预充电路13设置在正极线路10还是负极线路11。如此设置有助于为正极线路10处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。
在本申请的一些实施例中,如图10所示的充放电电路400与电池控制电路9连接的结构示意图中,第二正极连接器92包括第一正极子连接器921和第二正极子连接器922;正极线路10包括第一正极支路101和第二正极支路102。第一正极子连接器921与第一正极连接器91之间连接第一正极支路101,第二正极子连接器922与第一正极连接器91之间连接第二正极支路102。第一正极子连接器921连接第一驱动组件2的第一端,第二正极子连接器连接第二驱动组件3的第一端。
通过该实施例将正极线路10分成第一正极支路101和第二正极支路102,并分别通过第一正极子连接器921连接第一驱动组件2的第一端,通过第二正极子连接器922连接第二驱动组件3的第一端。这样第一驱动组件2和第二驱动组件3分别连接到不同的连接器上,无需将第一驱动组件2第一端的导线和第二驱动组件3第一端的导线束在一起以连接到同一个连接器上,提高了接线的便捷性。且如此第一驱动组件2和第二驱动组件3单独接到不同的支路上,在其中一个驱动组件所在的支路或其中一个驱动组件故障的情况下,可以通过另一支路或另一个驱动组件正常运行来给用电设备提供动能,从而提高了电路运行的可靠性,提升整个电路架构的容错性能。
在上述电池控制电路9包括第一正极连接器91、第一正极子连接器921、第二正极子连接器922、第一负极连接器93以及第二负极连接器94的情况下,在一些实施例中,如图10所示,第一正极支路101上连接有第一支路开关16和电流传感器15,第二正极支路102上连接第二支路开关17和电流传感器15。负极线路11上设置有主负开关14及与主负开关14并联的预充电路13。
将预充电路设置在负极线路11上,有助于为正极线路10处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过第一支路开关16和第二支路开关17的设置,使得第一驱动组件2和第二驱动组件3与电池100正极的连接相互独立,其中一个驱动组件故障的情况下不会影响另一个驱动组件的运行,提升了整个电路结构的容错性能。
在本申请的另一些实施例中,如图11所示的充放电电路400与电池控制电路9连接的结构示意图中,第一正极支路101上连接有第一支路开关16,第二正极支路102上连接预充电路13,且预充电路13与第一支路开关16并联,第二正极支路102上预充电路13与第二正极子连接器922之间还连接有第二支路开关17。负极线路11上设置有主负开关14和电流传感器15。其中,第一正极支路101上的电路结构也可以与第二正极支路102上的电路结构互换。
将预充电路13设置在第二正极支路102上,有助于为负极线路11处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过控制第一支路开关16能够导通或断开电池100与第一驱动组件2之间的电路,通过控制第二支路开关17能够导通或断开电池100与第二驱动组件3之间的电路,在第一驱动组件2出现故障的情况下能够控制第一支路开关16断开,达到保护电池100的效果。在第二驱动组件3出现故障的情况下能够控制第二支路开关17断开,也能达到保护电池100的效果。且第一驱动组件2和第二驱动组件3与正极的连接相互独立,其中一个驱动组件故障的情况下不会影响另一个驱动组件的运行,提升了整个电路结构的容错性能。
在本申请的一些实施例中,如图12所示的充放电电路400与电池控制电路9连接的结构示意图中,第二负极连接器94包括第一负极子连接器941和第二负极子连接器942;负极线路11包括第一负极支路111和第二负极支路112。第一负极子连接器941与第一负极连接器93之间连接第一负极支路111,第二负极子连接器942与第一负极连接器93之间连接第二负极支路112。第一负极子连接器941连接第一驱动组件2的第二端,第二负极子连接器942连接第二驱动组件3的第二端。
通过该实施例将负极线路11分成第一负极支路111和第二负极支路112,并分别通过第一负极子连接器941连接第一驱动组件2的第二端,通过第二负极子连接器942连接第二驱动组件3的第二端。这样第一驱动组件2和第二驱动组件3的第二端分别连接到不同的连接器上,无需将第一驱动组件2第二端的导线和第二驱动组件3第二端的导线束在一起以连接到同一个连接器上,提高了接线的便捷性。
在上述电池控制电路9包括第一正极连接器91、第二正极连接器92、第一负极连接器93、第一负极子连接器941以及第二负极子连接器942的情况下,在一些实施例中,如图12所示,第一负极支路111上连接有第三支路开关18,第二负极支路112上连接预充电路13,且预充电路13与第三支路开关18并联;第二负极支路112上预充电路13与第二负极子连接器942之间还连接有第四支路开关19。正极线路10上设置有主正开关12和电流传感器15。其中,第一负极支路111上的电路结构也可以与第二负极支路112上的电路结构互换。
将预充电路13设置在第二负极支路112上,有助于为正极线路10处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过控制第三支路开关18能够导通或断开电池100与第一驱动组件2之间的电路,通过控制第四支路开关19能够导通或断开电池100与第二驱动组件3之间的电路,在第一驱动组件2出现故障的情况下能够控制第三支路开关18断开,达到保护电池100的效果。在第二驱动组件3出现故障的情况下能够控制第四支路开关19断开,也能达到保护电池100的效果。且第一驱动组件2和第二驱动组件3与负极的连接相互独立,其中一个驱动组件故障的情况下不会影响另一个驱动组件的运行,提升了整个电路结构的容错性能。
在本申请的另一些实施例中,如图13所示的充放电电路400与电池控制电路9连接的结构示意图中,第一负极支路111上连接有第三支路开关18和电流传感器15,第二负极支路112上连接第四支路开关19和电流传感器15。正极线路10上设置有主正开关12及与主正开关12并联的预充电路13。
如此设置有助于为负极线路11处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过第三支路开关18和第四支路开关19的设置,使得第一驱动组件2和第二驱动组件3与正极的连接相互独立,其中一个驱动组件故障的情况下不会影响另一个驱动组件的运行,提升了整个电路结构的容错性能。
在本申请的一些实施例中,如图14所示的充放电电路400与电池控制电路9连接的结构示意图中,第二正极连接器92包括第一正极子连接器921和第二正极子连接器922;第二负极连接器94包括第一负极子连接器941和第二负极子连接器942;第一正极子连接器921与第一正极连接器91之间连接有第一正极支路101,第二正极子连接器922与第一正极连接器91之间连接有第二正极支路102。第一负极子连接器941与第一负极连接器93之间连接有第一负极支路111,第二负极子连接器942与第一负极连接器93之间连接有第二负极支路112。第一正极子连接器921连接第一驱动组件2的第一端,第二正极子连接器922连接第二驱动组件3的第一端。第一负极子连接器941连接第一驱动组件2的第二端,第二负极子连接器942连接第二驱动组件3的第二端。
在该实施例中,电池控制电路9共有第一正极连接器91、第一正极子连接器921、第二正极子连接器922、第一负极连接器93、第一负极子连接器941和第二负极子连接器942共六个连接器。第一驱动组件2通过第一正极子连接器921和第一负极子连接器941连接到电池控制电路9,从而与电池100连接。第二驱动组件3通过第二正极子连接器922和第二负极子连接器942连接到电池控制电路9,从而与电池100连接。在这种连接结构中,第一驱动组件2与第二驱动组件3相当于分别通过相互独立的电路支路连接到电池100。一方面电路中线路的布置及连接会更加有条理。另一方面,其中一个支路出现故障的情况下不会影响另一个支路的运行,进而能够使用电设备在某个支路故障的情况下仍能够保持设备的可用性,提高电路架构的容错能力。
在一些实施例中,如图14所示,第一正极支路101上连接有第一支路开关16,第二正极支路102上连接预充电路13,且预充电路13与第一支路开关16并联,第二正极支路102上预充电路13与第二正极子连接器922之间还连接有第二支路开关17。第一负极支路111上连接有第三支路开关18和电流传感器15,第二负极支路112上连接第四支路开关19和电流传感器15。
在该实施例中,将预充电路13设置在第二正极支路102上,有助于为负极线路11处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过控制第一支路开关16或第三支路开关18能够导通或断开电池100与第一驱动组件2之间的电路,通过控制第二支路开关17或第四支路开关19能够导通或断开电池100与第二驱动组件3之间的电路。在第一驱动组件2出现故障的情况下能够控制第一支路开关16和/或第三支路开关18断开,达到保护电池100的效果。在第二驱动组件3出现故障的情况下能够控制第二支路开关17和/或第四支路开关19断开,也能达到保护电池100的效果。通过第一负极支路111上的电流传感器15能够检测第一驱动组件2所在的电路支路上电流大小,检测的电流大小有助于判断第一驱动组件2所在的电路支路是否出现故障。通过第二负极支路112上的电流传感器15能够检测第二驱动组件3所在的电路支路上电流大小,检测的电流大小有助于判断第二驱动组件3所在的电路支路是否出现故障。
在另一些实施例中,如图15所示的充放电电路400与电池控制电路9连接的结构示意图中,第一正极支路101上连接有第一支路开关16和电流传感器15,第二正极支路102上连接第二支路开关17和电流传感器15。第一负极支路111上连接有第三支路开关18,第二负极支路112上连接预充电路13,且预充电路13与第三支路开关18并联,第二负极支路112上预充电路13与第二负极子连接器942之间还连接有第四支路开关19。
在该实施例中,将预充电路13设置在第二负极支路112上,有助于为正极线路10处留出更多的空间,以便设置其他元器件或者在留出的空间中布线。通过该电路结构能够便捷地控制第一驱动组件2及第二驱动组件3与电池100之间的连接关系。在第一驱动组件2和/或第二驱动组件3出现故障的情况下通过开关控制,能够断开电池100与出现故障的部件之间的连接关系,达到保护电池100的效果。
在本申请的一些实施例中,电池控制电路9可以设置成电池主控箱的形式,上述各实施例中提及的连接器可以设置在电池主控箱的外表面上,正极线路10及负极线路11等线路可以设置在电池主控箱内部,如此使得电路的线路设置更加有条理。
在本申请实施例中,电池控制电路中预充电路的设置位置以及电池控制电路上连接器的设置方式,使得电池控制电路与充放电电路连接的情况下整个电路结构的部件设置及布线更加条理,且第一驱动组件和第二驱动组件能够单独接到不同的支路上,在其中一个驱动组件所在的支路或其中一个驱动组件故障的情况下,可以通过另一支路或另一个驱动组件正常运行来给用电设备提供动能,从而提高了电路运行的可靠性,提升整个电路架构的容错性能。基于电池控制电路能够灵活调整电池正负极与电路中其他元器件之间的连接关系,从而能够通过电路结构的调整来实现更多不同的电路功能。
上文对各个实施例 的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以相互参考,为了简洁,本文不再赘述。
下面以一个具体实例说明本申请实施例提供的充放电电路400,如图16所示的充放电电路400与电池控制电路9连接的结构示意图中,该充放电电路400包括一个电池,该电池的正极端连接电池控制电路9的第一正极连接器91,该电池的负极端连接电池控制电路9的第一负极连接器93。该电池控制电路9上还设置有第一正极子连接器921和第二正极子连接器922,第一正极连接器91与第一正极子连接器921之间的第一正极支路101上连接有第一支路开关16。第一正极连接器91与第二正极子连接器922之间的第二正极支路102上连接有预充电路13和第二支路开关17。其中,预充电路13与第一支路开关16并联。预充电路13包括串联的开关K3和电阻R。
该电池控制电路9上还设置有第一负极子连接器941和第二负极子连接器942,第一负极连接器93与第一负极子连接器941之间的第一负极支路111上连接有第三支路开关18和电流传感器15。第一负极连接器93与第二负极子连接器942之间的第二负极支路112上连接有第四支路开关19和电流传感器15。
第一正极子连接器921与第一电机控制器22中各桥臂的上桥臂的共线连接点连接,第一负极子连接器941与第一电机控制器22中各桥臂的下桥臂的共线连接点连接。第一电机控制器22中各桥臂还与电容C1并联。图16中,第一电机控制器22包括3个桥臂,对应的第一电机21具有3个绕组。3个桥臂的上下桥臂的连接点分别与3个绕组一一对应连接。
第二正极子连接器922与第二电机控制器32中各桥臂的上桥臂的共线连接点连接,第二负极子连接器942与第二电机控制器32中各桥臂的下桥臂的共线连接点连接。第二电机控制器32中各桥臂还与电容C2并联。图16中,第二电机控制器32包括3个桥臂,对应的第二电机31具有3个绕组。3个桥臂的上下桥臂的连接点分别与3个绕组一一对应连接。
第一电机21的中性点处引出有第一中性线端子5,第二电机31的中性点处引出有第二中性线端子6。第一中性线端子5与第二中性线端子6之间串联有电感L1、L2和L3以及第一开关4。电感L1、L2和L3分别并联有开关K1、K2和K3。
以该充放电电路400所属的用电设备为电动车辆为例,在图16所示的电路结构中,断开第一开关4,则第一电机21和第二电机31并联,通过构成的电路回路能够驱动电动车辆行驶,在此种情况下电动车辆可以处于行车模式,可以进行正常的行车工况。
在第一开关4闭合的情况下,控制第一电机控制器22和第二电机控制器32中桥臂的通断,使第一电机21和第二电机31串联,与电池100之间构成充放电回路,实现对电池100加热。
如图16所示,第一开关4闭合的情况下,通过控制第一电机控制器22中的IGBT开关管V1、V2、V3以及第二电机控制器32中的开关管V10、V11、V12导通,控制第一电机控制器22中的V4、V5、V6和第二电机控制器32中的V7、V8、V9断开,则电流先通过第一电机21,再流经第一开关4所在的线路,最后经过第二电机31到电池100的负极形成电池的放电回路。电池放电一段时间后,再控制V4、V5、V6和V7、V8、V9导通,控制V1、V2、V3和V10、V11、V12断开,则电流先通过第一电机21,再流经第一开关4所在的线路,最后经过第二电机31到电池100的正极形成电池的充电回路。通过控制交替行成电池的放电回路和充电回路,可以实现脉冲加热的功能,即利用第一电机21的IGBT开关管作为主控开关,三相绕组作为三相电感。第二电机31的IGBT开关管作为辅控开关,绕组作为串联电感,实现电池100的脉冲加热。
在另一种方式中,第一开关4闭合时,通过控制开关管V7、V8、V9和V4、V5、V6通路,V1、V2、V3和V10、V11、V12断路,则电流先通过第二电机31,再流经第一开关4所在的线路,最后经过第一电机21到电池负极形成电池的放电回路。电池放电一段时间后,再控制开关管V7、V8、V9和V4、V5、V6断路,V1、V2、V3和V10、V11、V12通路,则电流先通过第二电机31,再流经第一开关4所在的线路,最后经过第一电机21到电池正极形成电池的充电回路,如此也可以实现电池100的脉冲加热。
第一开关4闭合的情况下,以第一电机21的IGBT开关管作为主控开关的情况下,第二电机31的IGBT开关管作为辅控开关,可以控制辅控开关中任意数目个桥臂的上桥臂或下桥臂导通,以与第一电机21的IGBT开关管配合形成电池的充电回路或放电回路。通过控制两个电机的电机控制器中各桥臂的通断,能够形成多种不同的充放电回路。
考虑到空间布置等,还可以通过将图16中设置在正极线路处的预充电路13调整至负极线路处来实现新的系统架构。
图16所示的充放电电路400的结构仅作为一个示例,实际应用中充放电电路400的结构可以为上述任意实施例提供的结构,或上述任意实施例之间相互组合而成的电路结构。
在图16所示的电路结构中,将第一电机21和第二电机31的中性线引出,在两者的中性点之间连接第一开关4,通过第一开关4可以切换第一电机21与第二电机31之间的连接关系,从而实现切换形成不同的电路回路,能够灵活变换电路结构,从而能够支持实现更多不同的功能。在两个电机中性点之间还可以串联多个电感,电感还可以并联开关,从而能够灵活调整接入充放电回路中的电感量,通过电路结构的调整来满足不同的电池加热需求。且电池控制电路9中预充电路13的设置位置以及电池控制电路9上连接器的设置方式,使得整个电路结构的部件设置及布线更加条理,且整个电路结构的容错性能更好,提高了电路的安全性。
上文对各个实施例 的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以相互参考,为了简洁,本文不再赘述。
本申请的一些实施例还提供一种用电设备,如图17所示,该用电设备包括控制装置20、上述任一实施例提供的充放电电路400以及任一实施例提供的电池控制电路9;电池控制电路9与充放电电路400连接。控制装置20与充放电电路400及电池控制电路9中的开关元件通信连接,该开关元件至少包括第一电机21的中性点与第二电机31的中性点之间连接的第一开关4。
上述开关元件还可以包括电池控制电路9中设置的各个开关或第一电机控制器22和第二电机控制器32各桥臂中的开关。控制装置20可以为电机控制器、整车控制器或域控制器等。该用电设备可以为包括单电池和双电机的任意设备,如电动车辆、电动船舶或飞行器等。
通过该控制装置20对充放电电路400中开关元件的自动控制,通过关闭或打开开关元件,实现不同电路回路之间的灵活切换,从而能够实现更多功能,提高充放电电路控制的灵活性及容错性能,增多整个电路架构能够实现的功能,提高用电设备的性能。
上文对各个实施例 的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以相互参考,为了简洁,本文不再赘述。
需要说明的是:
术语“模块”并非意图受限于特定物理形式。取决于具体应用,模块可以实现为硬件、固件、软件和/或其组合。此外,不同的模块可以共享公共组件或甚至由相同组件实现。不同模块之间可以存在或不存在清楚的界限。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示例一起使用。根据上面的描述,构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外,本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白,可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容,并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。
应该理解的是,虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示,但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明,这些步骤的执行并没有严格的顺序限制,其可以以其他的顺序执行。而且,附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段,这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成,而是可以在不同的时刻执行,其执行顺序也不必然是依次进行,而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上实施例仅表达了本申请的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (18)
1.一种充放电电路,其特征在于,包括:供电模块、第一驱动组件、第二驱动组件和第一开关;所述供电模块包括电池,所述第一驱动组件包括第一电机,所述第二驱动组件包括第二电机;
所述第一驱动组件和所述第二驱动组件并联在所述供电模块的正极端与负极端之间;
所述第一开关的一端连接所述第一电机的中性点,所述第一开关的另一端连接所述第二电机的中性点;
所述第一电机的中性点处设置有第一中性线端子,所述第二电机的中性点处设置有第二中性线端子;
所述第一开关的一端通过高压线束与所述第一中性线端子连接,所述第一开关的另一端通过高压线束与所述第二中性线端子连接。
2.根据权利要求1所述的充放电电路,其特征在于,所述充放电电路还包括储能元件;
所述储能元件连接在所述第一电机的中性点与所述第二电机的中性点之间的线路上,所述储能元件与所述第一开关串联。
3.根据权利要求2所述的充放电电路,其特征在于,所述储能元件包括至少一个电感;
所述至少一个电感与所述第一开关串联在所述第一电机的中性点与所述第二电机的中性点之间的线路上。
4.根据权利要求3所述的充放电电路,其特征在于,所述充放电电路还包括至少一个第二开关,所述第二开关与至少一个所述电感并联。
5.根据权利要求4所述的充放电电路,其特征在于,所述第二开关与所述电感一一对应,每个第二开关均与各自对应的电感并联。
6.一种电池控制电路,其特征在于,包括第一正极连接器、第二正极连接器、第一负极连接器和第二负极连接器;
所述第一正极连接器与所述第二正极连接器之间连接有正极线路,所述第一负极连接器与所述第二负极连接器之间连接有负极线路;
所述第一正极连接器用于与权利要求1-5任一项所述的充放电电路中的所述电池的正极端连接,所述第一负极连接器用于与所述电池的负极端连接;
所述第二正极连接器用于分别连接所述充放电电路中的所述第一驱动组件的第一端和所述第二驱动组件的第一端;
所述第二负极连接器用于分别连接所述第一驱动组件的第二端和所述第二驱动组件的第二端。
7.根据权利要求6所述的电池控制电路,其特征在于,
所述正极线路上设置有主正开关及与所述主正开关并联的预充电路;
所述负极线路上设置有主负开关和电流传感器。
8.根据权利要求6所述的电池控制电路,其特征在于,
所述正极线路上设置有主正开关和电流传感器;
所述负极线路上设置有主负开关及与所述主负开关并联的预充电路。
9.根据权利要求6所述的电池控制电路,其特征在于,所述第二正极连接器包括第一正极子连接器和第二正极子连接器;所述正极线路包括第一正极支路和第二正极支路;
所述第一正极子连接器与所述第一正极连接器之间连接所述第一正极支路,所述第二正极子连接器与所述第一正极连接器之间连接所述第二正极支路;
所述第一正极子连接器连接所述第一驱动组件的第一端,所述第二正极子连接器连接所述第二驱动组件的第一端。
10.根据权利要求9所述的电池控制电路,其特征在于,
所述第一正极支路上连接有第一支路开关,所述第二正极支路上连接预充电路,且所述预充电路与所述第一支路开关并联;所述第二正极支路上所述预充电路与所述第二正极子连接器之间还连接有第二支路开关;
所述负极线路上设置有主负开关和电流传感器。
11.根据权利要求9所述的电池控制电路,其特征在于,
所述第一正极支路上连接有第一支路开关和电流传感器,所述第二正极支路上连接第二支路开关和电流传感器;
所述负极线路上设置有主负开关及与所述主负开关并联的预充电路。
12.根据权利要求6所述的电池控制电路,其特征在于,所述第二负极连接器包括第一负极子连接器和第二负极子连接器;所述负极线路包括第一负极支路和第二负极支路;
所述第一负极子连接器与所述第一负极连接器之间连接所述第一负极支路,所述第二负极子连接器与所述第一负极连接器之间连接所述第二负极支路;
所述第一负极子连接器连接所述第一驱动组件的第二端,所述第二负极子连接器连接所述第二驱动组件的第二端。
13.根据权利要求12所述的电池控制电路,其特征在于,
所述第一负极支路上连接有第三支路开关,所述第二负极支路上连接预充电路,且所述预充电路与所述第三支路开关并联;
所述正极线路上设置有主正开关和电流传感器。
14.根据权利要求12所述的电池控制电路,其特征在于,
所述第一负极支路上连接有第三支路开关和电流传感器,所述第二负极支路上连接第四支路开关和电流传感器;
所述正极线路上设置有主正开关及与所述主正开关并联的预充电路。
15.根据权利要求6所述的电池控制电路,其特征在于,所述第二正极连接器包括第一正极子连接器和第二正极子连接器;所述第二负极连接器包括第一负极子连接器和第二负极子连接器;
所述第一正极子连接器与所述第一正极连接器之间连接有第一正极支路,所述第二正极子连接器与所述第一正极连接器之间连接有第二正极支路;
所述第一负极子连接器与所述第一负极连接器之间连接有第一负极支路,所述第二负极子连接器与所述第一负极连接器之间连接有第二负极支路;
所述第一正极子连接器连接所述第一驱动组件的第一端,所述第二正极子连接器连接所述第二驱动组件的第一端;
所述第一负极子连接器连接所述第一驱动组件的第二端,所述第二负极子连接器连接所述第二驱动组件的第二端。
16.根据权利要求15所述的电池控制电路,其特征在于,
所述第一正极支路上连接有第一支路开关,所述第二正极支路上连接预充电路,且所述预充电路与所述第一支路开关并联;
所述第一负极支路上连接有第三支路开关和电流传感器,所述第二负极支路上连接第四支路开关和电流传感器。
17.根据权利要求16所述的电池控制电路,其特征在于,
所述第一正极支路上连接有第一支路开关和电流传感器,所述第二正极支路上连接第二支路开关和电流传感器;
所述第一负极支路上连接有第三支路开关,所述第二负极支路上连接预充电路,且所述预充电路与所述第三支路开关并联。
18.一种用电设备,其特征在于,包括控制装置、权利要求1-5任一项所述的充放电电路以及权利要求6-17任一项所述的电池控制电路;
所述充放电电路与所述电池控制电路连接;
所述控制装置与所述充放电电路及所述电池控制电路中的开关元件通信连接,所述开关元件至少包括所述充放电电路中的第一开关。
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