控制系统及其控制方法和汽车的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种控制系统及其控制方法和汽车。
【背景技术】
[0002]电动汽车的核心是“三电技术”，即电池、电控和电机。电池是储能单元，电控将电池的直流电变换成交流电驱动电机，给整车提供动力。
[0003]在一般的电动汽车中，电池的充电机和电控的逆变器是完全独立的两个部分，软硬件完全独立。实际上，逆变器的功率等级往往都大于充电机，逆变器的功率器件也可以满足充电机的应用要求。所以，独立的两套系统会造成硬件设备庞大。
[0004]其次，电动汽车的电池容量一般都很大，其本身就是一个大的移动电源。目前的电动汽车只能充电，无法对外供电，这使得电动汽车大电能容量的优势无法更好地展现出来。
【发明内容】
[0005]本发明解决的问题是现有电动汽车的电池的充电机和电控的逆变器是完全独立，造成硬件设备庞大。
[0006]为解决上述问题，本发明提供一种控制系统，包括:第一切换开关、第二切换开关、第一连接开关、第二连接开关、第三连接开关、第四连接开关、第五连接开关、第六连接开关、第一电容、第二电容、第一电感、第一可控型功率器件、第二可控型功率器件、第三可控型功率器件、第四可控型功率器件、第五可控型功率器件、第六可控型功率器件、第七可控型功率器件、第八可控型功率器件、第九可控型功率器件、第十可控型功率器件、第i^一可控型功率器件、第十二可控型功率器件、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第七二极管、第八二极管、第九二极管、第十二极管、第十一二极管、第十二二极管、第一电机连接端、第二电机连接端、第三电机连接端、第四电机连接端、第五电机连接端、第六电机连接端、第一直流电源端、第二直流电源端、第一交流电源端、第二交流电源端、第三交流电源端、第四交流电源端和第五交流电源端；
[0007]所述第一直流电源端连接所述第一切换开关的第一端、第一电容的第一端和第一电感的第一端；
[0008]所述第二直流电源端连接所述第一电容的第二端、第二电容的第二端、第二可控型功率器件的发射极、第二二极管的阳极、第四可控型功率器件的发射极、第四二极管的阳极、第六可控型功率器件的发射极、第六二极管的阳极、第八可控型功率器件的发射极、第八二极管的阳极、第十可控型功率器件的发射极、第十二极管的阳极、第十二可控型功率器件的发射极和第十二二极管的阳极；
[0009]所述第一切换开关的第二端连接所述第二电容的第一端、第一可控型功率器件的集电极、第一二极管的阴极、第三可控型功率器件的集电极、第三二极管的阴极、第五可控型功率器件的集电极、第五二极管的阴极、第七可控型功率器件的集电极、第七二极管的阴极、第九可控型功率器件的集电极、第九二极管的阴极、第十一可控型功率器件的集电极和第十一二极管的阴极；
[0010]所述第一电感的第二端连接所述第二切换开关的第一端；
[0011]所述第一连接开关的第一端连接所述第二切换开关的第二端、第一可控型功率器件的发射极、第一二极管的阳极、第二可控型功率器件的集电极和第二二极管的阴极，所述第一连接开关的第二端连接所述第一电机连接端；
[0012]所述第二连接开关的第一端连接所述第三可控型功率器件的发射极、第三二极管的阳极、第四可控型功率器件的集电极和第四二极管的阴极，所述第二连接开关的第二端连接所述第二电机连接端，所述第二连接开关的第三端连接所述第一交流电源端；
[0013]所述第三连接开关的第一端连接所述第五可控型功率器件的发射极、第五二极管的阳极、第六可控型功率器件的集电极和第六二极管的阴极，所述第三连接开关的第二端连接所述第三电机连接端，所述第三连接开关的第三端连接所述第二交流电源端；
[0014]所述第四连接开关的第一端连接所述第七可控型功率器件的发射极、第七二极管的阳极、第八可控型功率器件的集电极和第八二极管的阴极，所述第四连接开关的第二端连接所述第四电机连接端，所述第四连接开关的第三端连接所述第三交流电源端；
[0015]所述第五连接开关的第一端连接所述第九可控型功率器件的发射极、第九二极管的阳极、第十可控型功率器件的集电极和第十二极管的阴极，所述第五连接开关的第二端连接所述第五电机连接端，所述第五连接开关的第三端连接所述第四交流电源端；
[0016]所述第六连接开关的第一端连接所述第十一可控型功率器件的发射极、第十一二极管的阳极、第十二可控型功率器件的集电极和第十二二极管的阴极，所述第六连接开关的第二端连接所述第六电机连接端，所述第六连接开关的第三端连接所述第五交流电源端。
[0017]可选的，所述第一可控型功率器件、第二可控型功率器件、第三可控型功率器件、第四可控型功率器件、第五可控型功率器件、第六可控型功率器件、第七可控型功率器件、第八可控型功率器件、第九可控型功率器件、第十可控型功率器件、第i^一可控型功率器件和第十二可控型功率器件均为绝缘栅双极型晶体管，或者均为可关断晶闸管，或者均为功率 MOSFET。
[0018]可选的，所述第一切换开关、第二切换开关和第一连接开关均为单刀单掷开关，所述第二连接开关、第三连接开关、第四连接开关、第五连接开关和第六连接开关均为单刀双掷开关。
[0019]可选的，所述控制系统还包括:第二电感、第三电感、第四电感和第五电感；
[0020]所述第二连接开关的第三端通过所述第二电感连接所述第一交流电源端；
[0021]所述第四连接开关的第三端通过所述第三电感连接所述第三交流电源端；
[0022]所述第五连接开关的第三端通过所述第四电感连接所述第四交流电源端；
[0023]所述第六连接开关的第三端通过所述第五电感连接所述第五交流电源端。
[0024]可选的，所述控制系统还包括:电池；
[0025]所述电池连接所述第一直流电源端和第二直流电源端。
[0026]可选的，所述控制系统还包括:第一电机和第二电机；
[0027]所述第一电机连接所述第一电机连接端、第二电机连接端和第三电机连接端；
[0028]所述第二电机连接所述第四电机连接端、第五电机连接端和第六电机连接端。
[0029]可选的，所述控制系统还包括:单相交流电源；
[0030]所述单相交流电源连接所述第一交流电源端和第二交流电源端。
[0031]可选的，所述控制系统还包括:三相交流电源；
[0032]所述三相交流电源连接所述第三交流电源端、第四交流电源端和第五交流电源端。
[0033]可选的，所述控制系统还包括:单相交流用电器；
[0034]所述单相交流用电器连接所述第一交流电源端和第二交流电源端。
[0035]可选的，所述控制系统还包括:三相交流用电器；
[0036]所述三相交流用电器连接所述第三交流电源端、第四交流电源端和第五交流电源端。
[0037]可选的，所述控制系统还包括:控制器；
[0038]所述控制器适于控制所述第一切换开关的第一端和第二端处于连通状态、第一连接开关的第一端和第二端处于连通状态、第二连接开关的第一端和第二端处于连通状态、第三连接开关的第一端和第二端处于连通状态、第四开关的第一端和第二端处于连通状态、第五开关的第一端和第二端处于连通状态、第六开关的第一端和第二端处于连通状态，以及控制所述第二切换开关的第一端和第二端处于断开状态。
[0039]可选的，所述控制系统还包括:控制器；
[0040]所述控制器适于控制所述第二切换开关的第一端和第二端处于连通状态、第二连接开关的第一端和第三端处于连通状态、第三连接开关的第一端和第三端处于连通状态，以及控制所述第一切换开关的第一端和第二端处于断开状态、第一连接开关的第一端和第二端处于断开状态、第四连接开关的第一端和第二端以及第三端均处于断开状态、第五连接开关的第一端和第二端以及第三端均处于断开状态、第六连接开关的第一端和第二端以及第三端均处于断开状态。
[0041]可选的，所述控制器还适于控制所述第一可控型功率器件、第二二极管、第一电容和第一电感处于降压变换模式，控制所述第三可控型功率器件、第四可控型功率器件、第五可控型功率器件、第六可控型功率器件、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管处于单相PWM整流模式，并使所述第二可控型功率器件处于关断状态。
[0042]可选的，所述控制器还适于提供PffM控制信号至所述第一可控型功率器件的控制极，并调整所述PWM控制信号的占空比使得所述第一电感上的电流值恒定或者使所述第一电容的第一端和第二端之间的电压值恒定。
[0043]可选的，所述控制器适于使所述第三连接开关的第三端对所述第二连接开关的第三端的电动势矢量和电流矢量的相位相同，以控制所述第三可控型功率器件、第四可控型功率器件、第五可控型功率器件、第六可控型功率器件、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管处于单相PWM整流模式。
[0044]可选的，所述控制器还适于控制所述第二可控型功率器件、第一二极管、第二电容和第一电感处于升压变换模式，控制所述第三可控型功率器件、第四可控型功率器件、第五可控型功率器件、第六可控型功率器件、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管处于单相逆变模式，并使所述第一可控型功率器件处于关断状态。
[0045]可选的，所述控制器适于使所述第三连接开关的第三端对所述第二连接开关的第三端的电动势矢量和电流矢量的相位相反，以控制所述第三可控型功率器件、第四可控型功率器件、第五可控型功率器件、第六可控型功率器件、第三二极管、第四二极管、第五二极管和第六二极管处于单相逆变模式。
[0046]可选的，所述控制系统还包括:控制器；
[0047]所述控制器适于控制所述第二切换开关的第一端和第二端处于连通状态、第四连接开关的第一端和第三端处于连通状态、第五连接开关的第一端和第三端处于连通状态、第六连接开关的第一端和第三端处于连通状态，以及控制所述第一切换开关的第一端和第二端处于断开状态、第一连接开关的第一端和第二端处于断开状态、第二连接开关的第一端和第三端处于断开状态、第三连接开关的第一端和第三端处于断开状态。
[0048]可选的，所述控制器还适于控制所述第一可控型功率器件、第二二极管、第一电容和第一电感处于降压变换模式，控制所述第七可控型功率器件、第八可控型功率器件、第九可控型功率器件、第十可控型功率器件、第i^一可控型功率器件、第十二可控型功率器件、第七二极管、第