能量转换电路和车辆的制作方法

1.本公开涉及电动汽车领域，具体地，涉及一种能量转换电路和车辆。


背景技术：

2.目前能源危机和环境污染问题日趋严重，电动汽车作为新型的交通工具，可以实现“零排放”，并且电动汽车具有结构简单，能量利用率高，噪声小等优点，在今后的汽车发展中将占据主导地位。随着新能源汽车的蓬勃发展，快速给新能源汽车充电成为新的市场需求。高压、大功率的充电装置为新能源汽车的发展提供了动力。然而，这些充电装置也带来了一些安全隐患。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种能量转换电路和车辆，以解决相关技术中存在的上述问题。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种能量转换电路包括：
5.充电口；
6.第一开关(k6)，第一开关(k6)的第一端与充电口的正极连接；
7.第一电容(c2)，第一电容(c2)的第一端与第一开关(k6)的第二端连接；
8.第二开关(k2)，第二开关(k2)的第一端与充电口的负极连接，第二开关(k2)的第二端与第一电容(c2)的第二端连接；
9.第三开关(k1)，第三开关(k1)的第一端分别与第一电容(c2)的第一端，第一开关(k6)的第二端连接；
10.电驱系统，电驱系统的第一端与第三开关(k1)的第二端连接，电驱系统的第二端分别与第一电容(c2)的第二端，充电口的负极连接；
11.动力电池，动力电池的正极与电驱系统的第三端连接，动力电池的负极与电驱系统的第二端连接。
12.可选地，电驱系统包括：
13.电机控制器，电机控制器包括多相桥臂，多相桥臂的第一端共接形成第一汇流端，多相桥臂的第二端共接形成第二汇流端；第一汇流端与动力电池的正极连接，第二汇流端与动力电池的负极连接；
14.电机，电机包括多个绕组，每一个绕组的第一端与对应桥臂的中点连接，多个绕组的第二端共接并引出形成n线，n线与第三开关(k1)的第二端连接。
15.可选地，能量转换电路还包括：
16.控制器，控制器分别与第一开关(k6)、第二开关(k2)、第三开关(k1)以及多相桥臂连接，控制器被配置为：
17.在驱动模式下，控制第一开关(k6)、第二开关(k2)和第三开关(k1)处于断开状态，以及控制多相桥臂，以驱动电机；
18.在升压充电模式下，控制第一开关(k6)、第二开关(k2)和第三开关(k1)处于闭合状态，以及控制多相桥臂，以对动力电池进行升压充电。
19.可选地，其还包括：
20.控制器，还被配置为：控制第三开关(k1)，第二开关(k2)和第一开关(k6)断开，且控制多相桥臂，以致动力电池和多个绕组交替充放电，以实现振荡加热。
21.可选地，其还包括：
22.控制器，还被配置为：控制所述第三开关(k1)导通，第二开关(k2)和第一开关(k6)断开，且控制多相桥臂，以致动力电池和第一电容(c2)交替充放电，以实现振荡加热。
23.可选地，其还包括：
24.第四开关(k3)，第四开关(k3)的第一端与第一汇流端连接，第四开关(k3)的第二端分别与第一开关(k6)的第一端、第一电容(c2)的第一端以及第三开关(k1)连接；
25.控制器被配置为：
26.在直连充电模式下，控制第二开关(k2)、第三开关(k1)和第四开关(k3)处于闭合状态，以及控制第一开关(k6)处于断开状态，以对动力电池进行直连直流充电；
27.在升压充电模式下，控制第一开关(k6)、第二开关(k2)和第三开关(k1)处于闭合状态，以及控制第四开关(k3)处于断开状态，以及控制多相桥臂，以对动力电池进行升压充电。
28.可选地，动力电池包括串联的第一电池组和第二电池组，能量转换电路还包括第五开关(k4)；
29.第一电池组的负极和第二电池组的正极连接；
30.第五开关(k4)的第一端分别与第一电池组的负极和第二电池组的正极连接，第五开关(k4)的第二端分别与n线和第三开关(k1)的第二端连接；
31.控制器被配置为：在自加热模式下，控制第五开关(k4)处于闭合状态，以及控制第一开关(k6)、第二开关(k2)、第三开关(k1)和第四开关(k3)处于断开状态，以及控制多相桥臂，以致第一电池组和第二电池组交替充放电，以实现动力电池的自加热。
32.可选地，能量转换电路还包括：
33.第二电容(c1)，第二电容(c1)的第一端与第一汇流端连接，第二电容(c1)的第二端与第二汇流端连接；
34.主开关(k5)，主开关(k5)的第一端与第一电池组的正极连接，主开关(k5)的第二端与第一汇流端连接；
35.预充模块，预充模块包括预充电阻和预充继电器；预充电阻的第一端分别与第一电池组和主开关(k5)的第一端连接，预充电阻的第二端与预充继电器连接；预充继电器分别与主开关(k5)的第二端、第二电容(c1)和第一汇流端连接。
36.可选地，充电口还包括检测模块，所述检测模块的第一端与所述第三开关(k1)连接，所述检测模块的第二端与所述充电口连接。
37.第二方面，本公开提供一种车辆，所述车辆包括第一方面的能量转换电路。
38.在上述技术方案，能量转换电路包括充电口、第一开关、第一电容、第二开关、第三开关、电驱系统以及动力电池。其中，第一开关的第一端与充电口的正极连接，第一电容的第一端与第一开关的第二端连接，第二开关的第一端与充电口的负极连接，第二开关的第
二端与第一电容的第二端连接，第三开关的第一端分别与第一电容的第一端以及第一开关的第二端连接，电驱系统的第一端与第三开关的第二端连接，电驱系统的第二端分别与第一电容的第二端，充电口的负极连接，动力电池的正极与电驱系统的第三端连接，动力电池的负极与电驱系统的第二端连接。本公开通过在第二开关与第三开关之间增设第一开关能够避免用户在接触充电口时发生触电事件。
39.本公开的其他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
40.附图是用来提供对本公开的进一步理解，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公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
41.图1是根据一示例性实施例示出的一种能量转换电路的电路框图。
42.图2是根据另一示例性实施例示出的一种能量转换电路的电路框图。
43.图3是根据又一示例性实施例示出的一种能量转换电路的电路框图。
44.图4是根据又一示例性实施例示出的一种能量转换电路中升压充电的电路框图。
45.图5是根据又一示例性实施例示出的一种能量转换电路中动力电池和第一电容交替充放电实现振荡加热的电路框图。
46.图6是根据再一示例性实施例示出的一种能量转换电路的电路框图。
47.图7是根据再一示例性实施例示出的一种能量转换电路中升压充电模式的电路框图。
48.图8是根据又一示例性实施例示出的一种能量转换电路的电路框图。
49.图9是根据再一示例性实施例示出的一种能量转换电路的电路框图。
具体实施方式
50.以下结合附图对本公开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公开，并不用于限制本公开。
51.需要说明的是，在本公开中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序；下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。
52.随着新能源汽车的蓬勃发展，快速给新能源汽车充电成为新的市场需求。高压、大功率的充电装置为新能源汽车的发展提供了动力。但这些高压、大功率的充电装置却存在安全隐患。当电池漏电时，如电池包正极对车身严重漏电时，车辆会处于高压系统工作状态，此时若人手去触碰充电口正极，则电容会对外放电。由于电容的能量远大于0.2j，故人体存在触电危险。
53.为了解决上述问题，本技术实施例提出了一种能量转换电路和车辆，其通过在电容与直流充电口之间增加开关，能够有效避免人员触电风险。
54.图1是根据一示例性实施例示出的一种能量转换电路的电路框图。如图1所示，该能量转换电路100可以包括：充电口110、第一开关k6、第一电容c2、第二开关k2、第三开关k1、电驱系统120以及动力电池130。
55.本技术实施例中，第一开关k6的第一端可以与充电口110的正极连接，第一开关k6
的第二端可以分别与第一电容c2的第一端以及第三开关k1的第二端连接。
56.第一电容c2的第一端可以分别与第一开关k6的第二端以及第三开关k1的第一端连接，所述第一电容c2的第二端可以与第二开关k2的第二端连接。第二开关k2的第一端可以与充电口110的负极连接。第三开关k1的第一端可以分别与第一电容c2的第一端以及第一开关k6的第二端连接。
57.在一些实施方式中，电驱系统120的第一端可以与第三开关k1的第二端连接，该电驱系统120的第二端可以分别与第一电容c2的第二端以及充电口110的负极连接。
58.动力电池130的正极可以与电驱系统120的第三端连接，该动力电池130的负极可以与电驱系统120的第二端连接。
59.本技术实施例中能量转换电路包括充电口、第一开关、第一电容、第二开关、第三开关、电驱系统以及动力电池。其中，第一开关的第一端与充电口的正极连接，第一电容的第一端与第一开关的第二端连接，第二开关的第一端与充电口的负极连接，第二开关的第二端与第一电容的第二端连接，第三开关的第一端分别与第一电容的第一端以及第一开关的第二端连接，电驱系统的第一端与第三开关的第二端连接，电驱系统的第二端分别与第一电容的第二端，充电口的负极连接，动力电池的正极与电驱系统的第三端连接，动力电池的负极与电驱系统的第二端连接。本公开通过在第二开关与第三开关之间增设第一开关能够避免用户在接触充电口时发生触电事件。
60.图2是根据另一示例性实施例示出的一种能量转换电路的电路框图。如图2所示，该电驱系统120可以包括电机控制器121和电机122。
61.本技术实施例中，电机控制器121可以包括多相桥臂，所述多相桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述多相桥臂的第二端共接形成第二汇流端。其中，第一汇流端可以与动力电池130的正极连接，第二汇流端可以与动力电池130的负极连接。
62.如图2所示，电机122可以包括多个绕组，每一个绕组的第一端可以与对应桥臂的中点连接，多个绕组的第二端共接并引出形成n线。其中，n线可以与第三开关k1的第二端连接。
63.本技术实施例中，能量转换电路可以复用电驱系统作为升压模块，由于仅仅设置了第二开关和第三开关，故动力电池漏电且在缓慢行驶时，其他人员如果接触充电口处，有可能出现触电问题。本技术实施例通过增设第一开关，能够避免触电问题。
64.图3是根据又一示例性实施例示出的一种能量转换电路的电路框图。如图3所示，该能量转换电路100还可以包括控制器140。
65.在一些实施方式中，控制器140分别可以与第一开关k6、第二开关k2、第三开关k1以及多相桥臂连接。其中，控制器140可以被配置为：在驱动模式下，控制第一开关k6、第二开关k2和第三开关k1处于断开状态，以及控制多相桥臂，以驱动电机122，详细如图3所示。
66.可选地，控制器140可以被配置为：在升压充电模式下，控制第一开关k6、第二开关k2和所述第三开关k1处于闭合状态，以及控制多相桥臂，以对动力电池130进行升压充电，详细如图4所示。可见，本技术实施例通过复用电驱系统120能够进行升压充电。
67.在另一些实施方式中，控制器140还可以被配置为：控制第三开关k1，第二开关k2和第一开关k6断开，且控制多相桥臂，以致动力电池130和多个绕组交替充放电，以实现振荡加热，详细如图3所示。
68.在另一些实施方式中，控制器140还可以被配置为：控制第三开关k1导通，以及控制第二开关k2和第一开关k6断开，且控制多相桥臂，以致动力电池130和第一电容c2交替充放电，以实现振荡加热，详细如图5所示。
69.本技术实施例中能量转换电路可以包括控制器，该控制器通过对各开关以及多相桥臂的控制能够使能量转换电路处于驱动模式、升压充电模式以及振荡加热模式下，进而可以更加灵活有效的进行能量转换。
70.图6是根据再一示例性实施例示出的一种能量转换电路的结构框图。如图6所示，该能量转换电路100能量转换电路还可以包括第四开关k3。
71.本技术实施例中，第四开关k3的第一端可以与第一汇流端连接，所述第四开关k3的第二端可以分别与第一开关k6的第一端、第一电容c2的第一端以及第三开关k1的第二端连接。
72.在一些实施方式中，控制器140可以被配置为：在直连充电模式下，控制第二开关k2、第三开关k1和第四开关k3处于闭合状态，以及控制第一开关k6处于断开状态，以对动力电池130进行直连直流充电，详细如图6所示。
73.在另一些实施方式中，控制器140还可以被配置为：在升压充电模式下，控制第一开关k6、第二开关k2和第三开关k1处于闭合状态，以及控制第四开关k3处于断开状态，以及控制多相桥臂，以对动力电池130进行升压充电，详细如图7所示。
74.本技术实施例中，当充电桩的电压大于动力电池电压时，本技术实施例可以通过直连充电；当充电桩的电压小于动力电池电压时，本技术实施例可以通过升压充电。
75.本技术实施例中能量转换电路可以包括控制器，该控制器通过对各开关以及多相桥臂的控制能够使能量转换电路处于直连充电模式和升压充电模式，进而可以使能量转换电路能够适配不同的充电桩。
76.图8是根据又一示例性实施例示出的一种能量转换电路的结构框图。如图8所示，动力电池130包括串联的第一电池组131和第二电池组132，能量转换电路100还可以包括第五开关k4。
77.本技术实施例中，第一电池组131的负极可以与第二电池组132的正极连接。另外，第五开关k4的第一端可以分别与第一电池组131的负极和第二电池组132的正极连接，第五开关k4的第二端可以分别与n线和第三开关k1的第二端连接。
78.在一些实施方式中，控制器140可以被配置为：在自加热模式下，控制第五开关k4处于闭合状态，以及控制第一开关k6、第二开关k2、第三开关k1和第四开关k3处于断开状态，以及控制多相桥臂，以致第一电池组131和第二电池组132交替充放电，以实现动力电池130的自加热，详细如图8所示。
79.本技术实施例中能量转换电路可以包括控制器，该控制器通过对各开关以及多相桥臂的控制能够使能量转换电路处于自加热模式下，如此可以复用电驱系统进行自加热。
80.图9是根据再一示例性实施例示出的一种能量转换电路的结构框图。如图9所示，能量转换电路100还可以包括第二电容c1、主开关k5以及预充模块150。
81.本技术实施例中，第二电容c1的第一端可以与第一汇流端连接，该第二电容c1的第二端可以与第二汇流端连接。另外，主开关k5的第一端可以与第一电池组131的正极连接，主开关k5的第二端可以与第一汇流端连接。
82.在一些实施方式中，预充模块150可以包括预充电阻和预充继电器。其中，预充电阻的第一端可以分别与第一电池组131和主开关k5的第一端连接。另外，预充电阻的第二端可以与预充继电器连接，该预充继电器可以分别与主开关k5的第二端、第二电容c1和第一汇流端连接。
83.在另一些实施方式中，能量转换电路100还可以包括保险f和备用电池，其中，保险f的第一端可以分别与预充模块150和主开关k5的第一端连接，保险f的第二端可以与第一电池组131的正极连接。
84.另外，备用电池的第一端可以与第二电池组132的负极连接，备用电池的第二端可以分别与第二电容c1、第二汇流端、第一电容c2的第二端以及第二开关k2的第二端连接。
85.本技术实施例中能量转换电路可以包括预充模块，在高压系统工作前预充模块通过对高压电机控制器内部的第二电容进行预充，如此能够避免预冲击电流使主开关或备用开关发生烧结和粘连现象，即本技术能够防止开关管烧结。
86.此外，本公开还提供一种车辆，包括上述能量转换电路。
87.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
88.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，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
89.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。