專利名稱：電動(dòng)汽車及電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)以及一種具有該向外供電的系統(tǒng)的電動(dòng)汽車。
背景技術(shù)：
隨著科技的發(fā)展，環(huán)保節(jié)能的電動(dòng)汽車正在扮演著取代燃油車的角色，然而電動(dòng)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(dòng)汽車推廣的一大難題。目前，電動(dòng)汽車大多采用大容量的電池，雖然可以提高電動(dòng)汽車的續(xù)航能力，但同樣大容量的電池又帶來了充電時(shí)間過長的問題。雖然專業(yè)的直流充電站可以快速的為電池進(jìn)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(shí)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?，F(xiàn)在市場(chǎng)上所采取的充電方案有以下幾種:方案(I):如圖1和圖2所示，此方案中的車載充放電裝置主要包括三相電源變壓器I’、六個(gè)晶閘管元件組成三相橋式電路2’、恒壓控制裝置AUR和恒流控制裝置ACR，但是該方案嚴(yán)重浪費(fèi)空間和成本。方案(2):如圖3所示，此方案中的車載充放電裝置為適應(yīng)單/三相充電而安裝兩個(gè)充電插座15’、16’，增加了成本；電機(jī)驅(qū)動(dòng)回路包含電感LI’和電容Cl’組成的濾波模塊，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，三相電流經(jīng)過濾波模塊產(chǎn)生損耗，是對(duì)電池電量的浪費(fèi)；該方案充放電工作時(shí)逆變器13 ’對(duì)交流電進(jìn)行整流/逆變，整流/逆變后電壓不可調(diào)節(jié)，適用電池工作電壓范圍窄。綜上所述，目前市場(chǎng)上所采取的交流充電技術(shù)大多采用單項(xiàng)充電技術(shù)，該技術(shù)存在充電功率小、充電時(shí)間長、硬件體積較大、功能單一、受限于不同地區(qū)電網(wǎng)的電壓等級(jí)限制等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在至少解決上述的技術(shù)缺陷之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，能夠通過電動(dòng)汽車向外供電，從而提高電動(dòng)汽車的功能。本發(fā)明的另一個(gè)目的還在于提出一種電動(dòng)汽車。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明一方面實(shí)施例提出的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，包括:動(dòng)力電池；充放電插座，所述充放電插座與外接負(fù)載相連；雙向DC/DC模塊，所述雙向DC/DC模塊的第一直流端與所述動(dòng)力電池的另一端相連，所述雙向DC/DC模塊的第二直流端與所述動(dòng)力電池的一端相連，其中，所述第一直流端為所述雙向DC/DC模塊輸入及輸出的共用直流端；雙向DC/AC模塊，所述雙向DC/AC模塊的第一直流端與所述動(dòng)力電池的一端相連，所述雙向DC/AC模塊的第二直流端與所述動(dòng)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；以及控制器模塊，所述控制器模塊與所述充放電控制模塊相連，所述控制器模塊用于控制所述雙向DC/DC模塊和雙向DC/AC模塊將所述動(dòng)力電池的電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓值的交流電，并通過所述充放電控制模塊和所述充放電插座提供至所述外接負(fù)載。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng),本發(fā)明實(shí)施例能夠增加電動(dòng)汽車的功能，使得電動(dòng)汽車能夠?qū)ν饨迂?fù)載進(jìn)行充電，從而增加了電動(dòng)汽車使用的適用性。此夕卜，通過電動(dòng)汽車對(duì)外接負(fù)載的供電，能夠保證電動(dòng)汽車的使用靈活性，提高了電動(dòng)汽車在緊急情況下的作用。通過本發(fā)明實(shí)施例，可通過電動(dòng)汽車為家用電器進(jìn)行供電，方便用戶戶外使用。。此外,本發(fā)明的另一方面的實(shí)施例還提出了一種電動(dòng)汽車，包括上述的向外供電的系統(tǒng)。本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)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(shí)踐了解到。


本發(fā)明上述的和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:圖1為現(xiàn)有的一種車載充放電裝置的電路圖；圖2為現(xiàn)有的一種車載充放電裝置的控制示意圖；圖3為現(xiàn)有的另一種車載充放電裝置的電路圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)的方框示意圖；圖5為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)的拓?fù)鋱D；圖6為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)的進(jìn)一步的方框不意圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制器模塊的方框示意圖；圖8為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)的功能判斷流程圖；圖9為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制功能的方框示意圖；圖10為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)充放電功能啟動(dòng)判斷流程圖；圖11為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)在充電工作模式下的控制流程圖；圖12為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)在電動(dòng)汽車充電結(jié)束時(shí)的控制流程圖；圖13為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車與供電設(shè)備之間連接電路圖；圖14為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的采用兩個(gè)向外供電的系統(tǒng)并聯(lián)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行充電的示意圖；圖15為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)示例的充放電插座的示意圖16為根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)示例的離網(wǎng)帶載放電插頭的示意圖；圖17為根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的用于電動(dòng)汽車的電力載波通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；圖18為電力載波通訊裝置的方框示意圖；圖19為八個(gè)電力載波通訊裝置與對(duì)應(yīng)的控制裝置進(jìn)行通訊的示意圖；圖20為電力載波通訊系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收的方法流程圖；以及圖21為根據(jù)本發(fā)明還一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)的箱體結(jié)構(gòu)不意圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)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(hào)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(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡(jiǎn)化本發(fā)明的公開，下文中對(duì)特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)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(jiǎn)化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。此外，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(shí)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(shí)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(shí)施例，這樣第一和第二特征可能不是直接接觸。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(jī)械連接或電連接，也可以是兩個(gè)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(duì)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。參照下面的描述和附圖，將清楚本發(fā)明的實(shí)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(shí)施例中的一些特定實(shí)施方式，來表示實(shí)施本發(fā)明的實(shí)施例的原理的一些方式，但是應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明的實(shí)施例的范圍不受此限制。相反，本發(fā)明的實(shí)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。下面參照附圖來描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提出的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)以及具有該向外供電的系統(tǒng)的電動(dòng)汽車。如圖4所示，本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提出的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)包括動(dòng)力電池
10、充放電插座20、雙向DC/DC模塊30、雙向DC/AC模塊50、充放電控制模塊70和控制器模塊80。其中，充放電插座20與外接負(fù)載(圖4中未不出)相連，外部負(fù)載為但不限于:電器設(shè)備。雙向DC/DC模塊30的第一直流端al與動(dòng)力電池10的另一端相連，雙向DC/DC模塊30的第二直流端a2與動(dòng)力電池10的一端相連，并且第一直流端al為雙向DC/DC模塊30輸入及輸出的共用直流端。雙向DC/AC模塊50的第一直流端bl與動(dòng)力電池10的一端相連，雙向DC/AC模塊50的第二直流端b2與動(dòng)力電池10的另一端相連。充放電控制模塊70的一端與雙向DC/AC模塊50的交流端c相連，充放電控制模塊70的另一端與充放電插座20相連?？刂破髂K80與充放電控制模塊70相連，控制器模塊80用于控制雙向DC/DC模塊30和雙向DC/AC模塊50將動(dòng)力電池10的電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓值的交流電，并通過充放電控制模塊70和充放電插座20提供至外接負(fù)載(電氣設(shè)備)，在該實(shí)例中，預(yù)設(shè)電壓值的交流電為能夠提供給電氣設(shè)備使用或者對(duì)電氣設(shè)備充電的交流電。如圖5所示，該向外供電的系統(tǒng)還包括:連接組件LIN，連接組件LIN連接在充放電插座20和外接負(fù)載之間。具體而言，如圖5所示，連接組件LIN包括:充電槍接口 INTl和電源接口 INT2，其中，充電槍接口 INTl與充放電插座20相連。電源接口 INT2與充電槍接口 INTl相連，電源接口 INT2向外接負(fù)載提供接口。再次結(jié)合圖5，該向外供電的系統(tǒng)還可包括:驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40和電機(jī)控制開關(guān)60，其中，驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40的一端與動(dòng)力電池10的一端相連，驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40的另一端與雙向DC/DC模塊30的第三直流端a3相連。電機(jī)控制開關(guān)60的一端與雙向DC/AC模塊50的交流端c相連，電機(jī)控制開關(guān)60的另一端與電機(jī)M相連。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中,控制器模塊80與驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40和電機(jī)控制開關(guān)60相連,控制器模塊80用于根據(jù)向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式對(duì)驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40和電機(jī)控制開關(guān)60進(jìn)行控制。進(jìn)一步地，在本發(fā)明的實(shí)施例中，向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式可以包括驅(qū)動(dòng)模式和充放電模式。當(dāng)向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，控制器模塊80控制驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40閉合以關(guān)閉雙向DC/DC模塊30，并控制電機(jī)控制開關(guān)60閉合以正常驅(qū)動(dòng)電機(jī)M,以及控制充放電控制模塊70斷開。當(dāng)向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時(shí)，控制器模塊80控制驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40斷開以啟動(dòng)雙向DC/DC模塊30，并控制電機(jī)控制開關(guān)60斷開以將電機(jī)M移出，以及控制充放電控制模塊70閉合，使外部電源可以正常地為動(dòng)力電池10進(jìn)行充電。雙向DC/DC模塊30的第一直流端al和第三直流端a3與直流母線的正負(fù)端相連。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)還包括第一預(yù)充控制模塊101，第一預(yù)充控制模塊101的一端與動(dòng)力電池10的一端相連，第一預(yù)充控制模塊101的另一端與雙向DC/DC模塊30的第二直流端a2相連，第一預(yù)充控制模塊101用于在為雙向DC/DC模塊30中的電容Cl及母線電容CO進(jìn)行預(yù)充電，其中，母線電容CO連接在雙向DC/DC模塊30的第一直流端al和雙向DC/DC模塊30的第三直流端a3之間。其中，第一預(yù)充控制模塊101包括第一電阻R1、第一開關(guān)Kl和第二開關(guān)K2。第一電阻Rl的一端與第一開關(guān)Kl的一端相連,第一電阻Rl的另一端與動(dòng)力電池10的一端相連,第一開關(guān)Kl的另一端與雙向DC/DC模塊30的第二直流端a2相連，第一電阻Rl和第一開關(guān)Kl串聯(lián)之后與第二開關(guān)K2并聯(lián)，其中，控制器模塊80在向外供電的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)控制第一開關(guān)Kl閉合以對(duì)雙向DC/DC模塊30中的電容Cl及母線電容CO進(jìn)行預(yù)充電，并在母線電容CO的電壓與動(dòng)力電池10的電壓成預(yù)設(shè)倍數(shù)時(shí)，控制第一開關(guān)Kl斷開同時(shí)控制第二開關(guān)K2閉合。如圖5所示，雙向DC/DC模塊30進(jìn)一步包括第一開關(guān)管Q1、第二開關(guān)管Q2、第一二極管D1、第二二極管D2、第一電感LI和第一電容Cl。其中，第一開關(guān)管Ql和第二開關(guān)管Q2相互串聯(lián)連接，相互串聯(lián)的第一開關(guān)管Ql和第二開關(guān)管Q2連接在雙向DC/DC模塊30的第一直流端al和第三直流端a3之間，第一開關(guān)管Ql和第二開關(guān)管Q2受控制器模塊80的控制，并且第一開關(guān)管Ql和第二開關(guān)管Q2之間具有第一節(jié)點(diǎn)A。第一二極管Dl與第一開關(guān)管Ql反向并聯(lián)，第二二極管D2與第二開關(guān)管Q2反向并聯(lián)，第一電感LI的一端與第一節(jié)點(diǎn)A相連，第一電感LI的另一端與動(dòng)力電池10的一端相連。第一電容Cl的一端與第一電感LI的另一端相連，第一電容Cl的另一端與動(dòng)力電池10的另一端相連。此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖5所示，該電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)還包括漏電流削減模塊102，漏電流削減模塊102連接在雙向DC/DC模塊30的第一直流端al和雙向DC/DC模塊30的第三直流端a3之間。具體而言，漏電流削減模塊102包括第二電容C2和第三電容C3，第二電容C2的一端與第三電容C3的一端相連，第二電容C2的另一端與雙向DC/DC模塊30的第一直流端al相連，第三電容C3的另一端與雙向DC/DC模塊30的第三直流端a3相連，其中，第二電容C2和第三電容C3之間具有第二節(jié)點(diǎn)B。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(diǎn)。因此，該向外供電的系統(tǒng)在直流母線正負(fù)端增加漏電流削減模塊102，能有效減小漏電流。漏電流削減模塊102包含兩個(gè)同類型電容C2和C3，其安裝在直流母線正負(fù)端和三相交流中點(diǎn)電位之間，在本系統(tǒng)工作時(shí)能將產(chǎn)生的高頻電流反饋到直流側(cè)，即能有效降低了系統(tǒng)在工作時(shí)的殘余電流。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，該電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)還包括濾波模塊103、濾波控制模塊104、EMI模塊105和第二預(yù)充控制模塊106。其中，濾波模塊103連接在雙向DC/AC模塊50和充放電控制模塊70之間。具體而言，如圖5所示，濾波模塊103包括電感LA、LB、LC和電容C4、C5、C6，而雙向DC/AC模塊50可以包括六個(gè)IGBT，上下兩個(gè)IGBT之間的連接點(diǎn)分別通過電力總線與濾波模塊103和電機(jī)控制開關(guān)60相連接。如圖5所示，濾波控制模塊104連接在第二節(jié)點(diǎn)B和濾波模塊103之間，并且濾波控制模塊104受控制器模塊80控制，控制器模塊80在向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動(dòng)模式時(shí)控制濾波控制模塊104斷開。其中，濾波控制模塊104可以為電容切換繼電器，由接觸器KlO組成。EMI模塊105連接在充放電插座20和充放電控制模塊70之間。第二預(yù)充模塊106與充放電控制模塊70并聯(lián)，第二預(yù)充控制模塊106用于對(duì)濾波模塊103中的電容C4、C5、C6進(jìn)行預(yù)充電。其中，第二預(yù)充控制模塊106包括相互串聯(lián)的三個(gè)電阻Ra、Rb、Rc和三相預(yù)充開關(guān)K9。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖5所示，充放電控制模塊70進(jìn)一步包括三相開關(guān)K8和/或單相開關(guān)K7，用于實(shí)現(xiàn)三相充電或單相充電。也就是說，在本發(fā)明的實(shí)施例中，當(dāng)向外供電的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，控制器模塊80控制第一開關(guān)Kl閉合以對(duì)雙向DC/DC模塊30中的第一電容Cl及母線電容CO進(jìn)行預(yù)充電，并在母線電容CO的電壓與動(dòng)力電池10的電壓成預(yù)設(shè)倍數(shù)時(shí)，控制第一開關(guān)Kl斷開同時(shí)控制第二開關(guān)K2閉合。這樣，通過雙向DC/DC模塊30和直接連接在電力總線即直流母線之間的大容量母線電容CO組成實(shí)現(xiàn)電池低溫激活技術(shù)的主要部件，用于將動(dòng)力電池10的電能通過雙向DC/DC模塊30充到大容量母線電容CO中，再將大容量母線電容CO中儲(chǔ)存的電能通過雙向DC/DC模塊30充回動(dòng)力電池10 (即對(duì)動(dòng)力電池充電時(shí))，對(duì)動(dòng)力電池10循環(huán)充放電使得動(dòng)力電池的溫度上升到最佳工作溫度范圍。當(dāng)向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，控制器模塊80控制驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40閉合以關(guān)閉雙向DC/DC模塊30，并控制電機(jī)控制開關(guān)60閉合以正常驅(qū)動(dòng)電機(jī)M，以及控制充放電控制模塊70斷開。這樣，通過雙向DC/AC模塊50把動(dòng)力電池10的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑤斔徒o電機(jī)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(jī)M的運(yùn)行。當(dāng)向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時(shí)，控制器模塊80控制驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40斷開以啟動(dòng)雙向DC/DC模塊30，并控制電機(jī)控制開關(guān)60斷開以將電機(jī)M移出，以及控制充放電控制模塊70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(dòng)力電池10進(jìn)行充電。即言，通過檢測(cè)充電連接信號(hào)、交流電網(wǎng)電制和整車電池管理的相關(guān)信息，借用雙向DC/AC模塊50進(jìn)行可控整流功能，并結(jié)合雙向DC/DC模塊30，可實(shí)現(xiàn)單相\三相電對(duì)動(dòng)力電池10的充電。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，能夠增加電動(dòng)汽車的功能，使得電動(dòng)汽車能夠?qū)ν饨迂?fù)載進(jìn)行充電，從而增加了電動(dòng)汽車使用的適用性。此外，通過電動(dòng)汽車對(duì)外接負(fù)載的供電，能夠保證電動(dòng)汽車的使用靈活性，提高了電動(dòng)汽車在緊急情況下的作用。通過本發(fā)明實(shí)施例，可通過電動(dòng)汽車為家用電器進(jìn)行供電，方便用戶戶外使用。此外，在本發(fā)明的實(shí)施例中，如圖6所示，該電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)還可以包括高壓配電箱90、儀表107、電池管理器108和整車信號(hào)109。其中，驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40、第一開關(guān)Kl和第二開關(guān)K2可以設(shè)置在高壓配電箱90內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖7所示，控制器模塊80包括控制板201和驅(qū)動(dòng)板202。其中，控制板201上的控制模塊采用兩個(gè)高速數(shù)字信號(hào)處理芯片(DSP1和DSP2)進(jìn)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(jìn)行信息交互。控制板201上的控制模塊接收驅(qū)動(dòng)板202上的驅(qū)動(dòng)模塊輸出的母線電壓采樣信號(hào)、IPM保護(hù)信號(hào)以及IGBT溫度采樣信號(hào)等，同時(shí)輸出脈沖寬度調(diào)制PWM信號(hào)至驅(qū)動(dòng)模塊。其中，DSPl主要用于控制，DSP2用于信息采集。DSPl中的采樣單元輸出油門信號(hào)、母線電壓采樣信號(hào)、剎車信號(hào)、直流側(cè)電壓采樣信號(hào)、電機(jī)電流霍爾V相信號(hào)、電機(jī)電流霍爾W相信號(hào)、充電控制電流霍爾U相信號(hào)、充電控制電流霍爾V相信號(hào)、充電控制電流霍爾W相信號(hào)、直流電流霍爾信號(hào)、逆變電壓U相信號(hào)、逆變電壓V相信號(hào)、逆變電壓W相信號(hào)、電網(wǎng)電壓U相信號(hào)、電網(wǎng)電壓V相信號(hào)、電網(wǎng)電壓W相信號(hào)、逆變U相捕獲信號(hào)、電網(wǎng)U相捕獲信號(hào)等采樣信號(hào)，DSPl中的開關(guān)控制單元輸出電機(jī)A相開關(guān)信號(hào)、電機(jī)B相開關(guān)信號(hào)、電網(wǎng)A相開關(guān)信號(hào)、電網(wǎng)B相開關(guān)信號(hào)、電網(wǎng)C相開關(guān)信號(hào)、三相預(yù)充開關(guān)信號(hào)和電容切換繼電器信號(hào)等，DSPl中的驅(qū)動(dòng)單元輸出A相PWMl信號(hào)、A相PWM2信號(hào)、B相PWMl信號(hào)、B相PWM2信號(hào)、C相PWMl信號(hào)、C相PWM2信號(hào)、DC相PWMl信號(hào)、DC相PWM2信號(hào)和IPM保護(hù)信號(hào)等，DSPl還具有旋變信號(hào)輸出控制、串行通信、硬件保護(hù)、CAN通訊和檔位控制等功能。DSP2中的采樣單元輸出供電電源監(jiān)測(cè)信號(hào)、電源監(jiān)測(cè)信號(hào)、油門I信號(hào)、剎車2信號(hào)、油門2信號(hào)、剎車I信號(hào)、電機(jī)模擬溫度信號(hào)、漏電傳感器信號(hào)、散熱器溫度信號(hào)、直流側(cè)電感溫度采樣信號(hào)、V相電感溫度采樣信號(hào)、U相電感溫度采樣信號(hào)、W相電感溫度采樣信號(hào)、放電PWM電壓米樣信號(hào)、傾角傳感器讀信號(hào)、傾角傳感器片選信號(hào)、IGBT溫度米樣W相信號(hào)、IGBT溫度采樣U相信號(hào)、IGBT溫度采樣升降壓相信號(hào)、IGBT溫度采樣V相信號(hào)、電機(jī)溫度開關(guān)信號(hào)、單/三相切換開關(guān)信號(hào)等，DSP2中的充放電控制單元輸出充放電開關(guān)信號(hào)、休眠信號(hào)、放電PWM信號(hào)、電池管理器BMS信號(hào)、充放電輸出控制信號(hào)、CP信號(hào)和CC信號(hào)等，并且DSP2還具有CAN通訊、串行通信功能。
綜上所述，在本發(fā)明實(shí)施例提出的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)集電機(jī)驅(qū)動(dòng)功能、車輛控制功能、交流充電功能、并網(wǎng)供電功能、離網(wǎng)帶載功能、車輛對(duì)車輛充電功能于一體。并且，該向外供電的系統(tǒng)不是通過把各種功能模塊簡(jiǎn)單的物理組合為一體，而是在電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制的基礎(chǔ)上，通過添加一些外圍器件，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的功能多樣化，最大化節(jié)省空間和成本，提高功率密度。
具體而言，電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)的功能簡(jiǎn)單介紹如下:
1、電機(jī)驅(qū)動(dòng)功能:通過雙向DC/AC模塊50把動(dòng)力電池10的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑤斔徒o電機(jī)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(jī)M的運(yùn)行。
也就是說，當(dāng)本向外供電的系統(tǒng)得電工作時(shí)，如圖8所示，該系統(tǒng)功能判斷流程包括以下步驟:
S901，向外供電的系統(tǒng)得電。
S902，判斷充電連接信號(hào)。如果有充電連接信號(hào)，則轉(zhuǎn)至步驟S903，如果沒有則轉(zhuǎn)至步驟904。
S903，進(jìn)入充放電控制流程。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，還需要對(duì)油門、檔位及剎車信號(hào)進(jìn)行判斷。當(dāng)油門為O、檔位為N檔、手剎、充電連接即CC信號(hào)有效時(shí)(即充放電插座20連接有充電連接裝置)，則進(jìn)入充放電控制流程。
S904，進(jìn)入車輛控制流程。
在步驟S904進(jìn)入車輛控制流程后，控制器模塊80控制電機(jī)控制開關(guān)60閉合，通過CAN通訊通知電池管理器108，電池管理器108控制高壓配電箱90對(duì)Cl和CO進(jìn)行預(yù)充，控制器模塊80檢測(cè)母線電壓187，判斷預(yù)充是否成功，成功后通知電池管理器108閉合驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)40，該系統(tǒng)進(jìn)入驅(qū)動(dòng)模式，同時(shí)控制器模塊80對(duì)整車信息進(jìn)行采集，通過綜合判斷處理對(duì)電機(jī)M進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
進(jìn)行電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制功能:如圖9所示，控制器模塊80發(fā)送PWM信號(hào)，對(duì)雙向DC/AC模塊50進(jìn)行控制，把動(dòng)力電池10的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⑤斔徒o電機(jī)M，控制器模塊80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(jī)B、C相電流使電機(jī)M能精準(zhǔn)的運(yùn)行。即言，控制器模塊80根據(jù)電流傳感器采樣的電機(jī)B、C相電流信號(hào)和旋轉(zhuǎn)變壓器的反饋信息對(duì)PWM信號(hào)進(jìn)行調(diào)節(jié)，最終使電機(jī)M能精準(zhǔn)的運(yùn)行。
這樣，通過通信模塊對(duì)整車油門、剎車以及檔位信息，判斷當(dāng)前運(yùn)行工況，實(shí)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(yùn)行，保證車輛的安全性、動(dòng)力性和平順性。
2、充放電功能
(I)充放電功能連接確認(rèn)和啟動(dòng):如圖10所示，該向外供電的系統(tǒng)充放電功能啟動(dòng)判斷流程包括如下步驟:
SI 101，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。
S1102，供電設(shè)備檢測(cè)充電信號(hào)CC連接是否正常。如果是，則進(jìn)入步驟S1103 ;如果否，則返回步驟S1102，繼續(xù)檢測(cè)。
SI 103，供電設(shè)備檢測(cè)CP檢測(cè)點(diǎn)的電壓是否為9V。如果是，則進(jìn)入步驟SI 106 ;如果否，返回步驟S1102，繼續(xù)檢測(cè)。其中，9V是一個(gè)預(yù)設(shè)示例值。
S1104，控制器模塊檢測(cè)充電信號(hào)CC連接是否正常。如果是，則進(jìn)入步驟S1105 ;如果否，則返回步驟S1104，繼續(xù)檢測(cè)。
SI 105，拉低輸出充電連接信號(hào)、充電指示燈信號(hào)。
S1106，進(jìn)入充放電功能。
如圖11所示，該向外供電的系統(tǒng)在充電工作模式下的控制流程包括如下步驟:
S1201，判斷系統(tǒng)得電后是否完全啟動(dòng)工作。如果是，則進(jìn)入步驟S1202 ;如果否，則返回步驟S1201，繼續(xù)判斷。
S1202，檢測(cè)CC檢測(cè)點(diǎn)電阻值，確定充電連接裝置容量。
S1203，判斷CP檢測(cè)點(diǎn)是否檢測(cè)到固定占空比的PWM信號(hào)。如果是，則進(jìn)入步驟S1204 ;如果否，則進(jìn)入步驟S1205。
S1204，發(fā)送充電連接正常充電準(zhǔn)備就緒報(bào)文，收到BMS充電允許、充電接觸器吸合報(bào)文，進(jìn)入步驟S1206。
S1205，充電連接故障。
S1206，控制器模塊吸合內(nèi)部開關(guān)。
S1207，判斷預(yù)設(shè)時(shí)間例如1.5秒內(nèi)檢測(cè)到外部充電設(shè)備是否無PWM波發(fā)送。如果是，則進(jìn)入步驟S1208 ;如果否，則進(jìn)入步驟S1209。
S1208，判斷為外部國標(biāo)充電樁，充電過程中不發(fā)送PWM波。
S1209，向供電設(shè)備發(fā)送PWM波。
S1210，判斷預(yù)設(shè)時(shí)間例如3秒內(nèi)檢測(cè)交流輸入是否正常。如果是，則進(jìn)入步驟S1213 ;如果否，則進(jìn)入步驟S1211。
S1211，交流外部充電設(shè)備故障。
S1212，進(jìn)行異常處理。
S1213，進(jìn)入充電階段。
也就是說，如圖10和圖11所示，供電設(shè)備和控制器模塊80自檢無故障后，根據(jù)檢測(cè)CC信號(hào)電阻值確定充電連接裝置容量，檢測(cè)CP信號(hào)確定是否完全連接，充放電連接裝置完全連接確認(rèn)后，發(fā)送充電連接正常和充電準(zhǔn)備就緒報(bào)文，電池管理器108控制高壓配電箱90閉合第一開關(guān)Kl進(jìn)行預(yù)充，預(yù)充完成后斷開K1，吸合第二開關(guān)K2，控制器模塊80收到BMS充電允許、第二開關(guān)K2吸合報(bào)文，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)、離網(wǎng)帶載功能(V to L)、并網(wǎng)供電功能(V to G)和車輛對(duì)車輛充電功能(V to V)。
(2)交流充電功能(G to V):該向外供電的系統(tǒng)接收到儀表充電指令，電池管理器108允許最大充電電流、供電設(shè)備最大供電電流和充放電連接裝置即充放電插座20的額定電流，控制器模塊80判斷三者中最小的充電電流，自動(dòng)選擇充電相關(guān)參數(shù)。并且，該向外供電的系統(tǒng)通過電網(wǎng)電壓采樣183對(duì)供電設(shè)備輸送的交流電進(jìn)行采樣，控制器模塊80通過采樣值計(jì)算出交流電電壓有效值，通過捕獲來確定交流電頻率，根據(jù)電壓值和頻率判斷出交流電電制，根據(jù)電網(wǎng)電制選取控制參數(shù)。確定控制參數(shù)后，控制器模塊80控制第二預(yù)充模塊106中的K9和濾波控制模塊104中的接觸器KlO吸合，對(duì)直流側(cè)母線電容CO進(jìn)行充電，控制器模塊80通過187對(duì)母線電容的電壓進(jìn)行采樣，當(dāng)電容電壓達(dá)到選定控制參數(shù)例如與動(dòng)力電池的電壓成預(yù)設(shè)倍數(shù)后再控制吸合三相開關(guān)K8，同時(shí)斷開K9。此時(shí)該向外供電的系統(tǒng)根據(jù)預(yù)先選定參數(shù)，控制器模塊80發(fā)送PWM信號(hào)，控制雙向DC/AC模塊50對(duì)交流電進(jìn)行整流，再根據(jù)動(dòng)力電池電壓，控制雙向DC/DC模塊30對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，最后把直流電輸送給動(dòng)力電池10，在此過程中，控制器模塊80根據(jù)預(yù)先選定目標(biāo)充電電流和電流采樣184反饋的相電流，對(duì)整個(gè)向外供電的系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)的電流環(huán)調(diào)節(jié)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)力電池10進(jìn)行充電。由此，通過檢測(cè)充電連接信號(hào)、交流電網(wǎng)電制和整車電池管理的相關(guān)信息，借用雙向DC/AC模塊50進(jìn)行可控整流功能，結(jié)合雙向DC/DC模塊30，可實(shí)現(xiàn)單相\三相電對(duì)動(dòng)力電池10的充電。
(3)離網(wǎng)帶載功能(V to L):該向外供電的系統(tǒng)接收到儀表V to L指令，首先判斷動(dòng)力電池荷電狀態(tài)SOC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(jìn)入控制流程。首先控制器模塊80控制吸合三相開關(guān)K8、接觸器K10，根據(jù)電池電壓和給定的輸出電壓，發(fā)送PWM信號(hào)控制雙向DC/DC模塊30對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，達(dá)到目標(biāo)值后輸送給雙向DC/AC模塊50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。在此過程中，控制器模塊80根據(jù)電壓采樣183反饋進(jìn)行調(diào)節(jié)，保證負(fù)載安全可靠的工作。
即言，系統(tǒng)上電，當(dāng)接到儀表的V to L控制指令以及輸出電制要求，檢測(cè)充電連接信號(hào)和整車電池管理的相關(guān)信息，根據(jù)電池的電壓進(jìn)行DC/DC電壓轉(zhuǎn)換，借用雙向DC/AC模塊50進(jìn)行交流逆變功能，輸出穩(wěn)定單相\三相交流電壓。
(4)并網(wǎng)供電功能(V to G):該向外供電的系統(tǒng)接收到儀表V to G指令，首先判斷動(dòng)力電池SOC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)，向外供電的系統(tǒng)進(jìn)入控制流程。首先控制器模塊80控制吸合三相開關(guān)K8、接觸器K10，根據(jù)電池電壓和給定的輸出電壓，發(fā)送PWM信號(hào)控制雙向DC/DC模塊30對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，在經(jīng)過雙向DC/AC模塊50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184反饋的相電流，對(duì)整個(gè)向外供電的系統(tǒng)進(jìn)行閉環(huán)的電流環(huán)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)放電。
也就是說，向外供電的系統(tǒng)上電，當(dāng)接到儀表的V to G控制指令，檢測(cè)充電連接信號(hào)、交流電網(wǎng)電制和整車電池管理的相關(guān)信息，根據(jù)電池的電壓進(jìn)行DC/DC電壓轉(zhuǎn)換，借用雙向DC/AC模塊50進(jìn)行交流逆變，實(shí)現(xiàn)單相\三相車輛對(duì)電網(wǎng)放電功能。
(5)車輛對(duì)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)向外供電的系統(tǒng)檢測(cè)到充電連接信號(hào)CC有效，并檢測(cè)到其電平確認(rèn)為VTOV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B設(shè)置為交流充電狀態(tài)，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(bào)文至電池管理器，電池管理器控制充放電回路預(yù)充，完成后發(fā)送充電允許、充電接觸器吸合報(bào)文至控制器模塊，該向外供電的系統(tǒng)進(jìn)行放電功能，并發(fā)送PWM信號(hào)。車輛B接收到充電指令后，其系統(tǒng)檢測(cè)到CP信號(hào)，判斷為供電車輛A已準(zhǔn)備就緒，控制器模塊80發(fā)送連接正常報(bào)文至電池管理器，電池管理器接到指令后完成預(yù)充流程，通知控制器模塊，整個(gè)向外供電的系統(tǒng)充電準(zhǔn)備就緒，啟動(dòng)充電功能(G to V)，最后實(shí)現(xiàn)車輛對(duì)充功能。
也就是說，系統(tǒng)上電，當(dāng)接到儀表的V to V控制指令，檢測(cè)充電連接信號(hào)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(shí)模擬外部充電設(shè)備輸出CP信號(hào)功能，實(shí)現(xiàn)和需要充電的車輛進(jìn)行交互。該車輛根據(jù)電池的電壓進(jìn)行DC/DC電壓轉(zhuǎn)換，借用雙向DC/AC模塊50進(jìn)行交流逆變，實(shí)現(xiàn)單相\三相車輛對(duì)車輛的對(duì)充功能。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，如圖12所示，該向外供電的系統(tǒng)在電動(dòng)汽車充電結(jié)束時(shí)的控制流程包括如下步驟:
S1301，供電設(shè)備斷開供電開關(guān)，停止交流輸出，進(jìn)入步驟S1305。
S1302，控制器模塊控制停止充電，進(jìn)行卸載，進(jìn)入下一步驟S1303。
S1303，卸載完成后斷開內(nèi)部開關(guān)，發(fā)送充電結(jié)束報(bào)文。
S1304,發(fā)送斷電請(qǐng)求。
S1305，充電結(jié)束。
其中，如圖13所示，供電設(shè)備301通過供電插頭302與電動(dòng)汽車1000的車輛插頭303相連，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)汽車1000進(jìn)行充電。其中，電動(dòng)汽車的向外供電的系統(tǒng)通過檢測(cè)點(diǎn)3檢測(cè)CP信號(hào)和通過檢測(cè)點(diǎn)4檢測(cè)CC信號(hào)，而供電設(shè)備通過檢測(cè)點(diǎn)I檢測(cè)CP信號(hào)和通過檢測(cè)點(diǎn)2檢測(cè)CC信號(hào)。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。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，電動(dòng)汽車還可以采用多個(gè)向外供電的系統(tǒng)并聯(lián)對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電，例如采用兩個(gè)向外供電的系統(tǒng)并聯(lián)后對(duì)動(dòng)力電池充電，其中兩個(gè)向外供電的系統(tǒng)共用一個(gè)控制器模塊。
在本實(shí)施例中，如圖14所示，該電動(dòng)汽車充電系統(tǒng)包括動(dòng)力電池10、第一充電支路401、第二充電支路402和控制器模塊80。其中，第一充電支路401和第二充電支路402均包括充放電插座20、雙向DC/DC模塊30、母線電容CO、雙向DC/AC模塊50、濾波模塊103、充放電控制模塊70和第二預(yù)充模塊106。并且，第一充電支路401和第二充電支路402還包括熔斷器FU。動(dòng)力電池10通過第一預(yù)充控制模塊101與第一充電支路相連，動(dòng)力電池10還通過第一預(yù)充控制模塊101與第二充電支路相連,控制器模塊80分別與第一充電支路401和第二充電支路402相連，其中控制器模塊80用于接收到充電信號(hào)時(shí)，控制電網(wǎng)分別通過第一充電支路401和第二充電支路402對(duì)動(dòng)力電池10進(jìn)行充電。
此外，本發(fā)明的又一個(gè)實(shí)施例還提出了一種電動(dòng)車輛的充電控制方法，該充電控制方法包括以下步驟:
步驟SI，控制器模塊檢測(cè)到第一充電支路通過充放電插座與供電設(shè)備相連，且第二充電支路通過充放電插座與供電設(shè)備相連時(shí)，向電池管理器發(fā)送充電連接信號(hào)。
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(hào)后，檢測(cè)并判斷動(dòng)力電池是否需要充電，當(dāng)動(dòng)力電池需要充電時(shí)，執(zhí)行下一步驟。
步驟S3，電池管理器向控制器模塊發(fā)送充電信號(hào)。
步驟S4，控制器模塊接收到充電信號(hào)時(shí)，控制電網(wǎng)分別通過第一充電支路和第二充電支路對(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電。
采用上述技術(shù)方案的電動(dòng)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(duì)動(dòng)力電池進(jìn)行充電，使得電動(dòng)車的充電功率增大，從而大大縮短充電時(shí)間，實(shí)現(xiàn)快速充電，節(jié)約了時(shí)間成本。
在本發(fā)明的實(shí)施例中，上述電動(dòng)汽車向外供電的系統(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)。
具體地，如圖15所示，充放電插座20具有兩個(gè)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(gè)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PE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A、B相連接。控制器模塊80接收到單相充放電指令時(shí)，控制接觸器K503、K504閉合，使三相充電插座502的A、B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80即可正常實(shí)現(xiàn)單相充電功能。
或者，如圖5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80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。
也就是說，在本發(fā)明的實(shí)施例中，向外供電的系統(tǒng)將根據(jù)控制器模塊80檢測(cè)電網(wǎng)的電壓，通過計(jì)算判斷電網(wǎng)的頻率及單相/三相，根據(jù)計(jì)算信息和得出電制后，控制器模塊80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)，控制雙向DC/AC模塊50對(duì)交流電壓進(jìn)行可控整流，雙向DC/DC模塊30根據(jù)電池電壓對(duì)直流電進(jìn)行調(diào)壓，最后輸送給動(dòng)力電池10。
在本發(fā)明的另一個(gè)示例中，如圖16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、四相電制的電。
圖17為根據(jù)本發(fā)明再一個(gè)實(shí)施例的用于電動(dòng)汽車的電力載波通訊系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
如圖17所示，該用于電動(dòng)汽車的電力載波通訊系統(tǒng)2000包括多個(gè)控制裝置110、汽車電力線120和多個(gè)電力載波通訊裝置130。
具體地，多個(gè)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(gè)控制裝置110供電且多個(gè)控制裝置110之間通過汽車電力線120進(jìn)行通訊。多個(gè)電力載波通訊裝置103與多個(gè)控制裝置110 —一對(duì)應(yīng)，多個(gè)控制裝置110通過各自的通訊接口與對(duì)應(yīng)的電力載波通訊裝置130相連，多個(gè)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(gè)電力載波通訊裝置130從汽車電力線120上獲取載波信號(hào)以便將載波信號(hào)解調(diào)后發(fā)送給對(duì)應(yīng)的控制裝置，并接收對(duì)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。
結(jié)合圖17所示，多個(gè)控制 裝置110包括控制裝置I至控制裝置N (N彡2，N為整數(shù))。與之相對(duì)應(yīng)的多個(gè)電力載波通訊裝置130包括電力載波裝置I至電力載波裝置N。例如，控制裝置I需要與控制裝置2進(jìn)行通訊，則電力載波裝置I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(hào)，該載波信號(hào)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。
其中，如圖18所示，每個(gè)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。
進(jìn)一步地，如圖19所示，多個(gè)電力載波通訊裝置例如八個(gè)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(gè)電力載波通訊裝置與一個(gè)控制裝置對(duì)應(yīng)。例如，電力載波通訊裝置I與傳動(dòng)控制裝置111相對(duì)應(yīng)，電力載波通訊裝置2與發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置112相對(duì)應(yīng)，電力載波通訊裝置3與主動(dòng)懸掛裝置對(duì)應(yīng)，電力載波通訊裝置4與空調(diào)控制裝置114相對(duì)應(yīng)，電力載波通訊裝置5與安全氣囊115相對(duì)應(yīng)，電力載波通訊裝置6與儀表顯示116相對(duì)應(yīng)，電力載波通訊裝置7與故障診斷117相對(duì)應(yīng)，電力載波通訊裝置8與照明裝置118相對(duì)應(yīng)。
在本實(shí)施例中，如圖20所示，該電力載波通訊系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)接收的方法包括如下步驟:
S2101，系統(tǒng)加電啟動(dòng)，系統(tǒng)程序進(jìn)入從電力線接收數(shù)據(jù)的狀態(tài)。
S2102，檢測(cè)載波信號(hào)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。
S2103，開始接收從電力線上傳來的數(shù)據(jù)，進(jìn)入下一步驟S2105。
S2104，檢測(cè)SCI 口，判斷SCI 口是否有數(shù)據(jù)。如果是，則進(jìn)入下一步驟S2105 ;如果否，則返回步驟S2101。
S2105，進(jìn)入數(shù)據(jù)接收狀態(tài)。
根據(jù)本實(shí)施例的用于電動(dòng)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(shí)現(xiàn)車內(nèi)各個(gè)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(hù)難度。
在本發(fā)明的還一個(gè)實(shí)施例中，上述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)采用采用水冷方式，如圖21所示，箱體結(jié)構(gòu)布局為電感水道散熱和IGBT水道共用，很好的解決了散熱和空間問題。箱體結(jié)構(gòu)布局分為上下兩層，IGBT散熱水道背面對(duì)濾波模塊進(jìn)行散熱，根據(jù)電感形狀制作，制作成電感槽601，利用電感槽601的側(cè)面?zhèn)鲗?dǎo)熱量，最后通過水道602帶走熱量，電感利用高導(dǎo)熱系數(shù)的膠進(jìn)行固定，增加了熱量傳導(dǎo)能力和整體設(shè)計(jì)的機(jī)械強(qiáng)度。本實(shí)施例中的向外供電的系統(tǒng)采用采用水冷方式進(jìn)行散熱，散熱效果優(yōu)于風(fēng)冷方式，同等功率下可以減小濾波模塊體積，減小整體向外供電的系統(tǒng)的體積和重量。
此外,本發(fā)明的另一方面的實(shí)施例還提出了一種電動(dòng)汽車，包括上述的向外供電的系統(tǒng)。該電動(dòng)汽車能夠通過三相或單相電進(jìn)行大功率充電，方便用戶隨時(shí)隨地對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行快速充電，節(jié)約了時(shí)間成本，滿足人們的需求。
根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng),本發(fā)明實(shí)施例能夠增加電動(dòng)汽車的功能，使得電動(dòng)汽車能夠?qū)ν饨迂?fù)載進(jìn)行充電，從而增加了電動(dòng)汽車使用的適用性。此夕卜，通過電動(dòng)汽車對(duì)外接負(fù)載的供電，能夠保證電動(dòng)汽車的使用靈活性，提高了電動(dòng)汽車在緊急情況下的作用。通過本發(fā)明實(shí)施例，可通過電動(dòng)汽車為家用電器進(jìn)行供電，方便用戶戶外使用。
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(gè)或更多個(gè)用于實(shí)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(shí)施方式的范圍包括另外的實(shí)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(shí)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(shí)施例所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員所理解。
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(rèn)為是用于實(shí)現(xiàn)邏輯功能的可執(zhí)行指令的定序列表，可以具體實(shí)現(xiàn)在任何計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)"可以是任何可以包含、存儲(chǔ)、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(jì)算機(jī)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(gè)或多個(gè)布線的電連接部(電子裝置)，便攜式計(jì)算機(jī)盤盒(磁裝置)，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，只讀存儲(chǔ)器(ROM)，可擦除可編輯只讀存儲(chǔ)器(EPR0M或閃速存儲(chǔ)器)，光纖裝置，以及便攜式光盤只讀存儲(chǔ)器(⑶ROM)。另外，計(jì)算機(jī)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?yàn)榭梢岳缤ㄟ^對(duì)紙或其他介質(zhì)進(jìn)行光學(xué)掃描，接著進(jìn)行編輯、解譯或必要時(shí)以其他合適方式進(jìn)行處理來以電子方式獲得所述程序，然后將其存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中。
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(shí)現(xiàn)。在上述實(shí)施方式中，多個(gè)步驟或方法可以用存儲(chǔ)在存儲(chǔ)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(shí)現(xiàn)。例如，如果用硬件來實(shí)現(xiàn)，和在另一實(shí)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(xiàng)或他們的組合來實(shí)現(xiàn):具有用于對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)實(shí)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(chǎng)可編程門陣列(FPGA)等。
本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)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(chǔ)于一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，包括方法實(shí)施例的步驟之一或其組合。
此外，在本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例中的各功能單元可以集成在一個(gè)處理模塊中，也可以是各個(gè)單元單獨(dú)物理存在，也可以兩個(gè)或兩個(gè)以上單元集成在一個(gè)模塊中。上述集成的模塊既可以采用硬件的形式實(shí)現(xiàn)，也可以采用軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)。所述集成的模塊如果以軟件功能模塊的形式實(shí)現(xiàn)并作為獨(dú)立的產(chǎn)品銷售或使用時(shí)，也可以存儲(chǔ)在一個(gè)計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中。
上述提到的存儲(chǔ)介質(zhì)可以是只讀存儲(chǔ)器，磁盤或光盤等。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)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(duì)這些實(shí)施例進(jìn)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(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 動(dòng)力電池； 充放電插座，所述充放電插座與外接負(fù)載相連； 雙向DC/DC模塊，所述雙向DC/DC模塊的第一直流端與所述動(dòng)力電池的另一端相連，所述雙向DC/DC模塊的第二直流端與所述動(dòng)力電池的一端相連，其中，所述第一直流端為所述雙向DC/DC模塊輸入及輸出的共用直流端； 雙向DC/AC模塊，所述雙向DC/AC模塊的第一直流端與所述動(dòng)力電池的一端相連，所述雙向DC/AC模塊的第二直流端與所述動(dòng)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；以及 控制器模塊，所述控制器模塊與所述充放電控制模塊相連，所述控制器模塊用于控制所述雙向DC/DC模塊和雙向DC/AC模塊將所述動(dòng)力電池的電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓值的交流電，并通過所述充放電控制模塊和所述充放電插座提供至所述外接負(fù)載。
2.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 連接組件，所述連接組件連接在所述充放電插座和外接負(fù)載之間。
3.如權(quán)利要求2所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，所述連接組件包括: 充電槍接口，所述充電槍接口與所述充放電插座相連； 電源接口，所述電源接口與所述充電槍接口相連，所述電源接口向所述外接負(fù)載提供接口。
4.如權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，所述外接負(fù)載為電器設(shè)備。
5.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)，所述驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)的一端與所述動(dòng)力電池一端相連，所述驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)的另一端與所述雙向DC/DC模塊的第三直流端相連； 電機(jī)控制開關(guān)，所述電機(jī)控制開關(guān)的一端與所述雙向DC/AC模塊的交流端相連，所述電機(jī)控制開關(guān)的另一端與電機(jī)相連， 其中，所述控制器模塊與所述驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)和電機(jī)控制開關(guān)相連，所述控制器模塊用于根據(jù)所述向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式對(duì)所述驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)和電機(jī)控制開關(guān)進(jìn)行控制。
6.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng),其特征在于， 當(dāng)所述向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動(dòng)模式時(shí)，所述控制器模塊控制所述驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)閉合以關(guān)閉所述雙向DC/DC模塊，并控制所述電機(jī)控制開關(guān)閉合，以及控制所述充放電控制模塊斷開。
7.如權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于， 當(dāng)所述向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為充放電模式時(shí)，所述控制器模塊控制所述驅(qū)動(dòng)控制開關(guān)斷開以啟動(dòng)所述雙向DC/DC模塊，并控制所述電機(jī)控制開關(guān)斷開，以及控制所述充放電控制模塊閉合。
8.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第一預(yù)充控制模塊，所述第一預(yù)充控制模塊的一端與所述動(dòng)力電池的一端相連，所述第一預(yù)充控制模塊的另一端與所述雙向DC/DC模塊的第二直流端相連，所述第一預(yù)充控制模塊用于在為所述雙向DC/DC模塊中的電容及母線電容進(jìn)行預(yù)充電，其中，所述母線電容連接在所述雙向DC/DC模塊的第一直流端和所述雙向DC/DC模塊的第三直流端之間。
9.如權(quán)利要求8所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一預(yù)充控制模塊進(jìn)一步包括: 第一電阻和第一開關(guān)，所述第一電阻的一端與所述第一開關(guān)的一端相連，所述第一電阻的另一端與所述動(dòng)力電池的一端相連，所述第一開關(guān)的另一端與所述雙向DC/DC模塊的第二直流端相連； 第二開關(guān)，所述第一電阻和所述第一開關(guān)串聯(lián)之后與所述第二開關(guān)并聯(lián)， 其中，所述控制器模塊在所述向外供電的系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)控制所述第一開關(guān)閉合以對(duì)所述雙向DC/DC模塊中的電容及母線電容進(jìn)行預(yù)充電，并在所述母線電容的電壓與所述動(dòng)力電池的電壓成預(yù)設(shè)倍數(shù)時(shí)，控制所述第一開關(guān)斷開同時(shí)控制所述第二開關(guān)閉合。
10.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，所述雙向DC/DC模塊進(jìn)一步包括: 相互串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管，所述相互串聯(lián)的第一開關(guān)管和第二開關(guān)管連接在所述雙向DC/DC模塊的第一直流端和第三直流端之間，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管受所述控制器模塊的控制，其中，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管之間具有第一節(jié)點(diǎn)； 第一二極管，所述第一二極管與所述第一開關(guān)管反向并聯(lián)； 第二二極管，所述第二二極管與所述第二開關(guān)管反向并聯(lián)； 第一電感，所述第一電感的一端與所述第一節(jié)點(diǎn)相連，所述第一電感的另一端與所述動(dòng)力電池的一端相連；以及 第一電容，所述第一電容的一端與所述第一電感的另一端相連，所述第一電容的另一端與所述動(dòng)力電池的另一端相連。
11.如權(quán)利要求5所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 漏電流削減模塊，所述漏電流削減模塊連接在所述雙向DC/DC模塊的第一直流端和所述雙向DC/DC模塊的第三直流端之間。
12.如權(quán)利要求11所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，所述漏電流削減模塊進(jìn)一步包括: 第二電容和第三電容，所述第二電容的一端與所述第三電容的一端相連，所述第二電容的另一端與所述雙向DC/DC模塊的第一直流端相連,所述第三電容的另一端與所述雙向DC/DC模塊的第三直流端相連，其中，所述第二電容和第三電容之間具有第二節(jié)點(diǎn)。
13.如權(quán)利要求12所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 濾波模塊，所述濾波模塊連接在所述雙向DC/AC模塊和所述充放電控制模塊之間。
14.如權(quán)利要求13所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(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二節(jié)點(diǎn)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向外供電的系統(tǒng)當(dāng)前所處的工作模式為驅(qū)動(dòng)模式時(shí)控制所述濾波控制模塊斷開。
15.如權(quán)利要求13所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(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。
16.如權(quán)利要求15所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 第二預(yù)充控制模塊，所述第二預(yù)充模塊與所述充放電控制模塊并聯(lián)，所述第二預(yù)充控制模塊用于對(duì)所述濾波模塊中的電容進(jìn)行預(yù)充電， 其中，在進(jìn)入放電模式之后，所述控制器模塊控制所述濾波控制模塊閉合，并控制所述第二預(yù)充控制模塊對(duì)所述濾波模塊中的電容進(jìn)行預(yù)充電，直至所述濾波模塊中的電容的電壓達(dá)到預(yù)設(shè)閾值，所述控制器模塊控制所述第二預(yù)充控制模塊斷開并控制所述充放電控制模塊閉合。
17.如權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，其特征在于，所述充放電控制模塊進(jìn)一步包括: 三相開關(guān)和/或單相開關(guān)，用于實(shí)現(xiàn)三相放電或單相放電。
18.—種電動(dòng)汽車, 其特征在于,包括如權(quán)利要求1-17任一項(xiàng)所述的放電系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提出一種電動(dòng)汽車向外供電的系統(tǒng)，包括動(dòng)力電池；充放電插座，所述充放電插座與外接負(fù)載相連；雙向DC/DC模塊；雙向DC/AC模塊；充放電控制模塊；控制器模塊，所述控制器模塊與所述充放電控制模塊相連，所述控制器模塊用于控制所述雙向DC/DC模塊和雙向DC/AC模塊將所述動(dòng)力電池的電壓轉(zhuǎn)換為預(yù)設(shè)電壓值的交流電，并通過所述充放電控制模塊和所述充放電插座提供至所述外接負(fù)載。本發(fā)明實(shí)施例能夠增加電動(dòng)汽車的功能，使得電動(dòng)汽車能夠?qū)ν饨迂?fù)載進(jìn)行充電，從而增加了電動(dòng)汽車使用的適用性。
文檔編號(hào)B60L11/18GK103187772SQ201210593270
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者陳偉, 齊阿喜, 熊燕飛, 廖揚(yáng), 付玉, 劉建 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司