JP7843835B2 - 動力電池電圧調整システム及びその制御方法と制御装置 - Google Patents

動力電池電圧調整システム及びその制御方法と制御装置

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Description

本出願は電池技術分野に関し、特に動力電池電圧調整システム及びその制御方法と制御装置に関する。
動力電池は、エネルギー密度が高く、循環充電が可能で、安全かつ環境に優しいなどの利点を有するため、新エネルギー自動車や消費電子やエネルギー貯蔵システムなどの分野に広く応用されている。電池技術の発展に伴い、動力電池の各種性能は絶えず向上しており、特に動力電池の電圧は、一般的に大幅に向上している。
しかし、現在使用されている充電機器の最大出力電圧は、依然として、高い電圧を有する新型の動力電池に必要な充電電圧より低く、動力電池に対しても、異なる負荷機器の需要に応じて出力電圧を調整することが困難である。従って、如何に異なるシーンで動力電池の充放電電圧を柔軟に調整するかは、早急な解決が待たれる問題である。
本出願の実施例は、動力電池の充放電電圧を柔軟に調整することによって、異なるシーンで動力電池の充電電圧または放電電圧に対する需要を満たすことができる動力電池電圧調整システム及びその制御方法と制御装置を提供する。
第一の態様によれば、本出願は動力電池電圧調整システムの制御方法を提供し、前記動力電池電圧調整システムは、動力電池と、スイッチモジュールと、充放電インターフェースと、モータと、を含み、前記スイッチモジュールは、第一のスイッチと、第二のスイッチと、第三のスイッチと、第四のスイッチと、第五のスイッチと、第一のアーム群と、第二のアームと、を含み、前記第一のアーム群及び前記第二のアームにおける各アームは、それぞれ、上部アーム及び下部アームを含み、前記第一のアーム群における各アームの上部アームと下部アームとの接続点は、前記モータにおける全てのインダクタンスと一対一で対応して接続され、前記第二のアームにおける上部アームと下部アームとの接続点は、前記モータの三相中心点に接続され、前記第一のスイッチの一端は前記動力電池の正極に接続され、前記第一のスイッチの他端は前記第三のスイッチの一端に接続され、且つ第一のアーム群の上部アームを介してそれぞれ前記モータにおける全てのインダクタンスに接続され、前記第三のスイッチの他端は前記第四のスイッチの一端に接続され、且つ第二のアームの上部アームを介して前記モータの三相中心点に接続され、前記第四のスイッチの他端は前記充放電インターフェースの正極に接続され、前記第二のスイッチの一端は前記動力電池の負極に接続され、前記第二のスイッチの他端は前記第五のスイッチの一端に接続され、且つ第一のアーム群の下部アームを介してそれぞれ前記モータにおける全てのインダクタンスに接続され、第二のアームの下部アームを介して前記モータの三相中心点に接続され、前記第五のスイッチの他端は前記充放電インターフェースの負極に接続され、前記制御方法は、前記動力電池の電圧である第一の電圧と、前記充放電インターフェースを接続するために用いられる充電機器の最大出力電圧である第二の電圧とを取得することと、前記第一の電圧が前記第二の電圧より小さい場合、前記第一のスイッチと、前記第二のスイッチと、前記第三のスイッチと、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチとをオンにし、第一のアーム群及び第二のアームにおけるすべてのアームをオフにするように制御すること、または、前記第一の電圧が前記第二の電圧以上の場合、前記第一のスイッチと、前記第二のスイッチと、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、第一のアーム群の下部アームと、第二のアームの下部アームとをオフにするように制御することと、を含む。
本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システムの制御方法は、異なる場合において、回路構成における異なるスイッチのオン及びオフを制御することによって、既存の充電施設を変更することなく、充電機器が充電機器の最大出力電圧より低い電圧の動力電池を充電することも、充電機器の最大出力電圧より高い電圧を有する動力電池を充電することもできるようにする。この制御方法は、異なるシーンで動力電池の充電電圧を柔軟に調整することができ、外部充電機器の互換性の問題を解決することができるだけではなく、動力電池の充電プロセスが充電機器の最大出力電圧に制限されないようにすることもできる。
いくつかの実施例では、前記第一の電圧が前記第二の電圧以上の場合、前記制御方法は、第一の期間において、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチと、前記第一のアーム群の下部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの下部アームとをオフにするように制御すること、をさらに含み、前記の、前記第一のスイッチと、前記第二のスイッチと、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、第一のアーム群の下部アームと、第二のアームの下部アームとをオフにするように制御することは、第二の期間において、前記第一のスイッチと、前記第二のスイッチと、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、第一のアーム群の下部アームと、第二のアームの下部アームとをオフにするように制御すること、を含み、ここで、前記第一の期間及び前記第二の期間は第一の周期であり、前記第一の周期において、前記第一の期間は、前記第二の期間の前の期間である。
本出願に提供される実施例は、回路構成を変更することなく、充電機器と動力電池との電圧の関係に基づいて、動力電池の充電電圧を柔軟に調整するとともに、動力電池電圧調整システム自体の回路構成を利用してモータにエネルギーを供給することができ、同一の回路において異なるスイッチのオン及びオフによって動力電池の昇圧充電を実現することができる。
いくつかの実施例では、前記第一の期間及び前記第二の期間は、交互に分布する。
動力電池の充電プロセスにおいて、第一の期間及び第二の期間は交互に分布することにより、昇圧後の持続的な充電を実現し、充電プロセスの持続的な進行を保証することができる。
第二の態様によれば、本出願は動力電池電圧調整システムの制御方法を提供し、前記動力電池電圧調整システムは、動力電池と、スイッチモジュールと、充放電インターフェースと、モータと、を含み、前記スイッチモジュールは、第一のスイッチと、第二のスイッチと、第三のスイッチと、第四のスイッチと、第五のスイッチと、第一のアーム群と、第二のアームと、を含み、前記第一のアーム群及び前記第二のアームにおける各アームは、それぞれ、上部アーム及び下部アームを含み、前記第一のアーム群における各アームの上部アームと下部アームとの接続点は、前記モータにおける全てのインダクタンスと一対一で対応して接続され、前記第二のアームにおける上部アームと下部アームとの接続点は、前記モータの三相中心点に接続され、前記第一のスイッチの一端は前記動力電池の正極に接続され、前記第一のスイッチの他端は前記第三のスイッチの一端に接続され、且つ第一のアーム群の上部アームを介してそれぞれ前記モータにおける全てのインダクタンスに接続され、前記第三のスイッチの他端は前記第四のスイッチの一端に接続され、且つ第二のアームの上部アームを介して前記モータの三相中心点に接続され、前記第四のスイッチの他端は前記充放電インターフェースの正極に接続され、前記第二のスイッチの一端は前記動力電池の負極に接続され、前記第二のスイッチの他端は前記第五のスイッチの一端に接続され、且つ第一のアーム群の下部アームを介してそれぞれ前記モータにおける全てのインダクタンスに接続され、第二のアームの下部アームを介して前記モータの三相中心点に接続され、前記第五のスイッチの他端は前記充放電インターフェースの負極に接続され、前記制御方法は、前記動力電池の電圧である第一の電圧と、前記充放電インターフェースを接続するために用いられる負荷機器の要求電圧である第三の電圧とを取得することと、前記第一の電圧が前記第三の電圧より大きい場合、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチと、前記第一のアーム群の下部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの下部アームとをオフにするように制御すること、または、前記第一の電圧が前記第三の電圧より小さい場合、前記第一のスイッチと、前記第二のスイッチと、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、前記第一のアーム群の下部アームと、前記第二のアームの下部アームとをオフにするように制御することと、を含む。
本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システムの制御方法は、異なる場合において、回路構成における異なるスイッチのオン及びオフを制御することによって、回路構成を変更することなく、様々な需要電圧の異なる負荷機器に適応させ、動力電池電圧調整システムが、需要電圧が動力電池電圧より高い負荷機器に電気エネルギーを供給することができるだけではなく、需要電圧が動力電池電圧より低い負荷機器に電気エネルギーを供給することもできるようにして、それによって、異なるシーンで動力電池の放電電圧を柔軟に調整し、複数の種類の負荷機器に電気エネルギーを供給する。
いくつかの実施例では、前記制御方法は、第三の期間において、前記第一のスイッチと、前記第二のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの下部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、前記第一のアーム群の下部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオフにするように制御すること、をさらに含み、前記の、前記第一の電圧が前記第三の電圧より大きい場合、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチと、前記第一のアーム群の下部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの下部アームとをオフにするように制御することは、前記第一の電圧が前記第三の電圧より大きい場合、第四の期間において、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチと、前記第一のアーム群の下部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの下部アームとをオフにするように制御すること、を含み、ここで、前記第三の期間及び前記第四の期間は第二の周期であり、前記第二の周期において、前記第三の期間は、前記第四の期間の前の期間である。
本出願に提供される実施例は、回路構成を変更することなく、負荷機器の需要に応じて出力電圧を柔軟に調整するとともに、動力電池電圧調整システム自体の回路構成を利用してモータにエネルギーを供給することができ、同一の回路において異なるスイッチのオン及びオフによって動力電池の降圧放電を実現することができる。
いくつかの実施例では、前記制御方法は、第三の期間において、前記第一のスイッチと、前記第二のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの下部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、前記第一のアーム群の下部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオフにするように制御すること、をさらに含み、前記の、前記第一の電圧が前記第三の電圧より小さい場合、前記第一のスイッチと、前記第二のスイッチと、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、前記第一のアーム群の下部アームと、前記第二のアームの下部アームとをオフにするように制御することは、前記第一の電圧が前記第三の電圧より小さい場合、第五の期間において、前記第一のスイッチと、前記第二のスイッチと、前記第四のスイッチと、前記第五のスイッチと、前記第一のアーム群の上部アームと、前記第二のアームの上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチと、前記第一のアーム群の下部アームと、前記第二のアームの下部アームとをオフにするように制御すること、を含み、ここで、前記第三の期間及び前記第五の期間は第三の周期であり、前記第三の周期において、前記第三の期間は、前記第五の期間の前の期間である。
本出願に提供される実施例は、回路構成を変更することなく、負荷機器の需要に応じて出力電圧を柔軟に調整するとともに、動力電池電圧調整システム自体の回路構成を利用してモータにエネルギーを供給することができ、同一の回路において異なるスイッチのオン及びオフによって動力電池の昇圧放電を実現することができる。
いくつかの実施例では、前記第三の期間及び前記第四の期間は、交互に分布する。
動力電池の降圧放電のプロセスにおいて、第三の期間及び第四の期間は交互に分布することにより、降圧後の持続的な放電を実現し、放電プロセスの持続的な進行を保証することができる。
いくつかの実施例では、前記第三の期間及び前記第五の期間は、交互に分布する。
動力電池の昇圧放電のプロセスにおいて、第三の期間及び第五の期間は交互に分布することにより、昇圧後の持続的な放電を実現し、放電プロセスの持続的な進行を保証することができる。
第三の態様によれば、本出願は動力電池電圧調整システムを提供し、前記動力電池電圧調整システムは、動力電池と、スイッチモジュールと、充放電インターフェースと、モータと、を含み、前記スイッチモジュールは、第一のスイッチと、第二のスイッチと、第三のスイッチと、第四のスイッチと、第五のスイッチと、第一のアーム群と、第二のアームと、を含み、前記第一のアーム群及び前記第二のアームにおける各アームは、それぞれ、上部アーム及び下部アームを含み、前記第一のアーム群における各アームの上部アームと下部アームとの接続点は、前記モータにおける全てのインダクタンスと一対一で対応して接続され、前記第二のアームにおける上部アームと下部アームとの接続点は、前記モータの三相中心点に接続され、前記第一のスイッチの一端は前記動力電池の正極に接続され、前記第一のスイッチの他端は前記第三のスイッチの一端に接続され、且つ第一のアーム群の上部アームを介してそれぞれ前記モータにおける全てのインダクタンスに接続され、前記第三のスイッチの他端は前記第四のスイッチの一端に接続され、且つ第二のアームの上部アームを介して前記モータの三相中心点に接続され、前記第四のスイッチの他端は前記充放電インターフェースの正極に接続され、前記第二のスイッチの一端は前記動力電池の負極に接続され、前記第二のスイッチの他端は前記第五のスイッチの一端に接続され、且つ第一のアーム群の下部アームを介してそれぞれ前記モータにおける全てのインダクタンスに接続され、第二のアームの下部アームを介して前記モータの三相中心点に接続され、前記第五のスイッチの他端は前記充放電インターフェースの負極に接続される。
本出願の実施例に提供される動力電池電圧調整システムは、異なる場合での動力電池の充放電時の電圧調整に対する需要を十分に考慮し、動力電池の充放電回路における要所にスイッチを設け、且つ異なるスイッチのオン及びオフを制御することによって、同一の回路構成においてそれぞれ直接充電、昇圧充電、昇圧放電及び降圧放電の回路を形成することによって回路構成を交換する必要がなく動力電池の充放電電圧を柔軟に調整することができ、異なるシーンで動力電池の充電電圧または放電電圧の需要を満たす。
第四の態様によれば、本出願は、上述の第一の態様のいずれか一つの実施例に記載の制御方法を実行するために用いられるか、または、上述の第二の態様のいずれか一つの実施例に記載の制御方法を実行するために用いられるプロセッサを含む動力電池電圧調整システムの制御装置を提供する。
第五の態様によれば、本出願は、動力装置であって、上述の第三の態様に記載の、前記動力装置に電気エネルギーを供給するために用いられる前記動力電池の充電または放電のために用いられる動力電池電圧調整システムを含む動力装置を提供する。
本出願の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下は、本出願の実施例に使用される必要のある図面を簡単に紹介し、自明であることとして、以下に描かれる図面は、本出願のいくつかの実施例のみを示し、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、図面に基づいて他の図面を得ることもできる。
本出願の実施例により提供される充電方法のアプリケーションアーキテクチャ概略図である。 本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システムの模式ブロック図である。 本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システムの制御方法の模式フローチャートである。 本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システムの充電回路の概略図である。 本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システムの別の充電回路の概略図である。 本出願の実施例により提供される別の動力電池電圧調整システムの制御方法の模式フローチャートである。 本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システムの別の充電回路の概略図である。 本出願の実施例により提供される別の動力電池電圧調整システムの制御方法の模式フローチャートである。 本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システムの別の充電回路の概略図である。 本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システムの別の充電回路の概略図である。 本出願の実施例により提供される別の動力電池電圧調整システムの制御方法の模式フローチャートである。 本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システムの別の充電回路の概略図である。 本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システム10の制御装置の模式ブロック図である。
前記図面は実際のスケールで描かれていない。
以下は、図面及び実施例を組み合わせて本出願の実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例の詳細な説明及び図面は、本出願の原理を例示的に説明するために使用されるが、本出願の範囲を制限するためのものではなく、すなわち、本出願は説明される実施例に限定するものではない。
本出願の説明において、なお、説明がない限り、「複数」は二つ以上を意味し、用語「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などが示す方位または位置関係は、本出願の説明を容易にし、説明を簡略化するためのもののみであり、示す装置または要素が特定の方位、特定の方位で構成され、操作されなければならないことを示すまたは暗示するためではなく、本出願に対する制限と理解することはできない。さらに、用語「第一の」、「第二の」、「第三の」などは、目的を説明するためのもののみに使用され、相対的な重要性を示したり暗示したりするとは理解できない。「垂直」は厳密な意味での垂直ではなく、誤差の許容範囲内にあるものである。「平行」は厳密な意味での平行ではなく、誤差の許容範囲内にあるものである。
以下の説明に現れる方位語はいずれも図に示す方向であり、本出願の具体的な構成を限定するものではない。本出願の説明において、なお、特に明確に規定、限定されていない限り、用語である「取り付け」、「繋がり」、「接続」などの用語は、広義に理解されるべきであり、例えば固定的な接続であってもよく、取り外し可能な接続であってもよく、又は一体的に接続であってもよく、直接的な繋がりであってもよく、中間媒体による間接的な繋がりであってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて、上記用語の本出願における具体的な意味を理解することができる。
電池技術の発展に伴い、動力電池の各種性能は絶えず向上しており、特に動力電池の電圧は、一般的に大幅に向上している。このような高い電圧を有する新型動力電池については、対応するより高い電圧を出力することができる充電機器のみが充電することができる。しかしながら、現在使用されている充電機器の大部分は、新型動力電池に要求される電圧に達することができない最大出力電圧の低電圧を有する従来の動力電池にしか充電できない。新型動力電池に適応するために充電機器をすべて交換すると、既存の充電機器の無駄になるとともに、不要なコストも増加させる。
また、様々な負荷機器(例えば車載機器)の研究開発に伴い、異なる負荷機器に必要な動力電池の出力電圧も異なるため、異なる負荷機器の需要を満たすために、動力電池が放電プロセスにおいてより柔軟に出力電圧を調整できるようにする方法が必要である。
これに鑑みて、本出願の実施例は、動力電池電圧調整システム及びその制御方法と制御装置を提供し、この動力電池電圧調整システムは、動力電池と、スイッチモジュールと、充放電インターフェースと、モータと、を含み、スイッチモジュールにおける異なるスイッチのオン及びオフを制御することによって、異なるシーンで直接充電または昇圧充電を実現し、又は、異なるシーンで昇圧放電または降圧放電を実現する。
本出願の実施例における動力電池は、リチウムイオン電池、リチウム金属電池、鉛酸電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム硫黄電池、リチウム空気電池またはナトリウムイオン電池などであり、ここでは限定されない。規模から言えば、本出願の実施例における電池は、セル単体であってもよく、電池モジュール又は電池パックであってもよく、ここでは限定されない。応用シーンから言えば、電池は自動車、汽船などの動力装置内に応用することができる。例えば、電気自動車の動力源として動力自動車内に応用し、動力自動車のモータに給電することができる。電池は、車内エアコン、車載プレーヤーなどのような電気自動車の他の電気部品にも電気エネルギーを供給することができる。
説明を容易にするために、以下、動力電池の新エネルギー自動車(動力自動車)への応用を実施例として説明する。
駆動モータ及びその制御システムは新エネルギー自動車の核心部品の一つであり、その駆動特性は自動車走行の主要な性能指標を決定する。新エネルギー自動車のモータ駆動システムは、主にモータ(即ち、モータ)、電力変換器、モータコントローラ(例えば、インバータ)、各種類の検出センサ及び電源などの部分から構成される。モータは、電磁誘導原理を用いて動作する回転電磁機械であり、電気エネルギーから機械エネルギーへの変換を実現するために用いられるものである。運転時に、電気システムから電力を吸収し、機械システムに機械電力を出力する。
図1は、本出願の実施例の充電の方法の応用可能なアプリケーションアーキテクチャ概略図であり、このアプリケーションアーキテクチャは、電池管理システム(Battery Management System、BMS)100と、充電パイル200とを含み、BMS100は、通信線を介して充電パイル200に接続することによって、充電パイル200と情報インタラクションを行うことができる。例えば、通信線は、コントローラエリアネットワーク(Controller Area Network、CAN)通信線またはデイジーチェーン通信線であってもよい。
BMS100は動力電池のBMSであり、動力電池は電気消費装置に動力源を提供する電池である。選択的に、動力電池は動力蓄電池であってもよい。電池の種類から言えば、この動力電池はリチウムイオン電池、リチウム金属電池、鉛酸電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム硫黄電池、リチウム空気電池またはナトリウムイオン電池などであってもよく、本出願の実施例では具体的に限定しない。電池規模から言えば、本出願の実施例における動力電池は、セル/電池単体であってもよく、電池モジュールまたは電池パックであってもよく、本出願の実施例では具体的に限定しない。選択的に、電気消費装置は車両、船舶または宇宙機などであってもよく、本出願の実施例はこれに限定されない。BMSは動力電池の使用安全を保護する制御システムであり、充放電管理、高圧制御、電池保護、電池データの収集、電池状態の評価などの機能を実施する。ここで、BMSは動力電池と統合して同一の機器/装置に設けることができ、又は、BMSは独立した機器/装置として動力電池の外に設けることもできる。
充電パイル200は、充電機とも呼ばれ、動力電池を充電する装置である。充電パイルは、動力電池を充電するために、BMS100の充電需要に従って充電電力を出力することができる。例えば、充電パイル200は、BMS100により送信される需要電圧及び需要電流に従って、電圧及び電流を出力することができる。
異なるシーンで充電電圧に対する動力電池の需要を満たすために、本出願は動力電池電圧調整システムを提供する。図2に示すように、動力電池電圧調整システム10は、動力電池11と、スイッチモジュール12と、充放電インターフェース13と、モータ14と、を含み、スイッチモジュール12は、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第三のスイッチK3と、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121と、第二のアーム122と、を含み、第一のアーム群121及び第二のアーム122における各アームは、それぞれ、上部アーム及び下部アームを含み、第一のアーム群121における各アームの上部アームと下部アームとの接続点は、モータ14における全てのインダクタンスと一対一で対応して接続され、第二のアーム122における上部アームと下部アームとの接続点は、モータ14の三相中心点に接続され、第一のスイッチK1の一端は動力電池11の正極に接続され、第一のスイッチK1の他端は第三のスイッチK3の一端に接続され、且つ第一のアーム群121の上部アームを介してそれぞれモータ14における全てのインダクタンスに接続され、第三のスイッチK3の他端は第四のスイッチK4の一端に接続され、且つ第二のアーム122の上部アームを介してモータ14の三相中心点に接続され、第四のスイッチK4の他端は充放電インターフェース13の正極に接続され、第二のスイッチK2の一端は動力電池11の負極に接続され、第二のスイッチK2の他端は第五のスイッチK5の一端に接続され、且つ第一のアーム群121の下部アームを介してそれぞれモータ14における全てのインダクタンスに接続され、第二のアーム122の下部アームを介してモータ14の三相中心点に接続され、第五のスイッチK5の他端は充放電インターフェース13の負極に接続される。
スイッチモジュール12における第一のスイッチK1、第二のスイッチK2、第三のスイッチK3、第四のスイッチK4及び第五のスイッチK5は、リレースイッチであってもよく、異なる回路を形成するために、制御モジュールによりこれらのスイッチのオンまたはオフを制御する。第一のスイッチK1は、動力電池電圧調整システム10の動力電池11以外の部分と電池正極との接続をオンまたはオフにするために用いられ、第二のスイッチK2は、動力電池電圧調整システム10の動力電池11以外の部分と電池負極との接続をオンまたはオフにするために用いられ、第三のスイッチK3は、第二のアーム122及び充放電インターフェース13と、第一のアーム群121及び動力電池11との間の接続をオンまたはオフにするために用いられ、第四のスイッチK4は、動力電池電圧調整システム10の充放電インターフェース13以外の部分と充放電インターフェース13の正極との間の接続をオンまたはオフにするために用いられ、第五のスイッチK5は、動力電池電圧調整システム10の充放電インターフェース13以外の部分と充放電インターフェース13の負極との間の接続をオンまたはオフにするために用いられる。
第一のアーム群121および第二のアーム122は、モータ14の駆動システムにおけるインバータによって実現することができる。ここで、このインバータは、絶縁ゲート型バイポーラパワートランジスタ(Insulated Gate Bipolar Transistor、IGBT)のアームスイッチを用いて実現できる。第一のアーム群121におけるアームの数は、モータ14におけるインダクタンスの数と同じである。例えば、このモータ14が三相モータ14である場合、このインバータは三相アーム(すなわちU相アーム、V相アームおよびW相アーム)を含む。ここで、この三相アームにおける各相アームは、いずれも、上部アーム及び下部アームを有し、この上部アーム及び下部アームのそれぞれはスイッチユニットを設け、即ち、第一のアーム群121は、それぞれ、U相アームにおける上部アームスイッチ1211と下部アームスイッチ1212、V相アームにおける上部アームスイッチ1213と下部アームスイッチ1214、およびW相アームにおける上部アームスイッチ1215と下部アームスイッチ1216を含む。第二のアーム122も、上部アーム及び下部アームを有し、この上部アーム及び下部アームのそれぞれはスイッチユニットを設け、即ち、第二のアーム122は、上部アームスイッチ1221及び下部アームスイッチ1222を含む。
モータ14については、複数のインダクタンスを含んでもよく、三相モータ14を例として、3つのインダクタンスを含んでもよく、具体的には、U相アームに接続されるインダクタンス141と、V相アームに接続されるインダクタンス142と、W相アームに接続されるインダクタンス143とを含んでもよい。ここで、インダクタンス141の一端はU相アームにおける上部アームと下部アームとの接続点に接続され、インダクタンス142の一端はV相アームにおける上部アームと下部アームとの接続点に接続され、インダクタンス143の一端はW相アームにおける上部アームと下部アームとの接続点に接続される。インダクタンス141の他端、インダクタンス142の他端及びインダクタンス143の他端は、接続されてなるものであり、この接続点は、モータ14の三相中心点である。
なお、このモータ14は三相モータ14に限らず、六相モータ14などであってもよく、対応的に、六相モータ14は六相アームを含んでもよい。
選択的に、動力電池電圧調整システム10は、第六のスイッチK6と、第七のスイッチK7と、第一の容量C1と、第二の容量C2と、抵抗Rとを設けてもよい。
第六のスイッチK6は、モータ14の三相中心点と、第二のアーム122の上部アームと下部アームとの接続点との間に設けられており、モータ14の三相中心点と、第二のアーム122の上部アームと下部アームとの接続点との間の高圧接続をオフまたはオンにするために用いられる。本出願の実施例では、第六のスイッチK6は常に閉じた状態であってもよい。
第七のスイッチK7は、抵抗Rと直列に接続された後、第二のスイッチK2の両端に並列に接続され、第一の容量C1は、一端が第一のスイッチK1を介して動力電池11の正極に接続され、他端が第二のスイッチK2を介して動力電池11の負極に接続され、第二の容量C2は、一端が第四のスイッチK4を介して充放電インターフェース13の正極に接続され、他端が第五のスイッチK5を介して充放電インターフェース13の負極に接続される。動力電池電圧調整システム10を高圧接続する際、第一のスイッチK1及び第七のスイッチK7を先にオンにし、第一の容量C1及び第二の容量C2をプリチャージし、高い電圧が回路にダメージを与えないようにすることができる。具体的には、第七のスイッチK7をオンにすることに対してプリセット時間を設定し、プリセット時間終了後に、第二のスイッチK2をオンにし第七のスイッチK7をオフにすることができる。本出願の実施例では、第二のスイッチK2をオンにする前に、いずれも、プリセット時間内に、先に第七のスイッチK7をオンにし、プリセット時間終了後に、第二のスイッチK2をオンにし、第七のスイッチK7をオフにすることができる。
第二の容量C2は、充放電インターフェース13の入力電圧を安定化させ、且つ第二のアーム122をオフにする時のスパイク電圧を吸収し、第二のアーム122の破損を回避するためのものである。第一の容量C1及び第二の容量C2は、いずれも、電圧安定化及びクラッタ除去などの役割を果たすことができる。
本出願の実施例に提供される動力電池電圧調整システム10は、異なる場合での動力電池11の充放電時の電圧調整の需要を十分に考慮し、動力電池11の充放電回路における要所にスイッチを設け、且つ異なるスイッチのオン及びオフを制御することによって、同一の回路構成においてそれぞれ直接充電、昇圧充電、昇圧放電及び降圧放電の回路を形成し、それによって回路構成を交換する必要がなく、動力電池11の充放電電圧を柔軟に調整し、異なるシーンで動力電池11の充電電圧または放電電圧の需要を満たすことができる。
上述の動力電池電圧調整システム10に基づいて、図3~図7に示すように、本出願のいくつかの実施例によって、本出願は、動力電池電圧調整システム10の制御方法をさらに提供する。
図3は、本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システム10の制御方法の模式フローチャートであり、充電プロセスにおける動力電池電圧調整システム10の模式フローを示し、この動力電池電圧調整システム10の制御方法は、
動力電池11の電圧である第一の電圧と、充放電インターフェース13を接続するために用いられる充電機器の最大出力電圧である第二の電圧とを取得するS1と、
第一の電圧が第二の電圧より小さい場合、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第三のスイッチK3と、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5とをオンにし、第一のアーム群121及び第二のアーム122におけるすべてのアームをオフにするように制御するS11、または、第一の電圧が第二の電圧以上場合、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御するS12と、を含む。
本出願の実施例では、上記のステップは制御モジュールによって実行することができる。制御モジュールは第一の電圧及び第二の電圧(すなわち動力電池11の電圧及び充電機器の最大出力電圧)を取得し、両者の大きさを比較して、動力電池11の充電の方式を決定する。ここで、充電機器は動力電池11に電気エネルギーを供給する機器であり、例えば、充電機器は充電パイルであってもよい。
第一の電圧が第二の電圧より小さい場合、充電機器は動力電池11の充電プロセスに十分な電圧を提供することができるため、充電電圧を調整する必要がなく、動力電池11を直接充電することができる。具体的には、図4に示すような直接充電の回路を形成するために、制御モジュールは、動力電池電圧調整システム10における第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第三のスイッチK3と、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5とをオンにし、第一のアーム群121及び第二のアーム122におけるすべてのアームをオフにするように制御する。
第一の電圧が第二の電圧以上の場合、充電機器は動力電池11の充電プロセスに十分な電圧を提供できないため、動力電池11の充電電圧を上げる必要がある。具体的には、図5に示すような昇圧充電の回路を形成するために、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御する。図5において、充電機器は予めエネルギーを蓄えたモータ14とともに動力電池11に電気エネルギーを供給し、つまり、充電機器から供給される電圧はモータ14から供給される電圧と重畳し、重畳後の電圧は動力電池11の電圧より大きく、動力電池11を充電することができる。モータ14は、動力電池電圧調整システム10における回路を介して予めエネルギーを蓄積してもよいし、外部装置によってモータ14にエネルギーを供給してもよい。
選択的に、第一の電圧および第二の電圧を取得する装置は、制御モジュールにおけるBMSであってもよく、スイッチモジュール12におけるスイッチのオンまたはオフを制御する装置は、制御モジュールにおけるマイクロ制御ユニット(micro control unit、MCU)であってもよい。BMSは、取得された第一の電圧及び第二の電圧を比較し、充電方式を決定し、MCUと通信することができる。例えば、第一の電圧が第二の電圧より小さい場合、BMSは直接充電で充電することを指示するために用いられる第一の情報をMCUに送信し、MCUは、第一の情報に基づいて、対応的なスイッチのオンまたはオフを制御して、直接充電の充電回路を形成することができる。
同様に、第一の電圧が第二の電圧以上の場合、BMSは昇圧充電で充電することを指示するために用いられる第二の情報をMCUに送信し、MCUは第二の情報に基づいて対応的なスイッチをオンまたはオフに制御して、昇圧充電の充電回路を形成することができる。充電プロセスの異なる段階では、動力電池に必要な充電電圧も異なる可能性があるため、BMSがMCUに第二の情報を送信する際に、動力電池の目標電圧(すなわち動力電池が現在の充電段階で必要な電圧である)を同時にMCUに送信し、ステップS1でBMSが取得される第一の電圧と同じである可能性もあれば、異なる可能性もある。
本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システム10の制御方法は、異なる場合において、回路構成における異なるスイッチのオン及びオフを制御することによって、既存の充電施設を変更することなく、充電機器が充電機器の最大出力電圧より低い電圧で動力電池11を充電することも、充電機器の最大出力電圧より高い電圧を有する動力電池11を充電することもできるようにする。この制御方法は、異なるシーンで動力電池11の充電電圧を柔軟に調整することができ、外部充電機器の互換性の問題を解決することができるだけではなく、動力電池11の充電プロセスを充電機器の最大出力電圧に制限されないようにすることもできる。
本出願のいくつかの実施例によれば、選択的に、第一の電圧が第二の電圧以上の場合、この制御方法は、第一の期間において、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御するS121をさらに含む。
ステップS12は、具体的に、第二の期間において、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御するS122であってもよい。
ここで、第一の期間及び第二の期間は第一の周期であり、第一の周期において、第一の期間は、第二の期間の前の期間である。
図6は、本出願の実施例により提供される別の動力電池電圧調整システム10の制御方法の模式フローチャート、すなわち動力電池11を昇圧充電する場合の制御方法を示す。
第一の電圧が第二の電圧以上の場合、充電機器は予めエネルギーを蓄積したモータ14とともに動力電池11に電気エネルギーを供給し、ここで、モータ14に予め蓄積されたエネルギーは動力電池電圧調整システム10自身の回路によって供給することができる。
具体的には、図7に示す回路を形成するために、制御モジュールは、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御することができる。図7において、充電機器はモータ14のみに電気エネルギーを供給し、モータ14は自身のインダクタンスによってエネルギーを貯蔵する。
モータ14は、第一の期間において、図7に示す回路を介してエネルギーを蓄積した後、第二の期間に昇圧充電の回路を形成し、充電機器と共に動力電池11を充電することができる。具体的には、ステップS122は、第二の期間において、ステップS12におけるスイッチのオンまたはオフを実現する制御である。第一の期間及び第二の期間は第一の周期を構成することができ、1つの第一の周期において、第一の期間においてモータ14のエネルギーを貯蔵してから、第二の期間において動力電池11に上昇後の充電電圧を提供する。
本出願に提供される実施例は、回路構成を変更することなく、充電機器と動力電池11との電圧の関係に基づいて、動力電池11の充電電圧を柔軟に調整するとともに、動力電池電圧調整システム10自体の回路構成を利用してモータ14にエネルギーを供給し、同一の回路において異なるスイッチのオン及びオフによって動力電池11の昇圧充電を実現することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、選択的に、第一の期間及び第二の期間は、交互に分布する。
動力電池11の昇圧充電プロセスにおいて、第一の期間及び第二の期間のそれぞれに形成される回路は、動力電池11の充電電圧が所定値まで上昇した後、動力電池11の充電を継続することができるように、一定期間にわたって急速に交互に複数回オンにすることができる。
できるだけ少ない制御スイッチのオン及びオフを制御し、スイッチの使用寿命を延長するために、第一の期間及び第二の期間が交互に分布する時間に、第一の期間が分布する時間に第一のスイッチK1及び第二のスイッチK2のオンを保持することができ、第一のアーム群121の上部アーム及び下部アームのみを交互にオンにすることで第一の期間及び第二の期間に形成される電流回路の交互にオンにすることを実現する。図7に示す回路において、第一のスイッチK1及び第二のスイッチK2をオンにすることを保持するのは、この回路における電流の方向に影響を与えない。
動力電池11の充電プロセスにおいて、第一の期間及び第二の期間は交互に分布することにより、昇圧後の持続的な充電を実現し、充電プロセスの持続的な進行を保証することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、本出願は別の動力電池電圧調整システム10の制御方法をさらに提供し、図8~図12に示すように、上記動力電池電圧調整システム10に基づいて、この制御方法は、
動力電池11の電圧である第一の電圧と、充放電インターフェース13を接続するために用いられる負荷機器の要求電圧である第三の電圧とを取得するS2と、
第一の電圧が第三の電圧より大きい場合、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御するS21、または、第一の電圧が第三の電圧より小さい場合、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御するS22と、を含む。
図8は、本出願の実施例により提供される別の動力電池電圧調整システム10の制御方法の模式フローチャートであり、放電プロセスにおける動力電池電圧調整システム10の模式フローチャートを示す。制御モジュールは第一の電圧及び第三の電圧(すなわち動力電池11の電圧及び負荷機器の要求電圧)を取得し、両者の大きさを比較して、動力電池11の放電の方式を決定する。ここで、負荷機器は電気エネルギーを消費して動作する機器であり、例えば、負荷機器は車載機器であってもよい。
第一の電圧が第三の電圧より大きい場合、動力電池11の電圧は負荷機器の要求電圧より大きくており、回路の出力電圧を低下させて、負荷機器の要求電圧に適合させる必要がある。具体的には、図9に示す降圧放電の回路を形成するために、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御する。図9では、予めエネルギーを蓄積したモータ14のみで負荷機器に電気エネルギーを供給し、モータ14に蓄積されたエネルギーを制御することで、負荷機器の要求電圧に適合された電圧を供給する。
第一の電圧が第三の電圧よりも小さい場合、動力電池11の電圧は負荷機器の要求電圧よりも小さくており、回路の出力電圧を上昇させて、負荷機器の要求電圧に適合させる必要がある。具体的には、図10に示す昇圧放電の回路を形成するために、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御する。図10において、動力電池11は、予めエネルギーを蓄積したモータ14とともに負荷機器に電気エネルギーを供給する。つまり、動力電池11から供給される電圧は、モータ14から供給される電圧と重畳し、重畳された電圧は負荷機器の要求電圧に適合されることができ、負荷機器に電気エネルギーを供給することができる。
本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システム10において、モータ14は、動力電池電圧調整システム10における回路を介して予めエネルギーを蓄積してもよいし、外部装置によってモータ14にエネルギーを供給してもよい。
別の可能な実施形態では、制御モジュールは、電流回路に影響を与えないスイッチをオンにしてから、一部のスイッチのオンまたはオフのみを変更して電流回路の変化を実現することができる。具体的には、動力電池11が放電を行う必要がある場合、制御モジュールは第一のスイッチK1、第二のスイッチK2、第四のスイッチK4および第五のスイッチK5をオンにし、他のスイッチをオフにするように制御してから、第一の電圧及び第三の電圧の判断に基づいて、第一の電圧が第三の電圧より大きい場合、さらに第一のアーム群121の下部アーム及び第二のアーム122の上部アームをオンにし、第一のアーム群121の上部アーム及び第二のアーム122の下部アームをオフにするように制御して、降圧放電の回路を形成する。又は、第一の電圧が第三の電圧よりも小さい場合、さらに第一のアーム群121の上部アームおよび第二のアーム122の上部アームをオンにし、第一のアーム群121の下部アームおよび第二のアーム122の下部アームをオフにするように制御して、昇圧放電の回路を形成する。すなわち、制御モジュールによる第一の電圧及び第三の電圧の判断のステップは、第一のスイッチK1、第二のスイッチK2、第四のスイッチK4及び第五のスイッチK5をオンにするように制御するステップと優先順位を区別しない。
選択的に、第一の電圧および第三の電圧を取得する装置は、制御モジュールにおけるBMSであってもよく、スイッチモジュール12におけるスイッチのオンまたはオフを制御する装置は、制御モジュールにおけるMCUであってもよい。
1つの可能な実施形態では、BMSは、取得された第一の電圧及び第三の電圧を比較し、放電方式を決定し、MCUと通信することができる。例えば、第一の電圧が第三の電圧より大きい場合、BMSは降圧放電で放電することを指示する第三の情報をMCUに送信し、MCUは、第三の情報に基づいて、対応的なスイッチのオンまたはオフを制御して、降圧放電の放電回路を形成することができる。同様に、第一の電圧が第三の電圧より小さい場合、BMSは昇圧放電で放電することを指示する第四の情報をMCUに送信し、MCUは、第四の情報に基づいて、対応的なスイッチをオンまたはオフに制御して、昇圧放電の放電回路を形成することができる。
別の可能な実施形態では、BMSは第一の電圧及び第三の電圧を取得し、MCUと通信し、例えばBMSは放電回路の形成を指示する第五の情報をMCUに送信することができる。MCUは第五の情報を受信し、電流回路に影響を与えないスイッチ(すなわち第一のスイッチK1、第二のスイッチK2、第四のスイッチK4及び第五のスイッチK5)をオンにし、他のスイッチをオフにするように制御する。また、BMSは第一の電圧と第三の電圧に基づいて放電方式を決定し、第三の情報または第四の情報によって、MCUが対応的なスイッチをオンまたはオフにするように制御することを指示し、対応的な放電回路を形成する。
本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システム10の制御方法は、異なる場合において、回路構成における異なるスイッチのオン及びオフを制御することによって、回路構成を変更することなく、さまざまな需要電圧の異なる負荷機器に適応させ、動力電池電圧調整システム10が動力電池11電圧よりも高い需要電圧の負荷機器に電気エネルギーを供給することができるだけではなく、動力電池11電圧よりも低い需要電圧の負荷機器に電気エネルギーを供給することもでき、それによって、異なるシーンで動力電池11の放電電圧を柔軟に調整することができ、複数の種類の負荷機器に電気エネルギーを供給する。
本出願のいくつかの実施例によれば、選択的に、本出願の実施例により提供される制御方法は、第三の期間において、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオフにするように制御するS23をさらに含む。
ステップS21は、具体的に、第一の電圧が第三の電圧より大きい場合、第四の期間において、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御するS211であってもよい。
ここで、第三の期間及び第四の期間は第二の周期であり、第二の周期において、第三の期間は、第四の期間の前の期間である。
図11は、本出願の実施例により提供される別の動力電池電圧調整システム10の制御方法の模式フローチャートであり、すなわち、降圧充電の場合の動力電池11の制御方法を示す。
降圧充電によって形成される回路では、予めエネルギーを蓄積したモータ14のみによって負荷機器に電気エネルギーが供給され、ここで、モータ14に予め蓄積されたエネルギーは動力電池電圧調整システム10自体の回路によって供給されてもよい。
具体的には、図12に示すような回路を形成するために、制御モジュールは、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオフにするように制御することができる。図12において、動力電池11はモータ14のみに電気エネルギーを供給し、モータ14は自身のインダクタンスによってエネルギーを貯蔵する。
モータ14は、第三の期間において、図12に示す回路を介してエネルギーを蓄積した後、第四の期間に降圧放電の回路を形成し、予めエネルギーを蓄積したモータ14によって負荷機器に電気エネルギーを供給することができる。具体的には、ステップS211は、第四の期間において、ステップS21におけるスイッチのオンまたはオフを実現する制御である。第三の期間及び第四の期間は第二の周期を構成することができ、1つの第二の周期内において、第三の期間にモータ14のエネルギーを貯蔵してから、第四の期間に負荷機器に降圧後の放電電圧を提供する。
本出願が提供される実施例は、回路構成を変更することなく、負荷機器の需要に応じて出力電圧を柔軟に調整することができ、同時に動力電池電圧調整システム10自体の回路構成を利用してモータ14にエネルギーを供給し、同一の回路において異なるスイッチのオン及びオフによって動力電池11の降圧放電を実現することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、選択的に、本出願の実施例により提供される制御方法は、第三の期間において、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオフにするように制御するS23、をさらに含む。
ステップS22は、具体的に、第一の電圧が第三の電圧より小さい場合、第五の期間において、第一のスイッチK1と、第二のスイッチK2と、第四のスイッチK4と、第五のスイッチK5と、第一のアーム群121の上部アームと、第二のアーム122の上部アームとをオンにし、第三のスイッチK3と、第一のアーム群121の下部アームと、第二のアーム122の下部アームとをオフにするように制御するS221であってもよい。
ここで、第三の期間及び第五の期間は第三の周期であり、第三の周期において、第三の期間は、第五の期間の前の期間である。
ステップS23については上記で詳細に説明したが、ここではこれ以上説明しない。モータ14は、第三の期間において、図12に示す回路を介してエネルギーを蓄積した後、第五の期間に昇圧放電の回路を形成することができ、動力電池11と予めエネルギーを蓄積したモータ14とともに負荷機器に電気エネルギーを供給する。具体的には、ステップS221は、第五の期間において、ステップS22におけるスイッチのオンまたはオフを実現する制御である。第三の期間及び第五の期間は第三の周期を構成することができ、1つの第三の周期内において、第三の期間にモータ14のエネルギーを貯蔵してから、第五の期間に負荷機器に昇圧後の放電電圧を提供する。
本出願が提供される実施例は、回路構成を変更することなく、負荷機器の需要に応じて出力電圧を柔軟に調整することができ、同時に動力電池電圧調整システム10自体の回路構成を利用してモータ14にエネルギーを供給し、同一の回路において異なるスイッチのオン及びオフによって動力電池11の昇圧放電を実現することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、選択的に、第三の期間及び第四の期間は、交互に分布する。
モータ14は第三の期間にエネルギーを蓄積し、第四の期間において負荷機器に電気エネルギーを供給する。ここで、第三の期間及び第四の期間のそれぞれに形成される回路は、モータ14が供給できる出力電圧が所定値に達した後、負荷機器へ電気エネルギーの供給を継続することができるように、一定期間にわたって急速に交互に複数回オンにすることができる。
できるだけ少ない制御スイッチのオン及びオフを制御し、スイッチの使用寿命を延長するために、第三の期間及び第四の期間が交互に分布する時間に、第一のスイッチK1、第二のスイッチK2、第四のスイッチK4及び第五のスイッチK5をオンにする状態を保持することができ、第三の期間が分布する時間のみに、第一のアーム群121の上部アーム及び第二のアーム122の下部アームをオンにし、第一のアーム群121の下部アーム及び第二のアーム122の上部アームをオフにするように制御し、第四の期間が分布する時間に、第一のアーム群121の下部アーム及び第二のアーム122の上部アームをオンにし、第一のアーム群121の上部アーム及び第二のアーム122の下部アームをオフにするように制御する。第三の期間または第四の期間によって形成される回路では、第一のスイッチK1、第二のスイッチK2、第四のスイッチK4及び第五のスイッチK5をオンにする状態を保持するのは、回路における電流の方向に影響を与えない。
動力電池11の降圧放電のプロセスにおいて、第三の期間と第四の期間は交互に分布することにより、降圧後の持続的な放電を実現し、放電プロセスの持続的な進行を保証することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、選択的に、第三の期間及び第五の期間は、交互に分布する。
モータ14は第三の期間にエネルギーを蓄積し、第五の期間に負荷機器に電気エネルギーを供給する。ここで、第三の期間及び第五の期間のそれぞれに形成される回路は、動力電池11とモータ14とともに供給される出力電圧が所定値に達した後、負荷機器へ電気エネルギーの供給を継続することができるように、一定期間にわたって急速に交互に複数回オンにすることができる。
できるだけ少ない制御スイッチのオン及びオフを制御し、スイッチの使用寿命を延長するために、第三の期間及び第五の期間が交互に分布する時間に、第一のスイッチK1、第二のスイッチK2、第四のスイッチK4及び第五のスイッチK5をオンにする状態を保持することができ、第三の期間が分布する時間のみに、第一のアーム群121の上部アーム及び第二のアーム122の下部アームをオンにし、第一のアーム群121の下部アーム及び第二のアーム122の上部アームをオフにするように制御し、第五の期間が分布する時間に、第一のアーム群121の上部アーム及び第二のアーム122の上部アームをオンにし、第一のアーム群121の下部アーム及び第二のアーム122の下部アームをオフにするように制御する。第三の期間または第五の期間によって形成される回路では、第一のスイッチK1、第二のスイッチK2、第四のスイッチK4及び第五のスイッチK5をオンにする状態を保持するのは、回路における電流の方向に影響を与えない。
動力電池11の昇圧放電のプロセスにおいて、第三の期間と第五の期間は交互に分布することにより、昇圧後の持続的な放電を実現し、放電プロセスの持続的な進行を保証することができる。
本出願のいくつかの実施例によれば、本出願は、本出願の前記の様々な実施例の方法を実行するために用いられるプロセッサをさらに含む動力電池電圧調整システム10の制御装置を提供する。
図13は、本出願の実施例により提供される動力電池電圧調整システム10の制御装置1300の模式ブロック図を示す。図13に示すように、制御装置1300は、プロセッサ1301を含み、選択的に、この制御装置1300は、メモリ1302をさらに含む。ここで、メモリ1302は命令を記憶するためのものであり、プロセッサ1301は、この命令を読み取り、且つこの命令に基づいて上述の本出願の様々な実施例の方法を実行するためのものである。
選択的に、このプロセッサ1301は、上述のいずれか一つの実施例における制御モジュールであってもよい。
本出願のいくつかの実施例によれば、本出願は、動力装置であって、本出願の実施例に提供される、動力装置に電気エネルギーを供給するために用いられる動力電池11の充電または放電のために用いられる動力電池電圧調整システム10を含む動力装置をさらに提供する。
選択的に、この動力装置は動力自動車であってもよい。
本出願の実施例は、前述の本出願の様々な実施例の方法を実行するために用いられるコンピュータプログラムを記憶するために用いられる可読記憶媒体をさらに提供する。
当業者は、本明細書に開示されている実施例に関連して説明された各例のユニットおよびアルゴリズムステップを組み合わせるのは、電子ハードウェア、またはコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアとの組み合わせによって実現できることを認識することができる。これらの機能を、技術案の特定の応用および設計制約条件に応じて、ハードウェアまたはソフトウェアで実行することを決定する。専門技術者は、説明される機能を実現するために、それぞれの特定の応用に対して異なる方法を使用することができるが、この実現は本出願の範囲を超えないと考えられる。
当業者にとって、説明の容易さと簡潔さのために、上述説明したシステム、装置およびユニットの具体的な動作プロセスは、前述方法の実施例における対応的なプロセスを参照することができ、ここではこれ以上説明しないことを、明確に理解することができる。
本出願に提供されるいくつかの実施例では、開示されたシステム、装置および方法は、他の方式で実現できることを理解すべきである。例えば、上述説明した装置の実施例は単なる例示的なものであり、例えば、前記ユニットの分割は、単なる論理機能の分割であり、実際に実現される場合には、例えば複数のユニットまたは群が他のシステムに結合または統合されてもよく、またはいくつかの特徴が無視されてもよく、実行されなくてもよいなどの別の分割方法があり得る。一方、表示または議論される相互間の結合または直接結合または通信接続は、いくつかのインターフェース、装置またはユニットを介した間接結合または通信接続であってもよく、電気的、機械的または他の方式であってもよい。
前記分離構成部品として説明したユニットは、物理的に分離されていてもよく、または物理的に分離されていなくてもよく、ユニットとして表示される構成部品は、物理的なユニットであってもよく、物理的なユニットでなくてもよく、すなわち1つの場所に位置していてもよく、または複数のネットワークユニットに分布していてもよい。本実施例案の目的は、実際の必要に応じてその一部または全部のユニットを選択して実現することができる。
また、本出願の各実施例における各機能ユニットは、1つの処理ユニットに統合されていてもよいし、各ユニットが単独で物理的に存在していてもよいし、2つ以上のユニットが1つのユニットに統合されていてもよい。
前記機能は、ソフトウェア機能ユニットの形式で実現され、独立した製品として販売または使用の場合、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶することができる。このような理解に基づいて、本出願の技術案は本質的に、又は従来技術に貢献した部分、又はその技術案の部分は、ソフトウェア製品の形式で具現化することができ、このコンピュータ記憶媒体は、1つの記憶媒体に記憶され、本出願の様々な実施例の前記方法のすべてまたは一部のステップを実行するためのコンピュータ装置(パーソナルコンピュータ、サーバ、またはネットワーク装置などであってもよい)によるいくつかの命令を含む。前述の記憶媒体は、プログラムコードを記憶することができるフラッシュメモリ、リムーバブルハードディスク、読み取り専用メモリ(Read-Only Memory、ROM)、ランダムアクセスメモリ(Random Access Memory、RAM)、磁気ディスクまたは光ディスクなどの様々な媒体を含む。
上述したのは、本出願の具体的な実施形態に過ぎず、本出願の保護範囲は、これらに限定されないものである。当業者であれば、本出願に記載された技術範囲内において、変更または置換を容易に想到し得ることは明らかであり、これらの変更または置換についても、本出願の保護範囲に含まれるものと理解すべきである。従って、本発明の保護範囲は、特許請求の範囲によって示されることが意図される。

Claims (11)

  1. 動力電池電圧調整システム(10)の制御方法であって、
    前記動力電池電圧調整システム(10)は、動力電池(11)と、スイッチモジュール(12)と、充放電インターフェース(13)と、モータ(14)と、を含み、
    前記スイッチモジュール(12)は、第一のスイッチ(K1)と、第二のスイッチ(K2)と、第三のスイッチ(K3)と、第四のスイッチ(K4)と、第五のスイッチ(K5)と、第一のアーム群(121)と、第二のアーム(122)と、を含み、
    前記第一のアーム群(121)及び前記第二のアーム(122)は、それぞれ、上部アーム及び下部アームを含み、前記第一のアーム群(121)の各アームの前記上部アームと前記下部アームとの接続点は、前記モータ(14)における全てのインダクタンスと一対一で対応して接続され、前記第二のアーム(122)の前記上部アームと前記下部アームとの接続点は、前記モータ(14)の三相中心点に接続され、
    前記第一のスイッチ(K1)の一端は前記動力電池(11)の正極に接続され、前記第一のスイッチ(K1)の他端は前記第三のスイッチ(K3)の一端に接続され、且つ前記第一のアーム群(121)の前記上部アームを介してそれぞれ前記モータ(14)における全てのインダクタンスに接続され、前記第三のスイッチ(K3)の他端は前記第四のスイッチ(K4)の一端に接続され、且つ前記第二のアーム(122)の前記上部アームを介して前記モータ(14)の三相中心点に接続され、前記第四のスイッチ(K4)の他端は前記充放電インターフェース(13)の正極に接続され、
    前記第二のスイッチ(K2)の一端は前記動力電池(11)の負極に接続され、前記第二のスイッチ(K2)の他端は前記第五のスイッチ(K5)の一端に接続され、且つ前記第一のアーム群(121)の前記下部アームを介してそれぞれ前記モータ(14)における全てのインダクタンスに接続され、前記第二のアーム(122)の前記下部アームを介して前記モータ(14)の三相中心点に接続され、前記第五のスイッチ(K5)の他端は前記充放電インターフェース(13)の負極に接続され、
    前記動力電池電圧調整システム(10)は、第七のスイッチ(K7)と、第一の容量(C1)と、第二の容量(C2)と、抵抗Rと、を含み、
    前記第七のスイッチ(K7)は、前記抵抗(R)と直列に接続された後、前記第二のスイッチ(K2)の両端に並列に接続され、前記第一の容量(C1)は、一端が前記第一のスイッチ(K1)を介して前記動力電池(11)の正極に接続され、他端が前記第二のスイッチ(K2)を介して前記動力電池(11)の負極に接続され、前記第二の容量(C2)は、一端が前記第四のスイッチ(K4)を介して前記充放電インターフェース(13)の正極に接続され、他端が前記第五のスイッチ(K5)を介して前記充放電インターフェース(13)の負極に接続され、
    前記制御方法は、
    前記動力電池(11)の電圧である第一の電圧と、前記充放電インターフェース(13)を接続するために用いられる充電機器の最大出力電圧である第二の電圧とを取得することと、
    前記第一の電圧が前記第二の電圧より小さい場合、前記第一のスイッチ(K1)と、前記第二のスイッチ(K2)と、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)とをオンにし、前記第一のアーム群(121)及び前記第二のアーム(122)におけるすべてのアームをオフにするように制御すること、または、
    前記第一の電圧が前記第二の電圧以上の場合、前記第一のスイッチ(K1)と、前記第二のスイッチ(K2)と、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオフにするように制御することと、
    を含
    前記動力電池電圧調整システム(10)を高圧接続する際、前記第一のスイッチ(K1)及び前記第七のスイッチ(K7)を先にオンにし、前記第一の容量(C1)及び前記第二の容量(C2)をプリチャージする
    ことを特徴とする動力電池電圧調整システム(10)の制御方法。
  2. 前記第一の電圧が前記第二の電圧以上の場合、前記制御方法は、
    第一の期間において、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオフにするように制御すること、
    をさらに含み、
    前記第一のスイッチ(K1)と、前記第二のスイッチ(K2)と、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)と、前記第一のアーム群(121)の上部アームと、前記第二のアーム(122)の上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオフにするように制御することは、
    第二の期間において、前記第一のスイッチ(K1)と、前記第二のスイッチ(K2)と、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオフにするように制御すること、
    を含み、
    前記第一の期間及び前記第二の期間は第一の周期であり、前記第一の周期において、前記第一の期間は、前記第二の期間の前の期間である、ことを特徴とする請求項1に記載の制御方法。
  3. 前記第一の期間及び前記第二の期間は、交互に分布する、ことを特徴とする請求項2に記載の制御方法。
  4. 動力電池電圧調整システム(10)の制御方法であって、
    前記動力電池電圧調整システム(10)は、動力電池(11)と、スイッチモジュール(12)と、充放電インターフェース(13)と、モータ(14)と、を含み、
    前記スイッチモジュール(12)は、第一のスイッチ(K1)と、第二のスイッチ(K2)と、第三のスイッチ(K3)と、第四のスイッチ(K4)と、第五のスイッチ(K5)と、第一のアーム群(121)と、第二のアーム(122)と、を含み、
    前記第一のアーム群(121)及び前記第二のアーム(122)は、それぞれ、上部アーム及び下部アームを含み、前記第一のアーム群(121)の各アームの前記上部アームと前記下部アームとの接続点は、前記モータ(14)における全てのインダクタンスと一対一で対応して接続され、前記第二のアーム(122)の前記上部アームと前記下部アームとの接続点は、前記モータ(14)の三相中心点に接続され、
    前記第一のスイッチ(K1)の一端は前記動力電池(11)の正極に接続され、前記第一のスイッチ(K1)の他端は前記第三のスイッチ(K3)の一端に接続され、且つ前記第一のアーム群(121)の前記上部アームを介してそれぞれ前記モータ(14)における全てのインダクタンスに接続され、前記第三のスイッチ(K3)の他端は前記第四のスイッチ(K4)の一端に接続され、且つ前記第二のアーム(122)の前記上部アームを介して前記モータ(14)の三相中心点に接続され、前記第四のスイッチ(K4)の他端は前記充放電インターフェース(13)の正極に接続され、
    前記第二のスイッチ(K2)の一端は前記動力電池(11)の負極に接続され、前記第二のスイッチ(K2)の他端は前記第五のスイッチ(K5)の一端に接続され、且つ前記第一のアーム群(121)の前記下部アームを介してそれぞれ前記モータ(14)における全てのインダクタンスに接続され、前記第二のアーム(122)の前記下部アームを介して前記モータ(14)の三相中心点に接続され、前記第五のスイッチ(K5)の他端は前記充放電インターフェース(13)の負極に接続され、
    前記動力電池電圧調整システム(10)は、第七のスイッチ(K7)と、第一の容量(C1)と、第二の容量(C2)と、抵抗Rと、を含み、
    前記第七のスイッチ(K7)は、前記抵抗(R)と直列に接続された後、前記第二のスイッチ(K2)の両端に並列に接続され、前記第一の容量(C1)は、一端が前記第一のスイッチ(K1)を介して前記動力電池(11)の正極に接続され、他端が前記第二のスイッチ(K2)を介して前記動力電池(11)の負極に接続され、前記第二の容量(C2)は、一端が前記第四のスイッチ(K4)を介して前記充放電インターフェース(13)の正極に接続され、他端が前記第五のスイッチ(K5)を介して前記充放電インターフェース(13)の負極に接続され、
    前記制御方法は、
    前記動力電池(11)の電圧である第一の電圧と、前記充放電インターフェース(13)を接続するために用いられる負荷機器の要求電圧である第三の電圧とを取得することと、
    前記第一の電圧が前記第三の電圧より大きい場合、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオフにするように制御すること、または、
    前記第一の電圧が前記第三の電圧より小さい場合、前記第一のスイッチ(K1)と、前記第二のスイッチ(K2)と、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオフにするように制御することと、
    を含
    前記動力電池電圧調整システム(10)を高圧接続する際、前記第一のスイッチ(K1)及び前記第七のスイッチ(K7)を先にオンにし、前記第一の容量(C1)及び前記第二の容量(C2)をプリチャージする
    ことを特徴とする動力電池電圧調整システム(10)の制御方法。
  5. 前記制御方法は、
    第三の期間において、前記第一のスイッチ(K1)と、前記第二のスイッチ(K2)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオフにするように制御すること、
    をさらに含み、
    前記第一の電圧が前記第三の電圧より大きい場合、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオフにするように制御することは、
    前記第一の電圧が前記第三の電圧より大きい場合、第四の期間において、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオフにするように制御すること、
    を含み、
    前記第三の期間及び前記第四の期間は第二の周期であり、前記第二の周期において、前記第三の期間は、前記第四の期間の前の期間である、ことを特徴とする請求項4に記載の制御方法。
  6. 前記制御方法は、
    第三の期間において、前記第一のスイッチ(K1)と、前記第二のスイッチ(K2)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオフにするように制御すること、
    をさらに含み、
    前記第一の電圧が前記第三の電圧より小さい場合、前記第一のスイッチ(K1)と、前記第二のスイッチ(K2)と、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオフにするように制御することは、
    前記第一の電圧が前記第三の電圧より小さい場合、第五の期間において、前記第一のスイッチ(K1)と、前記第二のスイッチ(K2)と、前記第四のスイッチ(K4)と、前記第五のスイッチ(K5)と、前記第一のアーム群(121)の前記上部アームと、前記第二のアーム(122)の前記上部アームとをオンにし、前記第三のスイッチ(K3)と、前記第一のアーム群(121)の前記下部アームと、前記第二のアーム(122)の前記下部アームとをオフにするように制御すること、
    を含み、
    前記第三の期間及び前記第五の期間は第三の周期であり、前記第三の周期において、前記第三の期間は、前記第五の期間の前の期間である、ことを特徴とする請求項4に記載の制御方法。
  7. 前記第三の期間及び前記第四の期間は、交互に分布する、ことを特徴とする請求項5に記載の制御方法。
  8. 前記第三の期間及び前記第五の期間は、交互に分布する、ことを特徴とする請求項6に記載の制御方法。
  9. 動力電池電圧調整システム(10)であって、
    前記動力電池電圧調整システム(10)は、動力電池(11)と、スイッチモジュール(12)と、充放電インターフェース(13)と、モータ(14)と、を含み、
    前記スイッチモジュール(12)は、第一のスイッチ(K1)と、第二のスイッチ(K2)と、第三のスイッチ(K3)と、第四のスイッチ(K4)と、第五のスイッチ(K5)と、第一のアーム群(121)と、第二のアーム(122)と、を含み、
    前記第一のアーム群(121)及び前記第二のアーム(122)は、それぞれ、上部アーム及び下部アームを含み、前記第一のアーム群(121)の各アームの前記上部アームと前記下部アームとの接続点は、前記モータ(14)における全てのインダクタンスと一対一で対応して接続され、前記第二のアーム(122)の前記上部アームと前記下部アームとの接続点は、前記モータ(14)の三相中心点に接続され、
    前記第一のスイッチ(K1)の一端は前記動力電池(11)の正極に接続され、前記第一のスイッチ(K1)の他端は前記第三のスイッチ(K3)の一端に接続され、且つ前記第一のアーム群(121)の前記上部アームを介してそれぞれ前記モータ(14)における全てのインダクタンスに接続され、前記第三のスイッチ(K3)の他端は前記第四のスイッチ(K4)の一端に接続され、且つ前記第二のアーム(122)の前記上部アームを介して前記モータ(14)の三相中心点に接続され、前記第四のスイッチ(K4)の他端は前記充放電インターフェース(13)の正極に接続され、
    前記第二のスイッチ(K2)の一端は前記動力電池(11)の負極に接続され、前記第二のスイッチ(K2)の他端は前記第五のスイッチ(K5)の一端に接続され、且つ前記第一のアーム群(121)の前記下部アームを介してそれぞれ前記モータ(14)における全てのインダクタンスに接続され、前記第二のアーム(122)の前記下部アームを介して前記モータ(14)の三相中心点に接続され、前記第五のスイッチ(K5)の他端は前記充放電インターフェース(13)の負極に接続され、
    前記動力電池電圧調整システム(10)は、第七のスイッチ(K7)と、第一の容量(C1)と、第二の容量(C2)と、抵抗Rと、を含み、
    前記第七のスイッチ(K7)は、前記抵抗(R)と直列に接続された後、前記第二のスイッチ(K2)の両端に並列に接続され、前記第一の容量(C1)は、一端が前記第一のスイッチ(K1)を介して前記動力電池(11)の正極に接続され、他端が前記第二のスイッチ(K2)を介して前記動力電池(11)の負極に接続され、前記第二の容量(C2)は、一端が前記第四のスイッチ(K4)を介して前記充放電インターフェース(13)の正極に接続され、他端が前記第五のスイッチ(K5)を介して前記充放電インターフェース(13)の負極に接続され、
    前記動力電池電圧調整システム(10)を高圧接続する際、前記第一のスイッチ(K1)及び前記第七のスイッチ(K7)を先にオンにし、前記第一の容量(C1)及び前記第二の容量(C2)をプリチャージする
    ことを特徴とする動力電池電圧調整システム(10)。
  10. 請求項1から3のいずれか1項に記載の制御方法を実行するために用いられるか、または、請求項4から8のいずれか1項に記載の制御方法を実行するために用いられるプロセッサを含む、ことを特徴とする動力電池電圧調整システム(10)の制御装置。
  11. 動力装置であって、
    請求項9に記載の動力電池電圧調整システム(10)を含み、
    前記動力電池電圧調整システム(10)は、前記動力電池(11)の充電または放電のために用いられ、前記動力電池(11)は、前記動力装置に電気エネルギーを供給するために用いられることを特徴とする動力装置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119659411B (zh) * 2024-12-17 2025-12-09 岚图汽车科技股份有限公司 充电控制装置、方法以及车辆
CN119705138B (zh) * 2025-01-23 2026-02-13 格至控智能动力科技(上海)有限公司 充电电路及其驱动方法、电动汽车充电系统以及车辆

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000217393A (ja) 1999-01-26 2000-08-04 Fuji Electric Co Ltd 交流電動機の可変速駆動システム
CN111347924A (zh) 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 电机控制电路、车辆、加热方法及充放电方法
CN112389269A (zh) 2019-08-15 2021-02-23 比亚迪股份有限公司 一种汽车、能量转换装置及能量转换方法
CN112810467A (zh) 2019-10-31 2021-05-18 比亚迪股份有限公司 能量转换装置及车辆
CN113071346A (zh) 2021-04-30 2021-07-06 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种动力电池的充电装置及车辆
JP2022514789A (ja) 2018-12-21 2022-02-15 ビーワイディー カンパニー リミテッド 動力電池の充電方法、モータ制御回路及び車両

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0834977A3 (de) * 1996-08-08 1999-04-14 Schmidhauser AG Einrichtung zum Laden mindestens eines Akkumulators, insbesondere eines Akkumulators für ein elektrisch angetriebenes Fahrzeug sowie ein Verfahren zum Betrieb dieser Einrichtung
JP3692993B2 (ja) * 2001-10-04 2005-09-07 トヨタ自動車株式会社 駆動装置および動力出力装置
JP3677541B2 (ja) * 2002-02-20 2005-08-03 株式会社日立製作所 充電装置
US7932633B2 (en) * 2008-10-22 2011-04-26 General Electric Company Apparatus for transferring energy using power electronics and machine inductance and method of manufacturing same
DE102010042328A1 (de) * 2010-10-12 2012-04-12 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Überwachen des Ladebetriebs eines Energiespeichers in einem Fahrzeug und Ladesystem zum Laden eines Energiespeichers in einem Fahrzeug
US9654028B1 (en) * 2016-03-24 2017-05-16 Eaton Corporation System and method for maximizing efficiency of three-phase inverter-based power systems
CN111347853B (zh) * 2018-12-21 2022-01-07 比亚迪股份有限公司 电机控制电路、充放电方法、加热方法及车辆
CN111347926B (zh) * 2018-12-21 2022-04-15 比亚迪股份有限公司 动力电池充放电装置、车辆及加热装置
CN112440766B (zh) * 2019-08-29 2022-07-15 比亚迪股份有限公司 电动汽车及其充电系统
CN212587580U (zh) * 2020-05-29 2021-02-23 比亚迪股份有限公司 电池能量处理装置和车辆
CN112428840B (zh) * 2020-11-27 2023-05-12 广州橙行智动汽车科技有限公司 充放电系统及电动汽车
CN113043870B (zh) * 2021-04-30 2022-05-31 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种动力电池充电系统及电动汽车
CN215621422U (zh) * 2021-07-19 2022-01-25 蜂巢传动系统(江苏)有限公司保定研发分公司 车辆的驱动电机控制器及具有其的车辆
CN113715648A (zh) * 2021-10-14 2021-11-30 蔚来汽车科技(安徽)有限公司 车辆充电系统以及车辆

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000217393A (ja) 1999-01-26 2000-08-04 Fuji Electric Co Ltd 交流電動機の可変速駆動システム
CN111347924A (zh) 2018-12-21 2020-06-30 比亚迪股份有限公司 电机控制电路、车辆、加热方法及充放电方法
JP2022514789A (ja) 2018-12-21 2022-02-15 ビーワイディー カンパニー リミテッド 動力電池の充電方法、モータ制御回路及び車両
CN112389269A (zh) 2019-08-15 2021-02-23 比亚迪股份有限公司 一种汽车、能量转换装置及能量转换方法
CN112810467A (zh) 2019-10-31 2021-05-18 比亚迪股份有限公司 能量转换装置及车辆
CN113071346A (zh) 2021-04-30 2021-07-06 重庆长安新能源汽车科技有限公司 一种动力电池的充电装置及车辆

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