用于为电动汽车的电池包加热的装置和方法及电动汽车与流程

本发明涉及电动汽车领域，具体地涉及一种用于为电动汽车的电池包加热的装置和方法及电动汽车。

背景技术：

电动汽车发展已经有向高电压平台发展的趋势，存在一些为具有高电压的电动汽车的电池充电的技术。但是，当电动汽车的电池处于低温时，电池物理化学性质决定无法进行充电，因此，需要先行给电池加热，提升其温度，当温度达到允许情况时才可以进行充电。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种设备，其可实现为电动汽车的电池加热。

为了实现上述目的，本发明的一个方面提供一种用于为电动汽车的电池包加热的装置，该装置包括：充电能力判断连接模块，用于在所述电池包和为所述电池包充电的充电设备之间转换电压，以使得所述充电设备判断为所述电池包进行充电是否处于其充电能力范围内；加热模块，用于接收所述充电设备的充电电力产生热能以为所述电池包加热；以及控制模块，用于在接收到所述充电设备发出的确认所述电池包处于其充电能力范围内的信号的情况下，控制所述充电能力判断连接模块停止工作，启动所述加热模块，以使得所述加热模块为所述电池包加热。

可选地，所述充电能力判断模块包括：降压电路，包括用于连接所述充电设备和所述电池包的第一线圈、第一开关管、第二开关管和第一电容，该降压电路用于对所述电池包的电压进行降压，以使得所述充电设备根据降压后的电压判断所述为电池包进行充电是否处于其充电能力范围内；第一开关模块，用于连接所述降压电路和所述充电设备，用于控制所述降压电路和所述充电设备之间的导通或断开；以及第二开关模块，用于连接所述电池包和所述降压电路，用于控制所述降压电路和所述电池包之间的导通或断开，其中，所述控制模块控制所述充电能力判断连接模块停止工作为通过控制所述第一开关模块和/或所述第二开关模块来实现。

可选地，所述第一开关模块包括第一继电器和/或第二继电器，其中，所述第一继电器连接在所述降压电路和所述充电设备的正极之间，所述第二继电器连接在所述降压电路和所述充电设备的负极之间。

可选地，所述第二开关模块包括第三继电器和/或第四继电器，其中，所述第三继电器连接在所述降压电路与所述电池包的正极之间，所述第四继电器连接在所述降压电路与所述电池包的负极之间。

可选地，所述加热模块包括：第二线圈，用于接收所述充电设备的充电电力产生热能以为所述电池包进行加热；以及第三开关模块，用于连接所述第二线圈和所述充电设备，以控制所述第二线圈和所述充电设备之间的导通或断开，其中，所述控制模块控制所述加热模块启动为通过控制所述第三开关模块来实现。

可选地，所述第三开关模块包括第五继电器和/或第六继电器，其中，所述第五继电器用于连接所述第二线圈和所述充电设备的正极，所述第六继电器用于连接所述第二线圈和所述充电设备的负极。

可选地，在所述充电能力判断连接模块包括所述降压电路且所述加热模块包括所述第二线圈的情况下，所述第一线圈和所述第二线圈为所述电动汽车的电机中的线圈，所述第一开关管和所述第二开关管为所述电动汽车的逆变器中的开关管，所述加热模块还包括所述逆变器中的开关管，所述第二线圈经由所述逆变器中的开关管连接第三开关模块，在所述控制模块控制所述充电能力判断连接模块停止工作的情况下，所述控制模块还用于：在启动所述加热模块之前，传输放电信号至所述逆变器，以使得所述逆变器通过控制其所包括的开关管来与其所包括的第二电容和所述电机中的线圈组成放电电路使得所述第二电容进行放电，并监测所述第二电容的放电电压与所述充电设备输出的电压之间的关系是否符合第一预设条件；传输电机零转矩信号至所述逆变器以使得在启动所述加热模块后，所述逆变器控制所述电机不产生转矩；以及控制启动所述电动汽车的热管理控制器，以使得将所述第二线圈产生的热能传递给所述电池包；其中，所述控制模块控制启动所述加热模块的条件为监测到所述第二电容的放电电压与所述充电设备输出的电压之间的关系符合第一预设条件。

可选地，该装置还包括：绝缘检测模块，连接在所述充电设备的正极和负极与车身地之间，用于：在所述充电能力判断连接模块或所述加热模块工作的过程中，检测所述充电设备分别与所述充电能力判断连接模块或所述加热模块组成的电路的绝缘电阻；以及在所检测到的绝缘电阻超过预设值的情况下，传输信号至所述控制模块，以使所述控制模块控制断开所述充电能力判断连接模块或所述加热模块与所述充电设备之间的连接。

此外，本发明的另一方面提供一种电动汽车，该电动汽车包括上述的装置。

另外，本发明的另一方面还提供一种用于为电动汽车的电池包加热的方法，该方法包括：充电设备判断为电池包进行充电是否处于其充电能力范围内；在接收到所述充电设备发出的确认所述电池包处于其充电能力范围内的信号的情况下，传输放电信号至逆变器，以使得所述逆变器通过控制放电电路使得第二电容进行放电，并监测所述第二电容的放电电压与所述充电设备输出的电压之间的关系是否符合预设条件；在所述第二电容的放电电压与所述充电设备输出的电压之间的关系符合预设条件的情况下，启动所述加热模块，以使得所述加热模块为所述电池包加热；传输电机零转矩信号至所述逆变器以使得在启动所述加热模块后，所述逆变器控制所述电机不产生转矩；以及控制启动所述电动汽车的热管理控制器，以使得将第二线圈产生的热能传递给所述电池包。

通过上述技术方案，电池包经由充电能力判断连接模块连接至充电设备，充电设备判断电池包是否处于其充电能力范围内，在电池包处于充电设备的充电能力范围内的情况下，充电设备向控制模块发出信号，控制模块启动加热模块，加热模块与充电设备连接，加热模块在被启动后接收充电设备的充电电力产生热能来为电池包进行加热，如此，实现了为电池包加热，使得电动汽车可以应用在天气较冷的地区，扩大了电动汽车的应用范围。此外，利用充电设备为电池包进行加热，无须另外为电动汽车配置电池包加热器，降低了成本。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1是本发明一实施例提供的用于为电动汽车的电池包加热的装置的连接示意图；

图2是buck电路的连接示意图；

图3是本发明另一实施例提供的用于为电动汽车的电池包加热的装置的连接示意图；

图4是本发明另一实施例提供的绝缘检测模块的在电路中的连接示意图；

图5是本发明另一实施例提供的充电设备判断为电池包充电是否处于其充电能力范围内的逻辑示意图；

图6是一电动汽车的基本结构示意图；

图7是本发明一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置与外部电源及电池组的连接示意图；

图8是本发明另一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置的连接示意图；

图9是图8所示的装置为电动汽车充电的逻辑示意图；

图10是本发明另一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置的连接示意图；

图11是图10所示的装置为电动汽车充电的逻辑示意图；

图12是本发明另一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置的连接示意图；

图13是图12所示的装置为电动汽车充电的逻辑示意图；

图14是本发明另一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置的连接示意图；

图15是本发明另一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置的连接示意图；以及

图16是本发明另一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置的连接示意图。

附图标记说明

1线圈2第一控制模块

3至少一对控制开关4直流充电插座

5线束6电机

7电机控制器8电池组

9升压dc/dc设备10外部电源

11充电设备12充电能力判断连接模块

13电池包14控制模块

15加热模块16电机线圈

17开关管

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例的一个方面提供一种用于为电动汽车的电池包加热的装置。图1是本发明一实施例提供的用于为电动汽车的电池包加热的装置的连接示意图。如图1所示，该装置包括充电能力判断连接模块12、加热模块15和控制模块14。其中，充电能力判断连接模块12连接电池包13和用于为电池包进行充电的充电设备1，用于在电池包3和充电设备1之间转换电压，以使得充电设备11判断为电池包13进行充电是否处于其充电能力范围内。在使用充电设备(例如充电桩，其中该充电桩可以是直流充电桩)为电动汽车的电池包充电时，电池包的电压可能与充电设备之间的电压不匹配，例如，电池包是高电压，比如，800v，充电设备是低电压，比如，400v，或者电池包是低电压，比如，400v，充电设备是高电压，比如，800v，则需要将电池包的电压进行转换，如此，充电设备判断转换后的电压是否处于其输出电压范围内，以判断为需要其进行充电的电池包进行充电是否处于其充电能力范围内，并在判断为该电池包充电处于其充电能力范围内的情况下，输出电能来为该电池包进行充电。加热模块15与充电设备11和控制模块14连接，用于接收充电设备11的充电能力产生热能，以利用产生的热能为电池包13进行加热。控制模块14与充电能力判断连接模块12和加热模块15连接，可以与充电设备11通信。充电设备11在判断出为需要其进行充电的电池包充电处于其充电能力范围内的情况下，传输相应的信号至控制模块14，控制模块14在接收到该信号的情况下，控制充电能力判断连接模块12停止工作，也就是断开与充电设备11和/或电池包13的连接，使得充电设备11、充电能力判断连接模块12和电池包13组成的回路断开，启动加热模块15，也就是控制加热模块15和充电设备11组成回路，使得加热模块15接收充电设备11的充电电力产生热能，从而为电池包13加热。

电池包经由充电能力判断连接模块连接至充电设备，充电设备判断电池包是否处于其充电能力范围内，在电池包处于充电设备的充电能力范围内的情况下，充电设备向控制模块发出信号，控制模块启动加热模块，加热模块与充电设备连接，加热模块在被启动后接收充电设备的充电电力产生热能来为电池包进行加热，如此，实现了为电池包加热，使得电动汽车可以应用在天气较冷的地区，扩大了电动汽车的应用范围。此外，利用充电设备为电池包进行加热，无须另外为电动汽车配置电池包加热器，降低了成本。

可选地，在本发明实施例中，充电能力判断连接模块包括降压电路、第一开关模块和第二开关模块。降压电路包括连接在充电设备和电池包之间的第一线圈、第一开关管、第二开关管和第一电容，降压电路用于对电池包的电压进行降压，以使得充电设备判断降压后的电是否处于其输出电压范围内来根据降压后的电压判断为电池包进行充电是否处于其充电能力范围内，也就是充电设备的电压比电池包的电压低，需要对电池包的电压进行降压，充电设备才可以判断为电池包进行充电是否处于其充电能力范围内。第一开关模块连接在降压电路和充电设备之间，用于控制降压电路和充电设备之间的导通或断开。第二连接模块连接在电池包和降压电路之间，用于控制电池包和降压电路之间的导通或断开。控制模块控制充电能力判断连接模块停止工作为通过控制第一开关模块和/或第二开关模块来实现，也就是通过控制降压电路与充电设备之间断开和/或控制降压电路与电池包之间断开来实现。

可选地，在本发明实施例中，该降压电路为buck电路。具体地，第一开关管和第二开关管分别包括igbt和寄生二极管，第一线圈、第一开关管中的ibgt、第二开关管中的寄生二极管及第一电容组成buck电路。在组成buck电路时，第一开关管的igbt导通，第二开关管中的igbt断开，如此实现使得第一开关管的igbt接入电路中，第二开关管的寄生二极管接入电路中。其中，buck电路的连接示意图可以如图2所示，ud对应电池包的电压，vt对应第一开关管中的igbt，vd对应第二开关管中的寄生二极管，l对应第一线圈，c对应第一电容，uo对应充电设备的电压。

可选地，在本发明实施例中，第一开关模块包括第一继电器和/或第二继电器，其中，第一继电器连接在降压电路和充电设备的正极之间，第二继电器连接在降压电路和充电设备的负极之间。

可选地，在本发明实施例中，第二开关模块包括第三继电器和/或第四继电器，其中，第三继电器连接在降压电路与电池包的正极之间，第四继电器连接在降压电路与电池包的负极之间。

可选地，在本发明实施例中，加热模块包括第二线圈和第三开关模块。第二线圈用于接收充电设备的充电电力产生热能以为电池包进行加热。第三开关模块连接在第二线圈和充电设备之间，用于控制第二线圈和充电设备之间的导通或断开。其中，控制模块控制加热模块启动为通过控制第三开关模块来实现，也就是通过控制第二线圈和充电设备之间导通来实现。

可选地，在本发明实施例中，第三开关模块包括第五继电器和/或第六继电器，其中，第五继电器连接在第二线圈和充电设备的正极之间，第六继电器连接在第二线圈和充电设备的负极之间。

可选地，在本发明实施例中，充电能力判断连接模块的降压电路中所包括的第一线圈和加热模块中所包括的第二线圈可以是电动汽车的电机中的线圈，充电能力判断连接模块中所包括的第一开关管和第二开关管可以是电动汽车的逆变器中的开关管。此外，加热模块还包括逆变器中的开关管，第二线圈经由逆变器中的开关管连接第三开关模块。在控制模块控制充电能力判断连接模块停止工作的情况下，控制模块还用于：在启动加热模块之前，传输放电信号至逆变器，以使得逆变器通过控制其所包括的开关管来与其所包括的第二电容和电机中的线圈组成放电电路使得第二电容进行放电，并监测第二电容的放电电压与充电设备输出的电压之间的关系是否符合第一预设条件；传输电机零转矩信号至逆变器以使得在启动加热模块后，逆变器控制电机不产生转矩；以及控制启动电动汽车的热管理控制器，以使得将第二线圈产生的热能传递给电池包；其中，控制模块控制启动加热模块的条件为监测到第二电容的放电电压与充电设备输出的电压之间的关系符合第一预设条件。可选地，第一预设条件是第二电容的放电电压与充电设备输出的电压之间的压差小于或等于10伏。

下面借助于图3对本发明实施例提供的用于为电动汽车的电池包加热的装置进行示例性说明。需要说明的是，在图3中，电机中的线圈为三相线圈，即包括三个电机线圈16，逆变器包括6个开关管17，其中上桥臂包括3个开关管17，下桥臂包括3个开关管17，但是，在本发明实施例中，电机中的线圈并不限于三线线圈，逆变器中的开光管并不仅限于上下桥臂各包括3个开关管，电机中的线圈可以是任意相的线圈，逆变器可以包括任意数量的开关管，只要满足本发明实施例中的条件，能够实现为电池包加热即可。此外，在该实施例中，充电设备11为400伏充电桩，电池包13的电压为800伏。

如图3所示，k5’代表本发明实施例中所述的第一继电器，也就是400伏继电器，其所在母线为400伏母线；k6代表本发明实施例中所述的第二继电器，也就是高压负继电器；s4代表本发明实施例中所述的第三继电器，也就是电池包主正(800伏)继电器；s5代表本发明实施例中所述的第四继电器，也就是电池包主负继电器；k5代表本发明实施例中所述的第五继电器，也就是800伏继电器，其所在母线为800伏母线；k6还代表本发明实施例中所述的第六继电器。

在判断为电池包13进行充电是否处于充电设备11的充电能力范围内时，充电设备经由k5’向输送电力，电机中的一相电机线圈16、上桥臂中的一开关管17、下桥臂中的一开关管17及电容c2组成buck电路，其中组成buck电路的两个开关管17为具有公共端的两个开关管17，具体采用哪一电机线圈16及哪两个开关管17可以根据具体情况进行设计，只要能够组成buck电路即可，不用于限制本发明。

在为电池包进行加热时，充电设备11经由k5向外输送电力，经由上桥臂的开关管17、电机线圈16下桥臂的开关管17及k6返回到充电设备11的负极，并控制电机不产生转矩。此外，电容c2不接入电路中，也就是k7处于断开状态。其中，具体地，采用上桥臂的哪一或哪几个开关管17及下桥臂的哪一或哪几个开关管17及哪一或哪几相电机线圈16可以根据具体情况进行设计，只要能够实现控制电机不产生转矩且电机线圈产生热能即可，不用于限制本发明。

电动汽车连接充电设备11后，充电设备11传输相应的信号至动力系统控制器(即本发明实施例中所述的控制模块)，在接收到该信号后，动力系统控制器控制k5’、k6、s4、s5、k7闭合，传输信号至逆变器，以使得逆变器控制其所包括的开关管17的中的igbt的导通或者关闭来实现与电机线圈16组成buck电路。随后，充电设备11判断经转换后的电压是否处于其输出电压范围内，也就是判断为需要其进行充电的电池包13进行充电是否处于其充电能力范围内，关于充电设备11如何判断为电池包13进行充电是否处于其充电能力范围将在下面进行描述，详细解释请见下文。当充电设备11判断得出为电池包13进行充电处于其充电能力范围内时，充电设备11控制输出电流为0，传输相应的信号至动力系统控制器，动力系统控制器在接收到该信号后，控制s4和s5断开。此外，动力系统控制器传输放电信号至逆变器，使得逆变器通过控制其所包括的开关管来与其所包括的第二电容c3和电机中的电机线圈16组成放电电路使得第二电容c3进行放电。另外，在第二电容c3进行放电的过程中，动力系统控制器监测第二电容c3的放电电压与充电设备11输出的电压之间的关系是否符合第一预设条件，例如通过监测第二电容c3的放电电压与k5’点的电压来进行，所述的第一预设条件可以是两者的压差小于或等于10伏。当动力系统控制器监测到第二电容c3上的电压与充电设备11输出的电压之间的关系符合第一预设条件时，意味着第二电容c3的放电电压与充电设备输出的电压匹配，也就是，原来电动汽车上的800伏电压下降至400伏，控制断开k5’并使得k5导通，如此，切换800伏母线至400伏母线，使得充电设备11输出的电压直接加至800伏母线的逆变器上，k5所在的800伏电压母线接至400伏充电设备电压平台，并传输电机零转矩信号至逆变器，使得逆变器控制电机不产生转矩，将电能全部消耗在电机线圈16上，如此，连接在电路中的电机线圈16接收的来自充电设备11的充电电力用于产生热能，以为电池包13进行加热。此外，在控制k5闭合后，动力系统控制器控制启动电动汽车的热管理控制器，以使得电机线圈16产生的热能传递给电池包13，实现为电池包13加热。

可选地，在本发明实施例中，用于为电动汽车的电池包加热的装置还包括绝缘检测模块，连接在充电设备的正极和负极与车身地(也就是接地)之间，用于：在充电能力判断连接模块或所述加热模块工作的过程中，检测充电设备分别与充电能力判断连接模块或加热模块组成的电路的绝缘电阻；以及在所检测到的绝缘电阻超过预设值的情况下，传输信号至控制模块，以使控制模块控制断开充电能力判断连接模块或加热模块与所述充电设备之间的连接。

图4是本发明另一实施例提供的绝缘检测模块的在电路中的连接示意图。如图4所示，绝缘检测模块imd连接在充电设备的正极和负极与车身地(也就是接地，图中未示出)之间，在判断为电池包进行充电是否处于充电设备的充电能力范围内及为电池包进行加热的过程中，进行绝缘检测，保证安全。

图5是本发明另一实施例提供的充电设备判断为电池包充电是否处于其充电能力范围内的逻辑示意图。

如图5所示，检测车侧电压，也就是检测经过充电能力判断连接模块转换后的电压。检测到电压后，判断所检测到的电压是否处于正常范围内。其中，该正常范围包括以下条件：所检测到的电压与电池包在充电设备通信时告知充电设备的电压之间的压差小于或等于5％；以及所检测到的电压是否处于充电设备所能输出的最大电压及最小电压之间。当所检测到的电压不处于正常范围内时，充电设备的充电时序结束，充电设备检测故障判断故障级别。当所检测到的电压处于正常范围内时，充电设备调整其所输出的电压。随后，充电设备判断其所输出的电压是否满足第二预设条件，其中该第二预设条件为充电设备输出的电压与所检测到的电压之间的电压之间处于±(1-10)v范围内。若充电设备判断其所输出的电压满足第二预设条件，则控制其dc继电器，使得电能从充电设备输出，若判断不满足第二预设条件，则继续调整输出的电压，直到输出的电压满足第二预设条件。

此外，本发明实施例的另一方面提供一种电动汽车，该电动汽车包括上述实施例中所述的用于为电动汽车的电池包加热的装置。

另外，本发明实施例的另一方面还提供一种用于为电动汽车的电池包加热的系统，该系统包括上述实施例中所述的装置及充电设备。

本发明实施例的另一个方面还提供一种用于为电动汽车充电的装置。其中，该电动汽车包含电机、电机控制器及电池组。图6是一电动汽车的基本结构示意图。如图6所示，电动汽车包括电机6、电机控制器7和电池组8(该处及以下实施例中所述的电池组等同于上述实施例中所述的电池包)。电机6包括三相定子线圈，线圈l1、线圈l2、线圈l3(该处及以下实施例中所述的线圈或定子线圈等同于上述实施例中所述的电机线圈)，电机控制器7(该处及以下实施例中所述的电机控制器等同于上述实施例中所述的逆变器)包括三对控制开关(该处及以下实施例中所述的控制开关等同于上述实施例中所述的开关管，其中控制开关管的断开与闭合为控制开关管中的igbt的断开与闭合)，控制开关q1与控制开关q2、控制开关q3与控制开关q4、控制开关q5与控制开关q6，线圈l1和控制开关q1与控制开关q2的公共端连接，线圈l2和控制开关q3与控制开关q4的公共端连接，线圈l3和控制开关q5与控制开关q6的公共端连接。此外，该电动汽车的电池组的系统电压在550v-950v之间。需要说明的是本发明实施例提供的用于为电动汽车充电的装置并不仅限于用于为图7所示的电动汽车充电，还可以用于为其他满足本发明的电动汽车进行充电，例如，应用包括四相定子线圈的电机的电动汽车，应用包括四对控制开关的电机控制器的电动汽车等。

图7是本发明一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置与外部电源及电池组的连接示意图。其中，该电动汽车包含电机、电机控制器及电池组。如图7所述，该装置包括线圈1、第一控制模块2和至少一对控制开关3。线圈1用于接收充电电力，其中，该充电电力可以是来自于外部电源10，例如来自于直流充电桩，也可也是来自其他可为线圈1供电的电源，对此，不进行限制。至少一对控制开关3包括连接在线圈1与电池组8之间的第一控制开关和第二控制开关，用于交替导通，以将线圈1接收的充电电力馈送至电池组8。第一控制模块2用于根据线圈1的电流控制第一控制开关和第二控制开关交替导通，以将线圈1接收的充电电力馈送至电池组8。其中，线圈1可以为电机内的定子线圈，和/或至少一对控制开关3可以为电机控制器内的一对控制开关。在本发明实施例中，线圈1可以包括电机内的定子线圈，可以包括电机以外的线圈(例如外加的线圈)，还可以包括电机内的定子线圈与电机以外的线圈。在线圈1包括电机内的定子线圈的情况下，可以包括电机内的一相定子线圈，也可也包括电机内的两相定子线圈。此外，至少一对控制开关3可以是电机控制器内的一对控制开关，也可以不是电机控制器内的一对控制开关，例如，可以外加一对控制开关。其中，在线圈1包括电机内的线圈以及至少一对控制开关3为电机控制器内的一对控制开关的情况下，利用电动汽车的电机线圈和控制开关组成boost电路，以为电动汽车的电池组充电，而不需要额外配备升压dc/dc设备或其他部件来实现为电动汽车的电池组充电，降低了成本。

借助于电动汽车的电机内的定子线圈和/或电机控制器内的一对控制开关，提高外接电源提供的充电电压以使其满足电动汽车的需求，如此，实现了在为电动汽车充电的同时大幅降低了成本，减少了电动汽车的重量，降低了对电动汽车的续驶里程和效率的影响。此外，仅需要增加少量零件，在电动汽车中占用空间较少，便于在电动汽车上的设计布置。另外，在借助于电动汽车本身的部件实现为电动汽车充电的同时，也可沿用该部件的冷却系统，如此，不再需要单独增加冷却系统。

在本发明实施例中，根据线圈的电流控制第一控制开关和第二控制开关交替导通，可以是根据线圈的电流与预设电流值之间的关系进行控制，其中，该预设电流值可以与线圈的电感、电池组的充电特性、电池组的起始电压、电池组的平均电流及电池组的温度等相关；还可以是根据电流确定线圈储存的能量，进而根据能量与预设值的关系进行控制。可选地，在本发明实施例中，根据线圈的电流控制第一控制开关和第二控制开关交替导通包括循环执行以下操作：控制第一控制开关闭合，第二控制开关断开；在线圈的电流增大到第一预设值时，控制第一控制开关断开，第二控制开关闭合；以及在线圈的电流减小到第二预设值时，控制第一控制开关闭合，第二控制开关断开。其中，第一预设值可以与线圈的电感、电池组的充电特性、电池组的起始电压及电池组的温度等相关，第二预设值可以与电池组的平均电流及充电特性等相关。

下面详细描述本发明实施例提供的用于为电动汽车充电的装置，并以图7所示的电动汽车为例进行说明。

图8是本发明一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置的连接示意图。如图8所示，该装置包括线圈l1、线圈l2和线圈l3中的一者，以及三对控制开关中的一对控制开关，使用线束5连接直流充电插座4的正极与电机6的三相定子线圈的中心点。在该实施例中，在该装置包括线圈l1的情况下，通过控制控制开关q1与控制开关q2开来为电动汽车充电；在该装置包括线圈l2的情况下，通过控制控制开关q3与控制开关q4来为电动汽车充电；在该装置包括线圈l3的情况下，通过控制控制开关q5与控制开关q6来为电动汽车充电。需要说明的是，在本发明实施例中，直流充电插座4与三相定子线圈的中心点之间的连接并不仅限于使用线束，还可以使用其他部件，只要在连接部件可实现在直流充电插座4与电机的定子线圈之间导电即可。

下面以直流充电桩经由直流充电枪与直流充电插座4连接以为电动汽车充电，以及该装置包括线圈l1以及控制开关q1与控制开关q2为例，结合图9进行说明如何为电动汽车充电。

当启动直流充电桩后，直流充电桩根据电动汽车的充电需求输出自身允许的某个电压值(在直流充电桩启动，电动汽车与直流充电桩可通信，电动汽车将自己的充电需要，例如需要达到的充电电压为600v，传输给直流充电桩)，电机控制器7所包括的控制开关q3、q4、q5、q6都处于断开状态。使用控制开关q1和控制开关q2这个桥臂工作，控制开关q1与控制开关q2根据控制要求进行开闭动作。q1与q2的工作时序如下所述。

如图9所示，初始时，控制开关q1与控制开关q2处于断开状态。闭合控制开关q2。在闭合控制开关q2以后，检测线圈l1的电流，判断线圈l1的电流是否达到第一设计值(该设计值即为本发明实施例中所述的第一预设值)。其中，该第一设计值与线圈l1的电感、电池组8的充电特性、在充电之前电池组8的起始电压以及电池组的温度相关。此外，该第一设计值在充电的过程中，根据线圈l1的电感、电池组8的充电特性、在充电之前电池组8的起始电压以及电池组的温度实时变动。在线圈l1的电流未达到该第一设计值的情况下，继续检测线圈的电流并判断线圈l1的电流是否达到第一设计值。在线圈l1的电流达到第一设计值的情况下，断开控制开关q2，并导通控制开关q1。在导通控制开关q1以后，检测线圈l1的电流并判断线圈l1的电流是否达到第二设计值(该第二设计值即为本发明实施例中所述的第二预设值)。其中该第二设计值与电池组8的平均电流以及充电特性相关，在充电的过程中，第二设计值根据电池组8的平均电流以及充电特性实时改变。此外，在电机控制器7包括电容的情况下，如图8所示，电机控制器包括电容c1，第二设计值还与电容的特性有关。在线圈l1的电流未减小到第二设计值的情况下，继续检测线圈l1的电流并判断电流是否达到第二设计值。在线圈l1的电流达到第二设计值的情况下，断开控制开关q1。在断开控制开关q1后，判断电池组8是否充满。其中判断电池组8是否充满的方式有很多，例如，检测电池组8的电压，判断电池组8的电压是否达到预设电压值，电池组8的电压达到预设电压值即为电池已充满；电池组8的电压未达到预设电压值，则说明电池组8未充满。在电池组8未充满的情况下，继续循环执行上述过程，控制控制开关q1与控制开关q2交替导通，直至电池组8充满，即达到需求的充电量。在电池组8充满的情况下，使得控制开关q1与控制开关q2处于断开状态，停止充电过程，将直流充电枪拔下，断开与直流充电插座4的连接，充电结束。在该实施例中，根据图8中所示的线圈以及控制开关的参数，可以实现将充电桩的电压从500v提升到800v，从而能够对电动汽车的电池组进行充电。

图10是本发明另一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置的连接示意图。与图8所示的装置的不同之处在于，在该实施例中，该装置中包括的线圈为电动汽车的电机内的两相定子线圈。如图10所示，线束5连接直流充电插座4的正极与线圈l1的输入端，如此，该用于为电动汽车充电的装置包括线圈l1与线圈l2或者包括线圈l1与线圈l3，通过控制控制开关q3与控制开关q4或者控制开关q5与控制开关q6来为电动汽车充电。需要说明的是，在该实施例中，除连接在线圈l1的输入端外，线束5还可连接在线圈l2的输入端，装置中的线圈包括线圈l1与线圈l2或者包括线圈l2与线圈l3，通过控制控制开关q1与控制开关q2或者控制开关q5与控制开关q6来为电动汽车充电；或者线束5还可连接在线圈l3的输入端，装置中的线圈包括线圈l1与线圈l3或者包括线圈l2与线圈l3，通过控制控制开关q1与控制开关q2或者控制开关q3与控制开关q4来为电动汽车充电。

下面以装置包括线圈l1与线圈l2以及控制开关q3与控制开关q4为例，说明如何为电动汽车充电。电机控制器7所包括的控制开关q1、q2、q5、q6都处于断开状态。

如图11所示，初始时，控制开关q3与控制开关q4处于断开状态。闭合控制开关q4。在闭合控制开关q4以后，检测线圈l1、线圈l2的电流，判断线圈l1与线圈l2的电流是否达到第一设计值(该设计值即为本发明实施例中所述的第一预设值)。与图10所示，线圈l1与线圈l2串联，因此，线圈l1与线圈l2的电流相等，在此处所述的线圈l1与线圈l2的电流是否达到第一设计值，为判断线圈l1与线圈l2的串联电路的电流是否达到第一设计值，因此，除检测线圈l1与线圈l2的电流外，可以仅检测线圈l1的电流并进行判断或者仅检测线圈l2的电流并进行判断。其中，该第一设计值与线圈l1和/或线圈l2的电感、电池组8的充电特性、在充电之前电池组8的起始电压以及电池组的温度相关。此外，该第一设计值在充电的过程中，根据线圈l1和/或线圈l2的电感、电池组8的充电特性、在充电之前电池组8的起始电压以及电池组的温度实时变动。在线圈l1与线圈l2的电流未达到该第一设计值的情况下，继续检测线圈的电流并判断线圈l1与线圈l2的电流是否达到第一设计值。在线圈l1与线圈l2的电流达到第一设计值的情况下，断开控制开关q4，并导通控制开关q3。在导通控制开关q3以后，检测线圈l1与线圈l2的电流并判断线圈l1与线圈l2的电流是否达到第二设计值(该第二设计值即为本发明实施例中所述的第二预设值)。其中该第二设计值与电池组8的平均电流以及充电特性相关，在充电的过程中，第二设计值根据电池组8的平均电流以及充电特性实时改变。此外，在电机控制器7包括电容的情况下，如图10所示，电机控制器包括电容c1，第二设计值还与电容的特性有关。在线圈l1与线圈l2的电流未减小到第二设计值的情况下，继续检测线圈l1与线圈l2的电流并判断电流是否达到第二设计值。在线圈l1与线圈l2的电流达到第二设计值的情况下，断开控制开关q3。在断开控制开关q3后，判断电池组8是否充满。其中判断电池组8是否充满的方式有很多，例如，检测电池组8的电压，判断电池组8的电压是否达到预设电压值，电池组8的电压达到预设电压值即为电池已充满；电池组8的电压未达到预设电压值，则说明电池组8未充满。在电池组8未充满的情况下，继续循环执行上述过程，控制控制开关q3与控制开关q4交替导通，直至电池组8充满。在电池组8充满的情况下，使得控制开关q3与控制开关q4处于断开状态，充电结束。

图12是本发明另一实施例提供的用于为电动汽车充电的装置的连接示意图。与图8所示的装置的不同之处在于，在该实施例中，该装置中包括的线圈为电动汽车的电机以外的线圈，在直流充电插座4与线圈l1的输入端之间外加线圈l4。如图12所示，线圈l4的一端与直流充电插座4的正极连接，线圈l4的另一端与线圈l1的输入端连接。需要说明的是，在该实施例中，线圈l4的另一端除连接在线圈l1的输入端外，还可连接在线圈l2的输入端或者线圈l3的输入端。在线圈l4的另一端连接在线圈l1的输入端的情况下，通过控制控制开关q1与控制开关q2来为电动汽车充电；在线圈l4的另一端连接在线圈l2的输入端的情况下，通过控制控制开关q3与控制开关q4来为电动汽车充电；在线圈l4的另一端连接在线圈l3的输入端的情况下，通过控制控制开关q5与控制开关q6来为电动汽车充电。使用外加的线圈来为电动汽车充电，可以减小对电机内的定子线圈的影响。此外，使用外加的线圈，布线相对较灵活。

下面以装置包括线圈l4且线圈l4的一端与线圈l1的输入端连接为例，说明如何为电动汽车充电。电机控制器7所包括的控制开关q3、q4、q5、q6都处于断开状态。

如图13所示，初始时，控制开关q1与控制开关q2处于断开状态。闭合控制开关q2。在闭合控制开关q2以后，检测线圈l4的电流，判断线圈l4的电流是否达到第一设计值(该设计值即为本发明实施例中所述的第一预设值)。其中，该第一设计值与线圈l4的电感、电池组8的充电特性、在充电之前电池组8的起始电压以及电池组的温度相关。此外，该第一设计值在充电的过程中，根据线圈l4的电感、电池组8的充电特性、在充电之前电池组8的起始电压以及电池组的温度实时变动。在线圈l4的电流未达到该第一设计值的情况下，继续检测线圈的电流并判断线圈l4的电流是否达到第一设计值。在线圈l4的电流达到第一设计值的情况下，断开控制开关q2，并导通控制开关q1。在导通控制开关q1以后，检测线圈l4的电流并判断线圈l4的电流是否达到第二设计值(该第二设计值即为本发明实施例中所述的第二预设值)。其中该第二设计值与电池组8的平均电流以及充电特性相关，在充电的过程中，第二设计值根据电池组8的平均电流以及充电特性实时改变。此外，在电机控制器7包括电容的情况下，如图12所示，电机控制器包括电容c1，第二设计值还与电容的特性有关。在线圈l4的电流未减小到第二设计值的情况下，继续检测线圈l4的电流并判断电流是否达到第二设计值。在线圈l4的电流达到第二设计值的情况下，断开控制开关q1。在断开控制开关q1后，判断电池组8是否充满。其中判断电池组8是否充满的方式有很多，例如，检测电池组8的电压，判断电池组8的电压是否达到预设电压值，电池组8的电压达到预设电压值即为电池已充满；电池组8的电压未达到预设电压值，则说明电池组8未充满。在电池组8未充满的情况下，继续循环执行上述过程，控制控制开关q1与控制开关q2交替导通，直至电池组8充满。在电池组8充满的情况下，使得控制开关q1与控制开关q2处于断开状态，停止充电过程，将直流充电枪拔下，断开与直流充电插座4的连接，充电结束。

此外，在本发明实施例中，该用于为电动汽车充电的装置除包括电机以外的线圈外，还可包括电机以内的定子线圈。如图12所示，在线圈l4的一端连接在线圈l1的输入端的情况下，装置中的线圈可以包括线圈l4与线圈l1及线圈l2或线圈l3，通过控制控制开关q3与控制开关q4或者控制开关q5与控制开关q6来实现为电动汽车充电。此外，在线圈l4的一端连接在线圈l2的输入端的情况下，装置中的线圈可以包括线圈l4与线圈l2及线圈l1或线圈l3，通过控制控制开关q1与控制开关q2或者控制开关q5与控制开关q6来实现为电动汽车充电；在线圈l4的一端连接在线圈l3的输入端的情况下，装置中的线圈可以包括线圈l4与线圈l3及线圈l1或线圈l2，通过控制控制开关q1与控制开关q2或者控制开关q3与控制开关q4来实现为电动汽车充电。具体控制过程与上述实施例中所述的控制开关相似，这里不再赘述。

可选地，在本发明实施例中，该用于为电动汽车充电的装置还可包括开关模块。该开关模块设置在直流充电插座中，用于控制充电插座的正极和/或负极与线束之间的导通或者关闭。可选地，开关模块可以是接触器或者继电器。如图8和图10所示，该用于为电动汽车充电的装置包括接触器s1以及接触器s2，接触器s1的常开触点连接在直流充电插座4的正极与线束5之间的电路中，接触器s2的常开触点连接在直流充电插座4的负极与电机控制器7所包括的控制开关之间，该控制开关与电池组8的负极连接。如图12所示，该用于为电动汽车充电的装置包括接触器s1以及接触器s2，接触器s1的常开触点连接在直流充电插座4的正极与线圈l4的一端之间的电路中，接触器s2的常开触点连接在直流充电插座4的负极与电机控制器7所包括的控制开关之间，该控制开关与电池组8的负极连接。在直流充电桩启动后，控制分别向接触器s1与接触器s2的线圈中通电，以使得接触器s1与接触器s2的常开触点闭合；在不充电的情况下，接触器s1与接触器s2的线圈中不通电，接触器s1与接触器s2的常开触点断开，以避免用户在接触直流充电插座4时不触电，提高安全系数。需要说明的是，该处所述的接触器s1与接触器s2仅为一举例，还可以包括其他情况的接触器，只要在为电动汽车充电时控制直流充电插座4的正极与负极导通，在不充电时控制直流充电插座4的正极与负极断电即可。例如，接触器s1与接触器s2还可以是包括常闭触点，在充电时，控制常闭触点闭合以使得直流充电插座4的正极与负极导通；在不充电时，控制常闭触点断开，以使得直流充电插座4的正极与负极断电。

可选地，在本发明实施例中，该用于为电动汽车充电的装置还可以包括上述实施例中所述的直流充电插座。

可选地，在本发明实施例中，在用于为电动汽车充电的装置包括电机以外的线圈且不包括电机内的定子线圈的情况下，还可包括开关模块，该开关用于切换电机内的定子线圈与对应控制开关的连接，减少在充电过程中对定子线圈的影响。可选地，该开关模块可以是接触器或者继电器。如图14所示，用于为电动汽车充电的装置包括线圈l4，不包括电机6内的定子线圈，线圈l4的一端连接在线圈l1的输入端上，在线圈l1的输入端以及线圈l4与线圈l1的输入端的连接点之间连接接触器s3。具体地，接触器s3的常开触点连接线圈l1的输入端与连接点之间，在需要为电动汽车充电的情况下，接触器s3的线圈中无电流，接触器s3的常开触点断开，如此，以避免在充电时有电流流向线圈l1，避免对线圈l1的影响；在不需要为电动汽车充电的情况下，控制接触器s3的常开触点闭合，以使得电机9可以正常使用。需要说明的是，该处所述的接触器s3仅为一举例，还可以包括其他情况的接触器，只要在为电动汽车充电时断开电机内的定子线圈与外加线圈与定子线圈之间的连接并在不充电时使得电机正常使用即可，例如，接触器还可以是包括常闭触点，在充电时，控制常闭触点断开，在不充电时，控制常闭触点闭合。

此外，在本发明实施例中，该装置还包括：升压dc/dc设备，用于为所述电池组充电；所述第一控制模块还用于：检测所述升压dc/dc设备是否出现故障；以及在所述升压dc/dc设备未出现故障时，控制所述升压dc/dc设备为所述电池组充电；其中，所述第一控制模块根据所述线圈的电流控制所述第一控制开关和所述第二控制开关交替导通以将所述线圈接收的充电电力馈送至所述电池组的条件为所述升压dc/dc设备出现故障。在包括独立的升压dc/dc设备的情况下，优先使用该升压dc/dc设备；当升压dc/dc设备出现故障的情况下，通过根据线圈的电流控制第一控制开关和第二控制开关交替导通以将线圈接收的充电电力馈送至电池组来为电动汽车充电。例如，该独立的升压dc/dc设备可以是实现500v/800vdc/dc升压装置。如图15与图16所示，在直流充电插座的正极与负极之间连接升压dc/dc设备，其中图15所示的线圈与控制开关的关系与图8所示的线圈与控制开关的关系相同，图16所示的线圈与控制开关的关系与图14所示的线圈与控制开关的关系相同。此外，还可以在图10和图12所示的装置中，根据图15或图16所示的方式添加升压dc/dc设备。在电动汽车需要充电时，第一控制模块可以检测升压dc/dc设备是否出现故障，在检测到升压dc/dc设备未出现故障时，控制升压dc/dc设备为电动汽车的电池组充电；在检测到升压dc/dc设备出现故障时，根据图8、图10、图12或图14所示的线圈与控制开关的关系，通过根据线圈的电流控制控制开关的交替导通来为电动汽车充电。

此外，本发明实施例还提供一种电动汽车，该电动汽车包括上述实施例中所述的用于为电动汽车充电的装置。

相应地，本发明实施例的另一方面提供一种用于为电动汽车充电的方法。该电动汽车包含电机、电机控制器及电池组，该方法包括：根据线圈的电流控制第一控制开关和第二控制开关交替导通，以将线圈接收的充电电力馈送至电池组，其中，线圈用于接收充电电力，第一控制开关和第二控制开关连接在线圈和电池组之间，线圈为电机内的定子线圈，和/或第一控制开关和第二控制开关为电机控制器内的一对控制开关。

借助于电动汽车的电机内的定子线圈和/或电机控制器内的一对控制开关，提高外接电源提供的充电电压以使其满足电动汽车的需求，如此，实现了在为电动汽车充电的同时大幅降低了成本，减少了电动汽车的重量，降低了对电动汽车的续驶里程和效率的影响。此外，仅需要增加少量零件，在电动汽车中占用空间较少，便于在电动汽车上的设计布置。另外，在借助于电动汽车本身的部件实现为电动汽车充电的同时，也可沿用该部件的冷却系统，如此，不再需要单独增加冷却系统。

本发明实施例提供的用于为电动汽车充电的方法的具体工作原理及益处与本发明实施例提供的用于为电动汽车充电的装置的具体工作原理及益处相似，这里将不再赘述。

另外，本发明实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述实施例中所述的方法。

综上所述，借助于电动汽车的电机内的定子线圈和/或电机控制器内的一对控制开关，提高外接电源提供的充电电压以使其满足电动汽车的需求，如此，实现了在为电动汽车充电的同时大幅降低了成本，减少了电动汽车的重量，降低了对电动汽车的续驶里程和效率的影响。此外，仅需要增加少量零件，在电动汽车中占用空间较少，便于在电动汽车上的设计布置。另外，在借助于电动汽车本身的部件实现为电动汽车充电的同时，也可沿用该部件的冷却系统，如此，不再需要单独增加冷却系统。在使用电机控制内的控制开关以及外加的线圈为电动汽车充电时，可以减小对电机内的定子线圈的影响。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。