JP7361807B2 - エネルギー変換装置及び車両 - Google Patents

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（関連出願の相互参照)
本願は、ビーワイディー カンパニー リミテッドが２０１９年６月３０日に提出した、名称が「エネルギー変換装置及び車両」の中国特許出願第「２０１９１０５８２１５１．５」号の優先権を主張するものである。

本願は、車両の技術分野に属し、特に、エネルギー変換装置及び車両に関する。

近年、電気自動車技術の継続的な発展に伴い、市場の電気自動車に対する受け入れ度が絶えず向上し、電池充電及びモータ駆動は、電気自動車におけるコア技術として、広く注目されている。現在、市販の従来の電気自動車における電池充電回路とモータ駆動回路は別体で構成され、電池充電回路は、電気自動車の電池を充電し、モータ駆動回路は、電気自動車のモータを駆動し、２つの回路は、互いに独立して干渉しない。

しかしながら、２つの回路をそれぞれ採用して電気自動車の電池充電及びモータ駆動の過程を完了することができるが、上記方法における２つの回路が互いに独立して干渉しないため、電池充電回路及びモータ駆動回路を含む回路は、構造が複雑になり、集積度が低くなり、体積が大きくなり、コストが高くなる。

以上より、従来技術には、モータ駆動と充電システム全体の回路構造が複雑で、集積度が低く、体積が大きく、コストが高いという問題が存在する。

本願は、従来技術に存在する、モータ駆動と充電システム全体の構造が複雑で、集積度が低く、体積が大きく、コストが高いという問題を解決するために、エネルギー変換装置及び車両を提供することを目的とする。

本願は、以下のように実現される。本願の第１の態様に係るエネルギー変換装置は、モータのモータコイルと、ブリッジコンバータと、前記ブリッジコンバータに並列接続されたバスキャパシタと、前記ブリッジコンバータに接続されたコントローラとを含み、
前記ブリッジコンバータは、前記モータコイルに接続され、
前記モータコイル、前記バスキャパシタ及び前記ブリッジコンバータは、いずれも外部充電ポートに接続され、前記バスキャパシタは、外部電池に並列接続され、
前記外部充電ポート、前記モータコイル、前記ブリッジコンバータ、前記バスキャパシタ及び前記電池は、駆動／充電回路を形成し、
前記コントローラは、前記エネルギー変換装置が前記外部充電ポートを介して外部電源に接続される場合、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記外部電源の電気エネルギーが前記駆動／充電回路に流れるように前記ブリッジコンバータを制御し、前記駆動／充電回路の電流を調整することにより、前記外部電源が前記モータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、前記電池を充電する。

本願の一実施例によれば、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間を取得し、前記オン時刻及び持続時間に基づいて、前記駆動／充電回路の電流を調整する。

本願の一実施例によれば、前記外部充電ポートは、直流充電ポートであり、前記外部電源は、直流電源であり、前記駆動／充電回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
前記第１の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記直流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
第２の動作段階において、前記コントローラは、前記電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に、前記電池及び前記バスキャパシタを流れて前記直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

本願の一実施例によれば、前記駆動／充電回路の動作期間の前に、駆動／充電回路の起動期間をさらに含み、
前記駆動／充電回路の起動期間は、第１の起動段階及び第２の起動段階を含み、
前記第１の起動段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に前記直流電源に戻り、
前記第２の起動段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に、前記バスキャパシタを流れて前記直流電源に戻る。

本願の一実施例によれば、前記エネルギー変換装置は、双方向ブリッジをさらに含み、前記外部充電ポートは、交流充電ポートをさらに含み、前記双方向ブリッジは、前記ブリッジコンバータに並列接続され、前記双方向ブリッジは、さらに、前記コントローラ及び前記交流充電ポートに接続され、前記交流充電ポートは、交流電源に接続され、前記駆動／充電回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、
前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
前記第３の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に前記交流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
前記第４の動作段階において、前記コントローラは、前記電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に、前記電池及び前記バスキャパシタを流れて前記交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

本願の一実施例によれば、前記駆動／充電回路の動作期間の前に、駆動／充電回路の起動期間をさらに含み、
前記駆動／充電回路の起動期間は、第３の起動段階及び第４の起動段階を含み、
前記第３の起動段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に前記交流電源に戻り、
前記第４の起動段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記バスキャパシタを通過した後に、前記双方向ブリッジを流れて前記交流電源に戻る。

本願の一実施例によれば、前記外部充電ポート、前記モータコイル、前記ブリッジコンバータ、前記バスキャパシタ及び前記電池は、駆動／充電／加熱回路を形成し、
前記外部充電ポートが外部電源に接続される場合、前記モータに必要な駆動パワー、前記電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記外部電源の電気エネルギーが前記駆動／充電／加熱回路に流れるように前記ブリッジコンバータを制御し、前記駆動／充電／加熱回路の電流を調整することにより、前記外部電源が前記モータを駆動して駆動パワーを出力し、前記電池を充電すると同時に、前記モータコイルが電力を消費して熱を発生し、
前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間を取得し、前記オン時刻及び持続時間に基づいて、前記駆動／充電／加熱回路の電流を調整する。

本願の一実施例によれば、前記外部充電ポートは、直流充電ポートであり、前記外部電源は、直流電源であり、前記駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
前記第１の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記直流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
第２の動作段階において、前記コントローラは、前記電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に、前記電池及び前記バスキャパシタを流れて前記直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

本願の一実施例によれば、前記エネルギー変換装置は、双方向ブリッジをさらに含み、前記外部充電ポートは、交流充電ポートをさらに含み、前記双方向ブリッジは、前記ブリッジコンバータに並列接続され、前記双方向ブリッジはさらに、前記コントローラ及び前記交流充電ポートに接続され、前記交流充電ポートは、交流電源に接続され、前記駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
前記第３の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に前記交流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
前記第４の動作段階において、前記コントローラは、前記電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ、前記電池及び前記バスキャパシタを通過し、前記双方向ブリッジを流れた後に前記交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

本願の第２の態様に係るエネルギー変換装置は、
モータと、
第１の充電接続端及び第２の充電接続端を含む充電接続端群、を含む車載充電モジュールと、
前記モータのモータコイルに接続されたブリッジコンバータを含むモータ制御モジュールと、
並列接続されたバスキャパシタ及びエネルギー貯蔵接続端群を含むエネルギー貯蔵モジュールであって、前記バスキャパシタが前記ブリッジコンバータに並列接続され、前記エネルギー貯蔵接続端群が第１のエネルギー貯蔵接続端及び第２のエネルギー貯蔵接続端を含むエネルギー貯蔵モジュールと、
前記ブリッジコンバータに接続されたコントローラとを含み、
前記モータコイル、前記ブリッジコンバータ及び前記バスキャパシタは、駆動／充電回路を形成し、
前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、外部の電気エネルギーが前記駆動／充電回路に流れるように前記ブリッジコンバータを制御し、前記駆動／充電回路の電流を調整することにより、前記外部の電気エネルギーが前記モータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、前記駆動／充電回路により外部に放電する。

本願の一実施例によれば、前記第１の充電接続端及び前記第２の充電接続端は、それぞれ外部電源に接続され、外部電池は、それぞれ前記第１のエネルギー貯蔵接続端及び前記第２のエネルギー貯蔵接続端に接続され、
前記外部電源、前記モータコイル、前記ブリッジコンバータ、前記バスキャパシタ及び前記電池は、駆動／充電回路を形成する。

本願の一実施例によれば、前記コントローラは、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間を取得し、前記オン時刻及び持続時間に基づいて、前記駆動／充電回路の電流を調整し、前記駆動／充電回路により、前記モータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、前記電池を充電する。

本願の一実施例によれば、前記外部電源は直流電源であり、前記駆動／充電回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
前記第１の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記直流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
第２の動作段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御し、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に、前記電池及び前記バスキャパシタを流れて前記直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

本願の一実施例によれば、前記エネルギー変換装置は、双方向ブリッジをさらに含み、前記双方向ブリッジは、前記ブリッジコンバータに並列接続され、前記充電接続端群は、第３の充電接続端をさらに含み、前記双方向ブリッジは、さらに、前記コントローラ及び前記第３の充電接続端に接続され、前記第３の充電接続端は、外部電源に接続され、前記外部電源、前記モータコイル、前記ブリッジコンバータ、前記双方向ブリッジ、前記バスキャパシタ及び前記電池は、駆動／充電回路を形成し、
前記コントローラは、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間を取得し、前記オン時刻及び持続時間に基づいて、前記駆動／充電回路の電流を調整し、前記駆動／充電回路により、前記モータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、前記電池を充電する。

本願の一実施例によれば、前記外部電源は、交流電源であり、前記交流電源は、前記双方向ブリッジに接続され、前記駆動／充電回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
前記第３の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に前記交流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
前記第４の動作段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ、前記電池及び前記バスキャパシタを通過した後に、前記双方向ブリッジを流れて前記交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

本願の一実施例によれば、前記外部電源、前記モータコイル、前記ブリッジコンバータ、前記バスキャパシタ及び前記電池は、駆動／充電／加熱回路を形成し、
前記充電接続端群が外部電源に接続される場合、前記モータに必要な駆動パワー、前記電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記外部電源の電気エネルギーが前記駆動／充電／加熱回路に流れるように前記ブリッジコンバータを制御し、前記駆動／充電／加熱回路の電流を調整することにより、前記外部電源が前記モータを駆動して駆動パワーを出力し、前記電池を充電すると同時に、前記モータコイルが電力を消費して熱を発生する。

本願の一実施例によれば、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間を取得し、前記オン時刻及び持続時間に基づいて、前記駆動／充電／加熱回路の電流を調整する。

本願の一実施例によれば、前記外部電源は直流電源であり、前記駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
前記第１の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記直流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
第２の動作段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御し、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に、前記電池及び前記バスキャパシタを流れて前記直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

本願の一実施例によれば、前記エネルギー変換装置は、双方向ブリッジをさらに含み、前記双方向ブリッジは、前記ブリッジコンバータに並列接続され、前記双方向ブリッジは、さらに前記コントローラに接続され、前記外部電源は、交流電源であり、前記交流電源は、前記双方向ブリッジに接続され、前記駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
前記第３の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に前記交流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
前記第４の動作段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ、前記電池及び前記バスキャパシタを通過し、前記双方向ブリッジを流れた後に前記交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

本願の第３の態様に係る車両は、第１の態様又は第２の態様に係るエネルギー変換装置を含む。

本願は、エネルギー変換装置及び車両を提供する。エネルギー変換装置は、モータのモータコイルと、ブリッジコンバータと、ブリッジコンバータに並列接続されたバスキャパシタと、ブリッジコンバータに接続されたコントローラとを含み、モータコイル、ブリッジコンバータ、バスキャパシタ、外部電源及び外部電池は、駆動／充電回路を形成し、コントローラは、エネルギー変換装置が外部電源に接続される場合、モータに必要な駆動パワー及び外部電池に必要な充電パワーに基づいて、外部電源の電気エネルギーが駆動／充電回路に流れるようにブリッジコンバータを制御し、駆動／充電回路の電流を調整することにより、外部電源がモータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、電池を充電する。本願は、エネルギー変換装置にモータコイル、ブリッジコンバータ及びバスキャパシタを設置し、外部電源及び外部電池と共に駆動／充電回路を形成することにより、ブリッジコンバータを制御し、さらに外部電源から駆動／充電／加熱回路に流れる電流を調整するだけで、外部電源がモータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、電池を充電することを実現し、さらに、同一のシステムによる車両のモータ駆動及び電池充電を実現することができ、部品の多重化の程度が高く、システムの集積度が高く、構造が簡単であり、これにより、システムのコストを低減し、システムの体積を減少させ、従来のモータ駆動と充電システム全体の構造が複雑で、集積度が低く、体積が大きく、コストが高いという問題を解決する。

本願の追加の態様及び利点は、一部が以下の説明において示され、一部が以下の説明において明らかになるか又は本願の実践により把握される。

本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の構造概略図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の回路図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の別の回路図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の別の構造概略図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の駆動／充電回路の電流波形図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の別の構造概略図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の直流給電の電流の流れ方向図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の直流給電の別の電流の流れ方向図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の直流給電の別の電流の流れ方向図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の直流給電の別の電流の流れ方向図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の交流給電の電流の流れ方向図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の交流給電の別の電流の流れ方向図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の交流給電の別の電流の流れ方向図である。 本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の交流給電の別の電流の流れ方向図である。 本願の実施例３に係るエネルギー変換装置の構造概略図である。 本出願の実施例４に係る車両の構造概略図である。

以下、本願の実施例を詳細に説明し、上記実施例の例は図面に示され、全体を通して同一又は類似の符号は、同一又は類似の部品、若しくは同一又は類似の機能を有する部品を示す。以下、図面を参照しながら説明される実施例は、例示的なものに過ぎず、本願を解釈するためのものであり、本願を限定するためのものであると理解すべきではない。

本願の実施例１に係るエネルギー変換装置１００は、図１に示すように、モータ１０１のモータコイルと、ブリッジコンバータ１０２と、ブリッジコンバータ１０２に並列接続されたバスキャパシタ１０３と、ブリッジコンバータ１０２に接続されたコントローラ１０４とを含み、
ブリッジコンバータ１０２は、モータコイルに接続され、
モータコイル、バスキャパシタ１０３及びブリッジコンバータ１０２は、いずれも外部充電ポート１０６に接続され、バスキャパシタ１０３は、外部電池１０５に並列接続され、
外部充電ポート１０６、モータコイル、ブリッジコンバータ１０２、バスキャパシタ１０３及び電池１０５は、駆動／充電回路を形成し、
コントローラ１０４は、エネルギー変換装置１００が外部電源に接続される場合、モータに必要な駆動パワー及び外部電池１０５に必要な充電パワーに基づいて、外部電源の電気エネルギーが駆動／充電回路に流れるようにブリッジコンバータ１０２を制御し、駆動／充電回路の電流を調整することにより、外部電源がモータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、電池１０５を充電する。

モータ１０１は、同期モータ（ブラシレス同期モータを含む）であっても非同期モータであってもよく、モータの相数は、３以上であり（例えば、三相モータ、五相モータ、六相モータ、九相モータ、十五相モータ等）、モータコイルの接続点がポールを形成し、そこから中性線を引き出し、外部電源に接続され、モータのポール数は、極数の公約数であり、具体的なモータのポール数は、モータ内部の巻線の並列接続構造に依存し、引き出された中性線の数と、中性線のモータ内部での並列接続ポール数とは、実際の解決手段の使用状況に応じて決定され、ブリッジコンバータ１０２は、並列接続された多相ブリッジを含み、ブリッジコンバータ１０２におけるブリッジの数は、モータの相数に応じて配置され、各相ブリッジは、２つのパワースイッチユニットを含み、パワースイッチユニットは、トランジスタ、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＭＯＳＦＥＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）トランジスタ、ＳＩＣトランジスタ（炭化ケイ素トランジスタ）等のデバイスタイプであってよく、ブリッジにおける２つのパワースイッチユニットの接続点は、モータにおける一相コイルに接続され、ブリッジコンバータ１０２におけるパワースイッチユニットは、コントローラ１０４の制御信号に基づいてオン及びオフを実現することができ、外部電源は、直流電流を供給する給電設備であってよく、給電設備について、直流充電スタンドが供給した直流電流、単相又は三相交流充電スタンドが整流した後に出力した直流電流、燃料電池が発電した電気エネルギー、及びエンジン等のレンジエクステンダが回転して発電機を発電するように駆動し、発電機コントローラにより整流された直流電流等の電源形式であってもよい。

コントローラ１０４により、モータ１０１に必要な駆動パワー及び外部電池１０５に必要な充電パワーに基づいて、外部電源の電気エネルギーが駆動／充電回路に流れるようにブリッジコンバータ１０２を制御することは、モータの目標駆動パワー及びモータの現在の駆動パワーに基づいて、モータに必要な駆動パワーを取得し、電池の充電要求パワーに基づいて、電池に必要な充電パワーを取得し、必要な駆動パワー及び必要な充電パワーに基づいて、ブリッジコンバータ１０２における異なるパワースイッチユニットのオン又はオフ及びオンの持続時間を調整し、さらにモータコイルを流れる電流の大きさ及び方向を調整することを指し、モータコイルの電流方向は、モータにおける各相コイルに流入する方向又はモータにおける各相コイルから流出する方向であり、モータコイルの電流の大きさは、モータにおける各相コイルに流入する電流の大きさ又はモータにおける各相コイルから流出する電流の大きさを指し、例えば、ブリッジコンバータ１０２におけるＡ相ブリッジに接続されたモータコイルから流入し、ブリッジコンバータ１０２におけるＢ相及びＣ相ブリッジに接続されたモータコイルを介してモータ１０１から流出し、モータ１０１における各相コイルの電流の大きさ及び方向を調整することにより、モータ１０１のトルク出力を調整することができ、モータ１０１を流れる電流の大きさの和は、モータ１０１の各相コイルの接続点の入力電流に等しいため、該入力電流により充電パワーを調整することができ、モータ１０１における各相コイルの電流の大きさ及び方向を調整することにより、外部電源の電池１０５に対する充電過程及びモータ１０１の出力トルクを同時に制御することができる。

本願の実施例に係るエネルギー変換装置１００の技術的効果として、エネルギー変換装置１００にモータコイル、ブリッジコンバータ及びバスキャパシタを設置し、外部電源及び外部電池と共に駆動／充電回路を形成することにより、ブリッジコンバータの動作状態を制御し、さらに外部電源から駆動／充電回路に流れる電流を調整するだけで、外部電源がモータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、電池を充電することを実現し、さらに、同一のシステムによる車両のモータ駆動及び電池充電を実現することができ、部品の多重化の程度が高く、システムの集積度が高く、構造が簡単であり、これにより、システムのコストを低減し、システムの体積を減少させ、従来のモータ駆動と充電システム全体の構造が複雑で、集積度が低く、体積が大きく、コストが高いという問題を解決する。

一実施形態として、モータは、ｘ組の巻線を含み、ここで、ｘ≧１であり、ｘは整数であり、ｘ組目の巻線の相数はｍ_ｘ相であり、ｘ組目の巻線における各相巻線は、ｎ_ｘ個のコイル分岐回路を含み、各相巻線のｎ_ｘ個のコイル分岐回路が共通接続されて１つの相端点を形成し、ｘ組目の巻線における各相巻線のｎ_ｘ個のコイル分岐回路のうちの１つのコイル分岐回路は、さらに、それぞれ他の相の巻線におけるｎ_ｘ個のコイル分岐回路のうちの１つのコイル分岐回路に接続され、これにより、ｎ_ｘ個の接続点を形成し、ここで、ｎ_ｘ≧１、ｍ_ｘ≧２であり、ｍｘ及びｎｘは整数であり、
ｘ組の巻線は、合計
個の接続点を形成し、
個の接続点は、Ｔ個の中性点を形成し、Ｔ個の中性点からＮ本の中性線を引き出し、ここで、
ｘ≧１、ｍ_ｘ≧２であり、Ｔの範囲は
であり、Ｎの範囲はＴ≧Ｎ≧１であり、Ｔ及びＮは、いずれも整数である。

モータ１０１は、ブリッジコンバータ１０２により形成されたモータコントローラに接続され、ブリッジコンバータ１０２は、Ｋ組のＭ_ｘ相ブリッジを含み、Ｋ組のＭ_ｘ相ブリッジにおける各相ブリッジの第１の端部と第２の端部とはそれぞれ共通接続され、１組のＭ_ｘ相ブリッジにおける少なくとも１つのブリッジの中点は、１組のｍ_ｘ相巻線における相端点に１対１の対応で接続され、ここで、Ｍ_ｘ≧ｍ_ｘ、Ｋ≧ｘであり、Ｋ及びＭ_ｘは、いずれも整数である。

図２に示すように、Ｋ＝１、ｘ＝１、ｍ_１＝Ｍ_１＝３である場合、ブリッジコンバータ１０２は、三相ブリッジを含み、モータ１０１は、三相巻線を含み、各相巻線は、一相コイル分岐回路を含み、各相巻線は、一相ブリッジの中点に対応して接続され、三相巻線は、１つの接続点を形成し、該接続点は、中性点であり、該中性点から引き出された中性線は、外部充電ポート１０６に接続され、三相ブリッジにおける各相ブリッジの両端は、それぞれ共通接続されて第１の合流端及び第２の合流端を形成し、第１の合流端と第２の合流端との間にバスキャパシタＣ１が並列接続され、バスキャパシタＣ１の第１の端部は、スイッチＫ１の第１の端部及びスイッチＫ２の第１の端部に接続され、バスキャパシタＣ１の第２の端部は、スイッチＫ３の第１の端部に接続され、スイッチＫ２の第２の端部は、抵抗Ｒの第１の端部に接続され、スイッチＫ１の第２の端部は、抵抗Ｒの第２の端部及び電池１０５の正極端子に接続され、スイッチＫ３の第２の端部は、電池１０５の負極端子に接続される。

図３に示すように、Ｋ＝１、ｘ＝２、ｍ_１＝３、Ｍ_１＝６である場合、ブリッジコンバータ１０２は、六相ブリッジを含み、モータは、２組の三相巻線を含み、各組の三相巻線における各相巻線は、一相コイル分岐回路を含み、各相巻線は、一相ブリッジの中点に対応して接続され、各組の三相巻線は、１つの接続点を形成し、２組の三相巻線の２つの接続点が共通接続されて中性点を形成し、該中性点から引き出された中性線は、外部充電ポート１０６に接続され、六相ブリッジにおける各相ブリッジの両端は、それぞれ共通接続されて第１の合流端及び第２の合流端を形成し、第１の合流端と第２の合流端との間にバスキャパシタＣ１が並列接続され、バスキャパシタＣ１の第１の端部は、スイッチＫ１の第１の端部及びスイッチＫ２の第１の端部に接続され、バスキャパシタＣ１の第２の端部は、スイッチＫ３の第１の端部に接続され、スイッチＫ２の第２の端部は、抵抗Ｒの第１の端部に接続され、スイッチＫ１の第２の端部は、抵抗Ｒの第２の端部及び電池１０５の正極端子に接続され、スイッチＫ３の第２の端部は、電池１０５の負極端子に接続される。

本実施形態において、モータ巻線の相数及びブリッジコンバータのブリッジ数を設定することにより、モータ巻線における異なる数の接続点が並列接続されて形成された中性点から中性線を引き出し、さらに、モータの等価相のインダクタンスが異なり、電流がモータの中性点を流れる能力が異なり、充電パワー及びインダクタンスの需要に応じて、適切な数の接続点を選択して並列接続して中性点を形成し、中性線を引き出して、必要な充電パワー及びインダクタンスを取得し、充電パワーを満たすと同時に充放電性能を改善する。

一実施形態として、コントローラ１０４は、モータ１０１に必要な駆動パワー及び外部電池１０５に必要な充電パワーに基づいて、ブリッジコンバータ１０２のオン時刻及び持続時間を取得し、オン時刻及び持続時間に基づいて、駆動／充電回路の電流を調整する。

一実施形態として、図２に示すように、三相モータを例として、降圧側キャパシタＣ２の目標電圧を取得し、電池の現在の電圧を取得し、外部電源（充電スタンド）と通信することにより充電スタンドの最大出力電圧を取得し、降圧側キャパシタＣ２の目標電圧は、動力電池の現在の電圧と充電スタンドの最大出力電圧の両者のうちの最小値であり、必要な充電パワー、モータのトルク出力値及び目標電圧に基づいて三相モータの目標入力電流を計算し、モータのトルク出力値に基づいて駆動パワーを計算し、式
に基づいて駆動パワーを計算でき、Ｎは、モータ回転速度で、Ｔｅは、モータトルクで、Ｐ_１は、駆動パワーであり、さらに、式
に基づいて、目標入力電流を計算し、Ｐ_２は、必要な充電パワーで、Ｕ_２は、降圧側キャパシタＣ２の目標電圧である。モータ回転子の位置、目標入力電流及びモータのトルク出力値に基づいて、下記式１、式２及び式３に従って、三相モータの各相電流の目標電流を計算し、
式１、
式２、ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＝Ｉ、
式３、Ｍ＝ＩＡ×ＩＡ＋ＩＢ×ＩＢ＋ＩＣ×ＩＣ、
ここで、αは、回転子電気角で、ＩＡ、ＩＢ及びＩＣは、三相モータの各相電流の目標電流で、Ｉは、目標入力電流で、Ｔｅは、モータのトルク出力値で、λ、ρ、Ｌ_ｄ、Ｌ_ｑは、モータパラメータであり、Ｍは、複数組のデータの最小値を取る。

式１及び式２に基づいて、三相モータの各相電流の目標電流ＩＡ、ＩＢ及びＩＣの複数組のデータを取得でき、さらに、式３に基づいて、複数組のデータにおける、Ｍが最も小さい組のデータを三相モータの各相電流の目標電流ＩＡ、ＩＢ及びＩＣのデータとして取得する。

降圧側キャパシタの目標電圧、目標入力電流及び動力電池の電圧に基づいて、下記式に従って三相電流の制御パルスの平均デューティ比を取得し、
式４、Ｕ_２＝Ｕ_１×Ｄ_０－Ｉ×Ｒ、ここで、Ｕ_２は、降圧側キャパシタの目標電圧で、Ｕ_１は、動力電池の電圧で、Ｄ_０は、三相電流の制御パルスの平均デューティ比で、Ｉは、目標入力電流で、Ｒは、三相モータの等価インピーダンスである。

ここで、Ｕ_１×Ｄ_０は、三相インバータブリッジにおける平均電圧で、Ｉ×Ｒは、三相モータにおける電圧降下であり、三相インバータブリッジにおける平均電圧が三相モータにおける電圧降下と降圧側キャパシタの目標電圧との和に等しいことに基づいて上記式を取得することができる。

平均デューティ比、目標入力電流、各相電流の目標電流及び動力電池の電圧に基づいて、下記式に従って各相ブリッジの制御パルスの第１の目標デューティ比を取得し、
式５、
ここで、Ｉ_１は、各相電流の目標電流で、Ｒ_１は、各相コイルの等価インピーダンスで、Ｄ_１は、各相ブリッジの制御パルスの目標デューティ比である。

巻線コイルにおける電流の流れ方向が各相ブリッジと各相コイルとの接続点から降圧側キャパシタに流れるものである場合、各相ブリッジと各相コイルとの接続点の電圧は、降圧側キャパシタの電圧より大きく、各相ブリッジと各相コイルとの接続点の電圧は、該相コイルにおける電圧降下と降圧側キャパシタの目標電圧との和に等しく、即ち、Ｕ_１×Ｄ_１＝Ｒ_１×Ｉ_１＋Ｕ_２であり、巻線コイルにおける電流の流れ方向が降圧側キャパシタから各相ブリッジと各相コイルとの接続点に流れるものである場合、各相ブリッジと各相コイルとの接続点の電圧は、降圧側キャパシタの電圧より小さく、各相ブリッジと各相コイルとの接続点の電圧は、降圧側キャパシタの目標電圧と該相コイルにおける電圧降下との差に等しく、即ち、Ｕ_１×Ｄ_１＝Ｕ_２－Ｒ_１×Ｉ_１であり、さらに上記式４を結合すれば式５を取得することができ、即ち、各相ブリッジの制御パルスの目標デューティ比を取得することができる。

モータのトルク出力値に基づいて電流ベクトル位置を取得し、さらに、三相電流の位相関係を取得し、各相電流の位相に基づいてブリッジコンバータのオン時刻を取得し、各相ブリッジの制御パルスの目標デューティ比に基づいてブリッジコンバータのオン持続時間を取得する。

本実施形態は、充電又は駆動制御を単独で実現することに対して、ブリッジコンバータのオン持続時間の制御を増加させ、外部電源から駆動／充電回路に流れる電流を調整することにより、外部電源がモータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、電池を充電することを実現することができる。

一実施形態として、外部充電ポートは、直流充電ポートであり、外部電源は、直流電源であり、駆動／充電回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、ブリッジコンバータ１０２は、第１のコイルに接続された第１のブリッジと、第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含む。

第１の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー及び電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に直流電源に戻り、同時に、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻る。

第２の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御し、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、電池１０５及びバスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

第１の動作段階において、第１のコイルは、一相コイル又は接続された少なくとも二相コイルであり、第１のブリッジは、一相ブリッジ又は並列接続された少なくとも二相ブリッジであり、第１のコイルにおける一相コイルは、第１のブリッジにおける一相ブリッジに接続され、第２のコイルは、一相コイル又は接続された少なくとも二相コイルであり、第２のブリッジは、一相ブリッジ又は並列接続された少なくとも二相ブリッジであり、第２のコイルにおける一相コイルは、第２のブリッジにおける一相ブリッジに接続され、第１のコイルと第２のコイルとの間の相違点は、２つのコイルにおける電流の流れ方向が逆状態にあることであり、例えば、第１のコイルにおける電流が第１の方向に沿って流れるようにブリッジコンバータ１０２の第１のブリッジを制御し、該第１の方向は、モータからブリッジコンバータ１０２に流れるものであってよく、第２のコイルにおける電流が第２の方向に沿って流れるようにブリッジコンバータ１０２の第２のブリッジを制御し、第２の方向は、ブリッジコンバータ１０２からモータに流れるものであってよく、即ち、第１の動作段階のモータコイルにおいて、異なる方向の電流の流れが同時に存在し、したがって、モータ１０１の駆動に対する制御を実現できる。

なお、第１のコイル及び第２のコイルにおけるコイルが固定されず、第１のコイル及び第２のコイルは、電流方向に応じて随時変化し、コイルに接続されたブリッジのパワースイッチを選択して制御を行うことができ、例えば、モータは、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３を含み、第１相コイルＬ１に接続されたブリッジの下ブリッジをオンにするように制御することにより、第１相コイルＬ１における電流の流れ方向がモータコイルからブリッジコンバータ１０２となり、第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３に接続されたブリッジの上ブリッジをオンにするように制御することにより、第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３における電流の流れ方向がブリッジコンバータ１０２からモータコイルとなり、この場合、第１のコイルは第１相コイルＬ１であり、第２のコイルは第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３であり、次の周期の場合、ブリッジにおけるオンになったパワースイッチを変更することにより、モータコイルにおける電流方向に対する変更を実現し、第１のコイルが第１相コイルＬ１及び第２相コイルＬ２であり、第２のコイルが第３相コイルＬ３であるようにしてもよい。

第１の動作段階において、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に直流電源に戻るようにすることは、直流電源の電気エネルギーを第１のコイルに貯蔵することを実現し、即ち、直流電源が電池１０５を充電する過程におけるエネルギー貯蔵過程を実現し、該エネルギー貯蔵過程において電流が第１のコイルを流れるため、この場合、モータ１０１を動作するように駆動でき、第１の動作段階において、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻ることは、バスキャパシタ１０３がブリッジコンバータ１０２により第１のコイル及び第２のコイルに放電するようにし、第１のコイルと第２のコイルが接続されるため、電流が第１のコイルと第２のコイルを流れる方向が異なり、直流電源が第１のコイルに対してエネルギーを貯蔵すると同時にモータ１０１を連続的に駆動することを実現することができる。

第１の動作段階及び第２の動作段階が１つの周期を構成し、周期が一定値であるため、第１の動作段階における、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を決定した後に、第２の動作段階における、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を直接決定することができる。

第２の動作段階において、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、電池及びバスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻ることは、直流電源及び第１のコイルが電池及びバスキャパシタ１０３を充電することを実現し、即ち、直流電源が電池を充電する過程におけるフライバック充電過程を実現し、第２の動作段階において、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成することは、第２のコイルにおける電流を第１のコイルに流し、第１の動作過程において、バスキャパシタ１０３から出力された電流が第２のブリッジを介して第２のコイルを流れ、さらに第２のコイル及び第１のコイルを流れるため、第２のコイルと第２のブリッジとの間の接続点の電圧は上昇し、充電ポート側のキャパシタの電圧と、コイルと第２のブリッジとの間の接続点の電圧との大小関係により電流の流れ方向を決定するため、第２のコイルと第２のブリッジとの間の接続点の電圧が充電ポート側のキャパシタの電圧より大きい場合、巻線の電流方向は第２のコイルと第２のブリッジとの間の接続点から流入するものであり、したがって、第２のコイルにおける電流が第１のコイルに流れることを実現することができ、第１のコイルと第２のコイルが接続されるため、電流が第１のコイルと第２のコイルを流れる方向が異なり、直流電源及び第１のコイルが電池１０５及びバスキャパシタ１０３を充電すると同時にモータ１０１を駆動することを実現することができる。

図５は、充電と駆動が協調制御される場合、モータ１０１のある相における電流波形図であり、ブリッジコンバータ１０２はモータ端に電流を出力し、モータの相巻線に流入する電流方向を正方向とし、図５から分かるように、モータ１０１の各相電流は、正弦波を基に、１つの負の直流成分が重畳され、負の直流成分は、各周期における、外部電源からモータの各相に流入する平均電流であり、外部電源から出力されたエネルギーは、駆動により消費されたエネルギーより大きく、残りのエネルギーは、電池１０５を充電するエネルギーである。

本実施形態において、駆動／充電回路の動作期間を第１の動作段階と第２の動作段階に分け、各動作段階はいずれも、電池に対する充電過程とモータに対する駆動過程を含み、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、それぞれ第１の動作段階と第２の動作段階における駆動／充電回路の電流を調整し、これにより、動作期間全体における直流電源から出力されたエネルギーは、一部が電池を充電し、一部がモータを駆動し、電池に対する充電とモータに対する駆動との協調動作を実現する。

一実施形態として、第２の動作段階において、コントローラ１０４は、電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、電池及びバスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

第２の動作段階において、必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を改めて決定することができ、本実施形態と上記実施形態との相違点は、駆動／充電回路の動作期間が一定の周期ではないことであり、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を改めて決定することにより、駆動／充電回路に対する可変周期の制御を実現し、駆動／充電回路の充電過程及び駆動過程に対する制御をより柔軟にし、駆動／充電回路の動作効率を向上させやすい。

一実施形態として、駆動／充電回路の動作期間の前に、駆動／充電回路の起動期間をさらに含み、
駆動／充電回路の起動期間は、第１の起動段階及び第２の起動段階を含み、
第１の起動段階において、コントローラ１０４は、モータ１０１に必要な駆動パワー及び電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に直流電源に戻り、
第２の起動段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、電池１０５及びバスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻る。

駆動／充電回路の動作期間の前に、起動期間をさらに含み、起動期間は、通電起動時のみに動作し、起動期間は、動作期間の起動を完了させた後に動作せず、その後、動作期間が循環的に動作し、起動期間において、バスキャパシタ１０３を充電し、起動期間は、第１の起動段階において、直流電源に第１のコイルに対してエネルギーを貯蔵させ、第２の起動段階において、直流電源及び第１のコイルにバスキャパシタ１０３を充電させて、バスキャパシタ１０３の両側のバスに高電圧を形成することを保証し、動作期間が開始する場合、バスキャパシタ１０３がブリッジコンバータ１０２を介してモータコイルに放電し、さらに直流電源及び第１のコイルによりバスキャパシタ１０３を充電することにより、動作期間が循環的に動作することができ、また、起動期間における第１のコイルは、モータコイルにおける一部のコイルである以外、全てのコイルであってもよく、例えば、モータ１０１が三相モータである場合、三相ブリッジパワースイッチを選択して制御を同時に行ってもよく、即ち、第１の起動段階において、三相上ブリッジを同時にオフにし、三相下ブリッジを同時にオンにしてよく、第２の起動段階において、三相上ブリッジを同時にオンにし、三相下ブリッジを同時にオフにしてよい。

一実施形態として、図６に示すように、エネルギー変換装置１００は、双方向ブリッジ１０７をさらに含み、外部充電ポート１０６は、交流充電ポート１０８をさらに含み、双方向ブリッジ１０７は、ブリッジコンバータ１０２に並列接続され、双方向ブリッジ１０７は、さらに、コントローラ１０４及び交流充電ポート１０８に接続され、交流充電ポート１０８は、交流電源に接続され、駆動／充電回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、
第３の動作段階において、コントローラ１０４は、モータ１０１に必要な駆動パワー及び電池１０５に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジ１０７とのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジ１０７を通過した後に交流電源に戻り、同時に、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻り、
第４の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジ１０７とのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ、電池及びバスキャパシタ１０３を通過し、双方向ブリッジ１０７を流れた後に交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

双方向ブリッジ１０７は、直列接続されたパワースイッチモジュールを含み、受け入れられた電流を交流充電ポートに伝達するか又は交流充電ポートから出力された電流を受け入れ、第３の動作段階において、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ、電池１０５、バスキャパシタ１０３及び双方向ブリッジ１０７を通過した後に交流電源に戻るようにすることは、交流電源の電気エネルギーを第１のコイルに貯蔵することを実現し、即ち、交流電源が電池を充電する過程におけるエネルギー貯蔵過程を実現し、該エネルギー貯蔵過程において電流がコイルを流れるため、この場合、モータ１０１が駆動状態にあり、第３の動作段階において、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻ることは、バスキャパシタ１０３がブリッジコンバータ１０２により第１のコイル及び第２のコイルに放電するようにし、第１のコイルと第２のコイルが接続されるため、電流が第１のコイルと第２のコイルを流れる方向が異なり、交流電源が第１のコイルに対してエネルギーを貯蔵すると同時にモータ１０１を駆動することを実現することができる。

第３の動作段階及び第４の動作段階が１つの周期を構成し、周期が一定値であるため、第３の動作段階における、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を決定した後に、第４の動作段階における、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を直接決定することができる。

第４の動作段階において、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジ１０７を通過した後に、電池１０５及びバスキャパシタ１０３を流れて交流電源に戻ることは、交流電源及び第１のコイルが電池及びバスキャパシタ１０３を充電することを実現し、即ち、交流電源が電池１０５を充電する過程におけるフライバック充電過程を実現し、該フライバック充電過程において電流がモータコイルを流れるため、モータ１０１に対する駆動を同時に実現し、第４の動作段階において、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成することは、第２のコイルにおける電流を第１のコイルに流し、第１の動作過程において、バスキャパシタ１０３から出力された電流が第２のブリッジを介して第２のコイル及び第１のコイルを流れることにより、第２のコイルと第２のブリッジとの間の接続点の電圧が第１のコイルと第１のブリッジとの間の接続点の電圧より大きいため、第２のコイルにおける電流が第１のコイルに流れることを実現することができ、第１のコイルと第２のコイルが接続されるため、電流が第１のコイルと第２のコイルを流れる方向が異なり、交流電源及び第１のコイルが電池及びバスキャパシタ１０３を充電すると同時にモータを駆動することを実現することができる。

一実施形態として、第４の動作段階において、コントローラ１０４は、電池１０５に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジ１０７を通過した後に、電池１０５及びバスキャパシタ１０３を流れて交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

第４の動作段階において、必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を改めて決定することができ、本実施形態と上記実施形態との相違点は、駆動／充電回路の動作期間が一定の周期ではないことであり、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を改めて決定することにより、駆動／充電回路に対する可変周期の制御を実現し、駆動／充電回路の充電過程及び駆動過程に対する制御をより柔軟にし、駆動／充電回路の動作効率を向上させやすい。

一実施形態として、駆動／充電回路の動作期間の前に、駆動／充電回路の起動期間をさらに含み、
駆動／充電回路の起動期間は、第３の起動段階及び第４の起動段階を含み、
第３の起動段階において、コントローラ１０４は、モータ１０１に必要な駆動パワー及び電池１０５に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジ１０７とのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジ１０７を通過した後に交流電源に戻り、
第４の起動段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジ１０７とのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及びバスキャパシタ１０３を通過した後に、双方向ブリッジ１０７を流れて交流電源に戻る。

駆動／充電回路の動作期間の前に、バスキャパシタ１０３を充電する起動期間をさらに含み、第３の起動段階において、交流電源に第１のコイルに対してエネルギーを貯蔵させ、第４の起動段階において、直流電源及び第１のコイルにバスキャパシタ１０３を充電させて、バスキャパシタ１０３の両側のバスに高電圧を形成することを保証し、動作期間が開始する場合、バスキャパシタ１０３がブリッジコンバータ１０２を介してモータコイルに放電し、さらに交流電源及び第１のコイルによりバスキャパシタ１０３を充電することにより、動作期間が循環的に動作することができる。

以下、具体的な回路構造により本願の実施例の技術手段を具体的に説明する。

図７に示すように、ブリッジコンバータ１０２は、第１のパワースイッチユニット、第２のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット、第４のパワースイッチユニット、第５のパワースイッチユニット及び第６のパワースイッチユニットを含み、各パワースイッチユニットの制御端は、コントローラ１０４に接続され、ブリッジコンバータ１０２において、第１のパワースイッチユニット及び第２のパワースイッチユニットは第１のブリッジを構成し、第３のパワースイッチユニット及び第４のパワースイッチユニットは第２のブリッジを構成し、第５のパワースイッチユニット及び第６のパワースイッチユニットは第３のブリッジを構成し、第１のパワースイッチユニットは、第１の上ブリッジＶＴ１及び第１の上ブリッジダイオードＶＤ１を含み、第２のパワースイッチユニットは、第２の下ブリッジＶＴ２及び第２の下ブリッジダイオードＶＤ２を含み、第３のパワースイッチユニットは、第３の上ブリッジＶＴ３及び第３の上ブリッジダイオードＶＤ３を含み、第４のパワースイッチユニットは、第４の下ブリッジＶＴ４及び第４の下ブリッジダイオードＶＤ４を含み、第５のパワースイッチユニットは、第５の上ブリッジＶＴ５及び第５の上ブリッジダイオードＶＤ５を含み、第６のパワースイッチユニットは、第６の下ブリッジＶＴ６及び第６の下ブリッジダイオードＶＤ６を含み、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット及び第５のパワースイッチユニットが共通接続されて第１の合流端を形成し、第２のパワースイッチユニット、第４のパワースイッチユニット及び第６のパワースイッチユニットが共通接続されて第２の合流端を形成し、第１の合流端と第２の合流端との間にバスキャパシタＣ１が接続され、バスキャパシタＣ１の第１の端部は、スイッチＫ１の第１の端部及びスイッチＫ２の第１の端部に接続され、バスキャパシタＣ１の第２の端部は、スイッチＫ３の第１の端部に接続され、スイッチＫ２の第２の端部は、抵抗Ｒの第１の端部に接続され、スイッチＫ１の第２の端部は、抵抗Ｒの第２の端部及び電池１０５の正極端子に接続され、スイッチＫ３の第２の端部は、電池１０５の負極端子に接続され、モータは、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３を含み、各相コイルの一端が共通接続された後に中性点を形成して直流電源に接続され、各相コイルの他端は、それぞれ一相ブリッジの中点に接続され、第１のコイルが第１相コイルＬ１であり、第２のコイルが第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３を含む場合、直流電源、第１相コイルＬ１及び第２のパワースイッチユニットは、直流エネルギー貯蔵回路を形成し、直流エネルギー貯蔵回路は、エネルギー貯蔵だけでなく、駆動にも用いられ、一実施形態として、電流の流れ方向は、直流電源の正極から、第１相コイルＬ１及び第２の下ブリッジＶＴ２を流れて直流電源の負極に戻るものであり、直流電源、第１相コイルＬ１、第１のパワースイッチユニット、バスキャパシタＣ１及び外部電池は、電池充電回路を形成し、電池充電回路は、エネルギー貯蔵だけでなく、駆動にも用いられ、電流の流れ方向は、直流電源の正極から、第１相コイルＬ１、第１の上ブリッジＶＴ１、電池１０５及びバスキャパシタＣ１を流れて直流電源の負極に戻るものであり、バスキャパシタＣ１、第５のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット、第３相コイルＬ３、第２相コイルＬ２、第１相コイルＬ１及び第２のパワースイッチユニットは、モータの第１の駆動回路を形成し、電流は、バスキャパシタＣ１の一端から、第５の上ブリッジＶＴ５、第３相コイルＬ３、第１相コイルＬ１及び第２の下ブリッジＶＴ２を流れてバスキャパシタＣ１の他端に戻ると同時に、バスキャパシタＣ１の一端から、第３の上ブリッジＶＴ３、第２相コイルＬ２、第１相コイルＬ１及び第２の下ブリッジＶＴ２を流れてバスキャパシタＣ１の他端に戻り、第２相コイルＬ２、第３相コイルＬ３、第１相コイルＬ１、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット及び第５のパワースイッチユニットは、モータの第２の駆動回路を形成し、電流の流れ方向は、それぞれ、第２相コイルＬ２と、第１相コイルＬ１と、第１の上ブリッジダイオードＶＤ１と、第３の上ブリッジＶＴ３との間、及び、第３相コイルＬ３と、第１相コイルＬ１と、第１の上ブリッジダイオードＶＤ１と、第５の上ブリッジＶＴ５との間にループ電流を形成し、第１のコイルが第１相コイルＬ１及び第２相コイルＬ２であり、第２のコイルが第３相コイルＬ３である場合、直流電源、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第２のパワースイッチユニット及び第４のパワースイッチユニットは、直流エネルギー貯蔵回路を形成し、直流エネルギー貯蔵回路は、エネルギー貯蔵だけでなく、駆動にも用いられ、一実施形態として、電流の流れ方向は、直流電源の正極から、第１相コイルＬ１及び第２の下ブリッジＶＴ２を流れて直流電源の負極に戻ると同時に、直流電源の正極から、第２相コイルＬ２及び第４の下ブリッジＶＴ４を流れて直流電源の負極に戻るものであり、直流電源、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット、バスキャパシタＣ１及び外部電池は、電池充電回路を形成し、電池充電回路は、エネルギー貯蔵だけでなく、駆動にも用いられ、電流の流れ方向は、直流電源の正極から、第１相コイルＬ１、第１の上ブリッジＶＴ１、電池１０５及びバスキャパシタＣ１を流れて直流電源の負極に戻ると同時に、直流電源の正極から、第２相コイルＬ２、第３の上ブリッジＶＴ３、電池１０５及びバスキャパシタＣ１を流れて直流電源の負極に戻るものであり、バスキャパシタＣ１、第５のパワースイッチユニット、第３相コイルＬ３、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第２のパワースイッチユニット及び第４のパワースイッチユニットは、モータの第１の駆動回路を形成し、電流の流れ方向は、バスキャパシタＣ１の一端から、第５の上ブリッジＶＴ５、第３相コイルＬ３、第１相コイルＬ１及び第２の下ブリッジＶＴ２を流れてバスキャパシタＣ１の他端に戻ると同時に、バスキャパシタＣ１の一端から、第５の上ブリッジＶＴ５、第３相コイルＬ３、第２相コイルＬ２及び第４の下ブリッジＶＴ４を流れてバスキャパシタＣ１の他端に戻るものであり、第３相コイルＬ３、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット及び第５のパワースイッチユニットは、モータの第２の駆動回路を形成し、電流の流れ方向は、それぞれ、第３相コイルＬ３と、第１相コイルＬ１と、第１の上ブリッジダイオードＶＤ１と、第５の上ブリッジＶＴ５との間、及び、第３相コイルＬ３と、第２相コイルＬ２と、第３の上ブリッジダイオードＶＤ３と、第５の上ブリッジＶＴ５との間にループ電流を形成する。

直流給電に対して、第１のコイルが第１相コイルＬ１であり、第２のコイルが第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３である場合、図７に示すように、第１の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー及び電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流エネルギー貯蔵回路における直流電源から出力された電流が第１相コイルＬ１及び第２のパワースイッチユニットを順に流れて直流電源に戻り、同時に、モータの第１の駆動回路におけるバスキャパシタＣ１から出力された電流が第５のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット、第３相コイルＬ３、第２相コイルＬ２、第１相コイルＬ１及び第２のパワースイッチユニットを順に流れてバスキャパシタＣ１に戻り、これにより、直流エネルギー貯蔵回路及びモータの第１の駆動回路は同時に動作する。

図８に示すように、第２の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、電池充電回路における直流電源から出力された電流が第１相コイルＬ１、第１のパワースイッチユニット、バスキャパシタＣ１及び電池を流れて直流電源に戻り、モータの第２の駆動回路における第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３から出力された電流が第１相コイルＬ１、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット及び第５のパワースイッチユニットを流れて第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３に戻り、これにより、電池充電回路及びモータの第２の駆動回路は同時に動作する。

直流給電に対して、第１のコイルが第１相コイルＬ１及び第２相コイルＬ２であり、第２のコイルが第３相コイルＬ３である場合、図９に示すように、第１の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー及び電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流エネルギー貯蔵回路における直流電源から出力された電流が第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第２のパワースイッチユニット及び第４のパワースイッチユニットを順に流れて直流電源に戻り、同時に、モータの第１の駆動回路におけるバスキャパシタＣ１から出力された電流が第５のパワースイッチユニット、第３相コイルＬ３、第２相コイルＬ２、第１相コイルＬ１、第２のパワースイッチユニット及び第４のパワースイッチユニットを順に流れてバスキャパシタＣ１に戻り、これにより、直流エネルギー貯蔵回路及びモータの第１の駆動回路は同時に動作する。

図１０に示すように、第２の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、電池充電回路における直流電源から出力された電流が第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット、バスキャパシタＣ１及び電池を流れて直流電源に戻り、モータの第２の駆動回路における第３相コイルＬ３から出力された電流が第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット及び第５のパワースイッチユニットを流れて第３相コイルＬ３に戻り、これにより、電池充電回路及びモータの第２の駆動回路は同時に動作する。

交流給電に対して、図１１に示すように、図７との相違点として、駆動／充電回路は、双方向ブリッジ１０７をさらに含み、双方向ブリッジ１０７は、第７のパワースイッチユニット及び第８のパワースイッチユニットを含み、第７のパワースイッチユニットの第１の端部は、ブリッジコンバータ１０２の第１の合流端に接続され、第７のパワースイッチユニットの第２の端部及び第８のパワースイッチユニットの第１の端部は、交流電源の一端に共通接続され、第８のパワースイッチユニットの第２の端部は、ブリッジコンバータ１０２の第２の合流端に接続され、第１のコイルが第１相コイルＬ１であり、第２のコイルが第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３を含む場合、交流電源、第１相コイルＬ１、第２のパワースイッチユニット、第８のパワースイッチユニットは、交流エネルギー貯蔵回路を形成し、交流電源、第１相コイルＬ１、第１のパワースイッチユニット、第７のパワースイッチユニットも、交流エネルギー貯蔵回路を形成することができ、一実施形態として、電流の流れ方向は、交流電源の正極から、第１相コイルＬ１、第２の下ブリッジＶＴ２及び第８の下ブリッジＶＴ８を流れて交流電源の負極に戻るものであり、交流電源、第１相コイルＬ１、第１のパワースイッチユニット、バスキャパシタＣ１、外部電池及び第８のパワースイッチユニットは、電池充電回路を形成し、電池充電回路は、エネルギー貯蔵だけでなく、駆動にも用いられ、電流の流れ方向は、交流電源の正極から、第１相コイルＬ１、第１の上ブリッジＶＴ１、電池１０５、バスキャパシタＣ１及び第８の下ブリッジダイオードＶＤ８を流れて交流電源の負極に戻るものであり、バスキャパシタＣ１、第５のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット、第３相コイルＬ３、第２相コイルＬ２、第１相コイルＬ１及び第２のパワースイッチユニットは、モータの第３の駆動回路を形成し、電流は、バスキャパシタＣ１の一端から、第５の上ブリッジＶＴ５、第３相コイルＬ３、第１相コイルＬ１及び第２の下ブリッジＶＴ２を流れてバスキャパシタＣ１の他端に戻ると同時に、バスキャパシタＣ１の一端から、第３の上ブリッジＶＴ３、第２相コイルＬ２、第１相コイルＬ１及び第２の下ブリッジＶＴ２を流れてバスキャパシタＣ１の他端に戻り、第２相コイルＬ２、第３相コイルＬ３、第１相コイルＬ１、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット及び第５のパワースイッチユニットは、モータの第４の駆動回路を形成し、電流の流れ方向は、それぞれ、第２相コイルＬ２と、第１相コイルＬ１と、第１の上ブリッジダイオードＶＤ１と、第３の上ブリッジＶＴ３との間、及び、第３相コイルＬ３と、第１相コイルＬ１と、第１の上ブリッジダイオードＶＤ１と、第５の上ブリッジＶＴ５との間にループ電流を形成し、第１のコイルが第１相コイルＬ１及び第２相コイルＬ２であり、第２のコイルが第３相コイルＬ３である場合、交流電源、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第２のパワースイッチユニット、第４のパワースイッチユニット及び第８のパワースイッチユニットは、交流エネルギー貯蔵回路を形成し、交流エネルギー貯蔵回路は、エネルギー貯蔵だけでなく、駆動にも用いられ、一実施形態として、電流の流れ方向は、交流電源の正極から、第１相コイルＬ１、第２の下ブリッジＶＴ２及び第８の下ブリッジＶＴ８を流れて交流電源の負極に戻ると同時に、交流電源の正極から、第２相コイルＬ２、第４の下ブリッジＶＴ４及び第８の下ブリッジＶＴ８を流れて交流電源の負極に戻るものであり、交流電源、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット、バスキャパシタ１０３、外部電池及び第８のパワースイッチユニットは、電池充電回路を形成し、電池充電回路は、エネルギー貯蔵だけでなく、駆動にも用いられ、電流の流れ方向は、交流電源の正極から、第１相コイルＬ１、第１の上ブリッジＶＴ１、電池１０５、バスキャパシタＣ１及び第８の下ブリッジダイオードＶＤ８を流れて交流電源の負極に戻ると同時に、交流電源の正極から、第２相コイルＬ２、第３の上ブリッジＶＴ３、電池１０５、バスキャパシタＣ１及び第８の下ブリッジダイオードＶＤ８を流れて交流電源の負極に戻るものであり、バスキャパシタＣ１、第５のパワースイッチユニット、第３相コイルＬ３、第２相コイルＬ２、第１相コイルＬ１、第２のパワースイッチユニット及び第４のパワースイッチユニットは、モータの第３の駆動回路を形成し、電流の流れ方向は、バスキャパシタＣ１の一端から、第５の上ブリッジＶＴ５、第３相コイルＬ３、第１相コイルＬ１及び第２の下ブリッジＶＴ２を流れてバスキャパシタＣ１の他端に戻ると同時に、バスキャパシタＣ１の一端から、第５の上ブリッジＶＴ５、第３相コイルＬ３、第２相コイルＬ２及び第４の下ブリッジＶＴ４を流れてバスキャパシタＣ１の他端に戻るものであり、第３相コイルＬ３、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット及び第５のパワースイッチユニットは、モータの第４の駆動回路を形成し、電流の流れ方向は、それぞれ、第３相コイルＬ３と、第１相コイルＬ１と、第１の上ブリッジダイオードＶＤ１と、第５の上ブリッジＶＴ５との間、及び、第３相コイルＬ３と、第２相コイルＬ２と、第３の上ブリッジダイオードＶＤ３と、第５の上ブリッジＶＴ５との間にループ電流を形成する。

第１のコイルが第１相コイルＬ１であり、第２のコイルが第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３を含む場合、図１１に示すように、第３の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー及び電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流エネルギー貯蔵回路における交流電源から出力された電流が第１相コイルＬ１、第２のパワースイッチユニット及び第８のパワースイッチユニットを順に流れて交流電源に戻り、同時に、モータの第３の駆動回路におけるバスキャパシタ１０３から出力された電流が第５のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット、第３相コイルＬ３、第２相コイルＬ２、第１相コイルＬ１及び第２のパワースイッチユニットを順に流れてバスキャパシタ１０３に戻り、これにより、交流エネルギー貯蔵回路及びモータの第３の駆動回路は同時に動作する。

図１２に示すように、第４の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、電池充電回路における交流電源から出力された電流が第１相コイルＬ１、第１のパワースイッチユニット、バスキャパシタ１０３、電池及び第８のパワースイッチユニットを流れて交流電源に戻り、モータの第４の駆動回路における第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３から出力された電流が第１相コイルＬ１、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット及び第５のパワースイッチユニットを流れて第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３に戻り、これにより、電池充電回路及びモータの第４の駆動回路は同時に動作する。

第１のコイルが第１相コイルＬ１及び第２相コイルＬ２であり、第２のコイルが第３相コイルＬ３である場合、図１３に示すように、第３の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー及び電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流エネルギー貯蔵回路における交流電源から出力された電流が第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第２のパワースイッチユニット、第４のパワースイッチユニット及び第８のパワースイッチユニットを順に流れて交流電源に戻り、同時に、モータの第３の駆動回路におけるバスキャパシタ１０３から出力された電流が第５のパワースイッチユニット、第３相コイルＬ３、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第２のパワースイッチユニット及び第４のパワースイッチユニットを順に流れてバスキャパシタ１０３に戻り、これにより、交流エネルギー貯蔵回路及びモータの第３の駆動回路は同時に動作する。

図１４に示すように、第４の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、電池充電回路における交流電源から出力された電流が第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット、バスキャパシタ１０３、電池及び第８のパワースイッチユニットを流れて交流電源に戻り、モータの第４の駆動回路における第３相コイルＬ３から出力された電流が第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２、第１のパワースイッチユニット、第３のパワースイッチユニット及び第５のパワースイッチユニットを流れて第３相コイルＬ３に戻り、これにより、電池充電回路及びモータの第４の駆動回路は同時に動作する。

本願の実施例２に係るエネルギー変換装置１００において、外部充電ポート１０６、モータコイル、ブリッジコンバータ１０２、バスキャパシタ１０３及び電池は、駆動／充電／加熱回路を形成し、
外部充電ポートが外部電源に接続される場合、モータに必要な駆動パワー、電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、外部電源の電気エネルギーが駆動／充電／加熱回路に流れるようにブリッジコンバータ１０２を制御し、駆動／充電／加熱回路の電流を調整することにより、外部電源がモータを駆動して駆動パワーを出力し、電池を充電すると同時に、モータコイルが電力を消費して熱を発生する。

モータは、同期モータ（ブラシレス同期モータを含む）であっても非同期モータであってもよく、モータの相数は、３以上であり（例えば、三相モータ、五相モータ、六相モータ、九相モータ、十五相モータ等）、モータコイルの接続点がポールを形成し、そこから中性線を引き出し、外部電源に接続され、モータのポール数は、極数の公約数であり、具体的なモータのポール数は、モータ内部の巻線の並列接続構造に依存し、引き出された中性線の数と、中性線のモータ内部での並列接続ポール数とは、実際の解決手段の使用状況に応じて決定され、ブリッジコンバータ１０２は、並列接続された多相ブリッジを含み、ブリッジコンバータ１０２におけるブリッジの数は、モータの相数に応じて配置され、各相ブリッジは、２つのパワースイッチユニットを含み、パワースイッチユニットは、トランジスタ、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＥＴトランジスタ、ＳＩＣトランジスタ等のデバイスタイプであってよく、ブリッジにおける２つのパワースイッチユニットの接続点は、モータにおける一相コイルに接続され、ブリッジコンバータ１０２におけるパワースイッチユニットは、コントローラ１０４の制御信号に基づいてオン及びオフを実現することができ、外部電源は、直流電流を供給する給電設備であってよく、給電設備について、直流充電スタンドが供給した直流電流、単相又は三相交流充電スタンドが整流した後に出力した直流電流、燃料電池が発電した電気エネルギー、及びエンジン等のレンジエクステンダが回転して発電機を発電するように駆動し、発電機コントローラ１０４により整流された直流電流等の電源形式であってもよい。

モータコイルにより電力を消費して熱を発生して、加熱対象設備を加熱することができ、例えば、外部環境温度が低い場合に電池を加熱し、モータコイルによる加熱は、モータコイルを流れる熱交換媒体に対する加熱に用いることができ、モータの冷却回路と電池の冷却回路が連通し、さらに電池に対する加熱を実現する。

コントローラ１０４が、モータの目標駆動パワー及びモータの現在の駆動パワーに基づいて、モータに必要な駆動パワーを取得し、モータコイルの目標加熱パワー及びモータコイルの現在の加熱パワーに基づいて、モータコイルに必要な加熱パワーを取得し、必要な駆動パワー、必要な加熱パワー及び必要な充電パワーに基づいて、外部電源の電気エネルギーが駆動／充電／加熱回路に流れるようにブリッジコンバータ１０２を制御することは、ブリッジコンバータ１０２における異なるパワースイッチユニットのオン又はオフ及びオンの持続時間を調整し、さらにモータコイルを流れる電流の大きさ及び方向を調整することを指し、モータコイルの電流方向は、モータにおける各相コイルに流入する方向又はモータにおける各相コイルから流出する方向であり、モータコイルの電流の大きさは、モータにおける各相コイルに流入する電流の大きさ又はモータにおける各相コイルから流出する電流の大きさを指し、例えば、ブリッジコンバータ１０２におけるＡ相ブリッジに接続されたモータコイルから流入し、ブリッジコンバータ１０２におけるＢ相及びＣ相ブリッジに接続されたモータコイルを介してモータから流出し、モータにおける各相コイルの電流の大きさ及び方向を調整することにより、モータのトルク出力及び加熱パワーを調整することができ、かつモータを流れる電流の大きさの和は、モータの各相コイルの接続点の入力電流に等しいため、該入力電流により充電パワーを調整することができ、モータにおける各相コイルの電流の大きさ及び方向を調整することにより、直流電源の動力電池に対する充電過程、モータの出力トルク及びモータコイルの加熱過程を同時に制御することができる。

本願の実施例に係るエネルギー変換装置１００の技術的効果として、エネルギー変換装置１００にモータコイル、ブリッジコンバータ１０２及びバスキャパシタ１０３を設置し、外部電源及び外部電池と共に駆動／充電／加熱回路を形成することにより、ブリッジコンバータ１０２を制御し、さらに外部電源から駆動／充電／加熱回路に流れる電流を調整するだけで、外部電源がモータを駆動してパワーを出力すると同時に、電池を充電し、モータコイルが電力を消費して熱を発生することを実現し、さらに、同一のシステムにより車両のモータ駆動、電池充電及びモータコイル加熱を同時に行う過程を実現することができ、部品の多重化の程度が高く、システムの集積度が高く、構造が簡単であり、これにより、システムのコストを低減し、システムの体積を減少させ、従来のモータ駆動と充電システム全体の構造が複雑で、集積度が低く、体積が大きく、コストが高いという問題を解決する。

一実施形態として、コントローラは、ブリッジコンバータ１０２のオン時刻及び持続時間を取得し、オン時刻及び持続時間に基づいて、駆動／充電／加熱回路の電流を調整する。

一実施形態として、図２に示すように、三相モータを例として、必要な加熱パワー、必要な充電パワー、モータのトルク出力値及び目標電圧に基づいて三相モータの目標入力電流を計算し、モータのトルク出力値に基づいて駆動パワーを計算し、式
に基づいて駆動パワーを計算でき、Ｎは、モータ回転速度で、Ｔｅは、モータトルクで、Ｐ_１は、駆動パワーであり、さらに、式
に基づいて目標入力電流を計算し、Ｐは、必要な加熱パワーで、Ｐ_２は、必要な充電パワーで、Ｕ_２は、降圧側キャパシタの目標電圧である。モータ回転子の位置、目標入力電流及びモータのトルク出力値に基づいて、下記式１、式２及び式３に従って三相モータの各相電流の目標電流を計算し、
式１、
式２、ＩＡ＋ＩＢ＋ＩＣ＝Ｉ、
式３、Ｐ＝（ＩＡ×ＩＡ＋ＩＢ×ＩＢ＋ＩＣ×ＩＣ）×Ｒ、
ここで、αは、回転子電気角で、ＩＡ、ＩＢ及びＩＣは、三相モータの各相電流の目標電流で、Ｉは、目標入力電流で、Ｔｅは、モータのトルク出力値で、λ、ρ、Ｌ_ｄ、Ｌ_ｑは、モータパラメータで、Ｐは、加熱パワーである。

式１、式２及び式３に基づいて、三相モータの各相電流の目標電流ＩＡ、ＩＢ及びＩＣのデータを取得でき、
降圧側キャパシタの目標電圧、目標入力電流及び動力電池の電圧に基づいて、下記式に従って三相電流の制御パルスの平均デューティ比を取得し、
式４、Ｕ_２＝Ｕ_１×Ｄ_０－Ｉ×Ｒ、ここで、Ｕ_２は、降圧側キャパシタの目標電圧で、Ｕ_１は、動力電池の電圧で、Ｄ_０は、三相電流の制御パルスの平均デューティ比で、Ｉは、目標入力電流で、Ｒは、三相モータの等価インピーダンスである。

ここで、Ｕ_１×Ｄ_０は、三相インバータブリッジにおける平均電圧で、Ｉ×Ｒは、三相モータにおける電圧降下であり、三相インバータブリッジにおける平均電圧が三相モータにおける電圧降下と降圧側キャパシタの目標電圧との和に等しいことに基づいて上記式を取得することができる。

平均デューティ比、目標入力電流、各相電流の目標電流及び動力電池の電圧に基づいて、下記式に従って各相ブリッジの制御パルスの第１の目標デューティ比を取得し、
式５、
ここで、Ｉ_１は、各相電流の目標電流で、Ｒ_１は、各相コイルの等価インピーダンスで、Ｄ_１は、各相ブリッジの制御パルスの目標デューティ比である。

巻線コイルにおける電流の流れ方向が各相ブリッジと各相コイルとの接続点から降圧側キャパシタに流れるものである場合、各相ブリッジと各相コイルとの接続点の電圧は、降圧側キャパシタの電圧より大きく、各相ブリッジと各相コイルとの接続点の電圧は、該相コイルにおける電圧降下と降圧側キャパシタの目標電圧との和に等しく、即ち、Ｕ_１×Ｄ_１＝Ｒ_１×Ｉ_１＋Ｕ_２であり、巻線コイルにおける電流の流れ方向が降圧側キャパシタから各相ブリッジと各相コイルとの接続点に流れるものである場合、各相ブリッジと各相コイルとの接続点の電圧は、降圧側キャパシタの電圧より小さく、各相ブリッジと各相コイルとの接続点の電圧は、降圧側キャパシタの目標電圧と該相コイルにおける電圧降下との差に等しく、即ち、Ｕ_１×Ｄ_１＝Ｕ_２－Ｒ_１×Ｉ_１であり、さらに上記式４を結合すれば式５を取得することができ、即ち、各相ブリッジの制御パルスの目標デューティ比を取得することができる。

一実施形態として、外部電源は、直流電源であり、駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、ブリッジコンバータ１０２は、第１のコイルに接続された第１のブリッジと、第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
第１の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー、電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に直流電源に戻り、同時に、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻り、
第２の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御し、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、電池及びバスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

第１の動作段階において、第１のコイルは、一相コイル又は接続された少なくとも二相コイルであり、第１のブリッジは、一相ブリッジ又は並列接続された少なくとも二相ブリッジであり、第１のコイルにおける一相コイルは、第１のブリッジにおける一相ブリッジに接続され、第２のコイルは、一相コイル又は接続された少なくとも二相コイルであり、第２のブリッジは、一相ブリッジ又は並列接続された少なくとも二相ブリッジであり、第２のコイルにおける一相コイルは、第２のブリッジにおける一相ブリッジに接続され、第１のコイルと第２のコイルとの間の相違点は、２つのコイルにおける電流の流れ方向が逆状態にあることであり、例えば、第１のコイルにおける電流が第１の方向に沿って流れるようにブリッジコンバータ１０２の第１のブリッジを制御し、該第１の方向は、モータからブリッジコンバータ１０２に流れるものであってよく、第２のコイルにおける電流方向が第２の方向に沿って流れるようにブリッジコンバータ１０２の第２のブリッジを制御し、第２の方向は、ブリッジコンバータ１０２からモータに流れるものであってよく、即ち、第１の動作段階のモータコイルにおいて、異なる方向の電流の流れが同時に存在し、したがって、モータ駆動、電池充電及びモータコイル加熱に対する制御を実現できる。

なお、第１のコイル及び第２のコイルにおけるコイルが固定されず、第１のコイル及び第２のコイルは、電流方向に応じて随時変化し、コイルに接続されたブリッジのパワースイッチを選択して制御を行うことができ、例えば、モータは、第１相コイルＬ１、第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３を含み、第１相コイルＬ１に接続されたブリッジの下ブリッジをオンにするように制御することにより、第１相コイルＬ１における電流の流れ方向がモータコイルからブリッジコンバータ１０２となり、第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３に接続されたブリッジの上ブリッジをオンにするように制御することにより、第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３における電流の流れ方向がブリッジコンバータ１０２からモータコイルとなり、この場合、第１のコイルは第１相コイルＬ１であり、第２のコイルは第２相コイルＬ２及び第３相コイルＬ３であり、次の周期の場合、ブリッジにおけるオンになったパワースイッチを変更することにより、モータコイルにおける電流方向に対する変更を実現し、第１のコイルが第１相コイルＬ１及び第２相コイルＬ２であり、第２のコイルが第３相コイルＬ３であるようにしてもよい。

第１の動作段階において、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に直流電源に戻るようにすることは、直流電源の電気エネルギーを第１のコイルに貯蔵することを実現し、即ち、直流電源が電池を充電する過程におけるエネルギー貯蔵過程、モータ駆動過程及びモータコイル加熱過程を実現し、電流が第１のコイルを流れるため、この場合、モータを動作するように駆動し、熱を発生でき、第１の動作段階において、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻ることは、バスキャパシタ１０３がブリッジコンバータ１０２により第１のコイル及び第２のコイルに放電するようにし、第１のコイルと第２のコイルが接続されるため、電流が第１のコイルと第２のコイルを流れる方向が異なり、直流電源が第１のコイルに対してエネルギーを貯蔵すると同時にモータを連続的に駆動し加熱することを実現することができる。

第１の動作段階及び第２の動作段階が１つの周期を構成し、周期が一定値であるため、第１の動作段階における、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を決定した後に、第２の動作段階における、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を直接決定することができる。

第２の動作段階において、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、電池及びバスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻ることは、直流電源及び第１のコイルが電池及びバスキャパシタ１０３を充電することを実現し、即ち、直流電源が電池を充電する過程におけるフライバック充電過程を実現し、同時に、電流が第１のコイルを流れることにより、モータ駆動及びモータコイル加熱を実現でき、第２の動作段階において、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成することは、第２のコイルにおける電流を第１のコイルに流し、第１の動作過程において、バスキャパシタ１０３から出力された電流が第２のブリッジを介して第２のコイルを流れ、さらに第２のコイル及び第１のコイルを流れるため、第２のコイルと第２のブリッジとの間の接続点の電圧は上昇し、充電ポート側のキャパシタの電圧と、コイルと第２のブリッジとの間の接続点の電圧との大小関係により電流の流れ方向を決定するため、第２のコイルと第２のブリッジとの間の接続点の電圧が充電ポート側のキャパシタの電圧より大きい場合、巻線の電流方向は第２のコイルと第２のブリッジとの間の接続点から流入するものであり、したがって、第２のコイルにおける電流が第１のコイルに流れることを実現することができ、第１のコイルと第２のコイルが接続されるため、電流が第１のコイルと第２のコイルを流れる方向が異なり、直流電源及び第１のコイルが電池及びバスキャパシタ１０３を充電すると同時にモータを駆動し加熱することを実現することができる。

本実施形態において、駆動／充電／加熱回路の動作期間を第１の動作段階と第２の動作段階に分け、各動作段階はいずれも、電池に対する充電過程、モータに対する駆動過程及びモータコイルに対する加熱過程を含み、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、それぞれ第１の動作段階と第２の動作段階における駆動／充電／加熱回路の電流を調整し、これにより、動作期間全体における直流電源から出力されたエネルギーは、一部が電池を充電し、一部がモータを駆動し、一部がモータコイルを加熱し、電池に対する充電と、モータに対する駆動と、モータコイルに対する加熱との協調動作を実現する。

一実施形態として、第２の動作段階において、コントローラ１０４は、電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、電池及びバスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

第２の動作段階において、必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を改めて決定することができ、本実施形態と上記実施形態との相違点は、駆動／充電／加熱回路の動作期間が一定の周期ではないことであり、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を改めて決定することにより、駆動／充電／加熱回路に対する可変周期の制御を実現し、駆動／充電／加熱回路の充電過程、駆動過程及び加熱過程に対する制御をより柔軟にし、駆動／充電／加熱回路の動作効率を向上させやすい。

一実施形態として、駆動／充電／加熱回路の動作期間の前に、駆動／充電／加熱回路の起動期間をさらに含み、
駆動／充電／加熱回路の起動期間は、第１の起動段階及び第２の起動段階を含み、
第１の起動段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー、電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に直流電源に戻り、
第２の起動段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、バスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻る。

駆動／充電／加熱回路の動作期間の前に、起動期間をさらに含み、起動期間は、通電起動時のみに動作し、起動期間は、動作期間の起動を完了させた後に動作せず、その後、動作期間が循環的に動作し、起動期間は、バスキャパシタ１０３を充電し、さらにバスキャパシタ１０３により放電することにより動作期間を完了させ、起動期間は、第１の起動段階において、直流電源に第１のコイルに対してエネルギーを貯蔵させ、第２の起動段階において、直流電源及び第１のコイルにバスキャパシタ１０３を充電させて、バスキャパシタ１０３の両側のバスに高電圧を形成することを保証し、動作期間が開始する場合、バスキャパシタ１０３がブリッジコンバータ１０２を介してモータコイルに放電し、さらに直流電源及び第１のコイルによりバスキャパシタ１０３を充電することにより、動作期間が循環的に動作することができ、また、起動期間における第１のコイルは、モータコイルにおける一部のコイルである以外、全てのコイルであってもよく、例えば、三相ブリッジパワースイッチを選択して制御を同時に行ってもよく、即ち、第１の起動段階において、三相上ブリッジを同時にオフにし、三相下ブリッジを同時にオンにしてもよく、第２の起動段階において、三相上ブリッジを同時にオンにし、三相下ブリッジを同時にオフにしてもよい。

一実施形態として、双方向ブリッジをさらに含み、双方向ブリッジは、ブリッジコンバータ１０２に並列接続され、双方向ブリッジは、さらにコントローラ１０４に接続され、外部電源は、交流電源であり、交流電源は、双方向ブリッジに接続され、駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、ブリッジコンバータ１０２は、第１のコイルに接続された第１のブリッジと、第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
第３の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー、電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に交流電源に戻り、同時に、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻り、
第４の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ、電池及びバスキャパシタ１０３を通過し、双方向ブリッジを流れた後に交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

第３の動作段階において、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に交流電源に戻るようにすることは、交流電源の電気エネルギーを第１のコイルに貯蔵することを実現し、即ち、交流電源が電池を充電する過程におけるエネルギー貯蔵過程を実現し、同時に、該エネルギー貯蔵過程は、モータに対する駆動及びモータコイルに対する加熱をも実現し、第３の動作段階において、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻ることは、バスキャパシタ１０３がブリッジコンバータ１０２により第１のコイル及び第２のコイルに放電するようにし、第１のコイルと第２のコイルが接続されるため、電流が第１のコイルと第２のコイルを流れる方向が異なり、交流電源が第１のコイルに対してエネルギーを貯蔵すると同時にモータを駆動し、モータコイルを加熱することを実現することができる。

第３の動作段階及び第４の動作段階が１つの周期を構成し、周期が一定値であるため、第３の動作段階における、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を決定した後に、第４の動作段階における、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を直接決定することができる。

第４の動作段階において、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に、電池及びバスキャパシタ１０３を流れて交流電源に戻ることは、交流電源及び第１のコイルが電池及びバスキャパシタ１０３を充電することを実現し、即ち、交流電源が電池を充電する過程におけるフライバック充電過程を実現し、同時に、該フライバック充電過程において電流がモータコイルを流れるため、モータに対する駆動及びモータコイルに対する加熱をも実現し、第４の動作段階において、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成することは、第２のコイルにおける電流を第１のコイルに流し、第３の動作過程において、バスキャパシタ１０３から出力された電流が第２のブリッジを介して第２のコイル及び第１のコイルを流れることにより、第２のコイルと第２のブリッジとの間の接続点の電圧が第１のコイルと第１のブリッジとの間の接続点の電圧より大きいため、第２のコイルにおける電流が第１のコイルに流れることを実現することができ、第１のコイルと第２のコイルが接続されるため、電流が第１のコイルと第２のコイルを流れる方向が異なり、交流電源及び第１のコイルが電池及びバスキャパシタ１０３を充電すると同時にモータを駆動し、モータコイルを加熱することを実現することができる。

一実施形態として、第４の動作段階において、コントローラ１０４は、電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ、電池及びバスキャパシタ１０３を通過し、双方向ブリッジを流れた後に交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

第４の動作段階において、必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を改めて決定することができ、本実施形態と上記実施形態との相違点は、駆動／充電／加熱回路の動作期間が一定の周期ではないことであり、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を改めて決定することにより、駆動／充電／加熱回路に対する可変周期の制御を実現し、駆動／充電／加熱回路の充電過程、駆動過程及びモータコイルの加熱過程に対する制御をより柔軟にし、駆動／充電／加熱回路の動作効率を向上させやすい。

一実施形態として、駆動／充電／加熱回路の動作期間の前に、駆動／充電／加熱回路の起動期間をさらに含み、
駆動／充電／加熱回路の起動期間は、第３の起動段階及び第４の起動段階を含み、
第３の起動段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー、電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に交流電源に戻り、
第４の起動段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に、バスキャパシタ１０３を流れて交流電源に戻る。

駆動／充電／加熱回路の動作期間の前に、バスキャパシタ１０３を充電する起動期間をさらに含み、第３の起動段階において、直流電源に第１のコイルに対してエネルギーを貯蔵させ、第４の起動段階において、交流電源及び第１のコイルにバスキャパシタ１０３を充電させて、バスキャパシタ１０３の両側のバスに高電圧を形成することを保証し、動作期間が開始する場合、バスキャパシタ１０３がブリッジコンバータ１０２を介してモータコイルに放電し、さらに交流電源及び第１のコイルによりバスキャパシタ１０３を充電することにより、動作期間が循環的に動作することができる。

本願の実施例３に係るエネルギー変換装置１００は、図１５に示すように、
モータと、
第１の充電接続端及び第２の充電接続端を含む充電接続端群１１０、を含む車載充電モジュールと、
モータのモータコイルに接続されたブリッジコンバータ１０２を含むモータ制御モジュールと、
並列接続されたバスキャパシタ１０３及びエネルギー貯蔵接続端群１０９とを含むエネルギー貯蔵モジュールであって、バスキャパシタ１０３がブリッジコンバータ１０２に並列接続され、上記エネルギー貯蔵接続端群１０９が第１のエネルギー貯蔵接続端及び第２のエネルギー貯蔵接続端を含むエネルギー貯蔵モジュールと、
上記ブリッジコンバータ１０２に接続されたコントローラ１０４とを含み、
モータコイル、ブリッジコンバータ１０２及びバスキャパシタ１０３は、駆動／充電回路を形成し、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー及び外部電池に必要な充電パワーに基づいて、外部の電気エネルギーが駆動／充電回路に流れるようにブリッジコンバータ１０２を制御し、駆動／充電回路の電流を調整することにより、外部の電気エネルギーがモータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、駆動／充電回路により外部に放電する。

さらに、第１の充電接続端及び第２の充電接続端は、それぞれ外部電源に接続され、外部電池は、それぞれ第１のエネルギー貯蔵接続端及び第２のエネルギー貯蔵接続端に接続され、
外部電源、モータコイル、ブリッジコンバータ１０２、バスキャパシタ１０３及び電池は、駆動／充電回路を形成する。

さらに、コントローラ１０４は、ブリッジコンバータ１０２のオン時刻及び持続時間を取得し、オン時刻及び持続時間に基づいて、駆動／充電回路の電流を調整し、駆動／充電回路により、モータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、電池を充電する。

さらに、外部電源は、直流電源であり、駆動／充電回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、ブリッジコンバータ１０２は、第１のコイルに接続された第１のブリッジと、第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
第１の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー及び電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に直流電源に戻り、同時に、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻り、
第２の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御し、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、電池及びバスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

さらに、第２の動作段階において、コントローラ１０４は、電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、電池及びバスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

さらに、駆動／充電回路の動作期間の前に、駆動／充電回路の起動期間をさらに含み、
駆動／充電回路の起動期間は、第１の起動段階及び第２の起動段階を含み、
第１の起動段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー及び電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に直流電源に戻り、
第２の起動段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、バスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻る。

さらに、双方向ブリッジをさらに含み、双方向ブリッジは、ブリッジコンバータ１０２に並列接続され、充電接続端群は、第３の充電接続端をさらに含み、双方向ブリッジは、さらに、コントローラ１０４及び第３の充電接続端に接続され、第３の充電接続端は、外部電源に接続され、外部電源、モータコイル、ブリッジコンバータ１０２、双方向ブリッジ、バスキャパシタ１０３及び電池は、駆動／充電回路を形成し、
さらに、コントローラ１０４は、ブリッジコンバータ１０２のオン時刻及び持続時間を取得し、オン時刻及び持続時間に基づいて、駆動／充電回路の電流を調整し、駆動／充電回路により、モータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、電池を充電する。

さらに、外部電源は、交流電源をさらに含み、交流電源は、双方向ブリッジに接続され、駆動／充電回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、ブリッジコンバータ１０２は、第１のコイルに接続された第１のブリッジと、第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
第３の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー及び電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に交流電源に戻り、同時に、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻り、
第４の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に、電池及びバスキャパシタ１０３を流れて交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

さらに、第４の動作段階において、コントローラ１０４は、電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ、電池及びバスキャパシタ１０３を通過した後に、双方向ブリッジを流れて交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

さらに、駆動／充電回路の動作期間の前に、駆動／充電回路の起動期間をさらに含み、
駆動／充電回路の起動期間は、第３の起動段階及び第４の起動段階を含み、
第３の起動段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー及び電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に交流電源に戻り、
第４の起動段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、上記交流電源の電気エネルギーが上記第１のコイル、上記第１のブリッジ及び上記バスキャパシタを通過した後に、上記双方向ブリッジを流れて上記交流電源に戻る。

第４の起動段階において、コントローラ１０４は、電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に、バスキャパシタ１０３を流れて交流電源に戻る。

さらに、外部電源、モータコイル、ブリッジコンバータ１０２、バスキャパシタ１０３及び電池は、駆動／充電／加熱回路を形成し、
充電接続端群が外部電源に接続される場合、モータに必要な駆動パワー、電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、外部電源の電気エネルギーが駆動／充電／加熱回路に流れるようにブリッジコンバータ１０２を制御し、駆動／充電／加熱回路の電流を調整することにより、外部電源がモータを駆動して駆動パワーを出力し、電池を充電すると同時に、モータコイルが電力を消費して熱を発生する。

さらに、コントローラは、ブリッジコンバータ１０２のオン時刻及び持続時間を取得し、オン時刻及び持続時間に基づいて、駆動／充電／加熱回路の電流を調整する。

さらに、外部電源は、直流電源であり、駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、ブリッジコンバータ１０２は、第１のコイルに接続された第１のブリッジと、第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
第１の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー、電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に直流電源に戻り、同時に、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻り、
第２の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御し、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、電池及びバスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

さらに、駆動／充電／加熱回路の動作期間の前に、駆動／充電／加熱回路の起動期間をさらに含み、
駆動／充電／加熱回路の起動期間は、第１の起動段階及び第２の起動段階を含み、
第１の起動段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー、電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に直流電源に戻り、
第２の起動段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に、バスキャパシタ１０３を流れて直流電源に戻る。

さらに、双方向ブリッジをさらに含み、双方向ブリッジは、ブリッジコンバータ１０２に並列接続され、双方向ブリッジは、さらにコントローラ１０４に接続され、外部電源は、交流電源であり、交流電源は、双方向ブリッジに接続され、駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、
第３の動作段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー、電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に交流電源に戻り、同時に、バスキャパシタ１０３における電気エネルギーが第２のブリッジ、第２のコイル、第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後にバスキャパシタ１０３に戻り、
第４の動作段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ、電池及びバスキャパシタ１０３を通過し、双方向ブリッジを流れた後に交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが第２のコイルと、第１のコイルと、第１のブリッジと、第２のブリッジとの間にループ電流を形成する。

さらに、駆動／充電／加熱回路の動作期間の前に、駆動／充電／加熱回路の起動期間をさらに含み、
駆動／充電／加熱回路の起動期間は、第３の起動段階及び第４の起動段階を含み、
第３の起動段階において、コントローラ１０４は、モータに必要な駆動パワー、電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に交流電源に戻り、
第４の起動段階において、コントローラ１０４は、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に、バスキャパシタ１０３を流れて交流電源に戻る。

第４の起動段階において、コントローラ１０４は、電池に必要な充電パワーに基づいて、第１のブリッジと、第２のブリッジと、双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び双方向ブリッジを通過した後に、バスキャパシタ１０３を流れて交流電源に戻る。

以上より、本開示の実施例に係るエネルギー変換装置１００の駆動／充電回路及び駆動／充電／加熱回路は、モータに必要な駆動パワー、外部電池に必要な充電パワー及びモータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、ブリッジコンバータのオン時刻及びオン持続時間を制御し、モータのモータコイルを多重化してモータ駆動と、電池充電と、モータコイルによる加熱対象設備の加熱との協調制御を実現する。

本願の実施例４に係る車両１０は、図１６に示すように、上記実施例に係るエネルギー変換装置１００をさらに含む。

なお、本願の説明において、用語「中心」、「縦方向」、「横方向」、「長さ」、「幅」、「厚さ」、「上」、「下」、「前」、「後」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「頂」、「底」、「内」、「外」、「時計回り」、「反時計回り」、「軸方向」、「半径方向」、「周方向」等で示す方位又は位置関係は、図面に示す方位又は位置関係に基づくものであり、本願を容易に説明し説明を簡略化するためのものに過ぎず、示された装置又は素子が特定の方位を有するとともに、特定の方位で構成されて動作しなければならないことを指示するか又は示唆するものではないため、本願を限定するものであると理解すべきではない。

また、用語「第１の」、「第２の」は、単に目的を説明するためのものであり、相対的な重要性を指示するか又は示唆し、或いは指示された技術的特徴の数量を暗示的に指示すると理解すべきではない。これにより、「第１の」、「第２の」で限定された特徴は、１つ以上の該特徴を明示的又は暗示的に含むことができる。本願の説明において、「複数」とは、明確かつ具体的な限定がない限り、２つ以上を意味する。

本願において、明確な規定及び限定がない限り、用語「取り付け」、「連結」、「接続」、「固定」等は、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続、着脱可能な接続、一体的な接続であってもよく、機械的な接続であってもよく、電気的な接続であってもよく、直接的な連結であってもよく、中間媒体を介した間接的な連結であってもよく、２つの素子の内部の連通、又は２つの素子の相互作用の関係であってもよい。当業者であれば、具体的な状況に応じて本願における上記用語の具体的な意味を理解することができる。

本願において、明確な規定及び限定がない限り、第１の特徴が第２の特徴の「上」又は「下」にあるとは、第１の特徴と第２の特徴が直接的に接触することであってもよく、第１の特徴と第２の特徴が中間媒体を介して間接的に接触することであってもよい。また、第１の特徴が第２の特徴の「上」、「上方」及び「上面」にあるとは、第１の特徴が第２の特徴の真上又は斜め上にあることであってもよく、単に第１の特徴の水平方向における高さが第２の特徴より高いことを示すことであってもよい。第１の特徴が第２の特徴の「下」、「下方」及び「下面」にあるとは、第１の特徴が第２の特徴の真下又は斜め下にあることであってもよく、単に第１の特徴の水平方向における高さが第２の特徴より低いことを示すことであってもよい。

本明細書の説明において、用語「一実施例」、「幾つかの実施例」、「例」、「具体的な例」又は「幾つかの例」等を参照する説明は、該実施例又は例と結合して説明された具体的な特徴、構成、材料又は特性が本願の少なくとも１つの実施例又は例に含まれることを意味する。本明細書において、上記用語に対する例示的な説明は必ずしも同一の実施例又は例を言及していない。さらに、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、任意の１つ又は複数の実施例又は例において適切な形態で結合することができる。また、互いに矛盾しない限り、当業者であれば、本明細書で説明された異なる実施例や例、及び異なる実施例や例の特徴を結合するか又は組み合わせることができる。

以上、本願の実施例を示し、説明したが、上記実施例は、例示的なものであり、本願を限定するものと理解すべきではなく、当業者であれば、本願の範囲で上記実施例に対して変更、修正、交換及び変形を行うことができる。

Claims (19)

1. エネルギー変換装置であって、モータのモータコイルと、ブリッジコンバータと、前記ブリッジコンバータに並列接続されたバスキャパシタと、前記ブリッジコンバータに接続されたコントローラとを含み、
   前記ブリッジコンバータは、前記モータコイルに接続され、
   前記モータコイル、前記バスキャパシタ及び前記ブリッジコンバータは、いずれも外部充電ポートに接続され、前記バスキャパシタは、前記エネルギー変換装置の外部の外部電池に並列接続され、
   前記外部充電ポート、前記モータコイル、前記ブリッジコンバータ、前記バスキャパシタ及び前記外部電池は、駆動／充電回路を形成し、
   前記コントローラは、前記エネルギー変換装置が前記外部充電ポートを介して外部電源に接続される場合、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記外部電源の電気エネルギーが前記駆動／充電回路に流れるように前記ブリッジコンバータを制御し、前記駆動／充電回路の電流を調整することにより、前記外部電源が前記モータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、前記外部電池を充電するように構成されることを特徴とする、エネルギー変換装置。
2. 前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間を取得し、前記オン時刻及び持続時間に基づいて、前記駆動／充電回路の電流を調整することを特徴とする、請求項１に記載のエネルギー変換装置。
3. 前記外部充電ポートは、直流充電ポートであり、前記外部電源は、直流電源であり、前記駆動／充電回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
   前記第１の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記直流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
   第２の動作段階において、前記コントローラは、前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に、前記外部電池及び前記バスキャパシタを流れて前記直流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間にループ電流を形成することを特徴とする、請求項２に記載のエネルギー変換装置。
4. 前記駆動／充電回路は、前記駆動／充電回路の動作期間の前に、前記駆動／充電回路の起動期間にもさらに動作し、
   前記駆動／充電回路の起動期間は、第１の起動段階及び第２の起動段階を含み、
   前記第１の起動段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが第１のコイル及び第１のブリッジを通過した後に前記直流電源に戻り、
   前記第２の起動段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に、前記バスキャパシタを流れて前記直流電源に戻ることを特徴とする、請求項３に記載のエネルギー変換装置。
5. 双方向ブリッジをさらに含み、前記外部充電ポートは、交流充電ポートをさらに含み、前記双方向ブリッジは、前記ブリッジコンバータに並列接続され、前記双方向ブリッジは、さらに、前記コントローラ及び前記交流充電ポートに接続され、前記交流充電ポートは、交流電源に接続され、前記駆動／充電回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、
   前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
   前記第３の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に前記交流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
   前記第４の動作段階において、前記コントローラは、前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に、前記外部電池及び前記バスキャパシタを流れて前記交流電源に戻り、同時に、電気エネルギーが前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間に電流ループが形成されることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
6. 前記駆動／充電回路は、前記駆動／充電回路の動作期間の前に、駆動／充電回路の起動期間にもさらに動作し、
   前記駆動／充電回路の起動期間は、第３の起動段階及び第４の起動段階を含み、
   前記第３の起動段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが第１のコイル、第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に前記交流電源に戻り、
   前記第４の起動段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記バスキャパシタを通過した後に、前記双方向ブリッジを流れて前記交流電源に戻ることを特徴とする、請求項５に記載のエネルギー変換装置。
7. 前記駆動／充電回路は、駆動／充電／加熱回路であり、
   前記外部充電ポートは前記外部電源に接続され、前記モータに必要な駆動パワー、前記外部電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記外部電源の電気エネルギーが前記駆動／充電／加熱回路に流れるように、前記ブリッジコンバータが制御され、前記駆動／充電／加熱回路の電流を調整することにより、前記外部電源が前記モータを駆動して駆動パワーを出力し、前記外部電池を充電すると同時に、前記モータコイルが電力を消費して熱を発生し、
   前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記外部電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間を取得し、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間に基づいて、前記駆動／充電／加熱回路の電流を調整することを特徴とする、請求項１～６のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
8. 前記外部充電ポートは、直流充電ポートであり、前記外部電源は、直流電源であり、前記駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
   前記第１の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記外部電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記直流電源に戻り、同時に、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
   第２の動作段階において、前記コントローラは、前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に、前記外部電池及び前記バスキャパシタを流れて前記直流電源に戻り、同時に、前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間に電流ループが形成されることを特徴とする、請求項７に記載のエネルギー変換装置。
9. 双方向ブリッジをさらに含み、前記外部充電ポートは、交流充電ポートをさらに含み、前記双方向ブリッジは、前記ブリッジコンバータに並列接続され、前記双方向ブリッジは、さらに、前記コントローラ及び前記交流充電ポートに接続され、前記交流充電ポートは、交流電源に接続され、前記駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
   前記第３の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記外部電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に前記交流電源に戻り、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
   前記第４の動作段階において、前記コントローラは、前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ、前記外部電池、前記バスキャパシタ、及び前記双方向ブリッジを流れた後に前記交流電源に戻り、前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間に電流ループが形成されることを特徴とする、請求項７又は８に記載のエネルギー変換装置。
10. モータと、車載充電モジュールと、モータ制御モジュールと、エネルギー貯蔵モジュールと、コントローラとを含む、エネルギー変換装置であって、
    前記車載充電モジュールは、第１の充電接続端及び第２の充電接続端を含む充電接続端群、を含み、前記充電接続端群は、前記エネルギー変換装置の外部の外部電源に接続され、
    前記モータ制御モジュールは、前記モータのモータコイルに接続されたブリッジコンバータを含み、
    前記エネルギー貯蔵モジュールは、並列接続されたバスキャパシタ及びエネルギー貯蔵接続端群を含み、前記バスキャパシタが前記ブリッジコンバータに並列接続され、前記エネルギー貯蔵接続端群が第１のエネルギー貯蔵接続端及び第２のエネルギー貯蔵接続端を含み、前記エネルギー貯蔵接続端群は、前記エネルギー変換装置の外部の外部電池に接続され、
    前記コントローラは、前記ブリッジコンバータに接続され、
    前記モータコイル、前記ブリッジコンバータ及び前記バスキャパシタは、駆動／充電回路を形成し、
    前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記外部電源の電気エネルギーが前記駆動／充電回路に流れるように前記ブリッジコンバータを制御し、前記駆動／充電回路の電流を調整することにより、前記電気エネルギーが前記モータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、前記駆動／充電回路により前記外部電池に充電するように構成されることを特徴とする、エネルギー変換装置。
11. 前記コントローラは、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間を取得し、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間に基づいて、前記駆動／充電回路の電流を調整し、前記駆動／充電回路により、前記モータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、前記外部電池を充電することを特徴とする、請求項１０に記載のエネルギー変換装置。
12. 前記外部電源は、直流電源であり、前記駆動／充電回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
    前記第１の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記直流電源に戻り、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
    第２の動作段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御し、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に、前記外部電池及び前記バスキャパシタを流れて前記直流電源に戻り、前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間に電流ループが形成されことを特徴とする、請求項１１に記載のエネルギー変換装置。
13. 双方向ブリッジをさらに含み、前記双方向ブリッジは、前記ブリッジコンバータに並列接続され、前記充電接続端群は、第３の充電接続端をさらに含み、前記双方向ブリッジは、さらに、前記コントローラ及び前記第３の充電接続端に接続され、前記第３の充電接続端は、前記外部電源に接続され、駆動／充電回路は、前記双方向ブリッジを含み、
    前記コントローラは、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間を取得し、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間に基づいて、前記駆動／充電回路の電流を調整し、前記駆動／充電回路により、前記モータを駆動して駆動パワーを出力すると同時に、前記外部電池を充電することを特徴とする、請求項１０～１２のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
14. 前記外部電源は、交流電源であり、前記交流電源は、前記双方向ブリッジに接続され、前記駆動／充電回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
    前記第３の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー及び前記外部電池に必要な充電パワーに基づいて、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に前記交流電源に戻り、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
    前記第４の動作段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ、前記外部電池、前記バスキャパシタ、及び前記双方向ブリッジを流れて前記交流電源に戻り、前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間に電流ループが形成されることを特徴とする、請求項１３に記載のエネルギー変換装置。
15. 前記駆動／充電回路は、駆動／充電／加熱回路であり、
    前記充電接続端群が外部電源に接続される場合、前記モータに必要な駆動パワー、前記外部電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記外部電源の電気エネルギーが前記駆動／充電／加熱回路に流れるように、前記ブリッジコンバータが制御され、前記駆動／充電／加熱回路の電流を調整することにより、前記外部電源が前記モータを駆動して駆動パワーを出力し、前記外部電池を充電すると同時に、前記モータコイルが電力を消費して熱を発生することを特徴とする、請求項１０～１４のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
16. 前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記外部電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間を取得し、前記ブリッジコンバータのオン時刻及び持続時間に基づいて、前記駆動／充電／加熱回路の電流を調整することを特徴とする、請求項１５に記載のエネルギー変換装置。
17. 前記外部電源は、直流電源であり、前記駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第１の動作段階及び第２の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
    前記第１の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記外部電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記直流電源に戻り、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
    前記第２の動作段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと前記第２のブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御し、前記直流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に、前記外部電池及び前記バスキャパシタを流れて前記直流電源に戻り、前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間に電流ループが形成されることを特徴とする、請求項１６に記載のエネルギー変換装置。
18. 双方向ブリッジをさらに含み、前記双方向ブリッジは、前記ブリッジコンバータに並列接続され、前記双方向ブリッジは、さらに前記コントローラに接続され、前記外部電源は、交流電源であり、前記交流電源は、前記双方向ブリッジに接続され、前記駆動／充電／加熱回路の動作期間は、第３の動作段階及び第４の動作段階を含み、前記モータコイルは、第１のコイル及び第２のコイルを含み、前記ブリッジコンバータは、前記第１のコイルに接続された第１のブリッジと、前記第２のコイルに接続された第２のブリッジとを含み、
    前記第３の動作段階において、前記コントローラは、前記モータに必要な駆動パワー、前記外部電池に必要な充電パワー及び前記モータコイルに必要な加熱パワーに基づいて、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ及び前記双方向ブリッジを通過した後に前記交流電源に戻り、前記バスキャパシタにおける電気エネルギーが前記第２のブリッジ、前記第２のコイル、前記第１のコイル及び前記第１のブリッジを通過した後に前記バスキャパシタに戻り、
    前記第４の動作段階において、前記コントローラは、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジと、前記双方向ブリッジとのオン時刻及び持続時間を制御することにより、前記交流電源の電気エネルギーが前記第１のコイル、前記第１のブリッジ、前記外部電池及び前記バスキャパシタ、及び前記双方向ブリッジを流れた後に前記交流電源に戻り、前記第２のコイルと、前記第１のコイルと、前記第１のブリッジと、前記第２のブリッジとの間に電流ループが形成されることを特徴とする、請求項１５～１７のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
19. 請求項１～１８のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置を含むことを特徴とする、車両。