電動汽車的充電控制系統(tǒng)及具有其的電動汽車的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種電動汽車的充電控制系統(tǒng)，包括：充放電插座；三電平雙向DC/AC模塊；充放電控制模塊；濾波模塊；控制器模塊；其中，當(dāng)外部電網(wǎng)采用角型連接方式，且電動汽車當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時，控制器模塊控制所述充放電控制模塊閉合，并將濾波模塊中濾波電容的連接中點作為參考點以對外部電網(wǎng)輸出的電壓進行采樣，以及根據(jù)采樣的電壓對三電平雙向DC/AC模塊進行控制以使外部電網(wǎng)給所述動力電池充電。該充電控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同電網(wǎng)制式來對電動汽車充電，通用性強。并且采用三電平控制，減少了DC-DC模塊，可以實現(xiàn)大功率充電，充電效率高、時間短。本發(fā)明還提出了一種具有該充電控制系統(tǒng)的電動汽車。
【專利說明】
電動汽車的充電控制系統(tǒng)及具有其的電動汽車

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電動汽車的充電控制系統(tǒng)以及一種具有該充電控制系統(tǒng)的電動汽車。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的發(fā)展，環(huán)保節(jié)能的電動汽車正在扮演著取代燃油車的角色，然而電動汽車的普及還面臨著一些問題。其中，高的續(xù)航里程和快捷的充電技術(shù)，已成為電動汽車推廣的一大難題。
[0003]目前，電動汽車大多采用大容量的動力電池，這樣雖然可以提高電動汽車的續(xù)航能力，但同樣大容量的動力電池又帶來了充電時間過長的問題。雖然專業(yè)的交流充電站可以快速地為電池進行充電，但高額的成本和較大占地面積等問題使得這種基礎(chǔ)設(shè)施的普及還面臨著一定的難度，同時又由于車輛的空間有限，車載充電器受到體積的制約而無法滿足充電功率。
[0004]另外，傳統(tǒng)的電動汽車充電需要使用專用的充電樁，并且傳統(tǒng)的電動汽車充電系統(tǒng)需要根據(jù)外接電網(wǎng)的不同接線方式來構(gòu)建不同電路從而實現(xiàn)充電，這樣需要耗費較大的硬件成本，而目前電動汽車的三相充電系統(tǒng)只適應(yīng)星型接法，通用性不好。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。
[0006]為此,本發(fā)明的一個目的在于提出一種電動汽車的充電控制系統(tǒng)，該充電控制系統(tǒng)能夠適應(yīng)不同電網(wǎng)制式來對電動汽車充電，通用性強。并且采用三電平控制，減少了DC-DC模塊，可以實現(xiàn)大功率充電，充電效率高、時間短。
[0007]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種電動汽車。
[0008]為達到上述目的，本發(fā)明一方面實施例提出的一種電動汽車的充電控制系統(tǒng)，包括:充放電插座；三電平雙向DC/AC模塊，所述三電平雙向DC/AC模塊的第一直流端與所述電動汽車的動力電池的一端相連，所述三電平雙向DC/AC模塊的第二直流端與所述動力電池的另一端相連；充放電控制模塊，所述充放電控制模塊的一端與所述三電平雙向DC/AC模塊的交流端相連，所述充放電控制模塊的另一端與所述充放電插座相連；濾波模塊，所述濾波模塊連接在所述三電平雙向DC/AC模塊的交流端和所述充放電控制模塊之間；控制器模塊，所述控制器模塊與所述充放電控制模塊相連，當(dāng)外部電網(wǎng)采用角型連接方式，且所述電動汽車當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時，所述控制器模塊控制所述充放電控制模塊閉合，并將所述濾波模塊中濾波電容的連接中點作為參考點以對所述外部電網(wǎng)輸出的電壓進行采樣，以及根據(jù)采樣的電壓對所述三電平雙向DC/AC模塊進行控制以使所述外部電網(wǎng)給所述動力電池充電。
[0009]根據(jù)本發(fā)明實施例的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，能夠適應(yīng)不同電網(wǎng)制式來對電動汽車充電，有效地解決現(xiàn)有的電動汽車充電時通用性不好的問題，從而改變了電動汽車充電的單一性，使電動汽車充電方式多樣化，通用性強，增加了電動汽車使用的適用性。并且，本發(fā)明實施例的電動汽車的充電控制系統(tǒng)采用三電平雙向DC-AC模塊，通過三電平控制，減小了共模電壓，降低了漏電流，減小了諧波，以及無需DC-DC直流升降壓模塊，可以實現(xiàn)大功率充電，降低了母線電壓，提高了效率，縮短了充電時間。
[0010]此外，本發(fā)明另一方面實施例還提出了一種電動汽車，該電動汽車包括上述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)。該電動汽車能夠適應(yīng)不同電網(wǎng)制式進行充電，有效地解決現(xiàn)有的電動汽車充電時通用性不好的問題，從而改變了電動汽車充電的單一性，充電方式多樣化，通用性強，增加了電動汽車使用的適用性。并且，可以實現(xiàn)大功率充電，提高了效率，縮短了充電時間。
[0011]本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點從下面結(jié)合附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0013]圖1為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于電動汽車的動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于電動汽車的動力系統(tǒng)的拓撲圖；
[0015]圖3A為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電動汽車的充電控制系統(tǒng)的拓撲圖；
[0016]圖3B為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于電動汽車的動力系統(tǒng)的進一步的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的控制器模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于電動汽車的動力系統(tǒng)的功能判斷流程圖；
[0019]圖6為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于電動汽車的動力系統(tǒng)進行電機驅(qū)動控制功能的原理不意圖；
[0020]圖7為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于電動汽車的動力系統(tǒng)充放電功能啟動判斷流程圖；
[0021]圖8為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于電動汽車的動力系統(tǒng)在充電工作模式下的控制流程圖；
[0022]圖9為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的用于電動汽車的動力系統(tǒng)在電動汽車充電結(jié)束時的控制流程圖；
[0023]圖10為根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電動汽車與供電設(shè)備之間連接電路圖；
[0024]圖11為根據(jù)本發(fā)明一個示例的充放電插座的示意圖；
[0025]圖12為根據(jù)本發(fā)明另一個示例的離網(wǎng)帶載放電插頭的示意圖；
[0026]圖13為根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的用于電動汽車的電力載波通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0027]圖14為電力載波通訊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖15為八個電力載波通訊裝置與對應(yīng)的控制裝置進行通訊的示意圖；
[0029]圖16為電力載波通訊系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)接收的方法流程圖；以及
[0030]圖17為根據(jù)本發(fā)明還一個實施例的用于電動汽車的電機控制器與電動汽車其他部分之間的連接示意圖。

【具體實施方式】
[0031]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0032]下文的公開提供了許多不同的實施例或例子用來實現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進行描述。當(dāng)然，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此夕卜，本發(fā)明提供了的各種特定的工藝和材料的例子，但是本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以意識到其他工藝的可應(yīng)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”的結(jié)構(gòu)可以包括第一和第二特征形成為直接接觸的實施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之間的實施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。
[0033]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是機械連接或電連接，也可以是兩個元件內(nèi)部的連通，可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語的具體含義。
[0034]參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實施例的這些和其他方面。在這些描述和附圖中，具體公開了本發(fā)明的實施例中的一些特定實施方式，來表示實施本發(fā)明的實施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實施例包括落入所附加權(quán)利要求書的精神和內(nèi)涵范圍內(nèi)的所有變化、修改和等同物。
[0035]本發(fā)明實施例的電動汽車的充電控制系統(tǒng)可基于以下描述的用于電動汽車的動力系統(tǒng)實現(xiàn)，在對用于電動汽車的動力系統(tǒng)進行詳細描述之后，進一步對本發(fā)明實施例的電動汽車的充電控制系統(tǒng)進行描述。
[0036]下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的用于電動汽車的動力系統(tǒng)以及具有該動力系統(tǒng)的電動汽車。
[0037]如圖1所示，本發(fā)明一個實施例提出的用于電動汽車的動力系統(tǒng)包括動力電池10、充放電插座20、三電平雙向DC/AC模塊30、電機控制開關(guān)40、充放電控制模塊50和控制器模塊60。
[0038]三電平雙向DC/AC模塊30的第一直流端al與動力電池10的一端相連，三電平雙向DC/AC模塊30的第二直流端a2與動力電池10的另一端相連，三電平雙向DC/AC模塊30用于實現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換。電機控制開關(guān)40的一端與三電平雙向DC/AC模塊30的交流端相連，電機控制開關(guān)40的另一端與電機Μ相連。充放電控制模塊50的一端與三電平雙向DC/AC模塊30的交流端相連，充放電控制模塊50的另一端與充放電插座20相連，控制器模塊60與電機控制開關(guān)40和充放電控制模塊50分別相連,控制器模塊60用于根據(jù)所述動力系統(tǒng)即電動汽車當(dāng)前所處的工作模式對電機控制開關(guān)40和充放電控制模塊50進行控制，從而可以實現(xiàn)驅(qū)動和充放電功能的轉(zhuǎn)換。
[0039]進一步地，在本發(fā)明的實施例中，動力系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式可以包括驅(qū)動模式和充放電模式，也就是說，電動汽車的工作模式可以包括驅(qū)動模式和充放電模式。當(dāng)動力系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動模式時，控制器模塊60控制控制電機控制開關(guān)40閉合以正常驅(qū)動電機M，并且控制充放電控制模塊50斷開。需要說明的是，在本發(fā)明的實施例中，雖然圖2中電機控制開關(guān)40包括了與電機三相輸入相連的三個開關(guān)，但是在本發(fā)明的其他實施例中也可包括與電機兩相輸入相連的兩個開關(guān)例如K3、K4，甚至一個開關(guān)。在此只要能實現(xiàn)對電機的控制即可。因此，其他實施例在此不再贅述。
[0040]當(dāng)動力系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時，控制器模塊60控制電機控制開關(guān)40斷開以將電機Μ移出，并控制充放電控制模塊70閉合以啟動三電平雙向DC/AC模塊30，使外部電源可以正常地為動力電池10進行充電。三電平雙向DC/AC模塊30的第一直流端al和第二直流端a2與直流母線的正負端相連。
[0041]在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2所示，三電平雙向DC/AC模塊30包括第一電容C1、第二電容C2和第一 IGBT1至第十二 IGBT12。
[0042]其中，第一電容C1和第二電容C2相互串聯(lián)連接，第一電容C1的一端與動力電池10的一端相連，第一電容C1的另一端與第二電容C2的一端相連，第二電容C2的另一端與動力電池10的另一端相連，第一電容C1與第二電容C2之間具有第一節(jié)點J1 ;第一 IGBT1和第二 IGBT2相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第一 IGBT1和第二 IGBT2連接在三電平雙向DC/AC模塊30的第一直流端al和第二直流端a2之間，相互串聯(lián)的第一 IGBT1和第二 IGBT2之間具有第二節(jié)點J2 ;第三IGBT3和第四IGBT4相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第三IGBT3和第四IGBT4連接在第一節(jié)點J1和第二節(jié)點J2之間；第五IGBT5和第六IGBT6相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第五IGBT5和第六IGBT6連接在三電平雙向DC/AC模塊30的第一直流端al和第二直流端a2之間，相互串聯(lián)的第五IGBT5和第六IGBT6之間具有第三節(jié)點J3 ;第七IGBT7和第八IGBT8相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第七IGBT7和第八IGBT8連接在第一節(jié)點J1和第三節(jié)點J3之間；第九IGBT9和第十IGBT10相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第九IGBT9和第十IGBT10連接在三電平雙向DC/AC模塊30的第一直流端al和第二直流端a2之間，相互串聯(lián)的第九IGBT9和第十IGBT10之間具有第四節(jié)點J4 ;第^^一 IGBT11和第十二 IGBT12相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第i^一 IGBT11和第十二 IGBT12連接在第一節(jié)點J1和第四節(jié)點J4之間。其中，第二節(jié)點J2、第三節(jié)點J3和第四節(jié)點J4作為三電平雙向DC/AC模塊30的交流端。
[0043]并且，如圖2所示，該用于電動汽車的動力系統(tǒng)還包括相互串聯(lián)的第一共模電容C11和第二共模電容C12，相互串聯(lián)的第一共模電容C11和第二共模電容C12串聯(lián)連接在動力電池10的一端和另一端之間，且相互串聯(lián)的第一共模電容C11和第二共模電容C12之間的節(jié)點接地。
[0044]通常由于無變壓器隔離的逆變和并網(wǎng)系統(tǒng)，普遍存在漏電流大的難點。相對兩電平系統(tǒng)，本發(fā)明的動力系統(tǒng)采用三電平雙向DC/AC模塊30，通過三電平控制，并將串聯(lián)的第一共模電容C11和第二共模電容C12連接在動力電池的兩端，理論上共模電壓可以減少一半，可以解決目前控制器普遍存在的漏電流大問題。同時能降低交流側(cè)漏電流，更好地滿足各國家的電制要求(母線電壓通過電容分壓Udc/2，由于第一共模電容和第二共模電容導(dǎo)致系統(tǒng)泄露電流i=C*du/dt減小)。
[0045]在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2所示，該用于電動汽車的動力系統(tǒng)還包括濾波模塊70、濾波控制模塊80和EMI模塊90。
[0046]其中，濾波模塊70連接在三電平雙向DC/AC模塊30和充放電控制模塊50之間，用于消除諧波，起到平波的作用。具體而言，如圖2所示，濾波模塊70包括電感LA、LB、L。和電容 C4、C5、C6。
[0047]如圖2所示，濾波控制模塊80連接在第一節(jié)點J1和濾波模塊70之間，并且濾波控制模塊80受控制器模塊60控制，控制器模塊60在動力系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動模式時控制濾波控制模塊80斷開。其中，濾波控制模塊80可以為電容切換繼電器，由接觸器K10組成。EMI模塊90連接在充放電插座20和充放電控制模塊50之間，主要是濾除傳導(dǎo)和福射干擾的。
[0048]需要說明的是，在圖2中接觸器K10的位置僅是示意性的。在本發(fā)明的其他實施例中，接觸器K10還可設(shè)在其他位置，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對濾波模塊70的關(guān)斷即可。例如，在本發(fā)明的另一個實施例中，該接觸器K10也可以連接在三電平雙向DC/AC模塊30和濾波模塊70之間。
[0049]在本發(fā)明的一個實施例中，如圖2所示，充放電控制模塊50進一步包括三相開關(guān)K8和/或單相開關(guān)K7，用于實現(xiàn)三相充放電或單相充放電。
[0050]在本發(fā)明的實施例中，當(dāng)動力系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動模式時，控制器模塊60控制電機控制開關(guān)40閉合以正常驅(qū)動電機M，以及控制充放電控制模塊50斷開。這樣，通過三電平雙向DC/AC模塊30把動力電池10的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑤斔徒o電機M，可以利用旋轉(zhuǎn)變壓解碼器技術(shù)和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)控制算法來控制電機Μ的運行。
[0051]當(dāng)動力系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時，控制器模塊60控制電機控制開關(guān)40斷開以將電機Μ移出，以及控制充放電控制模塊50閉合，使外部電源例如三相電或者單相電通過充放電插座20可以正常地為動力電池10進行充電。即言，通過檢測充電連接信號、交流電網(wǎng)電制和整車電池管理的相關(guān)信息，借用三電平雙向DC/AC模塊30進行可控整流功能，可實現(xiàn)單相\三相電對車載動力電池10的充電。
[0052]根據(jù)本發(fā)明實施例的用于電動汽車的動力系統(tǒng)，采用三電平雙向DC-AC模塊，通過三電平控制，減小了共模電壓，降低了漏電流。由于采用三電平代替兩電平，減小了諧波。并且無需DC-DC直流升降壓模塊，可以實現(xiàn)大功率充電，降低了母線電壓，提高了效率例如驅(qū)動的效率可達97%，縮短了充電時間，例如10分鐘左右即可充滿電池。此外，本發(fā)明的動力系統(tǒng)能使電動汽車無論開到哪里只要是有電的地方就可以充電而無需專業(yè)充電樁，能像燃油車一樣簡單快速方便的補充能量，使得電動車普及更加容易，打破了現(xiàn)有的電動汽車依賴專業(yè)直流充電裝置的充電模式，采用交流充放電模式，不受充電站限制，只要有交流供電接口的地方均可充電，便于電動汽車使用和大批量推廣。因此，本發(fā)明的動力系統(tǒng)使得電動汽車充電時無需專業(yè)充電樁，降低了成本，有利于電動汽車的普及和推廣。
[0053]下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的電動汽車的充電控制系統(tǒng)。
[0054]如圖3Α所示，根據(jù)本發(fā)明一個實施例的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，包括:充放電插座20、三電平雙向DC/AC模塊30、充放電控制模塊50、濾波模塊70和控制器模塊60。
[0055]其中，三電平雙向DC/AC模塊30的第一直流端al與電動汽車的動力電池10的一端相連，三電平雙向DC/AC模塊30的第二直流端a2與動力電池10的另一端相連，充放電控制模塊50的一端與三電平雙向DC/AC模塊30的交流端相連，充放電控制模塊50的另一端與充放電插座20相連。濾波模塊70連接在三電平雙向DC/AC模塊30的交流端和充放電控制模塊50之間，控制器模塊60與充放電控制模塊50相連，當(dāng)外部電網(wǎng)1002采用角型連接方式，且電動汽車當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時，控制器模塊60控制充放電控制模塊50閉合，并將濾波模塊70中濾波電容的連接中點作為參考點F1 (虛擬采樣點)以對外部電網(wǎng)1002輸出的電壓進行采樣，以及根據(jù)采樣的電壓對三電平雙向DC/AC模塊30進行控制以使外部電網(wǎng)1002給動力電池10充電。
[0056]在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3A所示，上述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)還可以包括充電裝置1001，充電裝置1001連接在外部電網(wǎng)1002和充放電插座20之間。其中，充電裝置1001可以為充電樁。
[0057]如圖3A所示，上述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)還包括電機控制開關(guān)40，電機控制開關(guān)40的一端與三電平雙向DC/AC模塊30的交流端相連，電機控制開關(guān)40的另一端與電機Μ相連，其中，控制器模塊60與電機控制開關(guān)40相連，當(dāng)所述電動汽車當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時，控制器模塊60控制電機控制開關(guān)40斷開。
[0058]具體地，三電平雙向DC/AC模塊30包括第一電容C1、第二電容C2和第一 IGBT1至第十二 IGBT12。
[0059]其中，第一電容C1和第二電容C2相互串聯(lián)連接，第一電容C1的一端與動力電池10的一端相連，第一電容C1的另一端與第二電容C2的一端相連，第二電容C2的另一端與動力電池10的另一端相連，第一電容C1與第二電容C2之間具有第一節(jié)點J1 ;第一 IGBT1和第二 IGBT2相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第一 IGBT1和第二 IGBT2連接在三電平雙向DC/AC模塊30的第一直流端al和第二直流端a2之間，相互串聯(lián)的第一 IGBT1和第二 IGBT2之間具有第二節(jié)點J2 ;第三IGBT3和第四IGBT4相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第三IGBT3和第四IGBT4連接在第一節(jié)點J1和第二節(jié)點J2之間?’第五IGBT5和第六IGBT6相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第五IGBT5和第六IGBT6連接在三電平雙向DC/AC模塊30的第一直流端al和第二直流端a2之間，相互串聯(lián)的第五IGBT5和第六IGBT6之間具有第三節(jié)點J3 ;第七IGBT7和第八IGBT8相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第七IGBT7和第八IGBT8連接在第一節(jié)點J1和第三節(jié)點J3之間；第九IGBT9和第十IGBT10相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第九IGBT9和第十IGBT10連接在三電平雙向DC/AC模塊30的第一直流端al和第二直流端a2之間，相互串聯(lián)的第九IGBT9和第十IGBT10之間具有第四節(jié)點J4 ;第^^一 IGBT11和第十二 IGBT12相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第i^一 IGBT11和第十二 IGBT12連接在第一節(jié)點J1和第四節(jié)點J4之間。其中，第二節(jié)點J2、第三節(jié)點J3和第四節(jié)點J4作為三電平雙向DC/AC模塊30的交流端。
[0060]并且，如圖3A所示，上述的充電控制系統(tǒng)還包括相互串聯(lián)的第一共模電容C11和第二共模電容C12，相互串聯(lián)的第一共模電容C11和第二共模電容C12串聯(lián)連接在動力電池10的一端和另一端之間，且相互串聯(lián)的第一共模電容C11和第二共模電容C12之間的節(jié)點接地。
[0061]通常由于無變壓器隔離的逆變和并網(wǎng)系統(tǒng)，普遍存在漏電流大的難點。相對兩電平系統(tǒng)，本發(fā)明的電動汽車的充電控制系統(tǒng)采用三電平雙向DC/AC模塊30，通過三電平控制，并將串聯(lián)的第一共模電容C11和第二共模電容C12連接在動力電池的兩端，理論上共模電壓可以減少一半，可以解決目前控制器普遍存在的漏電流大問題。同時能降低交流側(cè)漏電流，更好地滿足各國家的電制要求(母線電壓通過電容分壓Udc/2，由于第一共模電容和第二共模電容導(dǎo)致系統(tǒng)泄露電流i=C*du/dt減小)。
[0062]在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3A所示，上述的充電控制系統(tǒng)還包括濾波控制模塊80和EMI模塊90、預(yù)充控制模塊1007。
[0063]其中，濾波控制模塊80連接在第一節(jié)點J1和濾波模塊70之間，并且濾波控制模塊80受控制器模塊60控制，控制器模塊60在電動汽車當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動模式時控制濾波控制模塊80斷開。其中，濾波控制模塊80可以為電容切換繼電器，由接觸器K10組成。
[0064]并且，如圖3A所示，濾波模塊70包括電感La、Lb、L。和第一濾波電容C4、第二濾波電容C5、第三濾波電容C6。濾波控制模塊80與第一節(jié)點J1相連的一端可以作為參考點F1。其中，濾波模塊70用于消除諧波，起到平波的作用。
[0065]如圖3A所示，EMI模塊90連接在充放電插座20和充放電控制模塊50之間，主要是濾除傳導(dǎo)和輻射干擾的。預(yù)充控制模塊1007與充放電控制模塊50并聯(lián)，預(yù)充控制模塊1007用于對濾波模塊70中的電容C4、C5、C6進行預(yù)充電，其中，在電動汽車進入充電模式之后，控制器模塊60控制濾波控制模塊80閉合，并控制預(yù)充控制模塊1007對濾波模塊70中的電容C4、C5、C6進行預(yù)充電，這樣，在電容在進行放電時虛擬采樣點F1存在電壓，控制器模塊60就可以通過該參考點對充電裝置輸出的三相電壓進行采樣。
[0066]需要說明的是，在圖3A中接觸器K10的位置僅是示意性的。在本發(fā)明的其他實施例中，接觸器K10還可設(shè)在其他位置，只要能夠?qū)崿F(xiàn)對濾波模塊70的關(guān)斷即可。例如，在本發(fā)明的另一個實施例中，該接觸器K10也可以連接在三電平雙向DC/AC模塊30和濾波模塊70之間，此時，三個濾波電容C4、C5、C6的連接中點與第一節(jié)點J1相連，而參考點即為第一節(jié)點J1。
[0067]在本發(fā)明的一個實施例中，如圖3A所示，充放電控制模塊50可以包括三相開關(guān)K8，用于實現(xiàn)三相充放電。
[0068]綜上所述，相關(guān)技術(shù)中，外接電網(wǎng)一般采用星型接法，通過充電樁給電動汽車的動力電池充電時，控制器模塊可以通過中性線對三相電壓進行采樣，但是在外接電網(wǎng)采用角型接法且無中性線時，這樣要實現(xiàn)對電動汽車的動力電池進行充電，就必須要找到一個參考點，如圖3A所示,該參考點為濾波模塊70中的濾波電容的連接中點，即虛擬參考點F1,當(dāng)充電控制系統(tǒng)工作時繼電器K9、K10吸合，交流電對濾波電容進行充電，電容進行放電時虛擬采樣點存在電壓，這時控制器模塊中的控制板可以通過此點對三相電壓進行采樣并通過控制板電路轉(zhuǎn)換信號，輸入到DSP，DSP 一一進行識別，程序根據(jù)采集信號進行相應(yīng)反應(yīng)，進行全面的控制，從而實現(xiàn)對動力電池的充電。
[0069]根據(jù)本發(fā)明實施例的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，能夠適應(yīng)不同電網(wǎng)制式來對電動汽車充電，有效地解決現(xiàn)有的電動汽車充電時通用性不好的問題，從而改變了電動汽車充電的單一性，使電動汽車充電方式多樣化，通用性強，增加了電動汽車使用的適用性。并且，本發(fā)明實施例的電動汽車的充電控制系統(tǒng)采用三電平雙向DC-AC模塊，通過三電平控制，減小了共模電壓，降低了漏電流，減小了諧波，以及無需DC-DC直流升降壓模塊，可以實現(xiàn)大功率充電，降低了母線電壓，提高了效率，縮短了充電時間。
[0070]此外，本發(fā)明的實施例還提出了一種電動汽車，該電動汽車包括上述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)。該電動汽車能夠適應(yīng)不同電網(wǎng)制式進行充電，有效地解決現(xiàn)有的電動汽車充電時通用性不好的問題，從而改變了電動汽車充電的單一性，充電方式多樣化，通用性強，增加了電動汽車使用的適用性。并且，可以實現(xiàn)大功率充電，提高了效率，縮短了充電時間。
[0071]下面參照附圖繼續(xù)描述根據(jù)本發(fā)明實施例提出的用于電動汽車的動力系統(tǒng)和電機控制器以及具有該動力系統(tǒng)的電動汽車。
[0072]在本發(fā)明的實施例中，如圖3B所示，該用于電動汽車的動力系統(tǒng)還可以包括高壓配電箱101、儀表102、電池管理器103和整車信號104。
[0073]在本發(fā)明的一個實施例中，如圖4所示，控制器模塊60包括控制板201和驅(qū)動板202。其中，控制板201上的控制模塊采用兩個高速數(shù)字信號處理芯片(DSP1和DSP2)進行控制?？刂瓢?01上的控制模塊與整車信息接口 203相連，并相互進行信息交互。控制板201上的控制模塊接收驅(qū)動板202上的驅(qū)動模塊輸出的母線電壓采樣信號、IPM保護信號以及IGBT溫度采樣信號等，同時輸出脈沖寬度調(diào)制PWM信號至驅(qū)動模塊。
[0074]綜上所述，在本發(fā)明實施例提出的用于電動汽車的動力系統(tǒng)集電機驅(qū)動功能、車輛控制功能、交流充電功能、并網(wǎng)功能、離網(wǎng)帶載功能、車輛對車輛充電功能于一體。并且，該動力系統(tǒng)不是通過把各種功能模塊簡單的物理組合為一體，而是在電機驅(qū)動控制的基礎(chǔ)上，通過添加一些外圍器件，實現(xiàn)系統(tǒng)的功能多樣化，例如實現(xiàn)充放電與驅(qū)動控制之間的切換，從而最大化節(jié)省空間和成本，提高功率密度。
[0075]具體而言，用于電動汽車的動力系統(tǒng)的功能簡單介紹如下:
[0076]1、電機驅(qū)動功能:通過三電平雙向DC/AC模塊30把動力電池10的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑤斔徒o電機M，可以利用旋轉(zhuǎn)變壓解碼器技術(shù)和空間矢量脈寬調(diào)制(SVPWM)控制算法來控制電機Μ的運行。
[0077]也就是說，當(dāng)本動力系統(tǒng)得電工作時，如圖5所示，該系統(tǒng)功能判斷流程包括以下步驟:
[0078]S501，控制器模塊得電。
[0079]S502,判斷油門是否為0,檔位是否為Ν檔,手剎是否有效，充電彳目號(CC /[目號)是否有效。如果是，則轉(zhuǎn)至步驟S503，如果否則轉(zhuǎn)至步驟504。
[0080]S503，進入充放電控制流程。當(dāng)油門為0、檔位為Ν檔、手剎、充電連接即CC信號有效時(即充放電插座20連接有充電連接裝置)，則進入充放電控制流程。
[0081]S504，進入車輛控制流程。
[0082]在步驟S504進入車輛控制流程后，控制器模塊60控制電機控制開關(guān)40閉合，該系統(tǒng)進入驅(qū)動模式，同時控制器模塊60對整車信息進行采集，通過綜合判斷處理對電機Μ進行驅(qū)動。
[0083]進行電機驅(qū)動控制功能:如圖6所示，控制器模塊60發(fā)送PWM信號，對三電平雙向DC/AC模塊30進行控制，把動力電池10的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑤斔徒o電機Μ,控制器模塊60通過旋轉(zhuǎn)變壓器解算轉(zhuǎn)子位置，并采集母線電壓和電機B、C相電流使電機Μ能精準(zhǔn)的運行。即言，控制器模塊60根據(jù)電流傳感器采樣的電機B、C相電流信號和旋轉(zhuǎn)變壓器的反饋信息對PWM信號進行調(diào)節(jié)，最終使電機Μ能精準(zhǔn)的運行。
[0084]這樣，通過通信模塊對整車油門、剎車以及檔位信息，判斷當(dāng)前運行工況，實現(xiàn)車輛的加速、減速和能量回饋功能，使得整車在各種工況下下安全可靠運行，保證車輛的安全性、動力性和平順性。
[0085]2、充放電功能
[0086]( 1)充放電功能連接確認和啟動:如圖7所示，該動力系統(tǒng)充放電功能啟動判斷流程包括如下步驟:
[0087]S701，充放電連接裝置即充放電插座物理連接完成，并且電源正常。
[0088]S702，供電設(shè)備檢測充電信號CC連接是否正常。如果是，則進入步驟S703 ;如果否，則返回步驟S702，繼續(xù)檢測。
[0089]S703，供電設(shè)備檢測CP檢測點的電壓是否為9V。如果是，則進入步驟S706 ;如果否，返回步驟S702，繼續(xù)檢測。其中，9V是一個預(yù)設(shè)示例值。
[0090]S704，控制器模塊檢測充電信號CC連接是否正常。如果是，則進入步驟S705 ;如果否，則返回步驟S704，繼續(xù)檢測。
[0091 ] S705，拉低輸出充電連接信號、充電指示燈信號。
[0092]S706，進入充放電功能。
[0093]如圖8所示，該動力系統(tǒng)在充電工作模式下的控制流程包括如下步驟:
[0094]S801，判斷系統(tǒng)得電后是否完全啟動工作。如果是，則進入步驟S802 ;如果否，則返回步驟S801，繼續(xù)判斷。
[0095]S802，檢測CC檢測點電阻值，確定充電連接裝置容量。
[0096]S803，判斷CP檢測點是否檢測到固定占空比的PWM信號。如果是，則進入步驟S804 ;如果否，則進入步驟S805。
[0097]S804，發(fā)送充電連接正常充電準(zhǔn)備就緒報文，收到BMS充電允許、充電接觸器吸合報文，進入步驟S806。
[0098]S805，充電連接故障。
[0099]S806，控制器模塊吸合內(nèi)部開關(guān)。
[0100]S807，判斷預(yù)設(shè)時間例如1.5秒內(nèi)檢測到外充設(shè)備是否無PWM波發(fā)送。如果是，則進入步驟S808 ;如果否，則進入步驟S809。
[0101]S808，判斷為外部國標(biāo)充電樁，充電過程中不發(fā)送PWM波。
[0102]S809，向供電設(shè)備發(fā)送PWM波。
[0103]S810，判斷預(yù)設(shè)時間例如3秒內(nèi)檢測交流輸入是否正常。如果是，則進入步驟S813 ;如果否，則進入步驟S811。
[0104]S811，交流外充設(shè)備故障。
[0105]S812，進行異常處理。
[0106]S813，進入充電階段。
[0107]也就是說，如圖7和圖8所示，供電設(shè)備和控制器模塊60自檢無故障后，根據(jù)檢測CC信號電壓值確定充電連接裝置容量，檢測CP信號確定是否完全連接，充放電連接裝置完全連接確認后，發(fā)送充電連接正常和充電準(zhǔn)備就緒報文，控制K8吸合，充放電準(zhǔn)備就緒，即可通過儀表設(shè)置功能，如下:交流充電功能(G to V,電網(wǎng)對電動汽車)、離網(wǎng)帶載功能(V toL，電動汽車對負載)、并網(wǎng)功能(V to G，電動汽車對電網(wǎng))和車輛對車輛充電功能(V to V，電動汽車對電動汽車)。
[0108](2)交流充電功能(G to V):該動力系統(tǒng)接收到儀表充電指令，根據(jù)充電樁供電能力和充電線纜容量設(shè)置合適充電功率進行充電。控制器模塊60對電網(wǎng)的信息采樣，判斷電網(wǎng)電制，根據(jù)電網(wǎng)電制選取控制參數(shù)?？刂破髂K60控制K10吸合，再吸合K8，此時系統(tǒng)控制三電平雙向DC/AC模塊30對交流電進行整流，根據(jù)電池管理器允許最大充電功率、充電樁允許最大過流能力和控制器模塊可以輸出的最大功率，選取三者中最小的充電電流，作為給定目標(biāo)充電電流，進行閉環(huán)的電流環(huán)進行調(diào)節(jié)，實現(xiàn)對車載電池進行充電。
[0109](3)離網(wǎng)帶載功能(V to L):該動力系統(tǒng)接收到儀表V to L指令，首先判斷動力電池荷電狀態(tài)S0C是否在可以放電范圍，如果允許放電，再根據(jù)指令選擇輸出電制，根據(jù)充放電連接裝置的額定電流，智能選擇輸出最大輸出功率并給定控制參數(shù)，系統(tǒng)進入控制流程。首先控制器模塊60控制吸合三相開關(guān)K8、接觸器K10，三電平雙向DC/AC模塊30把直流電逆變?yōu)榻涣麟?，通過專用的充電插座即可直接為用電設(shè)備供電。
[0110](4)并網(wǎng)功能(V to G):該動力系統(tǒng)接收到儀表V to G指令，首先判斷動力電池S0C是否在可以放電范圍，如果允許放電，再根據(jù)指令選擇輸出電制，根據(jù)充放電連接裝置的額定電流，智能選擇輸出最大輸出功率并給定控制參數(shù)，動力系統(tǒng)進入控制流程。首先控制器模塊60控制吸合三相開關(guān)K8、接觸器K10，經(jīng)過三電平雙向DC/AC模塊30把直流電逆變?yōu)榻涣麟?，根?jù)預(yù)先選定放電電流目標(biāo)值和電流采樣反饋的相電流，對整個動力系統(tǒng)進行閉環(huán)的電流環(huán)調(diào)節(jié)，實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。
[0111](5)車輛對車輛充電功能(V to V):V to V功能需要使用專用的連接插頭，當(dāng)動力系統(tǒng)檢測到充電連接信號CC有效，并檢測到其電平確認為V to V專用充電插頭，等待儀表命令。例如，假設(shè)車輛A向車輛B充電，則車輛A設(shè)置為放電狀態(tài)即設(shè)置為離網(wǎng)帶載功能，車輛A的控制器模塊發(fā)送充電連接正常充電準(zhǔn)備就緒報文至電池管理器，電池管理器發(fā)送充電允許、充電接觸器吸合報文至控制器模塊，該動力系統(tǒng)進行放電功能，并發(fā)送PWM信號。車輛B接收到充電指令后，其系統(tǒng)檢測到CP信號，判斷為供電車輛A已準(zhǔn)備就緒，控制器模塊發(fā)送連接正常報文至電池管理器，電池管理器接到指令后通知控制器模塊，整個動力系統(tǒng)充電準(zhǔn)備就緒，啟動充電功能(G to V)，最后實現(xiàn)車輛對充功能。
[0112]也就是說，系統(tǒng)上電，當(dāng)控制器模塊60接到儀表的V to V控制指令，檢測充電連接信號和整車電池管理的相關(guān)信息，設(shè)置車輛為交流輸出電源狀態(tài)，同時模擬充電盒輸出CP信號功能，實現(xiàn)和需要充電的車輛進行交互。即將車輛設(shè)置為放電模式，同時控制器模塊模擬供電設(shè)備實現(xiàn)供電設(shè)備的功能，需要充電的電動車，可以通過一條專用的充電線連接，實現(xiàn)車輛對車輛充電。
[0113]在本發(fā)明的一個實施例中，如圖9所不，該動力系統(tǒng)在電動汽車充電結(jié)束時的控制流程包括如下步驟:
[0114]S1301，供電設(shè)備斷開供電開關(guān)，停止交流輸出，進入步驟S1305。
[0115]S1302，控制器模塊控制停止充電，進行卸載，進入下一步驟S1303。
[0116]S1303，卸載完成后斷開內(nèi)部開關(guān)，發(fā)送充電結(jié)束報文。
[0117]S1304,發(fā)送斷電請求。
[0118]S1305，充電結(jié)束。
[0119]其中，如圖10所示，供電設(shè)備301通過供電插頭302與電動汽車1000的車輛插頭303相連，從而實現(xiàn)對電動汽車1000進行充電。其中，電動汽車的動力系統(tǒng)通過檢測點3檢測CP信號和通過檢測點4檢測CC信號，而供電設(shè)備通過檢測點1檢測CP信號和通過檢測點2檢測CC信號。并且，在充電完成后，均控制斷開供電插頭302和車輛插頭303中的內(nèi)部開關(guān)S2。
[0120]在本發(fā)明的另一個實施例中，電動汽車還可以采用多個動力系統(tǒng)并聯(lián)對動力電池進行充電，例如采用兩個動力系統(tǒng)并聯(lián)后對動力電池充電，其中兩個動力系統(tǒng)共用一個控制器t旲塊。
[0121]在本實施例中，該電動汽車充電系統(tǒng)包括動力電池10、第一充電支路、第二充電支路和控制器模塊60。
[0122]其中，所述第一充電支路包括第一整流單元即一個三電平雙向DC/AC模塊30和第一充電接口即充電插座，所述第二充電支路包括第二整流單元即一個三電平雙向DC/AC模塊30和第二充電接口即充電插座，所述動力電池依次通過第一整流單元與第一充電接口相連，所述電池組還依次通過第二整流單元與第二充電接口相連，所述控制器模塊分別與第一整流單元、第二整流單元相連，其中所述控制器模塊用于接收到充電信號時，控制電網(wǎng)分別通過第一充電支路和第二充電支路對動力電池進行充電。
[0123]此外，本發(fā)明的又一個實施例還提出了一種電動車輛的充電控制方法，該充電控制方法包括以下步驟:
[0124]步驟S1，控制器模塊檢測到第一充電支路通過充電插座與充電連接器相連，且第二充電支路通過充電插座與充電連接器相連時，向電池管理器發(fā)送充電連接信號。
[0125]步驟S2，電池管理器接收到控制器模塊發(fā)送的充電連接信號后，檢測并判斷動力電池是否需要充電，當(dāng)動力電池需要充電時，執(zhí)行下一步驟。
[0126]步驟S3，電池管理器向控制器模塊發(fā)送充電信號。
[0127]步驟S4，控制器模塊接收到充電信號時，控制電網(wǎng)分別通過第一充電支路和第二充電支路對動力電池進行充電。
[0128]采用上述技術(shù)方案的電動汽車充電系統(tǒng)及其充電控制方法，控制器模塊通過控制電網(wǎng)分別通過第一充電支路和第二充電支路對動力電池進行充電，使得電動車的充電功率增大，從而大大縮短充電時間，實現(xiàn)快速充電，節(jié)約了時間成本。
[0129]在本發(fā)明的實施例中，上述用于電動汽車的動力系統(tǒng)兼容范圍廣泛，具有單相三相切換功能，并且適應(yīng)不同國家電網(wǎng)電制標(biāo)準(zhǔn)。
[0130]具體地，如圖11所示，充放電插座20具有兩個充電插座(例如美標(biāo)和歐標(biāo))切換的功能。該充放電插座20包括單相充電插座501例如美標(biāo)、三相充電插座502例如歐標(biāo)、兩個高壓接觸器K503、K504組成。單相充電插座501與三相充電插座502的CC、CP和ΡΕ共用，單相充電插座501的L、N相線通過接觸器K503、K504與三相充電插座503的Α、Β相連接?？刂破髂K60接收到單相充放電指令時，控制接觸器Κ503、Κ504閉合，使三相充電插座502的Α、Β相與單相充電插座501的L、N相線導(dǎo)通，三相充電插座502不做使用，由三相充電插座502的A、B相代替單相充電插座501的L、N相線與充電插頭連接，控制器模塊60即可正常實現(xiàn)單相充電功能。
[0131]或者，如圖2所示，利用標(biāo)準(zhǔn)7芯插座，在N線與B相線之間增加單相開關(guān)K7，控制器模塊60接收到單相充放電指令，控制單相開關(guān)K7吸合，使B相線和N線連接，由A、B相作為L、N相線使用，連接插頭需使用專用連接插頭，或其B、C相不做使用的連接插頭。
[0132]也就是說，在本發(fā)明的實施例中，動力系統(tǒng)將根據(jù)控制器模塊60檢測電網(wǎng)的電壓，通過計算判斷電網(wǎng)的頻率及單相/三相，根據(jù)計算信息和得出電制后，控制器模塊60根據(jù)充放電插頭20的類型和電網(wǎng)電制，選擇不同的控制參數(shù)，控制三電平雙向DC/AC模塊30對交流電壓進行可控整流，最后輸送給動力電池10。
[0133]在本發(fā)明的另一個示例中，如圖12所示，離網(wǎng)帶載放電插頭為兩芯、三芯和四芯的插座，與充電插頭相連，可以輸出單相、三相電制的電。
[0134]圖13為根據(jù)本發(fā)明再一個實施例的用于電動汽車的電力載波通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0135]如圖13所示，該用于電動汽車的電力載波通訊系統(tǒng)2000包括多個控制裝置110、汽車電力線120和多個電力載波通訊裝置130。
[0136]具體地，多個控制裝置110均具有通訊接口，通訊接口例如為但不限于:串行通信接口 SCI。汽車電力線120為多個控制裝置110供電且多個控制裝置110之間通過汽車電力線120進行通訊。多個電力載波通訊裝置103與多個控制裝置110 —一對應(yīng)，多個控制裝置110通過各自的通訊接口與對應(yīng)的電力載波通訊裝置130相連，多個電力載波通訊裝置130之間通過汽車電力線120相連，其中，多個電力載波通訊裝置130從汽車電力線120上獲取載波信號以便將載波信號解調(diào)后發(fā)送給對應(yīng)的控制裝置，并接收對應(yīng)的控制裝置發(fā)送的信息，并將信息調(diào)制后發(fā)送至汽車電力線120上。
[0137]結(jié)合圖13所示，多個控制裝置110包括控制裝置1至控制裝置Ν (N彡2，N為整數(shù))。與之相對應(yīng)的多個電力載波通訊裝置130包括電力載波裝置1至電力載波裝置N。例如，控制裝置1需要與控制裝置2進行通訊，則電力載波裝置1從汽車電力線120中獲取來自于電力載波裝置2發(fā)送的載波信號，該載波信號來自于控制裝置2，并由電力載波裝置2調(diào)制后發(fā)送至汽車電力線120上。
[0138]其中，如圖14所示，每個電力載波通訊裝置130包括依次相連的耦合器131、濾波器133、放大器134和調(diào)制解調(diào)器132。
[0139]進一步地，如圖15所示，多個電力載波通訊裝置例如八個電力載波通訊裝置1-8通過汽車電力線束121、122與網(wǎng)關(guān)300相連，每個電力載波通訊裝置與一個控制裝置對應(yīng)。例如，電力載波通訊裝置1與傳動控制裝置111相對應(yīng)，電力載波通訊裝置2與發(fā)動機控制裝置112相對應(yīng)，電力載波通訊裝置3與主動懸掛裝置對應(yīng)，電力載波通訊裝置4與空調(diào)控制裝置114相對應(yīng)，電力載波通訊裝置5與安全氣囊115相對應(yīng)，電力載波通訊裝置6與儀表顯示116相對應(yīng)，電力載波通訊裝置7與故障診斷117相對應(yīng)，電力載波通訊裝置8與照明裝置118相對應(yīng)。
[0140]在本實施例中，如圖16所示，該電力載波通訊系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)接收的方法包括如下步驟:
[0141]S2101，系統(tǒng)加電啟動，系統(tǒng)程序進入從電力線接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)。
[0142]S2102，檢測載波信號的有無及正確與否。如果是，則執(zhí)行步驟S2103 ;如果否，則執(zhí)行步驟S2104。
[0143]S2103，開始接收從電力線上傳來的數(shù)據(jù)，進入下一步驟S2105。
[0144]S2104，檢測SCI 口，判斷SCI 口是否有數(shù)據(jù)。如果是，則進入下一步驟S2105 ;如果否，則返回步驟S2101。
[0145]S2105，進入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。
[0146]根據(jù)本實施例的用于電動汽車的電力載波通訊系統(tǒng)，在不增加汽車內(nèi)線束的基礎(chǔ)上，可實現(xiàn)車內(nèi)各個控制系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸和共享，而利用電力線作為通訊介質(zhì)的電力載波通訊，避免建設(shè)和投資新的通訊網(wǎng)絡(luò)，降低了制造成本和維護難度。
[0147]此外，本發(fā)明的另一方面的實施例還提出了一種電動汽車，包括上述的動力系統(tǒng)。該電動汽車根據(jù)三電平的控制，能夠通過三相或單相電進行大功率充電，方便用戶隨時隨地對電動汽車進行快速充電，節(jié)約了時間成本，滿足人們的需求，并且充電效率高，有助于電動汽車的推廣。
[0148]如圖17所不，為根據(jù)本發(fā)明還一個實施例的用于電動汽車的電機控制器與電動汽車其他部分之間的連接示意圖。該電機控制器通過直流連接口與動力電池相連，通過交流連接口與電網(wǎng)相連以實現(xiàn)對動力電池的充電，通過交流連接口與負載或其他車輛相連，從而實現(xiàn)動力電池對負載或其他車輛的放電。其中，本發(fā)明實施例的用于電動汽車的電機控制器包括三電平雙向DC/AC模塊、電機控制開關(guān)、充放電控制模塊和控制器模塊。
[0149]其中，三電平雙向DC/AC模塊的第一直流端與電動汽車的動力電池的一端相連，三電平雙向DC/AC模塊的第二直流端與動力電池的另一端相連；電機控制開關(guān)的一端與三電平雙向DC/AC模塊的交流端相連，電機控制開關(guān)的另一端與電機相連；充放電控制模塊的一端與三電平雙向DC/AC模塊的交流端相連，充放電控制模塊的另一端與電動汽車的充放電插座相連；控制器模塊與電機控制開關(guān)和充放電控制模塊分別相連，控制器模塊用于根據(jù)動力系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式對電機控制開關(guān)和充放電控制模塊進行控制。
[0150]本發(fā)明實施例的電機控制器具有雙向特性，既可以實現(xiàn)外部電網(wǎng)對電動汽車的充電，例如可通過交流電直接對電動汽車進行充電，也可以實現(xiàn)電動汽車對外的放電，因此電機控制器具有多種功能，極大地方便了用戶的使用。此外，由于可通過三電平控制，大大減小了共模電壓，降低了漏電流，減小了諧波，提高了充電效率，使得交流電直接對電動汽車進行充電，因此還省略了充電機，節(jié)約了充電站的成本，此外用戶可以直接使用當(dāng)?shù)亟涣麟姡S時隨地對電動汽車進行充電，有助于采用該電機控制器的電動汽車的普及和推廣。
[0151]在本發(fā)明的一個實施例中，當(dāng)所述動力系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動模式時，所述控制器模塊控制所述電機控制開關(guān)閉合，并控制所述充放電控制模塊斷開。而當(dāng)所述動力系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時，所述控制器模塊控制所述電機控制開關(guān)斷開，并控制所述充放電控制模塊閉合以啟動所述三電平雙向DC/AC模塊。
[0152]在本發(fā)明的一個實施例中，所述三電平雙向DC/AC模塊具體包括串聯(lián)的第一電容和第二電容、相互串聯(lián)的第一 IGBT和第二 IGBT、相互串聯(lián)的第三IGBT和第四IGBT、相互串聯(lián)的第五IGBT和第六IGBT、相互串聯(lián)的第七IGBT和第八IGBT、相互串聯(lián)的第九IGBT和第十IGBT以及相互串聯(lián)的第i^一 IGBT和第十二 IGBT。
[0153]其中，所述第一電容的一端與所述動力電池的一端相連，所述第一電容的另一端與所述第二電容的一端相連，所述第二電容的另一端與所述動力電池的另一端相連，所述第一電容與所述第二電容之間具有第一節(jié)點；所述相互串聯(lián)的第一 IGBT和第二 IGBT連接在所述三電平雙向DC/AC模塊的第一直流端和第二直流端之間，所述相互串聯(lián)的第一 IGBT和第二 IGBT之間具有第二節(jié)點；所述相互串聯(lián)的第三IGBT和第四IGBT連接在所述第一節(jié)點和第二節(jié)點之間；所述相互串聯(lián)的第五IGBT和第六IGBT連接在所述三電平雙向DC/AC模塊的第一直流端和第二直流端之間，所述相互串聯(lián)的第五IGBT和第六IGBT之間具有第三節(jié)點；所述相互串聯(lián)的第七IGBT和第八IGBT連接在所述第一節(jié)點和第三節(jié)點之間；所述相互串聯(lián)的第九IGBT和第十IGBT連接在所述三電平雙向DC/AC模塊的第一直流端和第二直流端之間，所述相互串聯(lián)的第九IGBT和第十IGBT之間具有第四節(jié)點；所述相互串聯(lián)的第十一 IGBT和第十二 IGBT連接在所述第一節(jié)點和第四節(jié)點之間。其中，所述第二節(jié)點、第三節(jié)點和第四節(jié)點作為所述三電平雙向DC/AC模塊的交流端。
[0154]在本發(fā)明的一個實施例中,還包括:相互串聯(lián)的第一共模電容和第二共模電容，所述相互串聯(lián)的第一共模電容和第二共模電容串聯(lián)連接在所述動力電池的一端和另一端之間，且所述相互串聯(lián)的第一共模電容和第二共模電容之間的節(jié)點接地。
[0155]在本發(fā)明的一個實施例中，還包括:濾波模塊，所述濾波模塊連接在所述三電平雙向DC/AC模塊和所述充放電控制模塊之間。
[0156]在本發(fā)明的一個實施例中，還包括:濾波控制模塊，所述濾波控制模塊連接在所述第一節(jié)點和所述濾波模塊之間，所述濾波控制模塊受所述控制器模塊控制，所述控制器模塊在所述動力系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動模式時控制所述濾波控制模塊斷開。
[0157]在本發(fā)明的一個實施例中，還包括:EMI模塊，所述EMI模塊連接在所述充放電插座和充放電控制模塊之間。
[0158]在本發(fā)明的一個實施例中，所述充放電控制模塊進一步包括:三相開關(guān)和/或單相開關(guān)，用于實現(xiàn)三相充放電或單相充放電。
[0159]在本發(fā)明的一個實施例中，所述電機控制器與動力電池相連，且所述電機控制器與負載、電網(wǎng)或其他電動汽車相連。
[0160]流程圖中或在此以其他方式描述的任何過程或方法描述可以被理解為，表示包括一個或更多個用于實現(xiàn)特定邏輯功能或過程的步驟的可執(zhí)行指令的代碼的模塊、片段或部分，并且本發(fā)明的優(yōu)選實施方式的范圍包括另外的實現(xiàn)，其中可以不按所示出或討論的順序，包括根據(jù)所涉及的功能按基本同時的方式或按相反的順序，來執(zhí)行功能，這應(yīng)被本發(fā)明的實施例所屬【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員所理解。
[0161]在流程圖中表示或在此以其他方式描述的邏輯和/或步驟，例如，可以被認為是用于實現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實現(xiàn)在任何計算機可讀介質(zhì)中，以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備(如基于計算機的系統(tǒng)、包括處理器的系統(tǒng)或其他可以從指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備取指令并執(zhí)行指令的系統(tǒng))使用，或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用。就本說明書而言，"計算機可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲、通信、傳播或傳輸程序以供指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備或結(jié)合這些指令執(zhí)行系統(tǒng)、裝置或設(shè)備而使用的裝置。計算機可讀介質(zhì)的更具體的示例(非窮盡性列表)包括以下:具有一個或多個布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計算機盤盒(磁裝置)，隨機存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(R0M)，可擦除可編輯只讀存儲器(EPR0M或閃速存儲器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲器(⑶ROM)。另外，計算機可讀介質(zhì)甚至可以是可在其上打印所述程序的紙或其他合適的介質(zhì)，因為可以例如通過對紙或其他介質(zhì)進行光學(xué)掃描，接著進行編輯、解譯或必要時以其他合適方式進行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲在計算機存儲器中。
[0162]應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的各部分可以用硬件、軟件、固件或它們的組合來實現(xiàn)。在上述實施方式中，多個步驟或方法可以用存儲在存儲器中且由合適的指令執(zhí)行系統(tǒng)執(zhí)行的軟件或固件來實現(xiàn)。例如，如果用硬件來實現(xiàn)，和在另一實施方式中一樣，可用本領(lǐng)域公知的下列技術(shù)中的任一項或他們的組合來實現(xiàn):具有用于對數(shù)據(jù)信號實現(xiàn)邏輯功能的邏輯門電路的離散邏輯電路，具有合適的組合邏輯門電路的專用集成電路，可編程門陣列(PGA)，現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)等。
[0163]本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員可以理解實現(xiàn)上述實施例方法攜帶的全部或部分步驟是可以通過程序來指令相關(guān)的硬件完成，所述的程序可以存儲于一種計算機可讀存儲介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時，包括方法實施例的步驟之一或其組合。
[0164]此外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能單元可以集成在一個處理模塊中，也可以是各個單元單獨物理存在，也可以兩個或兩個以上單元集成在一個模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，也可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。
[0165]上述提到的存儲介質(zhì)可以是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0166]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0167]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以理解在不脫離本發(fā)明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同限定。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 充放電插座； 三電平雙向DC/AC模塊，所述三電平雙向DC/AC模塊的第一直流端與所述電動汽車的動力電池的一端相連，所述三電平雙向DC/AC模塊的第二直流端與所述動力電池的另一端相連； 充放電控制模塊，所述充放電控制模塊的一端與所述三電平雙向DC/AC模塊的交流端相連，所述充放電控制模塊的另一端與所述充放電插座相連； 濾波模塊，所述濾波模塊連接在所述三電平雙向DC/AC模塊的交流端和所述充放電控制模塊之間； 控制器模塊，所述控制器模塊與所述充放電控制模塊相連，當(dāng)外部電網(wǎng)采用角型連接方式，且所述電動汽車當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時，所述控制器模塊控制所述充放電控制模塊閉合，并將所述濾波模塊中濾波電容的連接中點作為參考點以對所述外部電網(wǎng)輸出的電壓進行采樣，以及根據(jù)采樣的電壓對所述三電平雙向DC/AC模塊進行控制以使所述外部電網(wǎng)給所述動力電池充電。
2.如權(quán)利要求1所述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 電機控制開關(guān)，所述電機控制開關(guān)的一端與所述三電平雙向DC/AC模塊的交流端相連，所述電機控制開關(guān)的另一端與電機相連，其中，所述控制器模塊與所述電機控制開關(guān)相連，當(dāng)所述電動汽車當(dāng)前所處的工作模式為所述充放電模式時，所述控制器模塊控制所述電機控制開關(guān)斷開。
3.如權(quán)利要求1或2所述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述三電平雙向DC/AC模塊包括: 串聯(lián)的第一電容和第二電容，所述第一電容的一端與所述動力電池的一端相連，所述第一電容的另一端與所述第二電容的一端相連，所述第二電容的另一端與所述動力電池的另一端相連，所述第一電容與所述第二電容之間具有第一節(jié)點； 相互串聯(lián)的第一 IGBT和第二 IGBT，所述相互串聯(lián)的第一 IGBT和第二 IGBT連接在所述三電平雙向DC/AC模塊的第一直流端和第二直流端之間，所述相互串聯(lián)的第一 IGBT和第二IGBT之間具有第二節(jié)點； 相互串聯(lián)的第三IGBT和第四IGBT，所述相互串聯(lián)的第三IGBT和第四IGBT連接在所述第一節(jié)點和第二節(jié)點之間； 相互串聯(lián)的第五IGBT和第六IGBT，所述相互串聯(lián)的第五IGBT和第六IGBT連接在所述三電平雙向DC/AC模塊的第一直流端和第二直流端之間，所述相互串聯(lián)的第五IGBT和第六IGBT之間具有第三節(jié)點； 相互串聯(lián)的第七IGBT和第八IGBT，所述相互串聯(lián)的第七IGBT和第八IGBT連接在所述第一節(jié)點和第三節(jié)點之間； 相互串聯(lián)的第九IGBT和第十IGBT，所述相互串聯(lián)的第九IGBT和第十IGBT連接在所述三電平雙向DC/AC模塊的第一直流端和第二直流端之間，所述相互串聯(lián)的第九IGBT和第十IGBT之間具有第四節(jié)點； 相互串聯(lián)的第i^一 IGBT和第十二 IGBT，所述相互串聯(lián)的第i^一 IGBT和第十二 IGBT連接在所述第一節(jié)點和第四節(jié)點之間； 其中，所述第二節(jié)點、第三節(jié)點和第四節(jié)點作為所述三電平雙向DC/AC模塊的交流端。
4.如權(quán)利要求1所述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 相互串聯(lián)的第一共模電容和第二共模電容，所述相互串聯(lián)的第一共模電容和第二共模電容串聯(lián)連接在所述動力電池的一端和另一端之間，且所述相互串聯(lián)的第一共模電容和第二共模電容之間的節(jié)點接地。
5.如權(quán)利要求3所述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 濾波控制模塊，所述濾波控制模塊連接在所述第一節(jié)點和所述濾波模塊之間，所述濾波控制模塊受所述控制器模塊控制，所述控制器模塊在所述電動汽車當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動模式時控制所述濾波控制模塊斷開。
6.如權(quán)利要求5所述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波模塊包括第一濾波電容、第二濾波電容和第三濾波電容。
7.如權(quán)利要求6所述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述濾波控制模塊與所述第一節(jié)點相連的一端為所述參考點。
8.如權(quán)利要求1所述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括: EMI模塊，所述EMI模塊連接在所述充放電插座和充放電控制模塊之間。
9.如權(quán)利要求1所述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 預(yù)充控制模塊，所述預(yù)充控制模塊與所述充放電控制模塊并聯(lián)，所述預(yù)充控制模塊用于對所述濾波模塊中的電容進行預(yù)充電。
10.如權(quán)利要求1所述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)，其特征在于，所述充放電控制模塊包括三相開關(guān)，用于實現(xiàn)三相充放電。
11.一種電動汽車，其特征在于，包括如權(quán)利要求1-10任一項所述的電動汽車的充電控制系統(tǒng)。
【文檔編號】B60L11/18GK104253465SQ201310733655
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年12月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】曾麗平, 楊廣明 申請人:比亞迪股份有限公司