JP6400692B2

JP6400692B2 - 電気自動車の電力システム及び電気自動車

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Publication number: JP6400692B2
Application number: JP2016522240A
Authority: JP
Inventors: ヤン、グァンミン; リウ、ジアン; ユ、イロン
Original assignee: BYD Co Ltd
Current assignee: BYD Co Ltd
Priority date: 2013-06-28
Filing date: 2014-06-30
Publication date: 2018-10-03
Anticipated expiration: 2034-06-30
Also published as: JP2016525326A; KR20160021443A; WO2014206368A1; CN104249629A; EP3014733A4; CN104249629B; KR101921389B1; US10166882B2; US20160152151A1; EP3014733A1

Description

本出願は、２０１３年６月２８日に国家知識産権局に出願された中華人民共和国特許出願第２０１３１０２６８８１４．９号の優先権を主張し、且つ、利益を享受するが、その全体の内容がここにおいて、参照により取り込まれる。

本開示の実施形態は、一般的に、電気自動車の分野に関し、より具体的には、電気自動車の電力システム、当該電力システムを有する電気自動車及び当該電気自動車の電源電池の充電方法に関する。

ますます世界的に深刻なエネルギー危機では、エネルギーを節約し、且つ、汚染を低減するという長所を有する電気自動車は、大きな注目を集めている。電気自動車の電源電池は、大量のエネルギーを蓄え得る。高い放電率（５から１０Ｃ）、安定した放電電圧、使用上の安全性、長い耐用年数及び低い環境汚染といった多数の長所のため、現在、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）電池が、電気自動車の電源電池として広く採用されている。しかし、車載電源電池として使用されるリン酸鉄リチウム電池が低温環境で動作するとき、電池が充電されるのが困難であるほど、当該電池の内部抵抗が高くなり過ぎる。

本開示の実施形態は、関連技術に存在する問題の少なくとも一つを、少なくともある程度、解決しようとする。

本開示の第１の広範な観点に関する実施形態によれば、電気自動車の電力システムが提供される。前記システムは、電源電池と、充放電ソケットと、前記電源電池の第１端子に接続された第１ＤＣ端子及び前記電源電池の第２端子に接続された第２ＤＣ端子を有する双方向ＤＣ−ＤＣモジュールであって、前記第１ＤＣ端子は当該双方向ＤＣ−ＤＣモジュールへの入力及び当該双方向ＤＣ−ＤＣモジュールからの出力の共通端子である、双方向ＤＣ−ＤＣモジュールと、前記電源電池の前記第２端子に接続された第１端子及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの第３ＤＣ端子に接続された第２端子を有する駆動制御スイッチと、前記駆動制御スイッチの前記第２端子に接続された第１ＤＣ端子及び前記電源電池の前記第１端子に接続された第２ＤＣ端子を有する双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと、モータと、前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子に接続された第１端子及び前記モータに接続された第２端子を有するモータ制御スイッチと、前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記ＡＣ端子に接続された第１端子及び前記充放電ソケットに接続された第２端子を有する充放電制御モジュールと、前記電源電池に接続され、前記電源電池の温度を検知するように構成された電池マネージャと、前記駆動制御スイッチの第３端子、前記モータ制御スイッチの第３端子、前記充放電制御モジュールの第３端子及び電池マネージャにそれぞれ接続され、且つ、前記電力システムが充放電モードに入るように制御するために、前記駆動制御スイッチ、前記モータ制御スイッチ及び前記充放電制御モジュールを制御し、且つ、前記電源電池の温度が所定の温度未満であるときには、前記電源電池を加熱するために、前記電源電池を制御してパルスモードで充放電するように構成された制御モジュールと、を備える。

本開示の実施形態による電気自動車の電力システムで、電気自動車の電源電池は、迅速に、効率的に、且つ、必要な時間及び場所で充電され、充電時間を節約できるように、家庭用（ｃｉｖｉｌ）又は産業用ＡＣ（交流）のグリッドを介して、高電力で充電され得る。さらに、電源電池の温度が低い場合には、電源電池は、当該電源電池を加熱して、電源電池の温度を上昇させ、電源電池を活性化させるために、パルスモードで充放電するように制御され得る。そして、その後、電源電池は、通常モードで充放電され得る。加えて、本開示の実施形態による電力システムは、低コスト、低エネルギー消費及び高信頼性という長所を有する。

本開示の第２の広範な側面に関する実施形態によれば、電気自動車が提供される。当該電気自動車は、上記の電力システムを含む。電気自動車は、迅速に、効率的に、且つ、必要な時間及び場所で充電され、充電時間を節約できるように、三相又は単相電力を介して、高電力で充電され得る。さらに、電源電池の温度が低い場合には、電源電池は、当該電源電池を加熱して、電源電池の温度を上昇させ、電源電池を活性化させるために、パルスモードで充放電するように制御され得る。そして、その後、電源電池は、通常モードで充放電され得る。加えて、本開示の実施形態による電気自動車は、低コスト、低エネルギー消費及び高信頼性という長所を有する。

本開示の第３の広範な側面に関する実施形態によれば、電気自動車の電源電池の充電方法が提供される。当該方法は、前記電気自動車の電力システムが充放電モードのとき、前記電源電池の温度を検知することと、前記電源電池の温度が所定の温度未満であるとき、前記電源電池を加熱するために、前記電源電池をパルスモードで充放電するように制御することと、を含む。

本開示の実施形態による電気自動車の電源電池の充電方法で、電源電池の温度が低い場合には、電源電池は、当該電源電池を加熱して、電源電池の温度を上昇させ、電源電池を活性化させるために、パルスモードで充放電するように制御され得る。そして、その後、電源電池は、通常モードで充放電され得る。本開示の実施形態による電源電池の充電方法は、単純であり、且つ、信頼性がある。

本開示の追加的な観点及び利点は、以下の記載の部分において与えられ、以下の記載の部分において明確になるか、又は、本開示の実施形態の実施から理解されるであろう。

本開示の実施形態のこれら及び他の観点及び利点は、添付図面を参照してなされた以下の記載から、明確になり、より容易に理解されるであろう。

本開示の実施形態による電気自動車の電力システムの概略図である。本開示の実施形態による電気自動車の電力システムの回路図である。本開示の実施形態による電気自動車の電力システムの概略図である。本開示の実施形態による制御モジュールの概略図である。本開示の実施形態による制御モジュールにおけるＤＳＰ（デジタルシグナルプロセッサ）と周辺ハードウェアとの間のインタフェースを説明する概略図である。本開示の実施形態による電気自動車の電力システムの機能を判別するフローチャートである。本開示の実施形態によるモータ駆動制御機能を実行する電気自動車の電力システムを説明する概略図である。本開示の実施形態による電気自動車の電力システムの充放電機能を開始するか否かを判別するフローチャートである。充電モードにおける本開示の実施形態による電気自動車の電力システムを制御するフローチャートである。電気自動車の充電が終了した場合の、本開示の実施形態による電気自動車の電力システムを制御するフローチャートである。本開示の実施形態による電気自動車と電源供給装置との間の回路接続を説明する概略図である。本開示の実施形態による２つの並列に接続された電力システムによる電気自動車の充電の概略図である。本開示の実施形態による電気自動車の充電を制御する方法のフローチャートである。本開示の実施形態による充放電ソケットの概略図である。本開示の実施形態によるオフグリッドの負荷時放電プラグの概略図である。本開示の実施形態による電気自動車の電力搬送通信システムのブロック図である。本開示の実施形態による電力搬送通信装置のブロック図である。本開示の実施形態による８つの電力搬送通信装置とそれらに対応する制御装置との間の通信を説明する概略図である。本開示の実施形態による電力搬送通信システムによるデータ受信方法のフローチャートである。本開示の実施形態による電気自動車の電力システムの収納（ｈｏｕｓｅ）の概略図である。本開示の実施形態による電気自動車の電源電池の充電方法のフローチャートである。本開示の別の実施形態による電気自動車の電源電池の充電方法のフローチャートである。

本開示の実施形態を詳細に参照する。本開示の実施形態は、図面で説明されるが、その中で、同一又は類似の要素及び同一又は類似の機能を有する要素は、説明全体で同様の参照数字によって示される。ここで図面に従い記載された実施形態は、説明的且つ例示的であり、本開示を限定するように解釈されない。

以下の記載は、本開示の異なる構造を達成するために構成された複数の実施形態又は例を提供する。本開示の公開を単純化するため、特定の実施形態の構成要素及び配置が以下に説明されるが、それらは単に説明のためであり、本開示を限定するように解釈されない。加えて、本開示は、異なる実施形態において、単純さと明確さという目的のため、参照数字及び／又は文字を繰り返すかもしれないが、繰り返しは、複数の実施形態及び／又は配置の関係を示さない。さらに、実施形態の記載において、第１の特徴の「上の」（ａｂｏｖｅ）、第２の特徴という構造は、直接接する第１及び第２の特徴によって形成された実施形態を含んでいてもよく、第１と第２の特徴とが直接接していない、第１と第２の特徴との間に形成された別の実施形態を含んでいてもよい。

本開示の実施形態において、そうでないことが指定され、又は、限定されない限り、取り付けられ（ｍｏｕｎｔｅｄ）、接続され（ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）及び結合され（ｃｏｕｐｌｅｄ）という用語は、電子接続又は機械接続、２つの要素間の内部通信、直接接続又は媒介を介した間接接続など、広く理解され得ることに注意されたい。この技術分野における通常の知識を有する者は、本開示における特定の意味を特定の状況に従って理解すべきである。

以下の記載及び図面の参照で、本開示の実施形態のこれら及び他の観点が鮮明になる。明細書の記載及び図面において、本開示による実施形態の本質の意義を説明するために複数の特定の実施形態が記載されるが、本開示による実施形態の範囲は限定されないことが理解されるべきである。反対に、本開示の実施形態は、付属の請求の範囲の精神及び原則の範囲内にある全ての変化、代替及び変形を含む。

電気自動車の電力システム、当該電力システムを有する電気自動車及び電気自動車の電源電池の充電方法が、図面を参照して以下で説明される。

図１に示されているように、本開示の実施形態による電気自動車の電力システムは、電源電池１０と、充放電ソケット２０と、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０と、駆動制御スイッチ４０と、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０と、モータＭと、モータ制御スイッチ６０と、充放電制御モジュール７０と、電池マネージャ１０８と、制御モジュール８０と、を含む。

双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０は、電源電池１０の第１端子に接続された第１ＤＣ端子ａ１及び電源電池１０の第２端子に接続された第２ＤＣ端子ａ２を有する。第１ＤＣ端子ａ１は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の入力及び出力のための共通の端子である。駆動制御スイッチ４０は、電源電池１０の第２端子に接続された第１端子及び双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第３ＤＣ端子ａ３に接続された第２端子を有する。双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０は、駆動制御スイッチ４０の第２端子に接続された第１ＤＣ端子ｂ１及び電源電池１０の第１端子に接続された第２ＤＣ端子ｂ２を有する。モータ制御スイッチ６０は、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０のＡＣ端子ｃに接続された第１端子及び電気自動車のモータＭに接続された第２端子を有する。充放電制御モジュール７０は、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０のＡＣ端子ｃに接続された第１端子及び充放電ソケット２０に接続された第２端子を有する。電池マネージャ１０８は、電源電池１０に接続され、当該電源電池１０の温度を検知するように構成される。制御モジュール８０は、駆動制御スイッチ４０の第３端子、モータ制御スイッチ６０、充放電制御モジュール７０及び電池マネージャ１０８にそれぞれ接続され、且つ、電力システムが充放電モードに入るよう制御するために、駆動制御スイッチ４０、モータ制御スイッチ６０及び充放電制御モジュール７０を制御し、且つ、電源電池１０の温度が所定の温度未満であるとき、電源電池１０を加熱するために、電源電池１０をパルスモードで充放電するように制御するように構成される。

本開示の一実施形態において、電源電池１０の温度が所定の温度以上であるとき、制御モジュール８０は、さらに、電源電池１０を加熱することを停止するために、電源電池１０がパルスモードで充放電することを停止するように制御し、且つ、電源電池１０が通常モードで充放電するように制御するように構成される。

言い換えると、本開示の実施形態において、充電ガンが電気自動車に挿入され、充電検知が完了した後、制御モジュール８０は、電力システムを充放電モードに切り替えるように制御する。そして、その後、電池マネージャ１０８は、電源電池１０の温度を検知する。もし電源電池１０の温度が所定の温度未満であるときには、電源電池加熱機能が開始され、電源電池１０は、パルスモードで充放電される。すなわち、電源電池の内部抵抗を発熱させて電源電池１０を加熱するために、グリッド接続電力供給及びＡＣ充電が電力システムに実装されている。電源電池１０の温度が所定の温度に達したとき、制御モジュール８０は、電源電池１０を加熱することを停止するために、電源電池１０がパルスモードで充放電することを停止するように制御し、且つ、電源電池１０が通常モードで充放電するように制御する。

本開示の実施形態において、電力システムの動作モードは、駆動モード及び充放電モードを含む。言い換えると、電気自動車の動作モードは、駆動モード及び充放電モードを含み得る。充放電モードは、電気自動車が充電モード又は放電モードのいずれかにあることを意味することに注意されたい。電力システムが駆動モードのとき、制御モジュール８０は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０をオフにするため、駆動制御スイッチ４０をオンに制御し、且つ、モータＭを通常駆動するため、モータ制御スイッチ６０をオンに制御し、且つ、充放電制御モジュール７０をオフに制御する。制御モジュール８０は、電力システムが充放電モードに入ることができ、且つ、外部電源が正常に電源電池１０を充電できるように、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０を開始するため、駆動制御スイッチ４０をオフに制御し、且つ、モータＭを切り離すため、モータ制御スイッチ６０をオフに制御し、且つ、充放電制御モジュール７０をオンに制御する。双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０の第１ＤＣ端子ａ１は、電源電池１０のＤＣバスの負端子（すなわち、電源電池１０の第１端子）に接続され、且つ、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０の第３ＤＣ端子ａ３は、電源電池１０のＤＣバスの正端子（すなわち、電源電池１０の第２端子）に接続されている。

本開示の一実施形態において、図２に示されているように、電気自動車の電力システムは、さらに、第１プリチャージ制御モジュール１０１を含む。第１プリチャージ制御モジュール１０１は、電源電池１０の第２端子に接続された第１端子及び双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第２ＤＣ端子ａ２に接続された第２端子を有し、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第１キャパシタＣ１及びバスキャパシタＣ０をプリチャージするように構成される。バスキャパシタＣ０は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第１ＤＣ端子ａ１と第３ＤＣ端子ａ３との間に接続されている。第１プリチャージ制御モジュール１０１は、第１抵抗Ｒ１と、第１スイッチＫ１と、第２スイッチＫ２と、を含む。第１抵抗Ｒ１は、第１スイッチＫ１の第１端子に接続された第１端子及び電源電池１０の第２端子に接続された第２端子を有する。第１スイッチＫ１は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第２ＤＣ端子ａ２に接続された第２端子を有する。第１抵抗Ｒ１と第１スイッチＫ１とは直列に接続され、且つ、その後、第２スイッチＫ２と並列に接続されている。電力システムが開始するとき、制御モジュール８０は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第１キャパシタＣ１及びバスキャパシタＣ０をプリチャージするため、第１スイッチＫ１をオンに制御する。バスキャパシタＣ０の電圧が電源電池１０の電圧の所定倍のとき、制御モジュール８０は、第１スイッチＫ１をオフに制御し、且つ、第２スイッチＫ２をオンに制御する。

図２に示されているように、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０は、第１スイッチングトランジスタＱ１と、第２スイッチングトランジスタＱ２と、第１ダイオードＤ１と、第２ダイオードＤ２と、第１インダクタＬ１と、第１キャパシタＣ１と、を含む。第１スイッチングトランジスタＱ１及び第２スイッチングトランジスタＱ２は、直列に接続され、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第１ＤＣ端子ａ１と第３ＤＣ端子ａ３との間に接続され、制御モジュールによって制御される。さらに、第１ノードＡは、第１スイッチングトランジスタＱ１と第２スイッチングトランジスタＱ２との間と定義される。第１ダイオードＤ１は、第１スイッチングトランジスタＱ１に逆並列に接続され、且つ、第２ダイオードＤ２は、第２スイッチングトランジスタＱ２に逆並列に接続されている。第１インダクタＬ１は、第１ノードＡに接続された第１端子及び電源電池１０の第２端子に接続された第２端子を有する。第１キャパシタＣ１は、第１インダクタＬ１の第２端子に接続された第１端子及び電源電池１０の第１端子に接続された第２端子を有する。

本開示の一実施形態において、図２に示されているように、電気自動車の電力システムは、漏れ電流低減モジュール１０２をさらに含む。漏れ電流低減モジュール１０２は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第１ＤＣ端子ａ１と第３ＤＣ端子ａ３との間に接続されている。特に、漏れ電流低減モジュール１０２は、第２キャパシタＣ２及び第３キャパシタＣ３を含む。第２キャパシタＣ２は、第３キャパシタＣ３の第１端子に接続された第１端子及び双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第３ＤＣ端子ａ３に接続された第２端子を有し、第３キャパシタは、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第１ＤＣ端子ａ１に接続された第２端子を有し、第２ノードＢは、第２キャパシタＣ２と第３キャパシタＣ３との間と定義される。

グリッド接続システムは、一般的に、大きな漏れ電流のグリッド接続を有する。一実施形態において、ＤＣバスの正端子と負端子との間に提供された漏れ電流低減モジュール１０２は、漏れ電流を効率的に低減し得る。漏れ電流低減モジュール１０２は、同一の種類の第２キャパシタＣ２と第３キャパシタＣ３とを含む。生成された高周波電流が電力システムのＤＣ側にフィードバックされ、残留電流を効率的に低減することができるように、第２キャパシタＣ２は、ＤＣバスの正端子と第２ノードＢ（すなわち、三相交流の中間電位）との間に配置され、且つ、第３キャパシタＣ３は、ＤＣバスの負端子と第２ノードＢとの間に配置されている。

本開示の一実施形態において、図２に示されているように、電気自動車の電力システムは、正弦波フィルタリングモジュール１０３、１０４と、ＥＭＩ（電磁干渉）フィルタモジュール１０５と、第２プリチャージ制御モジュール１０６と、をさらに含む。

正弦波フィルタリングモジュール１０３は、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０と充放電制御モジュール７０との間に接続されている。具体的には、図２に示されているように、正弦波フィルタリングモジュール１０３は、並列に接続されているインダクタＬ_Ａ、Ｌ_Ｂ、Ｌ_Ｃ及び並列に接続されているキャパシタＣ４、Ｃ５、Ｃ６を含み、インダクタＬＡはキャパシタＣ６に直列に接続され、インダクタＬＢはキャパシタＣ５に直列に接続され、インダクタＬＣはキャパシタＣ４に直列に接続されている。双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０は、６つのＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）を含んでいてもよく、それぞれの隣接する上位と下位のＩＧＢＴ間の接続ノードは、正弦波フィルタリングモジュール１０３及びモータ制御スイッチ６０に電力バスを介して接続されている。

図２に示されているように、正弦波フィルタリング制御モジュール１０４は、第２ノードＢと正弦波フィルタリングモジュール１０３との間に接続され、制御モジュール８０によって制御される。電力システムが駆動モードのとき、制御モジュール８０は、正弦波フィルタリング制御モジュール１０４をオフに制御する。正弦波フィルタリング制御モジュール１０４は、キャパシタ切替リレーであってもよく、接触器Ｋ１０を含んでいてもよい。この実施形態においては、キャパシタＣ４、Ｃ５、Ｃ６にそれぞれ対応した３つの接触器Ｋ１０がある。ＥＭＩフィルタモジュール１０５は、充放電ソケット２０と充放電制御モジュール７０との間に接続され、伝導と放射の干渉をフィルタするように構成されている。

第２プリチャージモジュール１０６は、充放電制御モジュール７０に接続され、正弦波フィルタリングモジュール１０３のキャパシタＣ４、Ｃ５及びＣ６をプリチャージするように構成されている。第２プリチャージモジュール１０６は、並列に接続された抵抗Ｒ_Ａ、Ｒ_Ｂ、Ｒ_Ｃ及び三相プリチャージスイッチＫ９を含む。

本開示の一実施形態において、図２に示されているように、充放電制御モジュール７０は、三相充電又は単相充電を実行するように構成された、三相スイッチＫ８及び／又は単相スイッチＫ７を含んでいてもよい。

言い換えると、本開示の実施形態において、電力システムが開始するとき、制御モジュール８０は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０の第１キャパシタＣ１及びバスキャパシタＣ０をプリチャージするため、第１スイッチＫ１をオンに制御する。そして、バスキャパシタＣ０の電圧が電源電池１０の電圧の所定倍のとき、制御モジュール８０は、第１スイッチＫ１をオフに制御し、第２スイッチＫ２をオンに制御する。

電力システムが駆動モードにあるとき、制御モジュール８０は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０をオフにするため、駆動制御スイッチ４０をオンに制御し、モータＭを通常駆動させるため、モータ制御スイッチ６０をオンに制御し、充放電制御モジュール７０をオフに制御する。それゆえ、電源電池１０からの直流は、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０を通して交流に変換され、交流がモータＭに伝送される。モータＭは、回転トランスデコーダ技術（ｒｅｖｏｌｖｉｎｇｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｄｅｃｏｄｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）及び空間ベクトルパルス幅変調（ＳＶＰＷＭ）制御アルゴリズムによって制御され得る。

電力システムが充放電モードにあるとき、外部電源（三相又は単相電源など）が充放電ソケット２０を介して正常に電源電池１０を充電できるように、制御モジュール８０は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０を開始するため、駆動制御スイッチ４０をオフに制御し、モータＭを切り離すため、モータ制御スイッチ６０をオフに制御し、充放電モジュール７０をオンに制御する。言い換えると、充電接続信号、ＡＣ電力システム及び車両電池管理情報を検知することにより、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０を介して制御可能な整流機能が実行され、電源電池１０は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０を介して単相電力及び／又は三相電力によって充電され得る。電源電池１０の温度が所定の温度未満であるときには、電源電池１０の温度を上昇させ、電源電池１０を活性化させるため、電源電池１０は、パルスモードで充放電される。電源電池の温度が所定の温度以上であるときには、電源電池１０の加熱を止めるため、制御モジュール８０は、電源電池１０がパルスモードで充放電するのを停止するよう制御し、その後、制御モジュール８０は、電源電池１０が通常モードで充放電するように制御する。

本開示の実施形態による電気自動車の電力システムで、電源電池が、迅速に、効率的に、且つ、必要な時間及び場所で充電され、充電時間を節約できるように、電気自動車の電源電池は、家庭用又は産業用ＡＣ（交流）のグリッドを介して、高電力で充電され得る。さらに、電源電池の温度が低い場合には、電源電池は、当該電源電池を加熱して、電源電池の温度を上昇させ、電源電池を活性化させるために、パルスモードで充放電するように制御され得る。そして、その後、電源電池は、通常モードで充放電され得る。加えて、本開示の実施形態による電力システムは、低コスト、低エネルギー消費及び高信頼性という長所を有する。

さらに、本開示の一実施形態において、図３に示されているように、電気自動車の電力システムは、さらに、高電圧分配ボックス９０と、ダッシュボード１０７と、電池マネージャ１０８と、車両全体信号サンプリング装置１０９とを、それぞれ含む。制御モジュール６０は、高電圧分配ボックス１０１、ダッシュボード１０２、電池マネージャ１０３及び車両全体信号サンプリング装置１０４に、それぞれ接続されている。電池マネージャ１０３は、高電圧分配ボックス１０１及び電源電池１０に接続されている。駆動制御モジュール４０、第１スイッチＫ１及び第２スイッチＫ２は、高電圧分配ボックス９０に配置されてもよい。

本開示の一実施形態において、図４に示されているように、制御モジュール８０は、制御パネル２０１及び駆動パネル２０２を含む。制御パネル２０１は、２つの高速デジタル信号処理チップ（すなわち、ＤＳＰ１及びＤＳＰ２）を含む。これらの２つのＤＳＰは、車両全体情報インタフェース２０３に接続され、通信する。これらの２つのＤＳＰは、駆動パネル２０２上の駆動ユニットから送信されるバス電圧サンプリング信号、ＩＰＭ保護信号及びＩＧＢＴ温度サンプリング信号などを受信し、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を駆動ユニットに同期して出力するように構成されている。

図５に示されているように、ＤＳＰ１は、主に制御をするように構成され、ＤＳＰ２は、主に情報をサンプリングするように構成されている。ＤＳＰ１のサンプリングユニットは、スロットル信号、バス電圧サンプリング信号、ブレーキ信号、ＤＣ側の電圧サンプリング信号、モータＭの電流のホーアＶ相信号、モータＭの電流のホーアＷ相信号、充電制御電流のホーアＵ相信号、充電制御電流のホーアＶ相信号、充電制御電流のホーアＷ相信号、ＤＣホーア信号、インバータ電圧のＵ相信号、インバータ電圧のＶ相信号、インバータ電圧のＷ相信号、グリッド電圧のＵ相信号、グリッド電圧のＶ相信号、グリッド電圧のＷ相信号、インバータのＵ相キャプチャ信号及びグリッドのＵ相キャプチャ信号を含むサンプリング信号を出力する。ＤＳＰ１のスイッチ制御ユニットは、モータＡ相スイッチ信号、モータＢ相スイッチ信号、グリッドＡ相スイッチ信号、グリッドＢ相スイッチ信号、グリッドＣ相スイッチ信号、三相プリチャージスイッチ信号及びキャパシタ切替リレー信号を出力する。ＤＳＰ１の駆動ユニットは、Ａ相ＰＷＭ１信号、Ａ相ＰＷＭ２信号、Ｂ相ＰＷＭ１信号、Ｂ相ＰＷＭ２信号、Ｃ相ＰＷＭ１信号、Ｃ相ＰＷＭ２信号、ＤＣ相ＰＷＭ１信号、ＤＣ相ＰＷＭ２信号及びＩＰＭ保護信号を出力する。さらに、ＤＳＰ１は、回転信号出力制御、シリアル通信、ハードウェア保護、ＣＡＮ通信及びギア制御などの追加的な機能も有する。ＤＳＰ２のサンプリングユニットは、高電圧電源のモニタリング信号、低電圧電源のモニタリング信号、スロットル１信号、ブレーキ２信号、スロットル２信号、ブレーキ信号、モータアナログ温度信号、漏洩センサ信号、放熱器温度信号、ＤＣ側のインダクタ温度サンプリング信号、Ｖ相インダクタ温度サンプリング信号、Ｕ相インダクタ温度サンプリング信号、Ｗ相インダクタ温度サンプリング信号、放電ＰＷＭ電圧サンプリング信号、入射センサ読取信号、入射センサチップ選択信号、ＩＧＢＴ温度サンプリングＷ相信号、ＩＧＢＴ温度サンプリングＵ相信号、ＩＧＢＴ温度サンプリング電圧増減相信号、ＩＧＢＴ温度サンプリングＶ相信号、モータ温度スイッチ信号、単相／三相切替スイッチ信号を出力する。ＤＳＰ２の充放電制御ユニットは、充放電スイッチ信号、休止信号、放電ＰＷＭ信号、電池マネージャＢＭＳ信号、充放電出力制御信号、ＣＰ信号及びＣＣ信号を出力する。ＤＳＰ２は、ＣＡＮ通信及びシリアル通信などの追加的な機能も有する。

従って、本開示の実施形態による電気自動車の電力システムは、モータ駆動、車両制御、ＡＣ充電、グリッド接続電力供給、オフグリッドでの負荷及び車両の相互充電を含む多数の機能を有する。さらに、電力システムは、単純に物理的に様々な機能モジュールを結合することによってではなく、モータ駆動制御システムに基づく周辺装置を取り込むことによって構築されるため、空間及びコストを最大限に節約し、電力密度を改善する。

具体的に、電気自動車の電力システムの機能は、以下で簡単に説明される。

１．モータ駆動機能

電源電池１０からのＤＣ電気は、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０を通してＡＣ電気に変換され、交流電流は、モータＭに伝送される。モータＭは、回転トランスデコーダ技術及びＳＶＰＷＭ制御アルゴリズムによって制御され得る。

図６に示されているように、電力システムの機能を判別するプロセスは、以下のステップを含む。

ステップ９０１で、電力システムの電源が投入される。

ステップ９０２で、スロットル信号、ギア信号、ブレーキ信号及び充電接続信号が判別される。

スロットルがレベルゼロにあり、電気自動車がＮギア且つハンドブレーキの状態にあり、且つ、充電接続信号（すなわち、ＣＣ信号）が有効である（すなわち、充放電ソケットが充放電接続装置と接続されている）場合には、ステップ９０３が実行され、そうでない場合には、ステップ９０４が実行される。

ステップ９０３で、電力システムは、充放電制御プロセスに入る。

ステップ９０４で、電力システムは、車両制御プロセスに入る。

ステップ９０４の後、制御モジュール８０は、モータ制御スイッチ６０をオンに制御し、且つ、ＣＡＮ通信を通して電池マネージャ１０８に通知する。電池マネージャ１０８は、第１キャパシタＣ１及びバスキャパシタＣ０をプリチャージするため、高電圧分配ボックス９０を制御し、制御モジュール８０は、プリチャージが成功したかどうかを判別するため、バス電圧（すなわち、バスキャパシタＣ０の電圧）を検知する。プリチャージが成功すれば、電力システムが駆動モードにあり、制御モジュール８０が車両全体の情報をサンプリングし、モータＭを車両全体の情報に従って駆動するように、制御モジュール８０は、電池マネージャ１０８に通知し、電池マネージャ１０８は、駆動制御スイッチ４０をオンに制御する。

モータ駆動制御機能が実行される。図７に示されているように、制御モジュール８０は、電源電池１０からの直流を交流に変換し、交流をモータＭに伝送するために、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０を制御するＰＷＭ信号を送信する。その後、制御モジュール８０は、モータＭを正確に動作させるために、回転子の位置を判定するように回転トランスを制御し、バス電圧及びサンプリングされるモータのＢ／Ｃ相電流も制御する。言い換えると、制御モジュール８０は、モータＭが正確に動作し得るように、サンプリングされたモータのＢ／Ｃ相電流及び回転トランスのフィードバック情報に従ってＰＷＭ信号を調節する。

それゆえ、車両全体のスロットル、ブレーキ及びギア情報をサンプリングし、サンプリングされた情報に従って車両の現在の運転状態を判別することにより、車両全体がいかなる条件下でも安全且つ確実に動作して、車両の安全性、動的性能及びスムーズな走行を確実にするように、加速、減速及び性能のフィードバックが実現される。

２．充放電機能

（１）接続確認及び充放電機能の開始

図８に示されているように、電力システムの充放電機能を開始するか否かを判別することは、以下のステップを含む。

ステップ１１０１で、充電放電放電（ｃｈａｒｇｅ−ｄｉｓｃｈａｒｇｅ−ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）接続装置と充放電ソケット２０との物理的な接続が完了する。

ステップ１１０２で、電力供給装置は、充電接続信号（すなわち、ＣＣ信号）が正常であるか否かを検知し、もしｙｅｓならば、ステップ１１０３が実行され、もしｎｏならば、異なる判別のために、ステップ１１０２は、戻される。

ステップ１１０３で、電力供給装置は、ＣＰ検知点の電圧が９Ｖであるか否かを判別し、もしｙｅｓならば、ステップ１１０６を実行し、もしｎｏならば、ステップ１１０２に戻る。９Ｖは、例示的な所定の値であり、本開示を限定するためのものではないことに注意すべきである。

ステップ１１０４で、制御モジュール８０は、充電接続信号が正常に接続されているか否かを判別する。もしｙｅｓならば、ステップ１１０５が実行され、もしｎｏならば、異なる判別のために、ステップ１１０４は、戻される。

ステップ１１０５で、出力充電接続信号ＣＣ及び充電インジケータランプ信号は、プルダウンされる。

ステップ１１０６で、電力システムは、充電又は放電機能を実行し、すなわち、電力システムは、充放電モードである。

図９に示されているように、充電モードの電力システムの制御プロセスは、以下のステップを含む。

ステップ１２０１で、電源投入された後、電力システムが完全に運転を開始するか否かが判別される。もしｙｅｓならば、ステップ１２０２が実行され、もしｎｏならば、異なる判別のためにステップ１２０１は、戻される。

ステップ１２０２で、充放電接続装置の容量を判別するため、ＣＣ（充電接続）検知点の抵抗が検知される。

ステップ１２０３で、ＣＰ検知点における一定のデューティ比を有するＰＷＭ信号が検知されるか否かが判別される。もしｙｅｓならば、ステップ１２０４が実行され、もしｎｏならば、ステップ１２０５が実行される。

ステップ１２０４で、充電接続は正常で充電が準備されていることを示すメッセージが送出され、ＢＭＳが充電を許可し、充電接触器がオンになることを示すメッセージが受信され、その後、ステップ１２０６が実行される。

ステップ１２０５で、充電接続に障害が発生する。

ステップ１２０６で、制御モジュール８０は、内部スイッチをオンにする。

ステップ１２０７で、ＡＣ外部充電装置がＰＷＭ信号を１．５秒などの所定の時間内に送信しないか否かが判別される。もしｙｅｓならば、ステップ１２０８を実行し、もしｎｏならば、ステップ１２０９を実行する。

ステップ１２０８で、外部充電装置が外部国際標準充電ポストであり、且つ、ＰＷＭ信号が充電中に送信されないことが判別される。

ステップ１２０９で、ＰＷＭ信号が、電力供給装置に送信される。

ステップ１２１０で、ＡＣ入力が３秒などの所定の時間経過後に正常であるか否かが判別される。もしｙｅｓならば、ステップ１２１３が実行され、もしｎｏならば、ステップ１２１１が実行される。

ステップ１２１１で、ＡＣ外部充電装置に障害が発生する。

ステップ１２１２で、障害が処理される。

ステップ１２１３で、電力システムは、充電モードに入る。

言い換えると、図８及び９に示されているように、電力供給装置及び制御モジュール８０が自身を検知し、そこで障害が発生していないことを確認した後で、充電放電放電接続装置の容量は、ＣＣ信号の電圧を検知することにより判別され得、充放電接続装置が完全に接続されているか否かは、ＣＰ信号を検知することにより判別される。充電放電放電接続装置が完全に接続されていると判別された後、充電接続は正常で充電は準備されていることを示すメッセージが送出され、第１キャパシタＣ１及びバスキャパシタＣ０をプリチャージするため、電池マネージャ１０８が第１スイッチＫ１をオンにするように高電圧分配ボックス９０を制御する。プリチャージの後、第１スイッチＫ１はオフになり、第２スイッチＫ２はオンになる。制御モジュール８０は、ＢＭＳが充電を許可し、第２スイッチＫ２がオンであることを示すメッセージを受信し、このようにして、充放電は準備される。すなわち、ＡＣ充電機能（ＧｔｏＶ、グリッドから車両）、オフグリッドの負荷機能（ＶｔｏＬ、車両から負荷）、グリッド接続機能（ＶｔｏＧ、車両からグリッド）及び車両間充電機能（ＶｔｏＶ、車両から車両）などの機能が、ダッシュボードを通して設定され得る。

（２）ＡＣ充電機能（ＧｔｏＶ）

電力システムがダッシュボード１０７から充電命令を受信するとき、制御モジュール８０は、電池マネージャ１０８によって許容される最大充電電流の間での最小充電電流、電力供給装置の最大電力供給電流及び充電放電放電接続装置、すなわち、充放電ソケット２０の定格電流を判別し、関連する充電パラメータを自動的に選択する。さらに、電力システムは、サンプリング値を獲得するため、グリッド電圧サンプリングを介して電力供給装置によって伝送されたＡＣ電気をサンプリングする。制御モジュール８０は、サンプリング値に従ってＡＣ電圧の実効値を求め、キャプチャによってＡＣ周波数を判別する。ＡＣ電気システムは、ＡＣ電圧及びＡＣ周波数の実効値に従って判別され得、制御パラメータはＡＣ電気システムに従って選択され得る。制御パラメータが判別された後、制御モジュール８０は、ＰＷＭのＤＣ側にあるバスキャパシタＣ０を充電するため、第２プリチャージモジュール１０６の三相プリチャージスイッチＫ９及び正弦波フィルタリング制御モジュール１０４の接触器Ｋ１０をオンに制御する。制御モジュール８０は、バス電圧、すなわち、バスキャパシタＣ０の電圧をサンプリングする。バス電圧が所定の制御パラメータ、例えば、バス電圧が電源電池１０の電圧の所定倍、に達すると、制御モジュール８０は、三相スイッチＫ８をオンに、三相スイッチＫ９をオフに制御する。選択された制御パラメータに従って、制御モジュール８０は、ＤＣ電気を獲得するためＡＣ電気を整流するように、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０を制御するためのＰＷＭ信号を送信する。そしてその後、制御モジュール８０は、電源電池１０の電圧に従ってＤＣ電気の電圧を調節するため、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０を制御し、最終的に、ＤＣ電気は、電源電池１０に伝送される。上記のプロセスの間、制御モジュール８０は、判別された目標充電電流及び電流サンプリングからフィードバックされた相電流に応じて電力システム上で閉ループ電流制御を実行して、最終的に、車載電源電池１０は充電される。このように、充電接続信号、ＡＣグリッド電気システム及び車両全体の電池管理に関連する情報を検知することにより、制御可能な整流機能は、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０により達成され得、車載電源電池１０は、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０を通して単相電源及び／又は三相電源により、充電され得る。

（３）オフグリッドの負荷機能（ＶｔｏＬ）

電力システムがダッシュボード１０７からＶｔｏＬ命令を受信するとき、まず、電源電池１０の充電状態（ＳＯＣ）が許容放電範囲にあるか否かが判別される。もしｙｅｓならば、ＶｔｏＬ命令に従って出力電気システムが選択される。最大出力は賢く選択され、制御パラメータは充放電接続装置の定格電流に従って与えられ、その後、電力システムは、制御プロセスに入る。まず、制御モジュール８０は、三相スイッチＫ８及び接触器Ｋ１０をオンに制御し、電源電池の電圧及び所定の出力電圧に従ってＤＣ電気の電圧を調節するため、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０を制御するように、ＰＷＭ信号を送信する。双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０によって調節された電圧が目標値に達した後、ＤＣ電気は、ＡＣ電気に変換されるために、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０に伝送されるが、電気装置は、専用の充電ソケットを通して直接にＡＣ電気によって電力の供給を受けてもよい。上記のプロセスの間、制御モジュール８０は、安全且つ確実な負荷運転を保証するため、電圧サンプリングのフィードバックに従って調節を実行する。

言い換えると、電力システムに電力が供給された後、ダッシュボード１０７からのＶｔｏＬ命令及び出力電気システムの要求が受信されたとき、充電接続信号及び車両全体の電池管理に関する情報が検知され、ＤＣ−ＤＣ電圧変換が、電源電池の電圧に従って実行され、ＤＣ電気は双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０によりＡＣ電気に変換され、このようにして、安定した単相／三相ＡＣ電圧を出力する。

（４）グリッド接続機能（ＶｔｏＧ）

電力システムがダッシュボード１０７からＶｔｏＧ命令を受信するとき、まず、電源電池１０の充電状態（ＳＯＣ）が許容放電範囲にあるか否かが判別される。もしｙｅｓならば、ＶｔｏＧ命令に従って、出力電気システムが選択される。そして、最大出力電力が賢く選択され、充電放電放電接続装置の定格電流に従って制御パラメータが与えられ、電力システムは制御プロセスに入る。まず、制御モジュール８０は、三相スイッチＫ８及び接触器Ｋ１０をオンに制御し、電源電池の電圧及び与えられた出力電圧に従ってＤＣ電気の電圧を調節するため、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０を制御するためのＰＷＭ信号を送信する。その後、ＤＣ電気は、ＡＣ電気に変換されるため、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０に伝送される。上記のプロセスの間、制御モジュール８０は、グリッド接続放電を実施するために、所定の目標放電電流及び電流サンプリングからフィードバックされた相電流に従って、電力システム上で閉ループ電流制御を行う。

言い換えると、電力システムに電力が供給された後、ダッシュボードからのＶｔｏＧ命令が受信されたとき、充電接続信号、ＡＣグリッド電気システム及び車両全体の電池管理に関する情報が検知され、ＤＣ−ＤＣ電圧変換が、電源電池の電圧に従って実行され、ＤＣ電気は双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０によりＡＣ電気に変換され、このようにして、車両は、単相／三相ＡＣ電気をグリッドに供給する。

（５）車両間充電機能（ＶｔｏＶ）

ＶｔｏＶ機能は、専用の接続プラグを必要とする。電力システムが、充電接続信号（すなわち、ＣＣ信号）は有効であり、接続プラグは接続プラグのレベルの検知を介したＶｔｏＶ機能のための専用の充電プラグであると判別されるとき、電力システムは、ダッシュボードからの命令のために準備される。例えば、車両Ａが車両Ｂを充電すると仮定すると、車両Ａは放電モードにあり、すなわち、車両Ａはオフグリッドの負荷機能を実行するように設定され、車両Ｂは、ＡＣ充電モードに設定される。車両Ａの制御モジュール８０は、充電接続が正常であり、充電が十分に準備されていることを示すメッセージを電池マネージャ１０８に送信する。電池マネージャ１０８は、プリチャージを実行する充放電回路を制御し、プリチャージが完了した後、充電が許可され、充電接触器がオンになることを示すメッセージを制御モジュール８０に送信する。その後、電力システムは、放電機能を実行し、ＰＷＭ信号を送信する。車両Ｂが充電命令を受信した後、電力システムは、車両Ａが電力を供給するために十分準備されていることを判別するＣＰ信号を検知し、制御モジュール８０は、正常接続メッセージを電池マネージャ１０８に送信する。メッセージを受信した後、電池マネージャ１０８は、プリチャージを完了し、制御モジュール８０に、電力システム全体が充電のために準備されていることを通知する。その後、車両間充電機能は開始するため、車両は互いに充電することができる。

言い換えると、電力システムに電力が供給された後、ダッシュボード１０７からのＶｔｏＶ命令が受信されたとき、充電接続信号及び車両全体の電池管理に関する情報が検知され、車両は、ＡＣ放電を実行するように設定され、充電される車両と通信するために、充電ボックスにシミュレートすることによりＣＰ信号を送信する。車両で、ＤＣ−ＤＣ電圧変換が、電源電池の電圧に従って実行され、ＤＣ電気は双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０によりＡＣ電気に変換され、このようにして、車両は、別の車両を単相／三相ＡＣ電気で充電し得る。

本開示の一実施形態において、図１０に示されているように、充電が完了したときの電力システムの制御のプロセスは、以下のステップを含む。

ステップ１３０１で、電力供給装置は、ＡＣ電気を出力することを停止するため、電力供給スイッチをオフにし、ステップ１３０５が実行される。

ステップ１３０２で、制御モジュールは、充電を停止し、アンローディング（ｕｎｌｏａｄｉｎｇ）を実行し、ステップ１３０３が実行される。

ステップ１３０３で、アンローディングが完了した後、内部スイッチがオフになり、充電完了メッセージが送出される。

ステップ１３０４で、電力停止要求が送出される。

ステップ１３０５で、充電が完了する。

図１１に示されているように、電力供給装置３０１は、電気自動車１０００を充電するため、電力供給プラグ３０２を介して電気自動車１０００の車両プラグ３０３に接続されている。電気自動車１０００の電力システムは、検知点３を通してＣＰ信号を検知し、検知点４を通してＣＣ信号を検知し、電力供給装置３０１は、検知点１を通してＣＰ信号を検知し、検知点２を通してＣＣ信号を検知する。充電が完了した後、電力供給プラグ３０２と車両プラグ３０３の両方の内部スイッチＳ２がオフになる。

本開示の一実施形態において、電源電池を充電するために、電気自動車の並列に接続された複数の電力システムが用いられ得る。例えば、並列に接続された２つの電力システムが電源電池を充電するために用いられ、当該２つの電力システムは共通の制御モジュールを使用する。

この実施形態において、図１２に示されているように、電気自動車の充電システムは、電源電池１０と、第１充電ブランチ４０１と、第２充電ブランチ４０２と、制御モジュール８０とを有する。第１充電ブランチ４０１と第２充電ブランチ４０２のそれぞれは、充放電ソケット２０と、双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０と、バスキャパシタＣ０と、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０と、正弦波フィルタリングモジュール１０３と、充放電制御モジュール７０と第２プリチャージモジュール１０６とを有する。その上、第１充電ブランチ４０１と第２充電ブランチ４０２のそれぞれは、さらに、ヒューズＦＵを有する。電源電池１０は、第１プリチャージ制御モジュール１０１を介して第１充電ブランチ４０１に接続され、第１プリチャージ制御モジュール１０１を介して第２充電ブランチ４０２に接続されている。制御モジュール８０は、第１充電ブランチ４０１と第２充電ブランチ４０２にそれぞれに接続され、充電信号を受信したとき、第１充電ブランチ４０１及び第２充電ブランチ４０２を介して、電源電池１０をそれぞれ充電するためグリッドを制御するように構成されている。

さらに、図１４に示されているように、本開示の一実施形態は、電気自動車の充電を制御する方法を提供する。その方法は、以下のステップを含む。

ステップ１１０１で、制御モジュールが第１充電ブランチが充放電ソケットを介して電力供給装置に接続され、且つ、第２充電ブランチが充放電ソケットを介して電力供給装置に接続されていることを判別したとき、制御モジュールは、電池マネージャに充電接続信号を送信する。

ステップ１１０２で、制御モジュールから送信された充電接続信号を受信した後、電池マネージャは、電源電池が充電される必要があるか否かを検知し、判別し、もしｙｅｓならば、ステップ３が実行される。

ステップ１１０３で、電池マネージャは、制御モジュールに充電信号を送信する。

ステップ１１０４で、充電信号を受信した後、制御モジュールは、第１充電ブランチ及び第２充電ブランチそれぞれを通して電源電池を充電するようにグリッドを制御する。

本開示の上記の実施形態による電気自動車の充電システム及び電気自動車の充電制御方法で、電気自動車の充電電力が増加し、且つ、充電時間が大幅に短縮されて、高速な充電及び時間コストの節約を実現するように、制御モジュールは、第１充電ブランチ及び第２充電ブランチをそれぞれ介して、電源電池を充電するようにグリッドを制御する。

本開示の実施形態において、電力システムは、広い互換性を有し、単相／三相切替機能を実行し、それは、異なる国の様々な電気システムに適応され得る。

具体的には、図１４に示されているように、充放電ソケット２０は、２つの充電ソケット（米国標準充電ソケット及び欧州標準充電ソケットなど）間で切り替わる機能を有する。充放電ソケット２０は、米国標準充電ソケットなどの単相充電ソケット５０１、欧州標準充電ソケットなどの三相充電ソケット５０２、２つの高電圧コネクタＫ５０３及びＫ５０４を有する。ＣＣ端子、ＣＰ端子及びＣＥ端子は、単相充電ソケット５０１及び三相充電ソケット５０２の共通端子である。単相充電ソケット５０１は、高電圧コネクタＫ５０３及びＫ５０４をそれぞれ通して、三相充電ソケット５０２のＡ相線及びＢ相線に接続されるＬ相線及びＮ相線を有する。単相充放電命令を受信したとき、制御モジュール８０は、三相充電ソケット５０２のＡ相線及びＢ相線が、単相充電ソケット５０１のＬ相線及びＮ相線にそれぞれ接続されるように、高電圧コネクタＫ５０３及びＫ５０４をオンに制御する。三相充電ソケット５０２は動作せず、単相充電ソケット５０１のＬ相線及びＮ相線の代わりに、三相充電ソケット５０２のＡ相線及びＢ相線が充電プラグに接続され、制御モジュール８０は、単相充電機能を正常に実行し得る。

代わりに、図５に示されているように、標準７コアソケットが用いられ、Ｎ相線及びＢ相線との間に単相スイッチＫ７が追加される。単相充放電命令を受信したとき、制御モジュール８０は、Ｂ相線をＮ相線に接続するため、単相スイッチＫ７をオンに制御する。その後、Ａ相線及びＢ相線は、それぞれ、Ｌ相線及びＮ相線として用いられ、接続プラグは、専用の接続プラグか又はＢ相線及びＣ相線が使用されない接続プラグであるべきである。

言い換えると、本開示の実施形態において、電力システムは、制御モジュール８０を介してグリッドの電圧を検知し、グリッドの電気システムを獲得するため、計算でグリッドの周波数及び単相／三相を判別する。その後、制御モジュール８０は、充放電ソケット２０の種類及びグリッドの電気システムに従って異なる制御パラメータを選択する。さらに、制御モジュール８０は、ＤＣ電気を獲得するために、ＡＣ電気を制御可能に整流するように双方向ＤＣ−ＡＣモジュール５０を制御し、電源電池の電圧に従ってＤＣ電気の電圧を調節するように双方向ＤＣ−ＤＣモジュール３０を制御する。最終的に、ＤＣ電気が電源電池１０に伝送される。

本開示の別の実施形態において、図１５に示されているように、オフグリッドの負荷充電ソケットは、充電プラグに接続された２コア、３コア及び４コアのソケットを含み、単相、三相及び四相電流を出力するように構成されている。

図１６は、本開示の一実施形態による電気自動車の電力搬送通信システムのブロック図である。

図１６に示されているように、電力搬送通信２０００は、複数の制御装置１１０、車両電力線１２０及び複数の電力搬送通信装置１３０を含む。

具体的には、それぞれの制御装置１１０は、通信インタフェースを有し、その通信インタフェースは、例えば、限定されないが、シリアル通信インタフェースＳＣＩであり得る。車両電力線１２０は、電力を複数の制御装置１１０に供給し、複数の制御装置１１０は車両電力線１２０を介して互いに通信する。複数の電力搬送通信装置１３０は、複数の制御装置１１０にそれぞれ対応し、複数の制御装置１１０は、それらに固有の通信インタフェースを介して対応する複数の電力搬送通信装置１３０にそれぞれ接続され、複数の電力搬送通信装置１３０は、車両電力線１２０を介して互いに接続されている。電力搬送通信装置１３０は、搬送信号を復調し、復調された搬送信号を対応する制御装置１１０に送信し、さらに、対応する制御装置１１０から送信された情報を受信し、復調して、復調された情報を車両電力線１２０に送信するために、車両電力線１２０から搬送信号を獲得する。

図１６を参照すると、複数の制御装置１１０は、Ｎ個（Ｎは２以上の整数である）の制御装置を含んでいる。複数の制御装置１１０に対応する複数の電力搬送通信装置１３０は、Ｎ個の電力搬送通信装置を含んでいる。例えば、制御装置１が制御装置２と通信する必要があるとき、制御装置２は、まず搬送信号を電力搬送通信装置２に送信し、電力搬送通信装置２は、搬送信号を復調し、復調された搬送信号を車両電力線１２０に送信する。その後、電力搬送通信装置１は、車両電力線１２０から搬送信号を獲得し、復調された搬送信号を制御装置１に送信する。

図１７に示されているように、それぞれの電力搬送通信装置１３０は、連続して接続されたカプラ１３１、フィルタ１３３、増幅器１３４及びモデム１３２を含む。

図１８に示されているように、８個の電力搬送通信装置１乃至８などの、複数の電力搬送通信装置１３０は、車両電力線１２１及び車両電力線１２２を介してゲートウェイ３００に接続され、それぞれの電力搬送通信装置１３０は、１つの制御装置に対応する。例えば、電力搬送通信装置１は、トランスミッション制御装置１１１に対応し、電力搬送通信装置２は、発電機制御装置１１２に対応し、電力搬送通信装置３は、アクティブサスペンション装置１１３に対応し、電力搬送通信装置４は、エアコン制御装置１１４に対応し、電力搬送通信装置５は、エアバッグ１１５に対応し、電力搬送通信装置６は、ダッシュボードディスプレイ１１６に対応し、電力搬送通信装置７は、故障診断装置１１７に対応し、電力搬送通信装置８は、照明装置１１８に対応する。

本開示の一実施形態において、図１９に示されているように、電力搬送通信システムによってデータを受信する方法は、以下のステップを含む。

ステップ２１０１で、システムは、開始するために電源投入され、システムプロシージャ（ｓｙｓｔｅｍｐｒｏｃｅｄｕｒｅ）は、データが車両の電力線から受信される状態にある。

ステップ２１０２で、搬送信号があるか否か、及び、搬送信号が正しいか否かが判別され、もしｙｅｓならば、ステップ２１０３が実行され、もしｎｏならば、ステップ２１０４が実行される。

ステップ２１０３で、システムは、車両の電力線から送信されたデータを受信し始め、ステップ２１０５が実行される。

ステップ２１０４で、シリアル通信インタフェースＳＣＩが検知され、シリアル通信インタフェースＳＣＩにデータがあるか否かが判別され、もしｙｅｓならば、ステップ２１０５が実行され、もしｎｏならば、ステップ２１０１は、戻される。

ステップ２１０５で、システムは、データが受信される状態に入る。

本開示の実施形態による電気自動車の電力搬送通信システムで、車両の内部ケーブルの束を増加させることなく、電気自動車の様々な制御システム間でデータの伝送及び共有が達成される。さらに、電力線を通信媒体として用いる電力搬送通信は、新たな通信ネットワークを構築し、運用することを避けることで、製造コスト及び保守の困難性を低減する。

本開示の一実施形態において、上記電気自動車の電力システムは、水冷モードで冷却される。図２０に示されているように、電力システムの筐体は、インダクタとＩＧＢＴが共通の放熱チャネルを共有するように構築されるため、大幅にスペースを節約する。筐体は、上層と下層とに分けられる。ＩＧＢＴの放熱チャネルの背面は、正弦波フィルタリングモジュールを冷却するように構成される。背面は、インダクタの形状に応じて、複数のインダクタトレンチ６０１に成形される。インダクタトレンチ６０１の側壁は、放熱のため、熱をチャネル６０２に導くように構成されている。加えて、インダクタは、高い熱伝導率を有する接着剤によって固定されているため、放熱能力及び構造全体の機械的強度を改善する。本開示の実施形態による電力システムは、水冷モードで冷却されるが、水冷モードは、空冷モードより高い放熱効果を有する。同じ電力で正弦波フィルタリングモジュールのサイズが小さくされるため、電力システム全体のサイズ及び重量が低減される。

さらに、本開示の別の観点に係る実施形態は、上記電力システムを含む、電気自動車を提供する。電気自動車は、ユーザが当該電気自動車を便利に、迅速に、いつでもどこでも充電でき、時間コストを低減し、ユーザの要求を満たすように、三相又は単相電気で、高電力で充電される。特に、電源電池は、双方向インバータ充放電システムによって低温でも活性化されるため、コストを低減し、エネルギー消費を低減する。

図２１に示されているように、電気自動車の電源電池を充電する方法が、本開示の実施形態によって提供される。この方法は、以下のステップを含む。

ステップ１０００で、電気自動車の電力システムが充放電モードのとき、電源電池の温度が検知される。

ステップ２０００で、電源電池の温度が所定の温度未満であるときには、電源電池を加熱するため、電源電池はパルスモードで充放電するように制御される。

さらに、電源電池の温度が所定の温度以上であるときには、電源電池の加熱を停止するため、電源電池はパルスモードでの充放電を停止するように制御され、電源電池は、さらに、通常モードで充放電するように制御される。

言い換えると、本開示の実施形態において、電気自動車の電力システムが充放電モードで、且つ、充電接続及び充電検知が完了したとき、電池マネージャは、電源電池の温度を検知する。電源電池の温度が所定の温度未満であるときには、電池マネージャは、制御モジュールに命令を送信し、制御モジュールは電源電池がパルスモードで充放電するように制御するために、加熱モードを開始する。放電は、ＶｔｏＧ機能を通して実行され、充電は、ＧｔｏＶ機能を介して実行される。電源電池の温度が上昇し、所定の温度に達したとき、電池マネージャは、命令を送信する。電池マネージャから送信された命令を受信した後、制御モジュールは電源電池を通常モードで充放電するように制御する。

本開示の一実施形態において、図２２に示されているように、電気自動車の電源電池を充電する方法は、以下のステップを含む。

ステップ１０００１で、充電接続及び充電検知が完了したか否かが判別される。もしｙｅｓならば、ステップ１０００２が実行され、もしｎｏならば、ステップ１０００１は戻され、判別を継続する。

ステップ１０００２で、電源電池１０の温度が検知される。

ステップ１０００３で、電源電池１０の温度が所定の温度（すなわち、最低活性化温度）未満であるか否かが判別される。もしｙｅｓならば、ステップ１０００４が実行され、もしｎｏならば、ステップ１０００３は戻され、判別を継続する。

ステップ１０００４で、電力システムはパルス充放電モードにあり、すなわち、電源電池１０は、パルスモードで充放電するように制御される。

ステップ１０００５で、電源電池１０の温度が所定の温度に達したか否かが判別される。もしｙｅｓならば、ステップ１０００６が実行され、もしｎｏならば、ステップ１０００５は戻され、判別を継続する。

ステップ１０００６で、電力システムは通常の充放電モードに入るように制御され、すなわち、電源電池１０は、通常モードで充放電するように制御される。

電気自動車の電源電池の充電方法で、電源電池の温度が低いとき、電源電池を加熱するため、電源電池は、パルスモードで充放電するように制御されるため、電源電池の温度を上昇させ、電源電池を活性化する。従って、電源電池は、通常モードで充放電され得る。加えて、電気自動車の電源電池を充電する方法は、単純且つ信頼性がある。

フローチャート又はここに他のあらゆる方法で記載されている任意の手順又は方法は、特定の論理機能又は手順を実現する実行可能コードを保持するための１以上のモジュール、部分又は部品を含むことが理解される。さらに、本開示の有利な実施形態は、実行順序が描かれ又は検討されたものとは異なる他の実装を含むが、関連機能に応じて、実質的に同時の方法で、又は、反対の順序で実行することを含む。これは、本開示の実施形態が属する分野における通常の知識を有する者によって理解されるべきである。

ここで他の方法で記載され若しくはフローチャートで説明された論理及び／又はステップ、例えば、論理機能を実現するための実行可能命令の特定の順序テーブルは、具体的には、命令実行システム、装置又は設備（コンピュータに基づくシステム、プロセッサを有するシステム又は命令実行システム、装置及び設備から命令を獲得し、命令を実行することができる他のシステムなど）によって用いられ、又は、命令実行システム、装置及び設備と組み合わされて用いられる、任意のコンピュータ読み取り可能な媒体において実現され得る。明細書に関し、「コンピュータ読み取り可能な媒体」は、用いられるプログラムを含み、保持し、通信し、伝搬し、転送するために適応される任意の装置、又は、命令実行システム、装置若しくは設備との組合せであってもよい。コンピュータ読み取り可能な媒体のより具体的な例は、１以上のワイヤを備える電子接続（電子デバイス）、携帯可能なコンピュータの筐体（磁気デバイス）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、消去可能なプログラマブル読み出し専用メモリ（ＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ）、光ファイバデバイス及び携帯可能なコンパクトディスク読み出し専用メモリ（ＣＤＲＯＭ）を含むが、これらに限られない。加えて、コンピュータ読み取り可能な媒体は、紙又はそこにプログラムを印刷することができる他の適切な媒体であってもよいが、これは、例えば、電子的な方法でプログラムを獲得する必要があり、その後プログラムがコンピュータメモリに保持され得るとき、紙又は他の適切な媒体は光学的にスキャンされ、その後編集され、復号化され、又は他の適切な方法で処理されるためである。

本開示の各部分は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア又はそれらの組合せによって実現されてもよいことが理解されるべきである。上記の実施形態において、複数のステップ又は方法が、メモリに保持され、適切な命令実行システムに実行される、ソフトウェア又はファームウェアによって実現されてもよい。例えば、ハードウェアによって実現されるならば、他の実施形態と同様に、ステップ又は方法は、当該技術分野で知られている以下の技術の１つ又はこれらの組合せによって実現され得る。データ信号の論理機能を実現する論理ゲート回路を有する個別論理回路、適切な論理ゲート回路を有する特定用途向け集積回路、プログラム可能なゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）など。

この分野における通常の知識を有する者は、本開示の方法を実証する上記のステップの全部又は一部は、関連するハードウェアをプログラムで指示することによって達成されてもよいことを理解するであろう。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に保持され、プログラムは、コンピュータ上で実行されるときに、本開示の方法の実施形態におけるステップの１つ又はその組合せを有してもよい。

さらに、本開示の実施形態の各機能セル（ｆｕｎｃｔｉｏｎｃｅｌｌ）は、処理モジュールに統合されていてもよく、これらのセルは、独立した物理的な存在であってもよく、又は、２以上のセルが処理モジュールに統合されていてもよい。統合されたモジュールは、ハードウェアの形で、又は、ソフトウェア機能モジュールの形で実現され得る。統合されたモジュールがソフトウェア機能モジュールの形で実現され、単体製品として販売され又は使用される場合、統合されたモジュールはコンピュータ読み取り可能なストレージ媒体に保持され得る。

以上で言及された記憶媒体は、読み取り専用メモリ、磁気ディスク、ＣＤなどでもよい。

この明細書全体を通して、「一実施形態」（ａｎｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）、「複数の実施形態」（ｓｏｍｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）、「一実施形態」（ｏｎｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）、「別の実施例」（ａｎｏｔｈｅｒｅｘａｍｐｌｅ）、「一実施例」（ａｎｅｘａｍｐｌｅ）、「特定の実施例」（ａｓｐｅｃｉｆｉｃｅｘａｍｐｌｅ）、「複数の実施例」（ｓｏｍｅｅｘａｍｐｌｅｓ）に対する参照は、実施形態又は実施例との関連において記載された特定の特徴、構造、材質又は性質が、本開示の少なくとも１つの実施形態又は実施例に含まれることを意味する。このように、この明細書の様々な箇所における「実施形態において」（ｉｎｓｏｍｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔｓ）、「一実施形態において」（ｉｎｏｎｅｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）、「一実施形態において」（ｉｎａｎｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）、「別の実施例において」（ｉｎａｎｏｔｈｅｒｅｘａｍｐｌｅ）、「一実施例において」（ｉｎａｎｅｘａｍｐｌｅ）、「特定の実施例において」（ｉｎａｓｐｅｃｉｆｉｃｅｘａｍｐｌｅ）又は「複数の実施例において」（ｉｎｓｏｍｅｅｘａｍｐｌｅｓ）などのフレーズの出現は、必ずしも本開示の同一の実施形態又は実施例を参照していない。さらに、特定の特徴、構造、材質又は性質は、１つ以上の実施形態又は実施例において、任意の適切な方法で組み合わされてもよい。

実施例が説明され、示されてきたが、この技術分野における通常の知識を有する者によって、上記の実施形態は、本開示を限定するように解釈されず、本開示の本質、原則及び範囲からかい離することなく、変更、代替及び変形が行われてもよいことが理解される。
（付記）
（付記１）
電気自動車の電力システムであって、
電源電池と、
充放電ソケットと、
前記電源電池の第１端子に接続された第１ＤＣ端子及び前記電源電池の第２端子に接続された第２ＤＣ端子を有する双方向ＤＣ−ＤＣモジュールであって、前記第１ＤＣ端子は当該双方向ＤＣ−ＤＣモジュールへの入力及び当該双方向ＤＣ−ＤＣモジュールからの出力の共通端子である、双方向ＤＣ−ＤＣモジュールと、
前記電源電池の前記第２端子に接続された第１端子及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの第３ＤＣ端子に接続された第２端子を有する駆動制御スイッチと、
前記駆動制御スイッチの前記第２端子に接続された第１ＤＣ端子及び前記電源電池の前記第１端子に接続された第２ＤＣ端子を有する双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと、
モータと、
前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子に接続された第１端子及び前記モータに接続された第２端子を有するモータ制御スイッチと、
前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記ＡＣ端子に接続された第１端子及び前記充放電ソケットに接続された第２端子を有する充放電制御モジュールと、
前記電源電池に接続され、前記電源電池の温度を検知するように構成された電池マネージャと、
前記駆動制御スイッチの第３端子、前記モータ制御スイッチの第３端子、前記充放電制御モジュールの第３端子及び電池マネージャにそれぞれ接続され、且つ、前記電力システムが充放電モードに入るように制御するために、前記駆動制御スイッチ、前記モータ制御スイッチ及び前記充放電制御モジュールを制御し、且つ、前記電源電池の温度が所定の温度未満であるときには、前記電源電池を加熱するために、前記電源電池を制御してパルスモードで充放電するように構成された制御モジュールと、
を備える、電力システム。
（付記２）
前記制御モジュールは、前記電源電池の温度が所定の温度以上であるときには、前記電源電池の加熱を停止するために、前記電源電池がパルスモードで充放電することを停止するように制御し、前記電源電池が通常モードで充放電するように制御するように、さらに構成された、
付記１に記載の電力システム。
（付記３）
前記制御モジュールは、前記電力システムが充放電モードに入るように制御するために、駆動制御スイッチをオフにし、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールを開始し、前記モータ制御スイッチをオフにし、前記充放電制御モジュールを開始するように、さらに構成された、
付記１又は２に記載の電力システム。
（付記４）
前記電源電池の第２端子に接続された第１端子及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの第２ＤＣ端子に接続された第２端子を有し、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの第１キャパシタ及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子と前記第３ＤＣ端子との間に接続されたバスキャパシタをプリチャージするように構成されている、第１プリチャージ制御モジュールをさらに備える、
付記１乃至３のいずれか１つに記載の電力システム。
（付記５）
前記第１プリチャージ制御モジュールは、
前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第２ＤＣ端子に接続された第２端子を有する第１スイッチと、
前記第１スイッチの第１端子に接続された第１端子及び前記電源電池の前記第２端子に接続された第２端子を有する第１抵抗と、
前記第１抵抗の前記第２端子に接続された第１端子及び前記第１スイッチの前記第２端子に接続された第２端子を有する第２スイッチと、
を備え、
前記電力システムが開始するとき、前記制御モジュールは、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１キャパシタ及び前記バスキャパシタをプリチャージするように前記第１スイッチをオンに制御し、且つ、前記バスキャパシタの電圧が前記電源電池の電圧の所定倍であるとき、前記制御モジュールは、前記第１スイッチをオフにし、且つ、前記第２スイッチをオンにするように制御する、
付記４に記載の電力システム。
（付記６）
前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールは、
直列に接続され、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子と前記第３ＤＣ端子との間に接続され、且つ、前記制御モジュールによって制御された第１スイッチングトランジスタ及び第２スイッチングトランジスタであって、第１ノードは、当該第１スイッチングトランジスタと当該第２スイッチングトランジスタとの間に定義される、第１スイッチングトランジスタ及び第２スイッチングトランジスタと、
前記第１スイッチングトランジスタに逆平行に接続された第１ダイオードと、
前記第２スイッチングトランジスタに逆平行に接続された第２ダイオードと、
前記第１ノードに接続された前記第１端子及び前記電源電池の第２端子に接続された第２端子を有する第１インダクタと、
前記第１インダクタの前記第２端子に接続された第１端子及び前記電源電池の前記第１端子に接続された第２端子を有する第１キャパシタと、
を備える、
付記４又は５に記載の電力システム。
（付記７）
前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子と前記第３ＤＣ端子との間に接続された漏れ電流低減モジュールをさらに備える、
付記１乃至６のいずれか１つに記載の電力システム。
（付記８）
前記漏れ電流低減モジュールは、
第２キャパシタ及び第３キャパシタを備え、
前記第２キャパシタは、前記第３キャパシタの第１端子に接続された第１端子及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第３ＤＣ端子に接続された第２端子を有し、前記第３キャパシタは、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子に接続された第２端子を有し、
第２ノードは、前記第２キャパシタと前記第３キャパシタとの間に定義される、
付記７に記載の電力システム。
（付記９）
前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと前記充放電制御モジュールとの間に接続された正弦波フィルタリングモジュールをさらに備える、
付記１乃至８のいずれか１つに記載の電力システム。
（付記１０）
前記第２ノードと前記正弦波フィルタリングモジュールとの間に接続された正弦波フィルタリング制御モジュールをさらに備え、前記電力システムが駆動モードのとき、前記制御モジュールは前記正弦波フィルタリング制御モジュールをオフに制御する、
付記９に記載の電力システム。
（付記１１）
前記充放電ソケットと前記充放電制御モジュールとの間に接続されたＥＭＩフィルタモジュールをさらに備え、
前記ＥＭＩフィルタモジュールは、伝導と放射との干渉をフィルタリングするように構成された、
付記１乃至９のいずれか１つに記載の電力システム。
（付記１２）
並列に前記充放電制御モジュールに接続され、前記正弦波フィルタリングモジュールのキャパシタをプリチャージするように構成された第２プリチャージモジュールをさらに備える、
付記９又は１０に記載の電力システム。
（付記１３）
前記充放電制御モジュールは、
三相充電又は単相充電を実行するように構成された三相スイッチ及び／又は単相スイッチを備える、
付記１乃至１２のいずれか１つに記載の電力システム。
（付記１４）
付記１乃至１３のいずれか１つに記載の電力システムを備える電気自動車。
（付記１５）
電気自動車の電源電池の充電方法であって、
前記電気自動車の電力システムが充放電モードのとき、前記電源電池の温度を検知することと、
前記電源電池の温度が所定の温度未満であるとき、前記電源電池を加熱するために、前記電源電池をパルスモードで充放電するように制御することと、
を含む方法。
（付記１６）
前記電源電池の温度が所定の温度以上であるとき、前記電源電池を加熱することを停止するために、前記電源電池がパルスモードで充放電することを停止するように制御し、前記電源電池が通常モードで充放電するように制御することをさらに含む、
付記１５に記載の方法。

Claims

電気自動車の電力システムであって、
電源電池の第１端子に接続された第１ＤＣ端子及び前記電源電池の第２端子に接続された第２ＤＣ端子を有する双方向ＤＣ−ＤＣモジュールであって、前記第１ＤＣ端子は当該双方向ＤＣ−ＤＣモジュールへの入力及び当該双方向ＤＣ−ＤＣモジュールからの出力の共通端子である、双方向ＤＣ−ＤＣモジュールと、
前記電源電池の前記第２端子に接続された第１端子及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの第３ＤＣ端子に接続された第２端子を有する駆動制御スイッチと、
前記駆動制御スイッチの前記第２端子に接続された第１ＤＣ端子及び前記電源電池の前記第１端子に接続された第２ＤＣ端子を有する双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと、
前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子に接続された第１端子及びモータに接続された第２端子を有するモータ制御スイッチと、
前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記ＡＣ端子に接続された第１端子及び充放電ソケットに接続された第２端子を有する充放電制御モジュールと、
前記電源電池に接続され、前記電源電池の温度を検知するように構成された電池マネージャと、
前記駆動制御スイッチの第３端子、前記モータ制御スイッチの第３端子、前記充放電制御モジュールの第３端子及び電池マネージャにそれぞれ接続され、且つ、前記電力システムが充放電モードに入るように制御するために、前記駆動制御スイッチ、前記モータ制御スイッチ及び前記充放電制御モジュールを制御し、且つ、前記電源電池の温度が所定の温度未満であるときには、前記電源電池を加熱するために、前記電源電池を制御してパルスモードで充放電するように構成された制御モジュールと、
前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子と前記第３ＤＣ端子との間に接続され、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子に接続された第２端子を有する第３キャパシタ及び前記第３キャパシタの第１端子に接続された第１端子及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第３ＤＣ端子に接続された第２端子を有する第２キャパシタを備える、漏れ電流低減モジュールと、
前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと前記充放電制御モジュールとの間に接続された正弦波フィルタリングモジュールと、
前記第２キャパシタと前記第３キャパシタとの間に定義される第２ノードと、
前記正弦波フィルタリングモジュールと前記第２ノードとの間に接続された正弦波フィルタリング制御モジュールと、
を備え、
前記電力システムが駆動モードのとき、前記制御モジュールは、前記正弦波フィルタリング制御モジュールをオフに制御し、前記正弦波フィルタリングモジュールを前記第２キャパシタ及び前記第３キャパシタから切離する、
電力システム。
前記制御モジュールは、前記電源電池の温度が所定の温度以上であるときには、前記電源電池の加熱を停止するために、前記電源電池がパルスモードで充放電することを停止するように制御し、前記電源電池が通常モードで充放電するように制御するように、さらに構成された、
請求項１に記載の電力システム。
前記制御モジュールは、前記電力システムが充放電モードに入るように制御するために、前記駆動制御スイッチをオフにし、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールを開始し、前記モータ制御スイッチをオフにし、前記充放電制御モジュールを開始するように、さらに構成された、
請求項１又は２に記載の電力システム。
前記電源電池の第２端子に接続された第１端子及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの第２ＤＣ端子に接続された第２端子を有し、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの第１キャパシタ及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子と前記第３ＤＣ端子との間に接続されたバスキャパシタをプリチャージするように構成されている、第１プリチャージ制御モジュールをさらに備える、
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電力システム。
前記第１プリチャージ制御モジュールは、
前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第２ＤＣ端子に接続された第２端子を有する第１スイッチと、
前記第１スイッチの第１端子に接続された第１端子及び前記電源電池の前記第２端子に接続された第２端子を有する第１抵抗と、
前記第１抵抗の前記第２端子に接続された第１端子及び前記第１スイッチの前記第２端子に接続された第２端子を有する第２スイッチと、
を備え、
前記電力システムが開始するとき、前記制御モジュールは、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１キャパシタ及び前記バスキャパシタをプリチャージするように前記第１スイッチをオンに制御し、且つ、前記バスキャパシタの電圧が前記電源電池の電圧の所定倍であるとき、前記制御モジュールは、前記第１スイッチをオフにし、且つ、前記第２スイッチをオンにするように制御する、
請求項４に記載の電力システム。
前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールは、
直列に接続され、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子と前記第３ＤＣ端子との間に接続され、且つ、前記制御モジュールによって制御された第１スイッチングトランジスタ及び第２スイッチングトランジスタであって、第１ノードは、当該第１スイッチングトランジスタと当該第２スイッチングトランジスタとの間に定義される、第１スイッチングトランジスタ及び第２スイッチングトランジスタと、
前記第１スイッチングトランジスタに逆平行に接続された第１ダイオードと、
前記第２スイッチングトランジスタに逆平行に接続された第２ダイオードと、
前記第１ノードに接続された前記第１端子及び前記電源電池の第２端子に接続された第２端子を有する第１インダクタと、
前記第１インダクタの前記第２端子に接続された第１端子及び前記電源電池の前記第１端子に接続された第２端子を有する第１キャパシタと、
を備える、
請求項４又は５に記載の電力システム。
前記充放電ソケットと前記充放電制御モジュールとの間に接続されたＥＭＩフィルタモジュールをさらに備え、
前記ＥＭＩフィルタモジュールは、伝導と放射との干渉をフィルタリングするように構成された、
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の電力システム。
並列に前記充放電制御モジュールに接続され、前記正弦波フィルタリングモジュールのキャパシタをプリチャージするように構成された第２プリチャージモジュールをさらに備える、
請求項１に記載の電力システム。
前記充放電制御モジュールは、
三相充電又は単相充電を実行するように構成された三相スイッチ及び／又は単相スイッチを備える、
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の電力システム。
モータと、
前記モータに電力を供給する電源電池と、
充放電ソケットと、
前記電源電池の第１端子に接続された第１ＤＣ端子及び前記電源電池の第２端子に接続された第２ＤＣ端子を有する双方向ＤＣ−ＤＣモジュールであって、前記第１ＤＣ端子は当該双方向ＤＣ−ＤＣモジュールへの入力及び当該双方向ＤＣ−ＤＣモジュールからの出力の共通端子である、双方向ＤＣ−ＤＣモジュールと、
前記電源電池の前記第２端子に接続された第１端子及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの第３ＤＣ端子に接続された第２端子を有する駆動制御スイッチと、
前記駆動制御スイッチの前記第２端子に接続された第１ＤＣ端子及び前記電源電池の前記第１端子に接続された第２ＤＣ端子を有する双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと、
前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子に接続された第１端子及び前記モータに接続された第２端子を有するモータ制御スイッチと、
前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記ＡＣ端子に接続された第１端子及び前記充放電ソケットに接続された第２端子を有する充放電制御モジュールと、
前記電源電池に接続され、前記電源電池の温度を検知するように構成された電池マネージャと、
前記駆動制御スイッチの第３端子、前記モータ制御スイッチの第３端子、前記充放電制御モジュールの第３端子及び前記電池マネージャにそれぞれ接続され、且つ、電力システムが充放電モードに入るように制御するために、前記駆動制御スイッチ、前記モータ制御スイッチ及び前記充放電制御モジュールを制御し、且つ、前記電源電池の温度が所定の温度未満であるときには、前記電源電池を加熱するために、前記電源電池を制御してパルスモードで充放電するように構成された制御モジュールと、
前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子と前記第３ＤＣ端子との間に接続され、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子に接続された第２端子を有する第３キャパシタ及び前記第３キャパシタの第１端子に接続された第１端子及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第３ＤＣ端子に接続された第２端子を有する第２キャパシタを備える、漏れ電流低減モジュールと、
前記双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと前記充放電制御モジュールとの間に接続された正弦波フィルタリングモジュールと、
前記第２キャパシタと前記第３キャパシタとの間に定義される第２ノードと、
前記正弦波フィルタリングモジュールと前記第２ノードとの間に接続された正弦波フィルタリング制御モジュールと、
を備え、
前記電力システムが駆動モードのとき、前記制御モジュールは、前記正弦波フィルタリング制御モジュールをオフに制御し、前記正弦波フィルタリングモジュールを前記第２キャパシタ及び前記第３キャパシタから切離する、
電気自動車。
前記制御モジュールは、前記電源電池の温度が所定の温度以上であるときには、前記電源電池の加熱を停止するために、前記電源電池が前記パルスモードで充放電することを停止するように制御し、前記電源電池が通常モードで充放電するように制御するように、さらに構成された、
請求項１０に記載の電気自動車。
前記制御モジュールは、前記電力システムが前記充放電モードに入るように制御するために、前記駆動制御スイッチをオフにし、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールを開始し、前記モータ制御スイッチをオフにし、前記充放電制御モジュールを開始するように、さらに構成された、
請求項１０又は１１に記載の電気自動車。
前記電源電池の前記第２端子に接続された第１端子及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第２ＤＣ端子に接続された第２端子を有し、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの第１キャパシタ及び前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１ＤＣ端子と前記第３ＤＣ端子との間に接続されたバスキャパシタをプリチャージするように構成されている、第１プリチャージ制御モジュール、をさらに備える電気自動車であって、
前記第１プリチャージ制御モジュールは、
前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第２ＤＣ端子に接続された第２端子を有する第１スイッチと、
前記第１スイッチの第１端子に接続された第１端子及び前記電源電池の前記第２端子に接続された第２端子を有する第１抵抗と、
前記第１抵抗の前記第２端子に接続された第１端子及び前記第１スイッチの前記第２端子に接続された第２端子を有する第２スイッチと、を備え、
前記電力システムが開始するとき、前記制御モジュールは、前記双方向ＤＣ−ＤＣモジュールの前記第１キャパシタ及び前記バスキャパシタをプリチャージするように前記第１スイッチをオンに制御し、且つ、前記バスキャパシタの電圧が前記電源電池の電圧の所定倍であるとき、前記制御モジュールは、前記第１スイッチをオフにし、且つ、前記第２スイッチをオンにするように制御する、
請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の電気自動車。