WO2013097801A1 - 电动汽车及其集成控制系统 - Google Patents

Abstract

一种电动汽车及其集成控制系统。该集成控制系统包括：动力电池(10);高压配电箱(90)，其与动力电池相连；驱动及充放电集成控制器(70)，其通过高压配电箱与动力电池相连，并且分别与电机和充放电插座相连，用于在电动汽车处于驱动模式时驱动电机；辅助高压器件，其通过高压配电箱与动力电池相连；第一DC/DC模块(300)，其通过高压配电箱与动力电池相连；控制器，其与高压配电箱相连，用于控制高压配电箱以在驱动及充放电集成控制器、辅助高压器件和第一DC/DC模块上电之前通过高压配电箱进行预充电。该集成控制系统可以根据工作模式的不同实现各系统工作状态的统一切换，协调控制车辆的各分立系统，兼容性强。

Description

电动汽车及其集成控制系统 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及其集成控制系统。 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。

作为电动汽车核心组成部分的电机驱动系统、 动力电池充电系统等方面技术进步 也日新月异， 传统的电动汽车中电机驱动系统作为一个独立的系统， 拥有独立的功率 变换模块、 控制模块等， 只需保证车辆行驶时的电机驱动要求及部分整车要求即可。 动力电池充电系统一般分为车载交流充电系统及快速直流充电系统， 车载交流充电系 统拥有功率变换模块、 控制模块等， 可以较小功率给动力电池充电； 快速直流充电系 统只需车辆侧有相应配电电路、 动力电池管理系统进行协助控制， 但是充电设施需要 庞大的功率变换模块等设备。 对于装载较大能量动力电池的电动汽车， 为了兼顾充电 的便利性、 快速性， 都需安装这两种充电系统。 目前随着技术的不断进步及降低成本 的迫切需求， 电动汽车的电机驱动系统、 充电系统、 甚至连对外放电的逆变系统等也 在逐步向集成化、 统一化发展， 从共用控制模块到包括功率变换模块的集成， 形成统 一的整体。

但是， 这种系统由于集成了大量的功能， 系统复杂性大幅增加， 与车辆其他系统 配合面临严峻挑战， 随之而来的互相干扰、 功能切换安全、 散热需求等问题也有很大 不同， 传统的各系统独立处理的模式已不能满足要求。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一。

为此， 本发明的第一个目的在于提供一种电动汽车的集成控制系统， 该系统避免 了干扰， 且安全性更高。 本发明的第二个目的在于提供一种电动汽车。

为实现上述目的， 本发明第一方面的实施例提供一种电动汽车的集成控制系统， 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； 驱动及充放电 集成控制器， 所述驱动及充放电集成控制器通过所述高压配电箱与所述动力电池相连， 且所述驱动及充放电集成控制器分别与电机和充放电插座相连， 所述驱动及充放电集 成控制器用于在所述电动汽车处于驱动模式时驱动所述电机， 并在所述电动汽车处于 充放电模式时通过所述充放电插座对所述动力电池进行充放电； 辅助高压器件， 所述 辅助高压器件通过所述高压配电箱与所述动力电池相连； 第一 DC/DC模块， 所述第一 DC/DC模块通过所述高压配电箱与所述动力电池相连； 控制器， 所述控制器与所述高 压配电箱相连， 用于控制所述高压配电箱以在所述驱动及充放电集成控制器、 所述辅 助高压器件和所述第一 DC/DC模块上电之前通过所述高压配电箱进行预充电。

根据本发明实施例的电动汽车的集成控制系统， 根据工作模式的不同， 可以实现 各系统工作状态的统一切换， 协调控制车辆的各分立系统， 兼容性强， 并且由于具有 冷却系统， 满足大功率工作时的散热要求， 可以满足电动汽车不同功能需求及扩展， 具有良好的适应性。 该系统实现对电动汽车驱动、 充电、 对外放电功能要求的兼容， 并能满足大功率输出的要求。

本发明第二方面的实施例提供一种电动汽车， 包括本发明第一方面实施例的集成 控制系统。

根据本发明实施例的电动汽车， 根据工作模式的不同， 可以实现各系统工作状态 的统一切换， 协调控制车辆的各分立系统， 兼容性强， 并且由于具有冷却系统， 满足 大功率工作时的散热要求， 可以满足电动汽车不同功能需求及扩展， 具有良好的适应 性。 该系统实现对电动汽车驱动、 充电、 对外放电功能要求的兼容， 并能满足大功率 输出的要求。

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为根据本发明实施例的驱动及充放电集成控制系统示意图；

图 5是集成控制系统高压配电系统示意图；

图 6是集成控制系统工作原理示意图；

图 7为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统的方框示意图； 图 8为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统的拓朴图；

图 9为根据本发明一个实施例的控制器模块的方框示意图；

图 10为根据本发明一个示例的控制器模块中的 DSP与外围硬件电路接口示意图； 图 1 1为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统的功能判断流程图； 图 12为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统进行电机驱动控制功能 的方框示意图；

图 13为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统充放电功能启动判断流 程图；

图 14为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统在充电工作模式下的控 制流程图；

图 15为根据本发明一个实施例的用于电动汽车的动力系统在电动汽车充电结束时 的控制流程图； 图 16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 17为根据本发明另一个实施例的采用两个动力系统并联对电动汽车进行充电的 示意图；

图 18为 #居本发明一个示例的充放电插座的示意图；

图 19为根据本发明另一个示例的离网带载放电插头的示意图；

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。

如图 4至图 6 , 本发明实施例的电动汽车的集成控制系统包括动力电池 10、 高压 配电箱 90、 辅助高压器件、 第一 DC/DC模块 300、 控制器 80。 高压配电箱 90与动力 电池 10相连； 驱动及充放电集成控制器 70 , 驱动及充放电集成控制器 70通过高压配 电箱 90与动力电池 10相连， 且驱动及充放电集成控制器 70分别与电机和充放电插座 相连。 驱动及充放电集成控制器 70用于在电动汽车处于驱动模式时驱动电机， 并在电 动汽车处于充放电模式时通过充放电插座对动力电池进行充放电。

辅助高压器件，辅助高压器件通过高压配电箱 90与动力电池 10相连。第一 DC/DC 模块 300通过高压配电箱 70与动力电池 10相连。 控制器 80与高压配电箱 70相连， 用于控制高压配电箱 90以在驱动及充放电集成控制器 70、辅助高压器件和第一 DC/DC 模块上电之前通过高压配电箱进行预充电。

高压配电箱 70包括： 第一预充控制模块和与第一预充控制模块并联的第一开关， 第一预充控制模块和第一开关 K1的一端与动力电池的一端相连，第一预充控制模块和 第一开关的另一端与驱动及充放电集成控制器的第一端相连； 第二预充控制模块和与 第二预充控制模块并联的第二开关 K2 , 第二预充控制模块和第二开关 K2的一端与动 力电池的一端相连，第二预充控制模块和第二开关 K2的另一端与第一 DC/DC模块 300 的第一端相连； 第三预充控制模块和与第三预充控制模块并联的第三开关 K3 ; 第三预 充控制模块和第三开关 K3的一端与动力电池的一端相连，第三预充控制模块和第三开 关 K3的另一端与辅助高压器件的第一端相连； 第四开关 K4, 第四开关 K4的一端与 动力电池的另一端相连，且第四开关 K4分别与驱动及充放电集成控制器、第一 DC/DC 模块和所示辅助高压器件的第二端相连。 第五开关 K5 , 第五开关 K5的一端与动力电 池的一端相连， 且第五开关与驱动及充放电集成控制器的第三端相连。

图 5中 Kl l、 K21、 K31预充回路中分别使用了三个预充电阻，可以根据实际情况， 若对预充时间要求较低， 而对成本及结构要求较高， 可以合并为一个预充电阻， 通过 动力电池管理系统软件设置不同的预充时间及死区时间来实现相同的功能。

当电动汽车处于驱动模式或充放电模式时， 控制器通过第一预充控制模块对驱动 及充放电集成控制器进行预充电同时闭合第四开关 Κ4 , 当驱动及充放电集成控制器的 母线电压与动力电池的电压成预设倍数时， 控制第一预充控制模块关断并闭合第一开 关。

在闭合第一开关 K1之后，控制器还通过第三预充控制模块对辅助高压器件进行预 充电， 当辅助高压器件的母线电压与动力电池的电压成预设倍数时， 控制第三预充控 制模块关断并闭合第三开关 Κ3。

当电动汽车处于驱动模式时， 在闭合第三开关之后， 控制器还通过第二预充控制 模块对第一 DC/DC模块 300进行预充电， 当第一 DC/DC模块 300的母线电压与动力 电池 10的电压成预设倍数时， 控制第二预充控制模块关断并闭合第二开关 K2。

下面结合图 5对高压配电箱的工作原理进行详细描述。

驱动模式： 车辆启动系统发送启动命令， 动力电池管理系统 10检测动力电池状态 良好后控制高压配电系统相应动作， 首先吸合动力电池负极接触器 Κ5 , 再吸合主预充 接触器 K11 , 对驱动及充放电控制器进行预充， 驱动及充放电控制器检测并反馈动力 母线电压给动力电池管理系统， 当动力电池管理系统判断驱动及充放电控制器母线电 压达到动力电池电压的 90% (可用电压差 50V代替） 以内时确定为预充完成， 控制主 接触器 K1吸合， 然后断开主预充接触器 K11 , 并发送相应接触器状态及预充完成允许 驱动命令， 驱动及充放电控制器收到上述状态及命令并检测母线电压在正常工作电压 内后即可根据油门深度等信号驱动车辆行驶； 随后， 动力电池管理系统控制辅助预充 接触器 Κ31吸合， 对 EPS控制器、 空压机控制器等进行预充， EPS控制器等检测并反 馈母线电压值给动力电池管理系统， 当当动力电池管理系统判断其母线电压达到动力 电池电压的 90% (可用电压差 50V代替）以内时确定为预充完成， 控制辅助接触器 K3 吸合， 然后断开辅助预充接触器 K31 , 并发送相应接触器状态及预充完成允许命令， 辅助动力回路预充完成； 随后动力电池管理系统控制 DC 预充接触器 K21 吸合， 对 DC-DC变换器进行预充， DC-DC变换器检测并反馈母线电压给动力电池管理系统， 当 动力电池管理系统判断 DC-DC变换器母线电压达到动力电池电压的 90% (可用电压差 50V代替） 以内时确定为预充完成， 控制 DC接触器 K2吸合， 然后断开 DC预充接触 器 K21 , 并发送相应接触器状态及预充完成允许命令； 整个高压配电系统配电完成。

充放电模式： 首先， 驱动及充放电控制器根据相应车辆设置或充电枪连接触发进 入充放电模式， 发送放电或充电准备就绪状态， 动力电池管理系统收到此状态后检测 动力电池状态符合充电或放电要求即开始进行预充，首先吸合动力电池负极接触器 K5 , 再吸合主预充接触器 K1 1 , 对驱动及充放电控制器进行预充， 驱动及充放电控制器检 测并反馈动力母线电压给动力电池管理系统， 当动力电池管理系统判断驱动及充放电 控制器母线电压达到动力电池电压的 90% (可用电压差 50V代替） 以内时确定为预充 完成， 控制主接触器 K1吸合， 然后断开主预充接触器 K11 , 并发送相应接触器状态及 预充完成允许充放电命令； 随后动力电池管理系统控制 DC预充接触器 K21吸合， 对 DC-DC变换器进行预充， DC-DC变换器检测并反馈母线电压给动力电池管理系统， 当 动力电池管理系统判断 DC-DC变换器母线电压达到动力电池电压的 90% (可用电压差 50V代替） 以内时确定为预充完成， 控制 DC接触器 K2吸合， 然后断开 DC预充接触 器 K21 , 并发送相应接触器状态及预充完成允许命令； 整个高压配电系统配电完成。 本发明实施例的电动汽车的集成控制系统， 还包括： 冷却模块， 冷却模块用于对 集成控制系统进行冷却。

下面对本发明实施例的电动汽车的集成控制系统进行描述。

驱动时，由 BCM控制负责整车的防盗及启动动低压系统的启动系统发送启动相关 命令给动力电池管理系统、 驱动及充放电集成控制器 70等相关模块， 动力电池管理系 统收到启动命令后进入驱动模式并在检测动力电池状态良好即吸合图 5中 Kl l、 Κ21、 K31 等预充接触器及 Κ5 负极接触器， 各高压用电器 （驱动及充放电控制器 70、 DC-DC30, 空调、 EPS 等） 开始预充并发送相应高压回路电压值， 待动力电池管理系 统判断各高压用电器电压值达到预充完成条件后控制相应接触器吸合接通高压动力回 路。 DC-DC30把动力电池高压直流电转换为整车低压电供给整车低压电器及蓄电池， 同时， 辅助控制器采集整车信号， 控制冷却系统工作， 驱动及充放电控制器根据接收 到的辅助控制器检测的加速踏板、 制动踏板、 档位等整车信号综合处理计算出相应的 电机扭矩需求值从而通过把直流电逆变为交流电控制电机运行驱动车辆行驶， 组合仪 表等显示系统显示整车运行状况。

充电时， 当充电枪连接到车辆充电口， 驱动及充放电集成控制器 70检测到充电枪 连接， 输出相应连接信号给 BCM, BCM 控制低压充电系统启动， 并发送相应状态， 动力电池管理系统根据 BCM的命令状态进入充电模式。在检测动力电池状态良好后根 据驱动及充放电控制器的状态进行相应动作， 驱动及充放电控制器检测通过充电枪与 充电设备的交互情况判断充电连接是否完成， 在判断连接完成后发送相应状态信号给 动力电池管理系统， 动力电池管理系统在收到相应状态后开始吸合图 5 中 Kl l、 K21 预充接触器及 Κ5负极接触器进行预充，相应的驱动及充放电集成控制器 70、 DC-DC30 开始发送动力回路电压值， 待动力电池管理系统判断各高压用电器电压值达到预充完 成条件后控制相应接触器吸合接通高压动力回路， 并发送相应状态信息。 DC-DC30将 动力电池高压直流电转换为整车低压电供给整车低压电器及蓄电池； 驱动及充放电控 制器在检测到高压动力回路连接完成电压正常后启动功率模块工作， 辅助控制器检测 充电口状态并控制冷却系统工作， 同时显示系统的组合仪表显示整车的各种充电信息。

对外放电时， 在 BCM控制整车低压系统启动后， 通过组合仪表或者其他触发信号 设置启动对外放电命令， 动力电池管理系统根据命令状态进入对外放电模式， 在检测 动力电池状态良好后开始吸合图 5中 Κ11、Κ21预充接触器及 Κ5负极接触器进行预充， 相应的驱动及充放电控制器、 DC-DC开始发送动力回路电压值， 待动力电池管理系统 判断各高压用电器电压值达到预充完成条件后控制相应接触器吸合接通高压动力回 路， 并发送相应状态信息。 DC-DC30将动力电池高压直流电转换为整车低压电供给整 车低压电器及蓄电池； 驱动及充放电控制器检测放电口对外放电枪连接状况， 在判断 动力回路及放电设备连接完成后根据设置的对外放电要求开始启动对外放电， 同时组 合仪表显示相应的整车对外放电信息。

如图 7所示，本发明一个实施例提出的用于电动汽车的动力系统包括动力电池 10、 充放电插座 20、 双向 DC/DC模块 30、 驱动控制开关 40、 双向 DC/AC模块 50、 电机 控制开关 60、 充放电控制模块 70和控制器模块 80。

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。 驱动控制开关 40的一端与动力电池 10 的一端相连， 驱动控制开关 40的另一端与双向 DC/DC模块 30的第三直流端 a3相连。 在本发明的一个实施例中， 驱动控制开关 40与图 5中的开关 K4相同。 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， 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。 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， 充放电控制模块 70的另一端与充放电插 座 20相连。 控制器模块 80与驱动控制开关 40、 电机控制开关 60和充放电控制模块 70相连， 控制器模块 80用于根据动力系统当前所处的工作模式对驱动控制开关 40、 电机控制开关 60和充放电控制模块 70进行控制。

进一步地， 在本发明的实施例中， 动力系统当前所处的工作模式可以包括驱动模 式和充放电模式。 当动力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。 当动力系统当前所处的工 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， 使外部电源可以正常地为动力电池 10进行充电。 双向 DC/DC模块 30的第一直 流端 al和第三直流端 a3与直流母线的正负端相连。

在本发明的一个实施例中， 如图 8 所示， 用于电动汽车的动力系统还包括第一预 充控制模块 101 , 第一预充控制模块 101的一端与动力电池 10的一端相连， 第一预充 控制模块 101的另一端与双向 DC/DC模块 30的第二直流端 a2相连， 第一预充控制模 块 101用于在为双向 DC/DC模块 30中的电容 C1及母线电容 CO进行预充电， 其中， 母线电容 CO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。 其中， 第一预充控制模块 101包括第一电阻 Rl、 第一开关 K1和第 二开关 K2。 在本发明的一个实施例中， 第一开关 K1与图 5所示的开关 K1 1相同， 第 二开关 Κ2与图 5所示的开关 K1相同。第一电阻 R1的一端与第一开关 K1的一端相连， 第一电阻 R1的另一端与动力电池 10的一端相连，第一开关 K1的另一端与双向 DC/DC 模块 30的第二直流端 a2相连， 第一电阻 R1和第一开关 K1 串联之后与第二开关 K2 并联， 其中， 控制器模块 80在动力系统启动时控制第一开关 K1闭合以对双向 DC/DC 模块 30中的电容 C 1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， 控制第一开关 K1断开同时控制第二开关 K2闭合。

如图 8所示， 双向 DC/DC模块 30进一步包括第一开关管 Ql、 第二开关管 Q2、 第一二极管 Dl、 第二二极管 D2、 第一电感 L1和第一电容 Cl。 其中， 第一开关管 Q1 和第二开关管 Q2相互串联连接， 相互串联的第一开关管 Q1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 Q1和第二开 关管 Q2受控制器模块 80的控制，并且第一开关管 Q1和第二开关管 Q2之间具有第一 节点 A。 第一二极管 D1与第一开关管 Q1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 L1的一端与第一节点 A相连， 第一电感 L1的另一端与动力电池 10的一端相连。 第一电容 C1的一端与第一电感 L1的另一端相连， 第一电容 C1的另 一端与动力电池 10的另一端相连。

此外， 在本发明的实施例中， 如图 8 所示， 该用于电动汽车的动力系统还包括漏 电流削减模块 102, 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 动力系统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 8 所示， 该用于电动汽车的动力系统还包括滤波 模块 103、 滤波控制模块 104、 EMI模块 105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 8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在动力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。 EMI模块 105连接在充放电插座 20和充放电控制模块 70之间。 需要说明的是， 在图 8中接触器 klO的位置仅是示意性的。 在本发明的其他 实施例中，接触器 K10还可设在其他位置， 只要能够实现对滤波模块 103的关断即可。 例如， 在本发明的另一个实施例中， 该接触器 K10也可以连接在双向 DC/AC模块 50 和滤波模块 103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 8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。

也就是说， 在本发明的实施例中， 当动力系统启动时， 控制器模块 80控制第一开 关 K1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， 控制第一开关 K1 断开同 时控制第二开关 K2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 C0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。

当动力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。 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。

当动力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放电插座 20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用于电动汽车的动力系统， 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。

在本发明的一个实施例中， 如图 9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 10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， 在本发明实施例提出的用于电动汽车的动力系统集电机驱动功能、 车 辆控制功能、 交流充电功能、 并网供电功能、 离网带载功能、 车辆对车辆充电功能于 一体。 并且， 该动力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 机驱动控制系统的基础上， 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， 用于电动汽车的动力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， 当本动力系统得电工作时， 如图 1 1所示， 该系统功能判断流程包括以 下步骤：

S901 , 动力系统得电。

S902 , 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。

S903 , 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。 S904, 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 12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 Μ , 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 Μ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 Μ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、 充放电功能

( 1 ) 充放电功能连接确认和启动： 如图 13 所示， 该动力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放电插座物理连接完成， 并且电源正常。

51102, 供电设备检测充电信号 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。

51103, 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。

51106, 进入充放电功能。

如图 14所示， 该动力系统在充电工作模式下的控制流程包括如下步骤：

51201, 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。

51202, 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。

51205, 充电连接故障。

51206, 控制器模块吸合内部开关。

S1207, 判断预设时间例如 1.5秒内检测到外充设备是否无 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。

51209, 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。

S121 1 , 交流外充设备故障。

51212, 进行异常处理。

51213 , 进入充电阶段。

也就是说， 如图 13和图 14所示， 供电设备和控制器模块 80 自检无故障后， 根据 检测 CC信号电压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 K1 , 吸合第二开关 K2, 控制器模块 80收到 BMS充电允许、 第二开关 K2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） 。

( 2 )交流充电功能（G to V )： 该动力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 动力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。 此时该动力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， 对整个动力系统进行闭 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 ) ： 该动力系统接收到仪表 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 ) 并网供电功能 （V to G ) ： 该动力系统接收到仪表 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， 动力系统进 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， 对整个动力系统进行闭环的电流环调节， 实现并网发电。

也就是说， 动力系统上电， 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 动力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， 该动力系统进行放电功能， 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， 整个动力系统充电准备就绪， 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， 同时模拟充电盒输出 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， 如图 15所示， 该动力系统在电动汽车充电结束时的控 制流程包括如下步骤：

51301 , 供电设备断开供电开关， 停止交流输出， 进入步骤 S 1305。

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。

S 1304 , 发送断电请求。

S 1305 , 充电结束。

其中， 如图 16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， 电动汽车的动力系统通过检 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， 电动汽车还可以采用多个动力系统并联对动力电池 进行充电， 例如采用两个动力系统并联后对动力电池充电， 其中两个动力系统共用一 个控制器模块。

在本实施例中， 如图 17所示， 该电动汽车充电系统包括动力电池 10、 第一充电支 路 401、 第二充电支路 402和控制器模块 80。 其中， 第一充电支路 401和第二充电支 路 402均包括充放电插座 20、 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， 第一充电支路 401 和第二充电支路 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 一充电支路相连， 动力电池 10还通过第一预充控制模块 101与第二充电支路相连， 控 制器模块 80分别与第一充电支路 401和第二充电支路 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支路 401和第二充电支路 402对 动力电池 10进行充电。

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 S 1 , 控制器模块检测到第一充电支路通过充放电插座与供电设备相连， 且第 二充电支路通过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， 上述用于电动汽车的动力系统兼容范围广泛， 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 18所示， 充放电插座 20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！^、 N相线通过接触器 K503、 Κ504与三相 充电插座 503的 、 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不做使用， 由三相充电插座 502的 A、 B相代替单相充电插 座 501的 1^、 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， 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，动力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 19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。

根据本发明实施例的电动汽车的集成控制系统根据工作模式的不同， 可以实现各 系统工作状态的统一切换， 协调控制车辆的各分立系统， 兼容性强， 并且由于具有冷 却系统， 满足大功率工作时的散热要求， 可以满足电动汽车不同功能需求及扩展， 具 有良好的适应性。 该系统实现对电动汽车驱动、 充电、 对外放电功能要求的兼容， 并 能满足大功率输出的要求。 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、 一种电动汽车的集成控制系统， 其特征在于， 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；

驱动及充放电集成控制器， 所述驱动及充放电集成控制器通过所述高压配电箱与 所述动力电池相连， 且所述驱动及充放电集成控制器分别与电机和充放电插座相连， 所述驱动及充放电集成控制器用于在所述电动汽车处于驱动模式时驱动所述电机， 并 在所述电动汽车处于充放电模式时通过所述充放电插座对所述动力电池进行充放电； 辅助高压器件， 所述辅助高压器件通过所述高压配电箱与所述动力电池相连； 第一 DC/DC模块， 所述第一 DC/DC模块通过所述高压配电箱与所述动力电池相 连； 以及

控制器， 所述控制器与所述高压配电箱相连， 用于控制所述高压配电箱以在所述 驱动及充放电集成控制器、 所述辅助高压器件和所述第一 DC/DC模块上电之前通过所 述高压配电箱进行预充电。

2、 如权利要求 1所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于， 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驱动及充放电集成控制器的第一端相连；

第二预充控制模块和与所述第二预充控制模块并联的第二开关， 所述第二预充控 制模块和所述第二开关的一端与所述动力电池的一端相连， 所述第二预充控制模块和 所述第二开关的另一端与所述第一 DC/DC模块的第一端相连；

第三预充控制模块和与所述第三预充控制模块并联的第三开关， 所述第三预充控 制模块和所述第三开关的一端与所述动力电池的一端相连， 所述第三预充控制模块和 所述第三开关的另一端与所述辅助高压器件的第一端相连；

第四开关， 所述第四开关的一端与所述动力电池的另一端相连， 且所述第四开关 分别与所述驱动及充放电集成控制器、 所述第一 DC/DC模块和所示辅助高压器件的第 二端相连； 以及 第五开关， 所述第五开关的一端与所述动力电池的一端相连， 且所述第五开关与 所述驱动及充放电集成控制器的第三端相连。

3、 如权利要求 2所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于，

当所述电动汽车处于驱动模式或充放电模式时， 所述控制器通过所述第一预充控 制模块对所述驱动及充放电集成控制器进行预充电同时闭合所述第四开关， 当所述驱 动及充放电集成控制器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。

4、 如权利要求 3所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于， 在闭合所述第一 开关之后， 所述控制器还通过所述第三预充控制模块对所述辅助高压器件进行预充电， 当所述辅助高压器件的母线电压与所述动力电池的电压成预设倍数时， 控制所述第三 预充控制模块关断并闭合所述第三开关。

5、 如权利要求 4所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于， 当所述电动汽车 处于驱动模式时， 在闭合所述第三开关之后， 所述控制器还通过所述第二预充控制模 块对所述第一 DC/DC模块进行预充电， 当所述第一 DC/DC模块的母线电压与所述动 力电池的电压成预设倍数时， 控制所述第二预充控制模块关断并闭合所述第二开关。

6、 如权利要求 1所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于， 还包括： 冷却模块， 所述冷却模块用于对所述集成控制系统进行冷却。

7、 如权利要求 2所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于， 所述驱动及充放 电集成控制器进一步包括：

双向 DC/DC模块， 所述双向 DC/DC模块的第一直流端与所述第四开关的另一端 相连， 所述双向 DC/DC模块的第二直流端与所述第一预充控制模块和所述第一开关的 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第四开关的另一端相连；

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；

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， 所述充放电控制模块的另一端与所述充放电插座相连； 以及

控制器模块， 所述控制器模块与所述驱动控制开关、 电机控制开关和充放电控制 模块相连， 所述控制器模块用于根据所述动力系统当前所处的工作模式对所述驱动控 制开关、 电机控制开关和充放电控制模块进行控制。

8、 如权利要求 7所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于，

当所述动力系统当前所处的工作模式为驱动模式时， 所述控制器模块控制所述第 五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。

9、 如权利要求 8所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于，

当所述动力系统当前所处的工作模式为充放电模式时， 所述控制器模块控制所述 第五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。

10、如权利要求 7所述的电动汽车的集成控制系统，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模块的控制， 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。

11、 如权利要求 7 所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于， 所述驱动及充 放电集成控制器还包括：

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。

12、 如权利要求 1 1所述的电动汽车的集成控制系统， 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。

13、 如权利要求 12所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于， 所述驱动及充 放电集成控制器还包括：

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。

14、 如权利要求 13所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于， 所述驱动及充 放电集成控制器还包括：

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模块控制， 所述控制器模块在所述动力系统当前所处的 工作模式为驱动模式时控制所述滤波控制模块断开。

15、 如权利要求 7所述的电动汽车的集成控制系统， 其特征在于， 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。

16、 如权利要求 7 所述的电动汽车的集成控制系统， 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。

17、 一种电动汽车， 其特征在于， 包括如权利要求 1-16任一项所述的集成控制系 统。