[发明专利]能量转换系统及动力系统

说明书

本申请提供一种能量转换系统及动力系统。其中，能量转换系统包括控制模块、第一开关、第二开关、电机和电机驱动模块。控制模块用于在供电电源的电压大于电池模块的电压时，控制第一开关关断、第二开关导通，并控制电机驱动模块基于供电电源提供的输入电压驱动电机，以对电池模块充电。采用本申请，通过导通相应的闭合回路，增大了充电电流，提高了充电功率，可提高充电效率。

技术领域

本申请涉及电力电子技术领域，尤其是一种用于能量转换系统及动力系统。

背景技术

目前，供电设备的电压大于充电设备的电压时，可以由供电设备将其电压调整至充电设备的电压接近或者相等来进行充电。但是，这种充电的方式限制了供电设备输出的电流能力，供电设备的输出电流小于或等于最大值，导致充电效率低。例如，车内的电池模块的电压上限为400V，充电桩的电压范围为200V～750V，充电桩输出电流的最大值为250A，考虑电池满电时不能大电流充电，充电功率最大可能为350V/250A。

发明内容

本申请实施例公开了一种能量转换系统及动力系统，通过控制能量转换系统中的开关关断或导通，以及控制电机驱动模块，可以形成相应的闭合回路，对电池模块进行充电或放电，并提高了充电或放电功率，可提高充电设备的充电效率。

第一方面，本申请实施例公开了一种能量转换系统。该能量转换系统包括控制模块、第一开关、第二开关、电机和电机驱动模块。其中，电机驱动模块的第一端连接电池模块的第一端，电机驱动模块的第二端通过第一开关连接电池模块的第二端，电机驱动模块的第一端和第二端并联于供电电源的两端，电机驱动模块的第三端连接电机的第一端，电机的第二端通过第二开关连接电池模块的第二端。控制模块用于在供电电源的电压大于电池模块的电压时，控制第一开关关断、第二开关导通，并控制电机驱动模块基于供电电源提供的输入电压驱动电机，以对电池模块充电。可以理解，若断开第一开关，且导通第二开关，则供电电源可以与电池模块、第二开关、电机和电机驱动模块形成一闭合回路，从而可以让供电电源的输入电流通过该闭合回路流入电机和电池模块。此时，电机处于充电状态，电机可以与电机驱动模块、电池模块和第二开关形成另一闭合回路，从而可以通过电机向电池模块进行充电，增大了电池模块的充电电流，可提高电池模块的充电效率。

其中，控制模块可包括但不限于控制板、控制芯片或者控制器。示例性地，控制模块可以包括电池管理系统(battery management system，BMS)、微控制单元(microcontrol unit，MCU)、中央处理单元(central processing unit，CPU)、其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，DSP)、专用集成电路(application specificintegrated circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。

电池模块可以为单个电池或电池组，包括但不限于高压电池(也可以称为动力电池)和低压电池(也可以称为低压蓄电池)。高压电池可以指为电动车辆提供动力来源的电源，高压电池可包括但不限于三元锂电池、磷酸铁锂电池以及其它高压电池。能量转换系统可在同时驱动电机且对电池模块充电、或者单独驱动电机、或者单独对电池模块进行单相充电或者三相充电，因此可提高动力系统的工作效率和灵活性，结构更加简单且集成度高，成本低；另外，上述能量转换系统可集成电机和车载充电机，无需使用高压配电盒集成电机和车载充电机，从而减少了动力系统中使用高压部件的数量，成本更低，适用性更强。

在一些可能的实现方式中，控制模块还用于在供电电源的电压小于或等于电池模块的电压时，控制第二开关关断、第一开关导通，并控制电机驱动模块基于供电电源提供的输入电压不驱动电机，以对电池模块充电。如此，供电电源的输出电流可以基于不经过电机驱动模块和电机对应的闭合电路对电池模块进行直充充电，可以提高电池模块的充电效率。