WO2013097816A1 - 电动汽车的充电系统及具有其的电动汽车 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车的充电系统（100）和包含该充电系统的电动汽车，该系统包括：动力电池（10）；与外部电源相连的第一充电接口（INT1）和第二充电接口（INT2）；连接在动力电池（10）和第一充电接口（INT1）之间的第一充电控制支路（401）；连接在动力电池（10）和第二充电接口（INT2）之间的第二充电控制支路（402）；与第一充电接口（INT1）和第二充电接口（INT2）相连的控制器（80）。该充电系统（100）能够实现民用或者工业交流电网对电动汽车进行大功率交流充电，使用户可以随时随地高效、快捷地充电，并且适用的电池工作电压范围宽。

Description

电动汽车的充电系统及具有其的电动汽车 技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域， 特别涉及一种电动汽车的充电系统及具有其的电 动汽车。 背景技术

随着科技的发展， 环保节能的电动汽车正在扮演着取代燃油车的角色， 然而电动 汽车的普及还面临着一些问题， 其中高的续航里程和快捷的充电技术， 已成为电动汽 车推广的一大难题。

目前， 电动汽车大多采用大容量的电池， 虽然可以提高电动汽车的续航能力， 但 同样大容量的电池又带来了充电时间过长的问题。 虽然专业的直流充电站可以快速的 为电池进行充电， 但高额的成本和较大占地面积等问题使得这种基础设施的普及还面 临着一定的难度， 同时又由于车辆的空间有限， 车载充电器受到体积的制约而无法满 足充电功率。

现在市场上所采取的充电方案有以下几种：

方案 （ 1 ) ： 如图 1和图 2所示， 此方案中的车载充放电装置主要包括三相电源变 压器 1 '、 六个晶闸管元件组成三相桥式电路 2'、 恒压控制装置 AUR和恒流控制装置 AC , 但是该方案严重浪费空间和成本。

方案（2 ) : 如图 3所示， 此方案中的车载充放电装置为适应单 /三相充电而安装两 个充电插座 15 '、 16' , 增加了成本； 电机驱动回路包含电感 L1 '和电容 C1 '组成的滤波 模块， 在电机驱动时， 三相电流经过滤波模块产生损耗， 是对电池电量的浪费； 该方 案充放电工作时逆变器 13 '对交流电进行整流 /逆变， 整流 /逆变后电压不可调节， 适用 电池工作电压范围窄。

综上所述， 目前市场上所采取的交流充电技术大多采用单项充电技术， 该技术存 在充电功率小、 充电时间长、 硬件体积较大、 功能单一、 受限于不同地区电网的电压 等级限制等缺点。 发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述的技术缺陷之一。

为此， 本发明的一个目的在于提出一种电动汽车的充电系统， 能够实现使用民用 或工业交流电网对电动汽车进行大功率交流充电， 使用户可以随时随地高效、 快捷的 充电， 无需恒压控制装置和恒流控制装置， 节省空间和成本， 并且适用电池工作电压 范围宽。

本发明的另一个目的还在于提出一种电动汽车。

为达到上述目的， 本发明第一方面的实施例提供了一种电动汽车的充电系统， 包 括： 动力电池； 高压配电箱， 所述高压配电箱与所述动力电池相连； 第一充电接口和 第二充电接口， 所述第一充电接口和第二充电接口与外部电源相连； 第一充电控制支 路和第二充电控制支路， 所述第一充电控制支路连接在所述动力电池和所述第一充电 接口之间， 所述第二充电控制支路连接在所述动力电池和所述第二充电接口之间； 以 及控制器， 所述控制器与所述高压配电箱、 所述第一充电接口和第二充电接口相连。

根据本发明实施例的电动汽车的充电系统， 能够实现使用民用或工业交流电网对 电动汽车进行大功率交流充电， 使用户可以随时随地高效、 快捷的充电， 节省充电时 间， 同时无需恒压控制装置和恒流控制装置， 节省空间和成本， 并且适用电池工作电 压范围宽。

此外， 本发明另一方面的实施例提出了一种电动汽车， 包括上述第一方面实施例 所述的电动汽车的充电系统。

根据本发明实施例的电动汽车， 能够通过三相或单相电进行大功率充电， 方便用 户随时随地对电动汽车进行快速充电， 节约了时间成本， 满足人们的需求。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出， 部分将从下面的描述中变 得明显， 或通过本发明的实践了解到。 附图说明

本发明上述的和 /或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明 显和容易理解， 其中：

图 1为现有的一种车载充放电装置的电路图；

图 2为现有的一种车载充放电装置的控制示意图；

图 3为现有的另一种车载充放电装置的电路图；

图 4为根据本发明一个实施例的充电系统的方框示意图；

图 5为根据本发明一个实施例的充电系统的拓朴图；

图 6为根据本发明一个实施例的充电系统的进一步的方框示意图；

图 7为根据本发明一个实施例的控制器的方框示意图； 图 8为根据本发明一个示例的控制器中的 DSP与外围硬件电路接口示意图； 图 9为根据本发明一个实施例的充电系统的功能判断流程图；

图 10为根据本发明一个实施例的充电系统进行电机驱动控制功能的方框示意图； 图 1 1为 #居本发明一个实施例的充电系统充放电功能启动判断流程图； 图 12为根据本发明一个实施例的充电系统在充电工作模式下的控制流程图； 图 13为根据本发明一个实施例的充电系统在电动汽车充电结束时的控制流程图； 图 14为根据本发明一个实施例的电动汽车与供电设备之间连接电路图； 图 15为根据本发明另一个实施例的充电系统的示意图；

图 16为根据本发明一个实施例的充电系统的电池管理交互示意图；

图 17为根据本发明一个实施例的充电系统的单枪充电流程图；

图 18为根据本发明一个实施例的充电系统的双枪充电流程图；

图 19为根据本发明一个实施例的直流分量算法控制流程图；

图 20为 #居本发明一个示例的充放电插座的示意图；

图 21为根据本发明另一个示例的离网带载放电插头的示意图；

图 22为根据本发明再一个实施例的电动汽车的电力载波通讯系统的结构图； 图 23为电力载波通讯装置的方框示意图；

图 24为八个电力载波通讯装置与对应的控制装置进行通讯的示意图；

图 25为电力载波通讯系统进行数据接收的方法流程图； 以及

图 26为根据本发明还一个实施例的充电系统的箱体结构示意图。 具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例， 所述实施例的示例在附图中示出， 其中自始至终 相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。 下面通过参 考附图描述的实施例是示例性的， 仅用于解释本发明， 而不能解释为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。 为了筒 化本发明的公开， 下文中对特定例子的部件和设置进行描述。 当然， 它们仅仅为示例， 并且目的不在于限制本发明。此外， 本发明可以在不同例子中重复参考数字和 /或字母。 这种重复是为了筒化和清楚的目的， 其本身不指示所讨论各种实施例和 /或设置之间的 关系。 此外， 本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子， 但是本领域普通技术人 员可以意识到其他工艺的可应用于性和 /或其他材料的使用。 另外， 以下描述的第一特 征在第二特征之"上"的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例， 也可 以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例， 这样第一和第二特征可能不 是直接接触。

在本发明的描述中， 需要说明的是， 除非另有规定和限定， 术语"安装"、 "相连"、 "连接 "应做广义理解， 例如， 可以是机械连接或电连接， 也可以是两个元件内部的连 通， 可以是直接相连， 也可以通过中间媒介间接相连， 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的具体含义。

参照下面的描述和附图， 将清楚本发明的实施例的这些和其他方面。 在这些描述 和附图中， 具体公开了本发明的实施例中的一些特定实施方式， 来表示实施本发明的 实施例的原理的一些方式， 但是应当理解， 本发明的实施例的范围不受此限制。 相反， 本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、 修改和 等同物。

为了对本发明有清楚的理解， 以下首先对本发明实施例所涉及的电动汽车的充电 系统进行介绍。 在对本发明实施例的电动汽车的充电系统介绍之后， 再对本发明实施 例通过电动汽车的充电系统采用一个和两个充电枪进行充电进行详细介绍。 需要进一 步说明的是， 在以下实施例中以两个充电枪为例进行介绍， 然而本发明并不限制充电 枪的数量， 根据以下实施例所描述的技术方案及原理还可实现多个充电枪的充电。

如图 4所示， 本发明一个实施例提出的电动汽车的充电系统 100, 包括： 动力电池 10、 高压配电箱 90、第一充电接口 INT1、第二充电接口 INT2、第一充电控制支路 401、 第二充电控制支路 402和控制器 80。

高压配电箱 90与动力电池 10相连。 第一充电接口 INT1和第二充电接口 INT2与 外部电源相连。第一充电控制支路 401连接在动力电池 10和第一充电接口 INT1之间， 第二充电控制支路 402连接在动力电池 10和第二充电接口 INT2之间。控制器 80与高 压配电箱 90、 第一充电接口 INT1和第二充电接口 INT2相连。

当通过第一充电控制支路 401和第二充电控制支路 402同时进行充电时， 即在进 行充电时， 控制器 80控制第一充电控制支路 401启动以建立动力电池 10与第一充电 接口 INT1之间的充电通路直至第一充电控制支路 401进入半载工作状态； 控制器 80 控制第二充电控制支路 402启动以建立动力电池 10与第二充电接口 INT2之间的充电 通路直至第二充电控制支路 402进入半载工作状态。 控制器 80调整第一充电控制支路 401和第二充电控制支路 402的工作功率以使第一充电控制支路 401和第二充电控制支 路 402进入满载工作状态。

如图 5所示， 高压配电箱包括： 第一预充控制模块 101、 第一开关 K1和驱动控制 开关 40。 其中， 第一预充控制模块 101和第一开关 K1 并联， 第一预充控制模块 101 和第一开关 K1的一端与动力电池 10的一端相连， 第一预充控制模块 101和第一开关 K1 的另一端与第一充电控制支路 401和第二充电控制支路 402的第二端 a2相连。 驱 动控制开关 40的一端与动力电池 10的一端 （正极）相连， 且驱动控制开关 40与第一 充电控制支路 401和第二充电控制支路 402的第三端 a3相连， 其中， 第一预充控制模 块 101、 第一开关 K1和驱动控制开关 40均与控制器 80相连。

当电动汽车处于充放电模式时， 控制器 80通过第一预充控制模块 101对第一充电 控制支路 401和第二充电控制支路 402进行预充电同时闭合第一预充控制模块 101 ,当 第一充电控制支路 401和第二充电控制支路 402的母线电压与动力电池 10的电压成预 设倍数时， 控制第一预充控制模块 101关断并闭合第一开关 Kl。

在本发明的一个实施例中， 第一充电控制支路 401和第二充电控制支路 402具有 相同的结构， 以下以第一充电控制支路 401 为例对第一充电控制支路 401 的结构进行 详细描述。如图 5所示，第一充电控制支路 401 包括：双向 DC/DC模块 30、双向 DC/AC 模块 50和充放电控制模块 70。

其中， 双向 DC/DC模块 30的第一直流端 al与动力电池 10的另一端相连， 双向

DC/DC模块 30的第二直流端 a2与动力电池 10的一端相连， 并且第一直流端 al为双 向 DC/DC模块 30输入及输出的共用直流端。 双向 DC/AC模块 50的第一直流端 bl与 驱动控制开关 40的另一端相连， 双向 DC/AC模块 50的第二直流端 b2与动力电池 10 的另一端相连。 充放电控制模块 70的一端与双向 DC/AC模块 50的交流端 c相连， 其 中，第一充电控制支路 401的充放电控制模块 70的另一端与第一充电接口 INT1相连， 第二充电控制支路 402的充放电控制模块 70的另一端与第二充电接口 INT2相连， 第 一充电接口 INT1和第二充电接口 INT2不仅可连接充电枪进行充电， 也可连接充电接 插座进行充电。

进一步地， 电动汽车的充电系统 100还包括： 电机控制开关 60。 其中， 电机控制 开关 60的一端与双向 DC/AC模块 50的交流端 c相连， 电机控制开关 60的另一端与 电机 M相连。 电机控制开关 60由控制器 80进行控制， 控制器 80在电动汽车为驱动 模式时， 闭合电机控制开关 60。

具体而言， 当充电系统 100当前所处的工作模式为驱动模式时， 控制器 80控制驱 动控制开关 40闭合以关闭双向 DC/DC模块 30, 并控制电机控制开关 60闭合， 以及控 制充放电控制模块 70断开。

在本发明的一个实施例中， 如图 5所示， 双向 DC/DC模块 30进一步包括第一开 关管 Q l、 第二开关管 Q2、 第一二极管 D l、 第二二极管 D2、 第一电感 L 1和第一电容 C l。 其中， 第一开关管 Q 1 和第二开关管 Q2相互串联连接， 相互串联的第一开关管 Q 1和第二开关管 Q2连接在双向 DC/DC模块 30的第一直流端 al和第三直流端 a3之 间， 第一开关管 Q 1和第二开关管 Q2受控制器模块 80的控制， 并且第一开关管 Q 1和 第二开关管 Q2之间具有第一节点 A。 第一二极管 D 1与第一开关管 Q l反向并联， 第 二二极管 D2与第二开关管 Q2反向并联， 第一电感 L 1的一端与第一节点 A相连， 第 一电感 L 1的另一端与动力电池 10的一端相连。 第一电容 C 1的一端与第一电感 L 1的 另一端相连， 第一电容 C 1的另一端与动力电池 10的另一端相连。

在本发明的一个实施例中， 如图 5所示， 以第一充电控制支路 401 为例， 第一充 电控制支路 401还包括： 漏电流削减模块 102。 其中， 漏电流削减模块 102连接在双向 DC/DC模块 30的第一直流端 al和双向 DC/DC模块 30的第三直流端 a3之间。具体而 言， 漏电流削减模块 102包括第二电容 C2和第三电容 C3 , 第二电容 C2的一端与第三 电容 C3的一端相连， 第二电容 C2的另一端与双向 DC/DC模块 30的第一直流端 al 相连， 第三电容 C3的另一端与双向 DC/DC模块 30的第三直流端 a3相连， 其中， 第 二电容 C2和第三电容 C3之间具有第二节点 B。

通常由于无变压器隔离的逆变和并网系统， 普遍存在漏电流大的难点。 因此， 该 充电系统 100在直流母线正负端增加漏电流削减模块 102 , 能有效减小漏电流。 漏电流 削减模块 102包含两个同类型电容 C2和 C3 , 其安装在直流母线正负端和三相交流中 点电位之间， 在本系统工作时能将产生的高频电流反馈到直流侧， 即能有效降低了系 统在工作时的高频漏电流。

在本发明的一个实施例中， 如图 5 所示， 该电动汽车的充电系统还包括滤波模块 103、 滤波控制模块 104和第二预充控制模块 106。

其中， 滤波模块 103连接在双向 DC/ AC模块 50和充放电控制模块 70之间。 具体 而言， 如图 5所示， 滤波模块 103包括电感 L_A、 L_B、 L_c和电容 C4、 C5、 C6 , 而双向 DC/AC模块 50可以包括六个 IGBT , 上下两个 IGBT之间的连接点分别通过电力总线 与滤波模块 103和电机控制开关 60相连接。

如图 5所示， 滤波控制模块 104连接在第二节点 B和滤波模块 103之间， 并且滤 波控制模块 104受控制器模块 80控制， 控制器模块 80在充电系统当前所处的工作模 式为驱动模式时控制滤波控制模块 104断开。 其中， 滤波控制模块 104可以为电容切 换继电器， 由接触器 K10组成。 第一充电接口 INT 1连接在充电枪 1和对应的充放电 控制模块 70之间。 第二预充模块 106与充放电控制模块 70并联， 第二预充控制模块 106用于对滤波 模块 103中的电容 C4、 C5、 C6进行预充电。 其中， 第二预充控制模块 106包括相互 串联的三个电阻 R_A、 R_B、 R_c和三相预充开关 K9。

在本发明的一个实施例中， 如图 5所示， 充放电控制模块 70进一步包括三相开关 Κ8和 /或单相开关 Κ7, 用于实现三相充放电或单相充放电。

在本发明的实施例中， 当充电系统启动时， 控制器模块 80控制第一预充模块 101 闭合以对双向 DC/DC模块 30中的第一电容 C1及母线电容 CO进行预充电， 并在母线 电容 CO的电压与动力电池 10的电压成预设倍数时， 控制第一预充模块 101断开同时 控制第一开关 K1闭合。 这样， 通过双向 DC/DC模块 30和直接连接在电力总线即直流 母线之间的大容量母线电容 CO组成实现电池低温激活技术的主要部件，用于将动力电 池 10的电能通过双向 DC/DC模块 30充到大容量母线电容 CO中， 再将大容量母线电 容 C0中储存的电能通过双向 DC/DC模块 30充回动力电池 10(即对动力电池充电时）， 对动力电池 10循环充放电使得动力电池的温度上升到最佳工作温度范围。

当充电系统当前所处的工作模式为驱动模式时， 控制器模块 80控制驱动控制开关 40闭合以关闭双向 DC/DC模块 30, 并控制电机控制开关 60闭合以正常驱动电机 M, 以及控制充放电控制模块 70断开。 需要说明的是， 在本发明的实施例中， 虽然图 5中 电机控制开关 60包括了与电机三相输入相连的三个开关， 但是在本发明的其他实施例 中也可包括与电机两相输入相连的两个开关， 甚至一个开关。 在此只要能实现对电机 的控制即可。 因此， 其他实施例在此不再赘述。 这样， 通过双向 DC/AC模块 50把动 力电池 10的直流电逆变为交流电并输送给电机 M,可以利用旋转变压解码器技术和空 间矢量脉宽调制 （ SVPWM )控制算法来控制电机 M的运行。

以单充电枪为例， 当充电系统当前所处的工作模式为充放电模式时， 控制器模块 80控制驱动控制开关 40断开以启动双向 DC/DC模块 30, 并控制电机控制开关 60断 开以将电机 M移出， 以及控制充放电控制模块 70闭合， 使外部电源例如三相电或者 单相电通过充电枪 1可以正常地为动力电池 10进行充电。 即言， 通过检测充电连接信 号、 交流电网电制和整车电池管理的相关信息， 借用双向 DC/AC模块 50进行可控整 流功能， 并结合双向 DC/DC模块 30, 可实现单相 \三相电对车载动力电池 10的充电。

根据本发明实施例的电动汽车的充电系统， 能够实现使用民用或工业交流电网对 电动汽车进行大功率交流充电， 使用户可以随时随地高效、 快捷的充电， 节省充电时 间， 同时无需恒压控制装置和恒流控制装置， 节省空间和成本， 并且适用电池工作电 压范围宽。 通过两个甚至多个充电枪对动力电池进行充电， 可以提供大的充电电流， 从而极 大地缩短充电时间， 对于一些电动巴士等需要大容量动力电池的应用场景更为适合。

此外， 在本发明的实施例中， 如图 6所示， 该电动汽车的充电系统还可以包括仪 表 107、 电池管理器 108和整车信号 109。

在本发明的一个实施例中， 如图 7所示， 控制器模块 80包括控制板 201和驱动板

202。其中，控制板 201上的控制模块采用两个高速数字信号处理芯片（DSP1和 DSP2 ) 进行控制。 控制板 201上的控制模块与整车信息接口 203相连， 并相互进行信息交互。 控制板 201上的控制模块接收驱动板 202上的驱动模块输出的母线电压采样信号、 IPM 保护信号以及 IGBT温度采样信号等， 同时输出脉冲宽度调制 PWM信号至驱动模块。

其中， 如图 8所示， DSP1主要用于控制， DSP2用于信息采集。 DSP1中的采样单 元输出油门信号、 母线电压采样信号、 刹车信号、 直流侧电压采样信号、 电机电流霍 尔 V相信号、 电机电流霍尔 W相信号、 充电控制电流霍尔 U相信号、 充电控制电流 霍尔 V相信号、 充电控制电流霍尔 W相信号、 直流电流霍尔信号、 逆变电压 U相信 号、 逆变电压 V相信号、 逆变电压 W相信号、 电网电压 U相信号、 电网电压 V相信 号、 电网电压 W相信号、 逆变 U相捕获信号、 电网 U相捕获信号等采样信号， DSP1 中的开关控制单元输出电机 A相开关信号、 电机 B相开关信号、 电网 A相开关信号、 电网 B相开关信号、 电网 C相开关信号、三相预充开关信号和电容切换继电器信号等， DSP1中的驱动单元输出 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 信号和 IPM保护信号等， DSP1还具有旋变信号输出控制、 串行通信、 硬件保护、 CAN 通讯和档位控制等功能。 DSP2中的采样单元输出供电电源监测信号、 电源监测信号、 油门 1信号、 刹车 2信号、 油门 2信号、 刹车 1信号、 电机模拟温度信号、 漏电传感 器信号、 散热器温度信号、 直流侧电感温度采样信号、 V相电感温度采样信号、 U相 电感温度采样信号、 W相电感温度采样信号、 放电 PWM 电压采样信号、 倾角传感器 读信号、 倾角传感器片选信号、 IGBT温度采样 W相信号、 IGBT温度采样 U相信号、 IGBT温度采样升降压相信号、 IGBT温度采样 V相信号、 电机温度开关信号、 单 /三相 切换开关信号等， DSP2 中的充放电控制单元输出充放电开关信号、 休眠信号、 放电 PWM信号、 电池管理器 BMS信号、 充放电输出控制信号、 CP信号和 CC信号等， 并 且 DSP2还具有 CAN通讯、 串行通信功能。

综上所述， 在本发明实施例的电动汽车的充电系统集电机驱动功能、 车辆控制功 能、 交流充电功能、 并网功能、 离网带载功能、 车辆对车辆充电功能于一体。 并且， 该充电系统不是通过把各种功能模块筒单的物理组合为一体， 而是在电机驱动控制的 基础上， 通过添加一些外围器件， 实现系统的功能多样化， 最大化节省空间和成本， 提高功率密度。

具体而言， 电动汽车的充电系统的功能筒单介绍如下：

1、 电机驱动功能： 通过双向 DC/AC模块 50把动力电池 10的直流电逆变为交流 电并输送给电机 M, 可以利用旋转变压解码器技术和空间矢量脉宽调制（SVPWM )控 制算法来控制电机 M的运行。

也就是说， 当本充电系统得电工作时， 如图 9所示， 该系统功能判断流程包括以 下步骤：

S901 , 充电系统得电。

5902 , 判断充电连接信号。 如果有充电连接信号， 则转至步骤 S903 , 如果没有则 转至步骤 904。

5903 , 进入充放电控制流程。 在本发明的一个实施例中， 还需要对油门、 档位及 刹车信号进行判断。 当油门为 0、 档位为 N档、 手刹、 充电连接即 CC信号有效时（即 充放电插座 20连接有充电连接装置） ， 则进入充放电控制流程。

5904 , 进入车辆控制流程。

在步骤 S904进入车辆控制流程后， 控制器模块 80控制电机控制开关 60闭合， 通 过 CAN通讯通知电池管理器 108 , 电池管理器 108控制高压配电箱 90对 C1和 CO进 行预充， 控制器模块 80检测母线电压 187, 判断预充是否成功， 成功后通知电池管理 器 108闭合驱动控制开关 40 , 该系统进入驱动模式， 同时控制器模块 80对整车信息进 行采集， 通过综合判断处理对电机 M进行驱动。

进行电机驱动控制功能： 如图 10所示， 控制器模块 80发送 PWM信号， 对双向 DC/AC模块 50进行控制， 把动力电池 10的直流电逆变为交流电并输送给电机 M , 控 制器模块 80通过旋转变压器解算转子位置， 并采集母线电压和电机 BC相电流使电机 M能精准的运行。 即言， 控制器模块 80根据电流传感器采样的电机 BC相电流信号和 旋转变压器的反馈信息对 PWM信号进行调节， 最终使电机 M能精准的运行。

这样， 通过通信模块对整车油门、 刹车以及档位信息， 判断当前运行工况， 实现 车辆的加速、 减速和能量回馈功能， 使得整车在各种工况下下安全可靠运行， 保证车 辆的安全性、 动力性和平顺性。

2、 以单充电枪为例， 充放电功能

( 1 ) 充放电功能连接确认和启动： 如图 1 1 所示， 该充电系统充放电功能启动判 断流程包括如下步骤：

51101, 充放电连接装置即充电枪物理连接完成， 并且电源正常。

51102, 供电设备 （充电桩）检测充电信号 CC连接是否正常。 如果是， 则进入步 骤 S1103; 如果否， 则返回步骤 S1102, 继续检测。

S1103, 供电设备检测 CP检测点的电压是否为 9V。 如果是， 则进入步骤 S1106; 如果否， 返回步骤 S1102, 继续检测。 其中， 9V是一个预设示例值。

51104, 控制器模块检测充电信号 CC连接是否正常。 如果是， 则进入步骤 S1105; 如果否， 则返回步骤 S1104, 继续检测。

51105, 拉低输出充电连接信号、 充电指示灯信号。

S1106, 进入充放电功能。

如图 12所示， 以单充电枪充电为例， 该充电系统在充电工作模式下的控制流程包 括如下步骤：

S1201, 判断系统得电后是否完全启动工作。 如果是， 则进入步骤 S1202; 如果否， 则返回步骤 S1201, 继续判断。

S1202, 检测 CC检测点电阻值， 确定充电连接装置容量。

51203, 判断 CP检测点是否检测到固定占空比的 PWM信号。 如果是， 则进入步 骤 S1204; 如果否， 则进入步骤 S1205。

51204, 发送充电连接正常充电准备就绪报文， 收到 BMS充电允许、 充电接触器 吸合报文， 进入步骤 S1206。

S1205, 充电连接故障。

51206, 控制器模块吸合内部开关。

51207, 判断预设时间例如 1.5秒内检测到外部充电设备是否无 PWM波发送。 如 果是， 则进入步骤 S1208; 如果否， 则进入步骤 S1209。

51208, 判断为外部国标充电桩， 充电过程中不发送 PWM波。

S1209, 向供电设备发送 PWM波。

51210, 判断预设时间例如 3 秒内检测交流输入是否正常。 如果是， 则进入步骤 S1213; 如果否， 则进入步骤 S1211。

51211, 交流外部充电设备故障。

51212, 进行异常处理。

S1213, 进入充电阶段。

也就是说， 如图 11和图 12所示， 供电设备和控制器模块 80 自检无故障后， 根据 检测 CC信号电阻值确定充电连接装置容量， 检测 CP信号确定是否完全连接， 充放电 连接装置完全连接确认后， 发送充电连接正常和充电准备就绪报文， 电池管理器 108 控制高压配电箱 90闭合第一开关 K1进行预充， 预充完成后断开第一预充电模块 101 , 吸合第一开关 K1 , 控制器模块 80收到 BMS充电允许、 第一开关 K1吸合报文， 充放 电准备就绪，即可通过仪表设置功能，如下： 交流充电功能（G to V, 电网对电动汽车）、 离网带载功能 （V to L, 电动汽车对负载） 、 并网功能 （V to G, 电动汽车对电网） 和 车辆对车辆充电功能 （V to V, 电动汽车对电动汽车） 。 并网功能

( 2 )交流充电功能（G to V )： 该充电系统接收到仪表充电指令， 电池管理器 108 允许最大充电电流、 供电设备最大供电电流和充放电连接装置（即充放电插座 20或者 充电枪 1 ) 的额定电流， 控制器模块 80判断三者中最小的充电电流， 自动选择充电相 关参数。 并且， 该充电系统通过电网电压采样 183对供电设备输送的交流电进行采样， 控制器模块 80通过采样值计算出交流电电压有效值， 通过捕获来确定交流电频率， 根 据电压值和频率判断出交流电电制， 根据电网电制选取控制参数。 确定控制参数后， 控制器模块 80控制第二预充模块 106中的 K9和滤波控制模块 104中的接触器 K10吸 合， 对 PWM直流侧母线电容 C0进行充电， 控制器模块 80通过 187对母线电容的电 压进行采样， 当电容电压达到选定控制参数例如与动力电池的电压成预设倍数后再控 制吸合三相开关 K8 , 同时断开 K9。 此时该充电系统根据预先选定参数， 控制器模块 80发送 PWM信号， 控制双向 DC/AC模块 50对交流电进行整流， 再根据动力电池电 压， 控制双向 DC/DC模块 30对电压进行调节， 最后把直流电输送给动力电池 10 , 在 此过程中， 控制器模块 80根据预先选定目标充电电流和电流采样 184反馈的相电流， 对整个充电系统进行闭环的电流环调节，最终实现对车载动力电池 10进行充电。由此， 通过检测充电连接信号、 交流电网电制和整车电池管理的相关信息， 借用双向 DC/AC 模块 50进行可控整流功能， 结合双向 DC/DC模块 30 , 可实现单相 \三相电对车载动力 电池 10的充电。

( 3 ) 离网带载功能 （V to L ) ： 该充电系统接收到仪表 V to L指令， 首先判断动 力电池荷电状态 SOC是否在可以放电范围，如果允许放电，再根据指令选择输出电制， 根据充放电连接装置的额定电流， 智能选择输出最大输出功率并给定控制参数， 系统 进入控制流程。 首先控制器模块 80控制吸合三相开关 K8、 接触器 K10 , 根据电池电 压和给定的输出电压， 发送 PWM信号控制双向 DC/DC模块 30对电压进行调节， 达 到目标值后输送给双向 DC/AC模块 50把直流电逆变为交流电， 通过专用的充电插座 即可直接为用电设备供电。 在此过程中， 控制器模块 80根据电压采样 183反馈进行调 节， 保证负载安全可靠的工作。

即言， 系统上电， 当接到仪表的 V to L控制指令以及输出电制要求， 检测充电连 接信号和整车电池管理的相关信息， 根据电池的电压进行 DC/DC电压转换， 借用双向 DC/AC模块 50进行交流逆变功能， 输出稳定单相 \三相交流电压。

( 4 ) 并网功能 （V to G ) ： 该充电系统接收到仪表 V to G指令， 首先判断动力电 池 SOC是否在可以放电范围， 如果允许放电， 再根据指令选择输出电制， 根据充放电 连接装置的额定电流， 智能选择输出最大输出功率并给定控制参数， 充电系统进入控 制流程。 首先控制器模块 80控制吸合三相开关 K8、 接触器 K10, 根据电池电压和给 定的输出电压， 发送 PWM信号控制双向 DC/DC模块 30对电压进行调节， 在经过双 向 DC/AC模块 50把直流电逆变为交流电， 根据预先选定放电电流目标值和电流采样 184反馈的相电流， 对整个充电系统进行闭环的电流环调节， 实现并网放电。

也就是说， 充电系统上电， 当接到仪表的 V to G控制指令， 检测充电连接信号、 交流电网电制和整车电池管理的相关信息， 根据电池的电压进行 DC/DC电压转换， 借 用双向 DC/AC模块 50进行交流逆变， 实现单相\三相车辆对电网放电功能。

( 5 ) 车辆对车辆充电功能 （ V to V ) ： V to V功能需要使用专用的连接插头， 当 充电系统检测到充电连接信号 CC有效， 并检测到其电平确认为 VTOV专用充电插头， 等待仪表命令。 例如， 假设车辆 A向车辆 B充电， 则车辆 A设置为放电状态即设置为 离网带载功能， 车辆 B设置为交流充电状态， 车辆 A的控制器模块发送充电连接正常 充电准备就绪报文至电池管理器， 电池管理器控制充放电回路预充， 完成后发送充电 允许、 充电接触器吸合报文至控制器模块， 该充电系统进行放电功能， 并发送 PWM信 号。 车辆 B接收到充电指令后， 其系统检测到 CP信号， 判断为供电车辆 A已准备就 绪， 控制器模块 80发送连接正常报文至电池管理器， 电池管理器接到指令后完成预充 流程， 通知控制器模块， 整个充电系统充电准备就绪， 启动充电功能（G to V ) , 最后 实现车辆对充功能。

也就是说， 系统上电， 当接到仪表的 V to V控制指令， 检测充电连接信号和整车 电池管理的相关信息， 设置车辆为交流输出电源状态， 同时模拟外部充电设备输出 CP 信号功能， 实现和需要充电的车辆进行交互。 该车辆根据电池的电压进行 DC/DC电压 转换，借用双向 DC/AC模块 50进行交流逆变， 实现单相\三相车辆对车辆的对充功能。

在本发明的一个实施例中， 以单充电枪为例， 如图 13所示， 该充电系统在电动汽 车充电结束时的控制流程包括如下步骤：

S1301 , 供电设备断开供电开关， 停止交流输出， 进入步骤 S1305。 51302 , 控制器模块控制停止充电， 进行卸载， 进入下一步骤 S 1303。

51303 , 卸载完成后断开内部开关， 发送充电结束 4艮文。

51304 , 发送断电请求。

51305 , 充电结束。

其中， 如图 14所示， 供电设备 301通过供电插头 302与电动汽车 1000的车辆插 头 303相连， 从而实现对电动汽车 1000进行充电。 其中， 电动汽车的充电系统通过检 测点 3检测 CP信号和通过检测点 4检测 CC信号， 而供电设备通过检测点 1检测 CP 信号和通过检测点 2检测 CC信号。 并且， 在充电完成后， 均控制断开供电插头 302 和车辆插头 303中的内部开关 S2。

在本发明的另一个实施例中， 当采用多充电枪进行充电时， 例如采用第一充电控 制支路 401和第二充电控制支路 402同时对动力电池充电，其中第一充电控制支路 401 和第二充电控制支路 402共用一个控制器 80。

在本实施例中， 如图 15所示， 该电动汽车的充电系统包括动力电池 10、 第一充电 控制支路 401、 第二充电控制支路 402和控制器 80。 其中， 第一充电控制支路 401连 接充电枪 1 ,第二充电控制支路 402连接充电枪 2。双向 DC/DC模块 30、母线电容 C0、 双向 DC/AC模块 50、 滤波模块 103、 充放电控制模块 70和第二预充模块 106。 并且， 第一充电控制支路 401和第二充电控制支路 402还包括熔断器 FU。 动力电池 10通过 第一预充控制模块 101与第一充电控制支路 401相连， 动力电池 10还通过第一预充控 制模块 101与第二充电控制支路 402相连， 控制器 80分别与第一充电控制支路 401和 第二充电控制支路 402相连， 其中控制器模块 80用于接收到充电信号时， 控制电网分 别通过第一充电控制支路 401和第二充电控制支路 402对动力电池 10进行充电。

作为一个具体的示例， 电动汽车的充电系统在实现充电功能时的主要流程如图 16 所示，

步骤 S 161 , 充电枪连接完成， 即接收到充电感应信号即将外部交流充电设备（充 电枪） 与车辆进行连接， 连接完成后。

步骤 S 162 , 控制器采集相关信息， 进入充电模式。 具体地， 控制器检测到充电感 应信号， 自动切换为充电功能。

步骤 S 163 , 控制器自检无故障发送准备就绪报文。 即控制器对本身进行检查， 检 查无故障后， 通过 CAN信号发送准备就绪信息。

步骤 S 164 , 吸合直流预充接触器。 即电池管理接收到该信息后。 首先吸合第一预 充控制模块， 对母线处大电容进行预充。 步骤 S165, 控制器实时发送母线电压。

步骤 S166, 判断接收到电压与实际动力电池电压差值是否小于阈值 1。 即， 当预 充电压与电池实际电压相差在阈值 1以内 （例如阈值 1为 50ν) , 则认为预充成功， 执 行步骤 S167, 否则执行步骤 S168。

步骤 S167, 吸合充电接触器（即第一开关 K1 ) , 延迟断开预充接触器（即第一预 充控制模块） 。 即吸合充电接触器并且断开预充接触器。

步骤 S168, 发送预充失败故障， 断开预充接触器

步骤 S169, 提示故障。

在完成这些步骤后， 控制器与外部交流供电设备进行通讯， 通知外部交流供电设 备 （充电桩） 可以输出三相交流电， 待三相交流电输入后， 对三相交流电压幅值、 频 率和相序进行检测， 检测无误后， 如图 17所示， 示出了单枪充电时控制流程。

具体地， 如图 17所示， 单充电枪充电时控制流程如下：

步骤 S171: 充电接触器（第一开关 K1 )吸合， 控制器与供电设备（充电桩）通讯 完成。

步骤 S172: 供电设备输出三相或单相交流电。

步骤 S173: 判断对三相或单相交流电频率、 幅值和相序检测是否正常。 如果正常， 则执行步骤 S 174 , 否则执行步骤 S 182。

步骤 S 174: 吸合电容接触器 （即滤波控制模块 104) 。

步骤 S175: 吸合交流预充接触器 （即第二预充控制模块 106) 。

步骤 S176: 判断母线电压是否达到设定阈值 2, 如果达到， 则执行步骤 S177, 否 则执行步骤 S181。

步骤 S177: 吸合交流接触器 （即三相开关 K8或单相开关 K7) , 延迟断开交流预 充接触器 （即三相预充开关 K9) 。

步骤 S178: 设定母线电压目标值， 启动双向 DC/AC模块 50工作。

步骤 S179: 母线电压目标值稳定， 启动双向 DC/DC模块 30工作。

步骤 S180: 调节充电功率至额定功率以完成充电。

步骤 S181: 发送预充失败故障， 断开预充接触器 （即第一预充控制模块 101 ) 。 步骤 S182: 提示故障并结束充电。

在本发明的一个实施例中， 如果两个充电枪同时充电采用如图 17所示的充电控制 方式， 此时会存在一个问题是由于控制器在直流侧是接在同一个动力电池上， 而交流 侧的交流配电也是从同一个配电装置中出来的， 故当第一预充控制模块 101 工作时， 第二预充控制模块 102再启动工作时会出现母线电压迅速飙升到电容的额定电压， 这 样电容就存在损坏的风险。 为解决该问题， 本方法提出了另外一种充电启动流程。 两 个充电枪同时对动力电池进行充电。 具体地， 采用双充电枪对动力电池进行充电的流 程如图 18所示， 具体包括以下步骤：

步骤 S191: 充电接触器吸合 （即第一开关 K1 ) , 控制器与供电设备通讯完成。 步骤 S192: 供电设备输出三相或单相交流电。

步骤 S193: 判断对三相交流频率、 幅值和相序检测是否正常。 如果正常， 执行步 骤 S 194 , 否则执行步骤 S204。

步骤 S194: 母线电压目标值稳定， 启动双向 DC/DC模块 30工作， 保持充电功率 为零。

步骤 S 195: 吸合电容接触器 （即滤波控制模块 104) 。

步骤 S196: 吸合交流预充接触器 （即第二预充控制模块 106) 。

步骤 S197: 判断母线电压是否达到设定阈值 3, 如果是则执行步骤 S198, 否则执 行步骤 S204。

步骤 S198: 吸合交流接触器 （即三相开关 K8或单相开关 K7) , 延时断开交流预 充接触器 （即三相预充开关 K9) 。

步骤 S199: 设定母线电压目标值， 启动双向 DC/AC模块 50工作。

步骤 S200: 判断是单枪 （单充电枪）还是双充电枪。 如果是双充电枪， 则执行步 骤 S201 , 否则执行步骤 S203。

步骤 S201: 先调节充电功率至半载 （半载工作状态） 。

步骤 S202: 判断另一支路充电功率是否达到半载。 如果是则执行步骤 S203, 否则 执行步骤 S201。

步骤 S203: 调节充电功率至额定功率直至充电完成。

步骤 S204: 发送预充失败故障， 断开预充接触器 （即第一预充控制模块 101 ) 。 步骤 S205: 提示故障， 并结束充电。

也就是说， 首先， 先控制双向 DC/DC模块启动进行工作， 此时该双向 DC/DC模 块将较高的直流电压转换为较低的直流电压。 根据三相可控整流处母线电压与电池侧 电压计算出给定 IGBT的初始占空比， 以此来保证双向 DC/DC模块启动进行工作时无 冲击电流且保证此种状态下系统工作的电流为 0。其次吸合预充接触器，根据电网的电 压对预充电压进行判断， 当达到某一电压值时则判断为预充成功， 预充成功后吸合第 一开关， 吸合完成后， 延迟设定时间断开预充接触器。 最后启动双向 DC/AC模块， 该 处主要是利用 SPWM算法进行控制， 主要目的稳定母线处的电压， 根据充电需要达到 的最大功率和电池组的额定容量来确定可控整流母线电压的目标值， 当母线电压达到 设定值时。 根据给定的目标充电功率对双向 DC/DC模块进行调节， 最后可以稳定在目 标充电功率下进行工作。

在双充电枪并联充电时， 假设第一预充控制模块 101 已经启动工作， 此时第二预 充控制模块 102准备启动工作， 这时第二预充控制模块 102启动工作时存在对第一预 充控制模块 101 的干扰， 为解决该问题， 加入功率分配的控制方法以及先进行半载工 作待两个充电支路均半载稳定工作后， 再控制两个充电支路逐步调节到满载进行工作。

具体地， 双枪并联充电时， 第一预充控制模块 101和第二预充控制模块 102的三 相可控整流母线电压目标值是一致的， 但由于母线电压采样存在差异和双枪并联充电 的电路， 导致在双枪并联充电过程中存在交流侧处存在直流分量， 及导致交流电流波 形整体上移或下移。 这样对整个系统或者是对供电设备都存在较大的影响， 存在安全 隐患。 为解决该问题， 本发明的实施例中， 提出了一种直流分量算法。 通过该方法来 消除系统中的直流分量。 如图 19所示， 具体包括如下步骤：

步骤 S210: 采集三相交流电流。

步骤 S211 : 计算三相交流电流采样值的和 sum。

步骤 S212:判断三相电流交流之和 sum是否等于 0。如果不为 0,则执行步骤 S213 , 否则结束调节。

步骤 S213 : PI环调节。

步骤 S214: PI环输出直至结束。

其主要原理为根据三相交流电流的特性， 其三相电流采样值相加的理论值为 0, 通 过对该系统的三相实际电流的采集计算， 该计算值作为反馈值， 构成一个 PI环进行调 节， 将调节输出作用到三相可控整流桥上。 这样就可以消除双枪并联充电存在的直流 分量问题， 在本发明的一个实施例中， 为实现上述调节， 本发明实施例的第一充电控 制支路和第二充电控制支路分别进一步包括： 检测模块， 用于检测双向 DC/AC模块中 交流侧的第一相至第三相电流； 调整模块 （PI 环调节） ， 所述调整模块在所述检测模 块检测的交流侧的第一相至第三相电流之和不为零时对所述第一相至第三相电流进行 调整。

此外， 本发明的又一个实施例还提出了一种电动车辆的充电控制方法， 该充电控 制方法包括以下步骤：

步骤 S1 , 控制器模块检测到第一充电支路通过充电枪或者充放电插座与供电设备 相连， 且第二充电支路通过充电枪或者充放电插座与供电设备相连时， 向电池管理器 发送充电连接信号。

步骤 S2, 电池管理器接收到控制器模块发送的充电连接信号后， 检测并判断动力 电池是否需要充电， 当动力电池需要充电时， 执行下一步骤。

步骤 S3 , 电池管理器向控制器模块发送充电信号。

步骤 S4, 控制器模块接收到充电信号时， 控制电网分别通过第一充电支路和第二 充电支路对动力电池进行充电。

采用上述技术方案的电动汽车充电系统及其充电控制方法， 控制器模块通过控制 电网分别通过第一充电支路和第二充电支路对动力电池进行充电， 使得电动车的充电 功率增大， 从而大大缩短充电时间， 实现快速充电， 节约了时间成本。

在本发明的实施例中， 上述电动汽车的充电系统兼容范围广泛， 具有单相三相切 换功能， 并且适应不同国家电网电制标准。

具体地， 如图 20所示， 充电枪可用充放电插座 20代替， 如图 20所示， 具有两个 充电插座（例如美标和欧标）切换的功能。 该充放电插座 20包括单相充电插座 501例 如美标、 三相充电插座 502例如欧标、 两个高压接触器 K503、 Κ504组成。 单相充电 插座 501与三相充电插座 502的 CC、 CP和 PE共用， 单相充电插座 501的 L、 N相线 通过接触器 K503、 Κ504与三相充电插座 503的 Α、 Β相连接。 控制器模块 80接收到 单相充放电指令时， 控制接触器 Κ503、 Κ504闭合， 使三相充电插座 502的 Α、 Β相与 单相充电插座 501 的 L、 N相线导通， 三相充电插座 502不故使用， 由三相充电插座 502的 A、 B相代替单相充电插座 501 的 L、 N相线与充电插头连接， 控制器模块 80 即可正常实现单相充电功能。

或者， 如图 5所示， 利用标准 7芯插座， 在 N线与 B相线之间增加单相开关 K7, 控制器模块 80接收到单相充放电指令，控制单相开关 K7吸合，使 B相线和 N线连接， 由 A、 B相作为 L、 N相线使用， 连接插头需使用专用连接插头， 或其 B、 C相不做使 用的连接插头。

也就是说，在本发明的实施例中，充电系统将根据控制器模块 80检测电网的电压， 通过计算判断电网的频率及单相 /三相， 根据计算信息和得出电制后， 控制器模块 80 根据充放电插头 20的类型和电网电制， 选择不同的控制参数， 控制双向 DC/AC模块 50对交流电压进行可控整流， 双向 DC/DC模块 30根据电池电压对直流电进行调压， 最后输送给动力电池 10。

在本发明的另一个示例中， 如图 21所示， 离网带载放电插头为两芯、 三芯和四芯 的插座， 与充电插头相连， 可以输出单相、 三相、 四相电制的电。

图 22为根据本发明再一个实施例的电动汽车的电力载波通讯系统的结构图。

如图 22所示， 该电动汽车的电力载波通讯系统 2000包括多个控制装置 1 10、 汽车 电力线 120和多个电力载波通讯装置 130。

具体地， 多个控制装置 1 10 均具有通讯接口， 通讯接口例如为但不限于： 串行通 信接口 SCI。汽车电力线 120为多个控制装置 1 10供电且多个控制装置 1 10之间通过汽 车电力线 120进行通讯。 多个电力载波通讯装置 103与多个控制装置 1 10——对应， 多个控制装置 1 10通过各自的通讯接口与对应的电力载波通讯装置 130相连， 多个电 力载波通讯装置 130之间通过汽车电力线 120相连， 其中， 多个电力载波通讯装置 130 从汽车电力线 120上获取载波信号以便将载波信号解调后发送给对应的控制装置， 并 接收对应的控制装置发送的信息， 并将信息调制后发送至汽车电力线 120上。

结合图 22所示， 多个控制装置 1 10包括控制装置 1至控制装置 N ( N>2 , N为整 数）。与之相对应的多个电力载波通讯装置 130包括电力载波装置 1至电力载波装置N。 例如， 控制装置 1 需要与控制装置 2进行通讯， 则电力载波装置 1从汽车电力线 120 中获取来自于电力载波装置 2发送的载波信号， 该载波信号来自于控制装置 2 , 并由电 力载波装置 2调制后发送至汽车电力线 120上。

其中， 如图 23所示， 每个电力载波通讯装置 130包括依次相连的耦合器 131、 滤 波器 133、 放大器 134和调制解调器 132。

进一步地， 如图 24所示， 多个电力载波通讯装置例如八个电力载波通讯装置 1 -8 通过汽车电力线束 121、 122与网关 300相连， 每个电力载波通讯装置与一个控制装置 对应。 例如， 电力载波通讯装置 1 与传动控制装置 1 1 1相对应， 电力载波通讯装置 2 与发动机控制装置 1 12相对应， 电力载波通讯装置 3与主动悬挂装置对应， 电力载波 通讯装置 4与空调控制装置 1 14相对应， 电力载波通讯装置 5与安全气嚢 1 15相对应， 电力载波通讯装置 6与仪表显示 1 16相对应， 电力载波通讯装置 7与故障诊断 1 17相 对应， 电力载波通讯装置 8与照明装置 1 18相对应。

在本实施例中， 如图 25所示， 该电力载波通讯系统进行数据接收的方法包括如下 步骤：

52101 , 系统加电启动， 系统程序进入从电力线接收数据的状态。

52102 , 检测载波信号的有无及正确与否。 如果是， 则执行步骤 S2103 ; 如果否， 则执行步骤 S2104。

52103 , 开始接收从电力线上传来的数据， 进入下一步骤 S2105。 52104, 检测 SCI口， 判断 SCI口是否有数据。 如果是， 则进入下一步骤 S2105; 如果否， 则返回步骤 S2101。

52105 , 进入数据接收状态。

根据本实施例的电动汽车的电力载波通讯系统， 在不增加汽车内线束的基础上， 可实现车内各个控制系统之间的数据传输和共享， 而利用电力线作为通讯介质的电力 载波通讯， 避免建设和投资新的通讯网络， 降低了制造成本和维护难度。

在本发明的还一个实施例中， 上述的电动汽车的充电系统采用采用水冷方式， 如 图 26所示， 箱体结构布局为电感水道散热和 IGBT水道共用， 很好的解决了散热和空 间问题。 箱体结构布局分为上下两层， IGBT散热水道背面对滤波模块进行散热， 根据 电感形状制作， 制作成电感槽 601 , 利用电感槽 601 的侧面传导热量， 最后通过水道 602带走热量， 电感利用高导热系数的胶进行固定， 增加了热量传导能力和整体设计的 机械强度。 本实施例中的充电系统采用采用水冷方式进行散热， 散热效果优于风冷方 式， 同等功率下可以减小滤波模块体积， 减小整体充电系统的体积和重量。

此外， 本发明的另一方面的实施例还提出了一种电动汽车， 包括上述的充电系统。 该电动汽车能够通过三相或单相电进行大功率充电， 方便用户随时随地对电动汽车进 行快速充电， 节约了时间成本， 满足人们的需求。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为， 表示包括 一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、 片段 或部分， 并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现， 其中可以不按所示出或 讨论的顺序， 包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序， 来执行功能， 这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和 /或步骤， 例如， 可以被认为是用 于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表， 可以具体实现在任何计算机可读介质中， 以供指令执行系统、 装置或设备（如基于计算机的系统、 包括处理器的系统或其他可 以从指令执行系统、 装置或设备取指令并执行指令的系统） 使用， 或结合这些指令执 行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言， "计算机可读介质"可以是任何可以包含、 存储、 通信、 传播或传输程序以供指令执行系统、 装置或设备或结合这些指令执行系 统、 装置或设备而使用的装置。 计算机可读介质的更具体的示例 （非穷尽性列表） 包 括以下： 具有一个或多个布线的电连接部（电子装置）， 便携式计算机盘盒（磁装置）， 随机存取存储器（RAM ) , 只读存储器（ROM ) , 可擦除可编辑只读存储器（ EPROM 或闪速存储器） ， 光纤装置， 以及便携式光盘只读存储器 （CDROM ) 。 另外， 计算机 可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质， 因为可以例如通 过对纸或其他介质进行光学扫描， 接着进行编辑、 解译或必要时以其他合适方式进行 处理来以电子方式获得所述程序， 然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解， 本发明的各部分可以用硬件、 软件、 固件或它们的组合来实现。 在上 述实施方式中， 多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行 的软件或固件来实现。 例如， 如果用硬件来实现， 和在另一实施方式中一样， 可用本 领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现： 具有用于对数据信号实现逻辑 功能的逻辑门电路的离散逻辑电路， 具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路， 可 编程门阵列 （PGA ) , 现场可编程门阵列 （FPGA ) 等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤 是可以通过程序来指令相关的硬件完成， 所述的程序可以存储于一种计算机可读存储 介质中， 该程序在执行时， 包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外， 在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中， 也可以 是各个单元单独物理存在， 也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。 上述集成 的模块既可以采用硬件的形式实现， 也可以采用软件功能模块的形式实现。 所述集成 的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时， 也可以存储 在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器， 磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中， 参考术语"一个实施例"、 "一些实施例"、 "示例"、 "具体示 例"、 或"一些示例"等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、 结构、 材料或 者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。 在本说明书中， 对上述术语的示意 性表述不一定指的是相同的实施例或示例。 而且， 描述的具体特征、 结构、 材料或者 特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例， 对于本领域的普通技术人员而言， 可以 理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、 修改、 替换和变型， 本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims

权利要求书

1、 一种电动汽车的充电系统， 其特征在于， 包括：

动力电池；

第一充电接口和第二充电接口， 所述第一充电接口和第二充电接口与外部电源相 连；

第一充电控制支路和第二充电控制支路， 所述第一充电控制支路连接在所述动力 电池和所述第一充电接口之间， 所述第二充电控制支路连接在所述动力电池和所述第 二充电接口之间； 以及

控制器， 所述控制器与所述第一充电接口和第二充电接口相连。

2、 如权利要求 1所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于，

在进行充电时， 所述控制器控制所述第一充电控制支路启动以建立所述动力电池 与所述第一充电接口之间的充电通路直至所述第一充电控制支路进入半载工作状态； 所述控制器控制所述第二充电控制支路启动以建立所述动力电池与所述第二充电 接口之间的充电通路直至所述第二充电控制支路进入半载工作状态；

所述控制器调整所述第一充电控制支路和第二充电控制支路的工作功率以使所述 第一充电控制支路和第二充电控制支路进入满载工作状态。

3、 如权利要求 1或 2所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 所述系统还包括 高压配电箱， 所述高压配电箱与所述动力电池相连， 所述高压配电箱包括：

第一预充控制模块和与所述第一预充控制模块并联的第一开关， 所述第一预充控 制模块和所述第一开关的一端与所述动力电池的一端相连， 所述第一预充控制模块和 所述第一开关的另一端与所述第一充电控制支路和第二充电控制支路的第二端相连； 驱动控制开关， 所述驱动控制开关的一端与所述动力电池的一端相连， 且所述驱 动控制开关与所述第一充电控制支路和第二充电控制支路的第三端相连，

其中， 所述第一预充控制模块、 第一开关和驱动控制开关均与所述控制器相连。

4、 如权利要求 3所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于，

当所述电动汽车处于充放电模式时， 所述控制器通过所述第一预充控制模块对所 述第一充电控制支路和第二充电控制支路进行预充电同时闭合所述第一预充控制模 块， 当所述第一充电控制支路和第二充电控制支路的母线电压与所述动力电池的电压 成预设倍数时， 控制所述第一预充控制模块关断并闭合所述第一开关。

5、 如权利要求 4所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 所述第一充电控制支 路和第二充电控制支路分别进一步包括：

双向 DC/DC模块， 所述双向 DC/DC模块的第二直流端与所述第一开关的另一端 相连， 所述双向 DC/DC模块的第一直流端与所述动力电池的另一端相连， 其中， 所述 第一直流端为所述双向 DC/DC模块输入及输出的共用直流端；

双向 DC/AC模块， 所述双向 DC/AC模块的第一直流端与所述驱动控制开关的另 一端相连， 所述双向 DC/AC模块的第二直流端与所述动力电池的另一端相连；

充放电控制模块， 所述充放电控制模块的一端与所述双向 DC/AC模块的交流端相 连， 所述第一充电控制支路的充放电控制模块的另一端与所述第一充电接口相连， 所 述第二充电控制支路的充放电控制模块的另一端与所述第二充电接口相连。

6、 如权利要求 5所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 还包括：

电机控制开关， 所述电机控制开关的一端与所述双向 DC/AC模块的交流端相连， 所述电机控制开关的另一端与电机相连， 所述电机控制开关由所述控制器进行控制， 所述控制器在所述电动汽车为驱动模式时， 闭合所述电机控制开关。

7、 如权利要求 6所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 当所述充电系统当前 所处的工作模式为驱动模式时， 所述控制器控制所述驱动控制开关闭合以关闭所述双 向 DC/DC模块， 并控制所述电机控制开关闭合， 以及控制所述充放电控制模块断开。

8、 如权利要求 7所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于，

当所述充电系统当前所处的工作模式为充放电模式时， 所述控制器控制所述驱动 控制开关断开以启动所述双向 DC/DC模块， 并控制所述电机控制开关断开， 以及控制 所述充放电控制模块闭合。

9、 如权利要求 5所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 所述双向 DC/DC模 块进一步包括：

相互串联的第一开关管和第二开关管， 所述相互串联的第一开关管和第二开关管 连接在所述双向 DC/DC模块的第一直流端和第三直流端之间， 所述第一开关管和第二 开关管受所述控制器的控制， 其中， 所述第一开关管和第二开关管之间具有第一节点； 第一二极管， 所述第一二极管与所述第一开关管反向并联；

第二二极管， 所述第二二极管与所述第二开关管反向并联；

第一电感， 所述第一电感的一端与所述第一节点相连， 所述第一电感的另一端与 所述动力电池的一端相连； 以及

第一电容， 所述第一电容的一端与所述第一电感的另一端相连， 所述第一电容的 另一端与所述动力电池的另一端相连。

10、 如权利要求 5 所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 所述第一充电控制 支路和第二充电控制支路分别还包括：

漏电流削减模块， 所述漏电流削减模块连接在所述双向 DC/DC模块的第一直流端 和所述双向 DC/DC模块的第三直流端之间。

11、 如权利要求 10所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 所述漏电流削减模 块进一步包括：

第二电容和第三电容， 所述第二电容的一端与所述第三电容的一端相连， 所述第 二电容的另一端与所述双向 DC/DC模块的第一直流端相连， 所述第三电容的另一端与 所述双向 DC/DC模块的第三直流端相连， 其中， 所述第二电容和第三电容之间具有第 二节点。

12、 如权利要求 1 1所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 所述第一充电控制 支路和第二充电控制支路分别还包括：

滤波模块，所述滤波模块连接在所述双向 DC/AC模块和所述充放电控制模块之间。

13、 如权利要求 12所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 所述第一充电控制 支路和第二充电控制支路分别还包括：

滤波控制模块， 所述滤波控制模块连接在所述第二节点和所述滤波模块之间， 所 述滤波控制模块受所述控制器控制， 所述控制器在所述充电系统当前所处的工作模式 为驱动模式时控制所述滤波控制模块断开。

14、 如权利要求 12所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 所述第一充电控制 支路和第二充电控制支路分别还包括：

第二预充控制模块， 所述第二预充模块与所述充放电控制模块并联， 所述第二预 充控制模块用于对所述滤波模块中的电容进行预充电。

15、 如权利要求 5 所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 所述充放电控制模 块进一步包括：

三相开关和 /或单相开关， 用于实现三相充放电或单相充放电。

16、 如权利要求 5 所述的电动汽车的充电系统， 其特征在于， 所述第一充电控制 支路和第二充电控制支路分别还包括：

检测模块， 用于检测双向 DC/AC模块中交流侧的第一相至第三相电流； 调整模块， 所述调整模块在所述检测模块检测的交流侧的第一相至第三相电流之 和不为零时对所述第一相至第三相电流进行调整。 、 一种电动汽车， 其特征在于， 包括如权利要求 1-16任一项所述的充电系统-