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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-13
(45)【発行日】2024-11-21
(54)【発明の名称】エネルギー変換装置及び車両
(51)【国際特許分類】
H02P 5/46 20060101AFI20241114BHJP
B60L 9/18 20060101ALI20241114BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20241114BHJP
B60L 58/25 20190101ALI20241114BHJP
B60L 58/27 20190101ALI20241114BHJP
H02J 7/00 20060101ALI20241114BHJP
H02J 7/04 20060101ALI20241114BHJP
【ＦＩ】
H02P5/46 C
B60L9/18 P
B60L50/60
B60L58/25
B60L58/27
H02J7/00 P
H02J7/00 302B
H02J7/04 L
【請求項の数】
9
(21)【出願番号】P 2022574705
(86)(22)【出願日】2021-05-18
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2023-07-06
(86)【国際出願番号】 CN2021094356
(87)【国際公開番号】W WO2021244277
(87)【国際公開日】2021-12-09
【審査請求日】2023-01-31
(31)【優先権主張番号】202010502052.4
(32)【優先日】2020-06-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(73)【特許権者】
【識別番号】510177809
【氏名又は名称】ビーワイディー カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＢＹＤ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｉｍｉｔｅｄ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ． ３００９， ＢＹＤ Ｒｏａｄ， Ｐｉｎｇｓｈａｎ， Ｓｈｅｎｚｈｅｎ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８１１８， Ｐ． Ｒ． Ｃｈｉｎａ
(74)【代理人】
【識別番号】100169904
【弁理士】
【氏名又は名称】村井 康司
(74)【代理人】
【識別番号】100198650
【弁理士】
【氏名又は名称】小出 宗一郎
(72)【発明者】
【氏名】凌和平
(72)【発明者】
【氏名】▲閻▼磊
(72)【発明者】
【氏名】熊永
(72)【発明者】
【氏名】洪臣
(72)【発明者】
【氏名】▲張▼俊▲偉▼
【審査官】島倉 理
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－２１３３９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１３－１８７９１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０７８３３０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ ５／４６
Ｂ６０Ｌ ９／１８
Ｂ６０Ｌ ５０／６０
Ｂ６０Ｌ ５８／２５
Ｂ６０Ｌ ５８／２７
Ｈ０２Ｊ ７／００
Ｈ０２Ｊ ７／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電池パックに接続された第１電気モータ制御回路と、前記第１電気モータ制御回路に並列接続された第２電気モータ制御回路と、
第１制御モードで動作する場合、前記第１電気モータ制御回路を制御して前記電池パックに充電及び放電を行わせて、前記電池パックへの加熱を実現し、かつ前記第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するように構成されたコントローラと、
前記第１電気モータ制御回路に接続されて第１電池パック加熱回路を形成する第１エネルギー貯蔵モジュールと、
前記第１電気モータ制御回路と前記第１エネルギー貯蔵モジュールとの間に接続された第１スイッチモジュールと、
前記第２電気モータ制御回路に接続されて第２電池パック加熱回路を形成する第２エネルギー貯蔵モジュールと、
前記第２電気モータ制御回路と前記第２エネルギー貯蔵モジュールとの間に接続された第２スイッチモジュールと、
を含み、
前記第１電気モータ制御回路は、第１モータインバータ、第１モータ巻線及び第１バスコンデンサを含み、前記第１モータインバータの第１バス端子が前記電池パックの正極と前記第１バスコンデンサの第１端子に接続され、前記第１モータインバータの第２バス端子が前記電池パックの負極と前記第１バスコンデンサの第２端子に接続され、前記第１モータ巻線の第１端子が前記第１モータインバータに接続され、前記第１エネルギー貯蔵モジュール及び前記第１スイッチモジュールが前記第１モータ巻線の第２端子と前記第２バス端子との間に接続され、前記第１エネルギー貯蔵モジュールが前記第１スイッチモジュールに直列接続され、
前記第２電気モータ制御回路は、第２モータインバータ、第２モータ巻線及び第２バスコンデンサを含み、前記第２モータインバータの第１バス端子が前記電池パックの正極と前記第２バスコンデンサの第１端子に接続され、前記第２モータインバータの第２バス端子が前記電池パックの負極と前記第２バスコンデンサの第２端子に接続され、前記第２モータ巻線の第１端子が前記第２モータインバータに接続され、前記第２エネルギー貯蔵モジュール及び前記第２スイッチモジュールが前記第２モータ巻線の第２端子と前記第２バス端子との間に接続され、前記第２エネルギー貯蔵モジュールが前記第２スイッチモジュールに直列接続され、
前記コントローラは、
第２制御モードで動作する場合、
前記第１スイッチモジュールをオンにし、かつ前記第２スイッチモジュールをオフにすることにより、前記電池パック、前記第１モータインバータ、前記第１モータ巻線、前記第１スイッチモジュール及び前記第１エネルギー貯蔵モジュールが前記第１電池パック加熱回路を形成し、前記電池パック、前記第２バスコンデンサ、前記第２モータインバータ及び前記第２モータ巻線が前記第２電気モータ制御回路を形成し、前記第１電気モータ制御回路を制御して前記第１エネルギー貯蔵モジュールと前記電池パックに充電と放電を行わせて、前記電池パックへの加熱を実現し、かつ前記第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力し、
或いは、前記第１スイッチモジュールをオフにし、かつ前記第２スイッチモジュールをオンにすることにより、前記電池パック、前記第２モータインバータ、前記第２モータ巻線、前記第２スイッチモジュール及び前記第２エネルギー貯蔵モジュールが前記第２電池パック加熱回路を形成し、前記電池パック、前記第１バスコンデンサ、前記第１モータインバータ及び前記第１モータ巻線が前記第１電気モータ制御回路を形成し、前記第２電気モータ制御回路を制御して前記第２エネルギー貯蔵モジュールと前記電池パックに充電と放電を行わせて、前記電池パックへの加熱を実現し、かつ前記第１電気モータ制御回路を制御してトルクを出力し、
第４制御モードで動作する場合、
前記第１スイッチモジュールをオンにし、かつ前記第２スイッチモジュールをオフにすることにより、前記電池パック、前記第１モータインバータ、前記第１モータ巻線、前記第１スイッチモジュール及び前記第１エネルギー貯蔵モジュールが前記第１電池パック加熱回路を形成し、前記第１電気モータ制御回路を制御して前記第１エネルギー貯蔵モジュールと前記電池パックに充電と放電を行わせて、前記電池パックへの加熱を実現し、
或いは、前記第１スイッチモジュールをオフにし、かつ前記第２スイッチモジュールをオンにすることにより、前記電池パック、前記第２モータインバータ、前記第２モータ巻線、前記第２スイッチモジュール及び前記第２エネルギー貯蔵モジュールが前記第２電池パック加熱回路を形成し、前記第２電気モータ制御回路を制御して前記第２エネルギー貯蔵モジュールと前記電池パックに充電と放電を行わせて、前記電池パックへの加熱を実現し、
或いは、前記第１スイッチモジュールをオンにし、かつ前記第２スイッチモジュールをオンにすることにより、前記電池パック、前記第１モータインバータ、前記第１モータ巻線、前記第１スイッチモジュール及び前記第１エネルギー貯蔵モジュールが前記第１電池パック加熱回路を形成し、前記電池パック、前記第２モータインバータ、前記第２モータ巻線、前記第２スイッチモジュール及び前記第２エネルギー貯蔵モジュールが前記第２電池パック加熱回路を形成し、前記第１電気モータ制御回路を制御して前記第１エネルギー貯蔵モジュールと前記電池パックに充電と放電を行わせて、前記電池パックへの加熱を実現し、かつ、前記第２電気モータ制御回路を制御して前記第２エネルギー貯蔵モジュールと前記電池パックに充電と放電を行わせて、前記電池パックへの加熱を実現し、
前記コントローラが前記第２制御モードで動作する前に、
前記コントローラは、第４制御モードで動作する場合、駆動指令を受信し、
前記第１電池パック加熱回路が動作状態にあり、かつ前記第２電気モータ制御回路がアイドル状態にある場合、前記電池パックの温度を取得し、前記電池パックの温度が駆動条件を満たさないと検出した場合、前記第２電池パック加熱回路を制御して動作状態にし、前記電池パックの温度が駆動条件を満たすと、前記第２電気モータ制御回路を制御して動作状態にするとともに、トルクを出力することにより、前記第２制御モードに入り、前記電池パックの温度が駆動条件を満たすと検出した場合、前記第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力することにより、前記第２制御モードに入り、
前記第１電池パック加熱回路及び前記第２電池パック加熱回路がいずれも動作状態にある場合、前記電池パックの温度を取得し、前記電池パックの温度が駆動条件を満たさないと検出した場合、前記第１電池パック加熱回路及び前記第２電池パック加熱回路を制御して前記電池パックを加熱し、前記電池パックの温度が駆動条件を満たすと、前記第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するか又は前記第１電気モータ制御回路を制御してトルクを出力することにより、前記第２制御モードに入り、前記電池パックの温度が駆動条件を満たすと検出した場合、前記第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するか又は前記第１電気モータ制御回路を制御してトルクを出力することにより、前記第２制御モードに入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。
【請求項2】
前記コントローラは、第３制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路を制御してトルクを出力し、及び／又は、前記第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するように構成される、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。
【請求項3】
前記第１電池パック加熱回路が動作する場合、前記電池パック、前記第１モータインバータ、前記第１モータ巻線、前記第１スイッチモジュール及び前記第１エネルギー貯蔵モジュールは、第１放電式エネルギー貯蔵回路を形成し、前記第１モータインバータ、前記第１モータ巻線、前記第１スイッチモジュール及び前記第１エネルギー貯蔵モジュールは、第１放電式エネルギー放出回路を形成し、前記第１エネルギー貯蔵モジュール、前記第１スイッチモジュール、前記第１モータ巻線及び前記第１モータインバータは、第１充電式エネルギー貯蔵回路を形成し、前記第１エネルギー貯蔵モジュール、前記第１スイッチモジュール、前記第１モータ巻線、前記第１モータインバータ及び前記電池パックは、第１充電式エネルギー放出回路を形成し、前記第２電池パック加熱回路が動作する場合、前記電池パック、前記第２モータインバータ、前記第２モータ巻線、前記第２スイッチモジュール及び前記第２エネルギー貯蔵モジュールは、第２放電式エネルギー貯蔵回路を形成し、前記第２モータインバータ、前記第２モータ巻線、前記第２スイッチモジュール及び前記第２エネルギー貯蔵モジュールは、第２放電式エネルギー放出回路を形成し、前記第２エネルギー貯蔵モジュール、前記第２スイッチモジュール、前記第２モータ巻線及び前記第２モータインバータは、第２充電式エネルギー貯蔵回路を形成し、前記第２エネルギー貯蔵モジュール、前記第２スイッチモジュール、前記第２モータ巻線、前記第２モータインバータ及び前記電池パックは、第２充電式エネルギー放出回路を形成する、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。
【請求項4】
前記コントローラが第２制御モードで動作する前に、前記コントローラは、第３制御モードで動作する場合、加熱指令を受信し、
前記第１電気モータ制御回路がトルクを出力し、かつ前記第２電気モータ制御回路がアイドル状態にある場合、前記第２電池パック加熱回路を制御して動作状態にすることにより、前記第２制御モードに入り、
前記第１電気モータ制御回路及び前記第２電気モータ制御回路がいずれもトルクを出力する場合、前記第２電池パック加熱回路を制御して動作状態にすることにより、前記第２制御モードに入るように構成される、ことを特徴とする請求項１～３のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項5】
前記コントローラは、駆動指令を取得し、
前記駆動指令に基づいて動作対象のモータ駆動回路の数を取得し、モータ駆動回路の数に基づいて対応するモータ駆動回路を制御して動作させることにより、第３制御モードに入る、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。
【請求項6】
前記コントローラは、車両が駐車状態にある場合、前記電池パックの温度を取得し、前記電池パックの温度を所定の温度値と比較し、比較結果に基づいて動作対象の充放電回路の数を取得し、充放電回路の数に基づいて対応する充放電回路を制御して動作させることにより、第４制御モードに入る、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。
【請求項7】
前記第１モータインバータと前記第２モータインバータはいずれも、Ｎ個のブリッジアームを含み、前記Ｎ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの第１端子が共通接続されて第１バス端子を形成し、前記Ｎ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの第２端子が共通接続されて第２バス端子を形成し、前記第１バス端子と前記第２バス端子との間に電池パックが接続され、前記第１モータ巻線又は前記第２モータ巻線は、Ｎ相巻線を含み、前記Ｎ相巻線が前記Ｎ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの中間点に対応して接続され、前記Ｎ相巻線の中性点が前記第１エネルギー貯蔵モジュールの第１端子又は前記第２エネルギー貯蔵モジュールの第１端子に接続され、前記第１エネルギー貯蔵モジュールの第２端子又は前記第２エネルギー貯蔵モジュールの第２端子が前記第２バス端子に接続され、
前記コントローラは、前記Ｎ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームを制御して順に循環動作させて前記充放電回路を動作させ、
或いは、前記Ｎ個のブリッジアームは、
【数1】
【数2】
【請求項8】
前記第１電気モータ制御回路は、車両の圧縮機を多重化して構成される、ことを特徴とする請求項１～７のいずれか一項に記載のエネルギー変換装置。
【請求項9】
請求項１～８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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（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２０２０年６月４日に提出した、出願の名称が「エネルギー変換装置及び車両」である中国特許出願第「２０２０１０５０２０５２．４」号の優先権を主張するものである。
本願は、ビーワイディーカンパニーリミテッドが２０２０年６月４日に提出した、出願の名称が「エネルギー変換装置及び車両」である中国特許出願第「２０２０１０５０２０５２．４」号の優先権を主張するものである。
【0002】
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。
【背景技術】
【0003】
新エネルギーの広範な使用に伴い、電池パックは、動力源として様々な分野に適用することができる。電池パックは、動力源として使用される環境が異なると、性能も影響を受ける。例えば、電池パックの性能は、低温環境で常温よりも大幅に低下する。例えば、ゼロ温度で電池パックの放電容量は、温度の低下に伴って低下する。－３０℃の条件下で、電池パックの放電容量が基本的に０であるため、電池パックは、使用することができない。低温環境で電池パックを使用できるために、電池パックを使用する前に電池パックを予熱する必要がある。
【0004】
しかしながら、従来の技術における電池パックの加熱過程は、モータ駆動過程と共同実行することができないため、駆動機能と加熱機能との共同実行を実現する技術手段が望まれる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本願は、複雑な制御過程を必要とせずにモータの駆動と電池の加熱との共同実行を実現するとともに、モータインバータとモータ巻線の過度損失を回避する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。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本願は、以下のように実現される。本願の第１態様に係るエネルギー変換装置は、
電池パックに接続された第１電気モータ制御回路と、
前記第１電気モータ制御回路に並列接続された第２電気モータ制御回路と、
第１制御モードで動作する場合、前記第１電気モータ制御回路を制御して前記電池パックに充電及び放電を行わせて、前記電池パックへの加熱を実現し、かつ前記第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するように構成されたコントローラとを含む。
電池パックに接続された第１電気モータ制御回路と、
前記第１電気モータ制御回路に並列接続された第２電気モータ制御回路と、
第１制御モードで動作する場合、前記第１電気モータ制御回路を制御して前記電池パックに充電及び放電を行わせて、前記電池パックへの加熱を実現し、かつ前記第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するように構成されたコントローラとを含む。
【0007】
本願の第２態様に係る車両は、第１態様に記載のエネルギー変換装置を含む。
【0008】
本願の技術手段によれば、エネルギー変換装置及び車両が提供される。エネルギー変換装置は、第１電気モータ制御回路、第２電気モータ制御回路、第１エネルギー貯蔵モジュール及びコントローラを含み、コントローラは、第１制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路の第１モータインバータを制御することにより、電池パック、第１モータインバータ及び第１モータ巻線が第１電池パック加熱回路を形成し、第１電池パック加熱回路により電池パックの内部抵抗を加熱するとともに、第２電気モータ制御回路の第２モータインバータを制御することにより、第２電気モータ制御回路が動力を出力するように構成されて、電池の加熱とモータの駆動との共同実行を実現し、第１電気モータ制御回路を用いて加熱し、第２電気モータ制御回路を用いて駆動するため、モータ駆動回路のモータ巻線とモータインバータの過度損失が回避され、回路のデバイスの耐用年数が延長される。
【0009】
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施により把握される。
【0010】
本願の上記及び／又は追加の態様及び利点は、以下の図面を参照して実施例を説明することにより、明らかになり、容易に理解される。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の概略構成図である。
【図2】本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の別の概略構成図である。
【図3】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。
【図4】本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の電流の流れ方向を示す図である。
【図5】本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の電流の流れ方向を示す図である。
【図6】本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の電流の流れ方向を示す図である。
【図7】本願の実施例１に係るエネルギー変換装置の電流の流れ方向を示す図である。
【図8】本願の実施例２に係るエネルギー変換装置の概略構成図である。
【図9】本願の実施例２に係るエネルギー変換装置の別の概略構成図である。
【図10】本願の実施例２に係るエネルギー変換装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
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、或いは同一又は類似の機能を有する部品を示す。以下、図面を参照して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、本願を限定するものであると理解すべきではない。
【0013】
本願の技術手段を説明するために、以下、具体的な実施例により説明する。
【0014】
図１に示すように、本願の実施例１に係るエネルギー変換装置は、
電池パック１０４に接続された第１電気モータ制御回路１０１と、
第１電気モータ制御回路１０１に並列接続された第２電気モータ制御回路１０２と、
第１制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路１０１を制御して電池パック１０４に充電及び放電を行わせて、電池パック１０４への加熱を実現し、かつ第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力するように構成されたコントローラとを含む。
電池パック１０４に接続された第１電気モータ制御回路１０１と、
第１電気モータ制御回路１０１に並列接続された第２電気モータ制御回路１０２と、
第１制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路１０１を制御して電池パック１０４に充電及び放電を行わせて、電池パック１０４への加熱を実現し、かつ第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力するように構成されたコントローラとを含む。
【0015】
本実施例のエネルギー変換装置は、第１電気モータ制御回路、第２電気モータ制御回路、第１エネルギー貯蔵モジュール及びコントローラを含み、コントローラは、第１制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路の第１モータインバータを制御することにより、電池パック、第１モータインバータ及び第１モータ巻線が第１電池パック加熱回路を形成し、第１電池パック加熱回路により電池パックの内部抵抗を加熱するとともに、第２電気モータ制御回路の第２モータインバータを制御することにより、第２電気モータ制御回路が動力を出力するように構成されて、電池の加熱とモータの駆動との共同実行を実現し、第１電気モータ制御回路を用いて加熱し、第２電気モータ制御回路を用いて駆動するため、モータ駆動回路のモータ巻線とモータインバータの過度損失が回避され、回路のデバイスの耐用年数が延長される。
【0016】
本実施例を基に、他の実施例において、図２に示すように、該エネルギー変換装置は、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３をさらに含む。
【0017】
第１エネルギー貯蔵モジュール１０３は、第１電気モータ制御回路１０１に接続されて第１電池パック加熱回路を形成し、上記コントローラは、第２制御モードで動作する場合、上記第１電気モータ制御回路を制御して上記第１エネルギー貯蔵モジュールと上記電池パックに充電と放電を行わせて、上記電池パックへの加熱を実現し、かつ上記第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するように構成される。
【0018】
本実施例を基に、他の実施例において、第１電気モータ制御回路は、車両の圧縮機を多重化して構成される。
【0019】
本実施例は、圧縮機のブリッジアームコンバータとモータ巻線を多重化して第１電気モータ制御回路を構成することにより、電子部品の使用需要量を減少させ、さらにコストを低減するだけでなく、全体の集積度を向上させる。
【0020】
第１電気モータ制御回路１０１と第２電気モータ制御回路１０２は、２つの並列接続された駆動回路であり、いずれも電池パック１０４に接続され、電池パック１０４は、それぞれ第１電気モータ制御回路１０１と第２電気モータ制御回路１０２に電気エネルギーを出力する場合、第１電気モータ制御回路１０１と第２電気モータ制御回路１０２に駆動力を出力させることができる。
【0021】
第１電気モータ制御回路１０１は、第１モータインバータ、第１モータ巻線及び第１バスコンデンサを含み、第１モータインバータを制御することにより、動力出力を実現することができ、第２電気モータ制御回路１０２は、第２モータインバータ、第２モータ巻線及び第２バスコンデンサを含み、第２モータインバータを制御することにより、動力出力を実現することができる。
【0022】
第１エネルギー貯蔵モジュール１０３は、第１電気モータ制御回路１０１に接続されて第１電池パック加熱回路を形成し、第１電気モータ制御回路１０１が第１モータインバータ、第１モータ巻線及び第１バスコンデンサを含む場合、電池パック１０４、第１モータインバータ、第１モータ巻線及び第１エネルギー貯蔵モジュール１０３は、第１電池パック加熱回路を形成し、第１電池パック加熱回路は、放電回路及び充電回路を含み、放電回路とは、電池パック１０４が第１モータインバータ及び第１モータ巻線により第１エネルギー貯蔵モジュール１０３に対して放電を行う回路を指し、このとき、電流は、電池パック１０４から流出し、第１モータインバータ及び第１モータ巻線を流れて第１エネルギー貯蔵モジュール１０３に流入して第１エネルギー貯蔵モジュール１０３に対して充電を行い、充電回路とは、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３が第１モータ巻線及び第１モータインバータにより電池パック１０４に対して充電を行う回路を指し、このとき、電流は、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３から流出し、第１モータ巻線及び第１モータインバータを流れて、電池パック１０４に流入し、電池パック１０４に内部抵抗が存在するため、放電回路及び充電回路の動作中に、電流が電池パック１０４に流入し電池パック１０４から流出することにより、電池パック１０４の内部抵抗が熱量を発生し、さらに電池パック１０４の温度が上昇する。
【0023】
上記第１電気モータ制御回路１０１と第１電池パック加熱回路の具体的な構造から分かるように、第１モータ巻線と第１モータインバータは、それぞれ第１電気モータ制御回路１０１と第１電池パック加熱回路を構成し、すなわち、第１電気モータ制御回路１０１と第１加熱回路は、第１モータ巻線と第１モータインバータを多重化することにより、第１モータ巻線と第１モータインバータは、モータ駆動を行うことができるだけでなく、加熱を行うことができ、回路のデバイスの使用効率を向上させ、デバイスを個別に追加させることによる、コストが高すぎ、回路が複雑になるという問題を回避する。
【0024】
コントローラは、第２制御モードで動作する場合、第１モータインバータの少なくとも１つの相ブリッジアームを制御して第１エネルギー貯蔵モジュール１０３と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４の内部抵抗を発熱させ、かつ第２モータインバータを制御して第２電気モータ制御回路１０２に駆動力を出力させるように構成され、第２制御モードは、エネルギー変換装置の加熱と駆動を同時に行うように制御するモードである。コントローラは、電池パック１０４の電圧、電流、温度と、モータ巻線の相電流とを収集することができ、車両コントローラ、モータコントローラの制御回路及び電池パック１０４のＢＭＳマネージャ回路を含んでもよく、該三者は、ＣＡＮ線を介して接続され、コントローラの異なるモジュールは、取得された情報に基づいて第１モータインバータの少なくとも１つの相ブリッジアームのオン及びオフを制御して異なる電流回路のオンを実現する。
【0025】
本願の実施例１に係るエネルギー変換装置は、第１電気モータ制御回路１０１、第２電気モータ制御回路１０２、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３及びコントローラを含み、コントローラは、第２制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路１０１の第１モータインバータを制御することにより、電池パック１０４、第１モータインバータ、第１モータ巻線及び第１エネルギー貯蔵モジュール１０３が第１電池パック加熱回路を形成し、第１電池パック加熱回路により電池パック１０４を加熱するとともに、第２電気モータ制御回路１０２の第２モータインバータを制御することにより、第２電気モータ制御回路１０２が動力を出力するように構成されて、エネルギー変換装置の加熱と駆動との同時実行を実現し、第１電気モータ制御回路１０１を用いて加熱し、第２電気モータ制御回路１０２を用いて駆動するため、モータ駆動回路のモータ巻線及びモータインバータの過度損失が回避され、回路のデバイスの耐用年数が延長される。
【0026】
一実施形態として、図２に示すように、エネルギー変換装置は、第１電気モータ制御回路１０１と第１エネルギー貯蔵モジュール１０３との間に接続された第１スイッチモジュール１０５をさらに含み、
コントローラは、第２制御モードで動作する場合、第１スイッチモジュール１０５を制御してオンにし、第１電気モータ制御回路１０１を制御して第１エネルギー貯蔵モジュール１０３と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４への加熱を実現し、かつ第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力するように構成される。
コントローラは、第２制御モードで動作する場合、第１スイッチモジュール１０５を制御してオンにし、第１電気モータ制御回路１０１を制御して第１エネルギー貯蔵モジュール１０３と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４への加熱を実現し、かつ第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力するように構成される。
【0027】
第１スイッチモジュール１０５は、コントローラに接続され、コントローラの制御信号に基づいて第１電気モータ制御回路１０１と第１エネルギー貯蔵モジュール１０３とを接続するか又は遮断することにより、第１電気モータ制御回路１０１を加熱機能と駆動機能との間で切り替える。
【0028】
一実施形態として、第１電気モータ制御回路１０１は、第１モータインバータ、第１モータ巻線及び第１バスコンデンサを含み、第１モータインバータの第１バス端子が電池パック１０４の正極及び第１バスコンデンサの第１端子に接続され、第１モータインバータの第２バス端子が電池パック１０４の負極と第１バスコンデンサの第２端子に接続され、第１モータ巻線の第１端子が第１モータインバータに接続され、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３及び第１スイッチモジュール１０５がモータ巻線の第２端子と第２バス端子との間に接続され、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３が第１スイッチモジュール１０５に直列接続される。
【0029】
一実施形態として、第２電気モータ制御回路１０２は、第２モータインバータ、第２モータ巻線及び第２バスコンデンサを含み、第２モータインバータの第１バス端子が電池パック１０４の正極と第２バスコンデンサの第１端子に接続され、第２モータインバータの第２バス端子が電池パック１０４の負極と第２バスコンデンサの第２端子に接続され、第２モータ巻線の第１端子が第２モータインバータに接続される。
【0030】
第１モータインバータは、Ｍ個のブリッジアームを含み、Ｍ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの第１端子は、共通接続されて第１モータインバータの第１バス端子を形成し、Ｍ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの第２端子は、共通接続されて第１モータインバータの第２バス端子を形成し、各ブリッジアームは、直列接続された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、ＭＯＳ管などのデバイスタイプであってもよく、各ブリッジアームの中間点は、２つのパワースイッチユニットの間に形成され、第１モータ巻線は、Ｍ相巻線を含み、Ｍ相巻線のうちの各相巻線の第１端子は、１組のＭ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの中間点に一対一に対応して接続され、Ｍ相巻線のうちの各相巻線の第２端子は、共通接続されて中性線を形成する。
【0031】
Ｍ＝３である場合、第１モータインバータは、三相インバータであり、三相インバータは、３個のブリッジアームを含み、３個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの第１端子は、共通接続されて第１モータインバータの第１バス端子を形成し、１組の３個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの第２端子は、共通接続されて第１モータインバータの第２バス端子を形成し、三相インバータは、第１パワースイッチユニット、第２パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット、第５パワースイッチユニット及び第６パワースイッチユニットを含み、第１パワースイッチユニットと第４パワースイッチユニットは、第１ブリッジアームを形成し、第２パワースイッチユニットと第５パワースイッチユニットは、第２ブリッジアームを形成し、第３パワースイッチユニットと第６パワースイッチユニットは、第３ブリッジアームを形成し、第１パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット及び第５パワースイッチユニットの一端子は、共通接続されて、三相インバータの第１バス端子を構成し、第２パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット及び第６パワースイッチユニットの一端子は、共通接続されて、三相インバータの第２バス端子を構成する。
【0032】
第１モータ巻線は、３相の巻線を含み、３相の巻線のうちの各相の巻線の第１端子は、３つのブリッジアームのうちの各ブリッジアームの中間点に一対一に対応して接続され、３相の巻線のうちの各相の巻線の第２端子は、共通接続されて中性点を形成する。第１相巻線の第１端子は、第１ブリッジアームの中間点に接続され、第２相巻線の第１端子は、第２ブリッジアームの中間点に接続され、第３相巻線の第１端子は、第３ブリッジアームの中間点に接続される。
【0033】
第２モータインバータの構造は、第１モータインバータの構造と同じであり、ここでは説明を省略する。
【0034】
一実施形態として、第１電池パック加熱回路は、放電式エネルギー貯蔵段階、放電式エネルギー放出段階、充電式エネルギー貯蔵段階及び充電式エネルギー放出段階を含み、第１電池パック加熱回路が放電式エネルギー貯蔵段階にある場合、電池パック１０４、第１モータインバータ、第１モータ巻線、第１スイッチモジュール１０５及び第１エネルギー貯蔵モジュール１０３は、放電式エネルギー貯蔵回路を形成し、
第１電池パック加熱回路が放電式エネルギー放出段階にある場合、第１モータ巻線、第１スイッチモジュール１０５、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３及び第１モータインバータは、放電式エネルギー放出回路を形成し、
加熱回路が充電式エネルギー貯蔵段階にある場合、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３、第１スイッチモジュール１０５、第１モータ巻線及び第１モータインバータは、充電式エネルギー貯蔵回路を形成し、
加熱回路が充電式エネルギー放出段階にある場合、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３、第１スイッチモジュール１０５、第１モータ巻線、第１モータインバータ及び電池パック１０４は、充電式エネルギー放出回路を形成する。
第１電池パック加熱回路が放電式エネルギー放出段階にある場合、第１モータ巻線、第１スイッチモジュール１０５、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３及び第１モータインバータは、放電式エネルギー放出回路を形成し、
加熱回路が充電式エネルギー貯蔵段階にある場合、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３、第１スイッチモジュール１０５、第１モータ巻線及び第１モータインバータは、充電式エネルギー貯蔵回路を形成し、
加熱回路が充電式エネルギー放出段階にある場合、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３、第１スイッチモジュール１０５、第１モータ巻線、第１モータインバータ及び電池パック１０４は、充電式エネルギー放出回路を形成する。
【0035】
第１電池パック加熱回路は、放電回路及び充電回路を含み、放電回路は、放電式エネルギー貯蔵回路及び放電式エネルギー放出回路を含み、充電回路は、充電式エネルギー貯蔵回路及び充電式エネルギー放出回路を含み、第１モータインバータにより動作するように放電式エネルギー貯蔵回路を制御する場合、電池パック１０４は、電気エネルギーを出力して第１モータ巻線にエネルギーを貯蔵させ、第１モータインバータにより動作するように放電式エネルギー放出回路を制御する場合、電池パック１０４が放電し、モータ巻線がエネルギーを放出して第１エネルギー貯蔵モジュール１０３に対して充電を行い、第１モータインバータにより動作するように充電式エネルギー貯蔵回路を制御する場合、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３が放電して電池パック１０４に対して充電を行い、モータ巻線がエネルギーを貯蔵し、第１モータインバータにより動作するように充電式エネルギー放出回路を制御する場合、モータ巻線がエネルギーを放出して電池パック１０４に対して充電を行う。第１モータインバータを制御して電池パック１０４による第１エネルギー貯蔵モジュール１０３への放電過程と第１エネルギー貯蔵モジュール１０３による電池パック１０４への充電過程を交互に実行することにより、電池パック１０４を加熱して、電池パック１０４の温度を上昇させ、また、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３のＰＷＭ制御信号のデューティ比の大きさを制御することにより、第１電池パック加熱回路を流れる電流値を調整し、デューティ比を制御することは、上ブリッジアームと下ブリッジアームのオン時間を制御することに相当し、オン時間が長くなるか又は短くなるように上ブリッジアーム又は下ブリッジアームを制御することにより、第１電池パック加熱回路の電流を増加させるか又は減少させ、さらに電池パック１０４が発生する加熱パワーを調整することができる。
【0036】
なお、放電回路及び充電回路の動作を制御する過程において、放電回路の放電式エネルギー貯蔵回路、放電式エネルギー放出回路、充電式エネルギー貯蔵回路及び充電式エネルギー放出回路を制御して順に動作させ、第１モータインバータのＰＷＭ制御信号のデューティ比の大きさを制御することにより、第１電池パック加熱回路を流れる電流値を調整してもよく、放電回路の放電式エネルギー貯蔵回路及び放電式エネルギー放出回路を制御して交互にオンにして放電してから、充電回路の第１充電式エネルギー貯蔵回路と第１充電式エネルギー放出回路を制御して交互にオンにして放電し、第１モータインバータのＰＷＭ制御信号のデューティ比の大きさを制御することにより、それぞれ放電回路と充電回路を流れる電流値を調整してもよい。
【0037】
本実施形態における技術的効果は、第１モータインバータを制御することにより、第１電池パック加熱回路が動作し、放電回路における電池パック１０４が第１エネルギー貯蔵モジュール１０３に対して放電を行い、かつ充電回路における第１エネルギー貯蔵モジュール１０３が電池パック１０４に対して充電を行い、さらに電池パック１０４の温度を上昇させ、第１モータインバータを制御することにより、第１電池パック加熱回路の電流を調整し、さらに電池パック１０４が発生する加熱パワーを調整することができることである。
【0038】
一実施形態として、コントローラは、第３制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路１０１を制御してトルクを出力し、及び／又は、第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力するように構成される。
【0039】
コントローラは、
駆動指令を取得し、
駆動指令に基づいて動作対象のモータ駆動回路の数を取得し、モータ駆動回路の数に基づいて対応するモータ駆動回路を制御して動作させることにより、第３制御モードに入る。
駆動指令を取得し、
駆動指令に基づいて動作対象のモータ駆動回路の数を取得し、モータ駆動回路の数に基づいて対応するモータ駆動回路を制御して動作させることにより、第３制御モードに入る。
【0040】
コントローラは、駆動指令を受信し、駆動指令に基づいて取得したモータ出力トルク値が所定のトルク値より小さい場合、第１電気モータ制御回路１０１を駆動してトルクを出力するか、又は、第２電気モータ制御回路１０２を駆動してトルクを出力し、所定のトルク値は、第１電気モータ制御回路１０１及び第２電気モータ制御回路１０２が出力する最大トルクに基づいて決定することができ、コントローラは、駆動指令に基づいて取得したモータ出力トルク値が所定のトルク値より大きい場合、第１電気モータ制御回路１０１及び第２電気モータ制御回路１０２を駆動して共にトルクを出力する。
【0041】
以下、具体的な回路構造により本実施形態を具体的に説明する。
【0042】
図３に示すように、エネルギー変換装置は、第１バスコンデンサＣ１、第１モータインバータ１１１、第１モータ巻線１１２、第２バスコンデンサＣ３、第２モータインバータ１２１、第２モータ巻線１２２、スイッチＫ１及びコンデンサＣ２を含み、電池パック１０４の正極は、第１バスコンデンサＣ１の第１端子、第１モータインバータ１１１の第１バス端子、第２バスコンデンサＣ３の第１端子及び第２モータインバータ１２１の第１バス端子に接続され、第１モータインバータ１１１は、第１モータ巻線１１２に接続され、第２モータインバータ１２１は、第２モータ巻線１２２に接続され、第１モータ巻線１１２の中性点は、スイッチＫ１の第１端子に接続され、スイッチＫ１の第２端子は、コンデンサＣ２の第１端子に接続され、コンデンサＣ２の第２端子は、第１モータインバータ１１１の第２バス端子、第１バスコンデンサＣ１の第２端子、第２モータインバータ１２１の第２バス端子及び第２バスコンデンサＣ３の第２端子に接続される。
【0043】
第１モータインバータ１１１は、第１パワースイッチユニット、第２パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット、第５パワースイッチユニット及び第６パワースイッチユニットを含む第１三相インバータであり、第１パワースイッチユニットと第４パワースイッチユニットは、第１ブリッジアームを形成し、第３パワースイッチユニットと第６パワースイッチユニットは、第２ブリッジアームを形成し、第５パワースイッチユニットと第２パワースイッチユニットは、第３ブリッジアームを形成し、第１パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット及び第５パワースイッチユニットの一端子は、共通接続されて、第１モータインバータの第１バス端子を構成し、第２パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット及び第６パワースイッチユニットの一端子は、共通接続されて、第１モータインバータの第２バス端子を構成し、第１モータ巻線の第１相コイルは、第１ブリッジアームの中間点に接続され、第１モータ巻線の第２相コイルは、第２ブリッジアームの中間点に接続され、第１モータ巻線の第３相コイルは、第３ブリッジアームの中間点に接続される。
【0044】
第１三相インバータの第１パワースイッチユニットは、第１上ブリッジアームＶＴ１及び第１上ブリッジダイオードＶＤ１を含み、第２パワースイッチユニットは、第２下ブリッジアームＶＴ２及び第２下ブリッジダイオードＶＤ２を含み、第３パワースイッチユニットは、第３上ブリッジアームＶＴ３及び第３上ブリッジダイオードＶＤ３を含み、第４パワースイッチユニットは、第４下ブリッジアームＶＴ４及び第４下ブリッジダイオードＶＤ４を含み、第５パワースイッチユニットは、第５上ブリッジアームＶＴ５及び第５上ブリッジダイオードＶＤ５を含み、第６パワースイッチユニットは、第６下ブリッジアームＶＴ６及び第６下ブリッジダイオードＶＤ６を含み、第１モータ巻線は、三相４線式であり、永久磁石同期モータであってもよく、非同期モータであってもよく、３相の巻線は、一点に接続されて、中性点を形成する。
【0045】
第２モータインバータ１２１は、第７パワースイッチユニット、第８パワースイッチユニット、第９パワースイッチユニット、第１０パワースイッチユニット、第１１パワースイッチユニット及び第１２パワースイッチユニットを含む第２三相インバータであり、第７パワースイッチユニットと第８パワースイッチユニットは、第４ブリッジアームを形成し、第９パワースイッチユニットと第１０パワースイッチユニットは、第５ブリッジアームを形成し、第１１パワースイッチユニットと第１２パワースイッチユニットは、第６ブリッジアームを形成し、第７パワースイッチユニット、第９パワースイッチユニット及び第１１パワースイッチユニットの一端子は、共通接続されて、第２モータインバータ１２１の第１バス端子を構成し、第８パワースイッチユニット、第１０パワースイッチユニット及び第１２パワースイッチユニットの一端子は、共通接続されて、第２モータインバータ１２１の第２バス端子を構成し、第２モータ巻線の第１相巻線は、第４ブリッジアームの中間点に接続され、第２モータ巻線の第２相巻線は、第５ブリッジアームの中間点に接続され、第２モータ巻線の第３相巻線は、第６ブリッジアームの中間点に接続される。
【0046】
第２三相インバータの第７パワースイッチユニットは、第７上ブリッジアームＶＴ７及び第７上ブリッジダイオードＶＤ７を含み、第８パワースイッチユニットは、第８下ブリッジアームＶＴ８及び第８下ブリッジダイオードＶＤ２を含み、第９パワースイッチユニットは、第９上ブリッジアームＶＴ９及び第９上ブリッジダイオードＶＤ９を含み、第１０パワースイッチユニットは、第１０下ブリッジアームＶＴ１０及び第１０下ブリッジダイオードＶＤ１０を含み、第１１パワースイッチユニットは、第１１上ブリッジアームＶＴ１１及び第１１上ブリッジダイオードＶＤ１１を含み、第１２パワースイッチユニットは、第１２下ブリッジアームＶＴ１２及び第１２下ブリッジダイオードＶＤ１２を含み、第２モータ巻線は、三相４線式であり、永久磁石同期モータであってもよく、非同期モータであってもよく、３相の巻線は、一点に接続されて、中性点を形成する。
【0047】
具体的な実施において、コントローラに用いられた制御方法は、
車両を正常に高電圧になるまで給電し、すなわち、駆動対象状態にするステップＳ１０１と、
電池パック１０４内の温度検出装置が、電池パック１０４の温度を連続的に検出し、温度値をコントローラの電源マネージャＢＭＣに連続的に送信するステップＳ１０２と、
ＢＭＣが温度検出装置から送信された温度値と、電池パック１０４の自己加熱の温度閾値とを比較し、判断するステップＳ１０３と、
ＢＭＣが電池パック１０４の温度値に基づいて自己加熱が必要でないと判断する場合、第１電気モータ制御回路１０１、第２電気モータ制御回路１０２を正常でパワーを制限せずに駆動するステップＳ１０４と、
ＢＭＣが電池パック１０４の温度値に基づいて自己加熱が必要であると判断する場合、コントローラが第１電気モータ制御回路１０１を制御して動作させて交流電流を発生させて電池パック１０４の自己加熱を行い、第２電気モータ制御回路１０２が正常に動作して駆動し、電池パック１０４がパワーを制限して出力するとともに、フローがＳ１０３に戻るステップＳ１０５と、を含む。
車両を正常に高電圧になるまで給電し、すなわち、駆動対象状態にするステップＳ１０１と、
電池パック１０４内の温度検出装置が、電池パック１０４の温度を連続的に検出し、温度値をコントローラの電源マネージャＢＭＣに連続的に送信するステップＳ１０２と、
ＢＭＣが温度検出装置から送信された温度値と、電池パック１０４の自己加熱の温度閾値とを比較し、判断するステップＳ１０３と、
ＢＭＣが電池パック１０４の温度値に基づいて自己加熱が必要でないと判断する場合、第１電気モータ制御回路１０１、第２電気モータ制御回路１０２を正常でパワーを制限せずに駆動するステップＳ１０４と、
ＢＭＣが電池パック１０４の温度値に基づいて自己加熱が必要であると判断する場合、コントローラが第１電気モータ制御回路１０１を制御して動作させて交流電流を発生させて電池パック１０４の自己加熱を行い、第２電気モータ制御回路１０２が正常に動作して駆動し、電池パック１０４がパワーを制限して出力するとともに、フローがＳ１０３に戻るステップＳ１０５と、を含む。
【0048】
コントローラが第１電気モータ制御回路１０１を制御して動作させて交流電流を発生させて電池パック１０４の自己加熱を行う具体的な過程は、以下の第１段階～第４段階のとおりである。
【0049】
第１段階である放電式エネルギー貯蔵回路の動作では、図４に示すように、第１モータインバータ１１１の上ブリッジアームがオンになり、電流は、電池パック１０４の正極から流出して第１モータインバータ１１１の上ブリッジアーム（第１上ブリッジアームＶＴ１、第３上ブリッジアームＶＴ３、第５上ブリッジアームＶＴ５）、第１モータ巻線１１２、スイッチＫ１、コンデンサＣ２を流れて、電池パック１０４の負極に戻り、電流は増加し続け、該過程において電池パック１０４が外部に放電することにより、コンデンサＣ２の電圧が上昇し続ける。
【0050】
第２段階である放電式エネルギー放出回路の動作では、図５に示すように、第１モータインバータ１１１の上ブリッジアームがオフになり、下ブリッジアームがオンになり、電流は、第１モータ巻線１１２の接続点から流出し、スイッチＫ１を流れて、コンデンサＣ２の正極に流れ、その後に、それぞれ第１モータインバータ１１１の下ブリッジアーム（第２下ブリッジダイオードＶＤ２、第４下ブリッジダイオードＶＤ４、第６下ブリッジダイオードＶＤ６）を流れて第１モータ巻線１１２に戻り、電流は減少し続け、コンデンサＣ２の電圧が上昇し続け、電流がゼロに減少すると、コンデンサＣ２の電圧が最大値に達する。
【0051】
第３段階である充電式エネルギー貯蔵回路の動作では、図６に示すように、第１モータインバータ１１１の下ブリッジアームがオンになり、電流は、コンデンサＣ２の正極から流出し、スイッチＫ１を流れて第１モータ巻線１１２に流れ、それぞれ第１モータインバータ１１１の下ブリッジアーム（第２下ブリッジアームＶＴ２、第４下ブリッジアームＶＴ４、第６下ブリッジアームＶＴ６）を流れて、コンデンサＣ２の負極に戻る。
【0052】
第４段階である充電式エネルギー放出回路の動作では、図７に示すように、第１モータインバータ１１１の上ブリッジアームがオンになり、電流は、コンデンサＣ２及び第１モータ巻線１１２の３相の巻線から流出し、それぞれモータコントローラ１０１の上ブリッジアーム（第１上ブリッジダイオードＶＤ１、第３上ブリッジダイオードＶＤ３、第５上ブリッジダイオードＶＤ５）を流れて、電池パック１０４に流れ、最後にコンデンサＣ２に戻る。
【0053】
上記４つの過程を連続的に循環することにより、電池パック１０４は連続的で迅速な充電及び放電を行い、電池パック１０４に内部抵抗が存在するため、大量の熱を発生させて電池パック１０４の温度を迅速に上昇させる。
【0054】
図８に示すように、本願の実施例２に係るエネルギー変換装置は、
電池パック１０４に接続された第１電気モータ制御回路１０１と、
第１電気モータ制御回路１０１に並列接続された第２電気モータ制御回路１０２と、
第１電気モータ制御回路１０１に接続されて第１電池パック加熱回路を形成する第１エネルギー貯蔵モジュール１０３と、
第２電気モータ制御回路１０２に接続されて第２電池パック加熱回路を形成する第２エネルギー貯蔵モジュール１０６と、
第２制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路１０１を制御して第１エネルギー貯蔵モジュール１０３と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４への加熱を実現し、かつ第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力し、
或いは、第２電気モータ制御回路１０２を制御して第２エネルギー貯蔵モジュール１０６と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４への加熱を実現し、かつ第１電気モータ制御回路１０１を制御してトルクを出力するように構成されたコントローラとを含む。
電池パック１０４に接続された第１電気モータ制御回路１０１と、
第１電気モータ制御回路１０１に並列接続された第２電気モータ制御回路１０２と、
第１電気モータ制御回路１０１に接続されて第１電池パック加熱回路を形成する第１エネルギー貯蔵モジュール１０３と、
第２電気モータ制御回路１０２に接続されて第２電池パック加熱回路を形成する第２エネルギー貯蔵モジュール１０６と、
第２制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路１０１を制御して第１エネルギー貯蔵モジュール１０３と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４への加熱を実現し、かつ第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力し、
或いは、第２電気モータ制御回路１０２を制御して第２エネルギー貯蔵モジュール１０６と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４への加熱を実現し、かつ第１電気モータ制御回路１０１を制御してトルクを出力するように構成されたコントローラとを含む。
【0055】
本実施例２は、実施例１と対比すると、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６をさらに含むという点で相違し、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６は、第２電気モータ制御回路１０２に接続されて第２電池パック加熱回路を形成し、第２電気モータ制御回路１０２が第２モータインバータ、第２モータ巻線及び第２バスコンデンサを含む場合、電池パック１０４、第２モータインバータ、第２モータ巻線及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６は、第２電池パック加熱回路を形成し、第２電池パック加熱回路は、放電回路及び充電回路を含み、放電回路とは、電池パック１０４が第２モータインバータ及び第２モータ巻線により第２エネルギー貯蔵モジュール１０６に対して放電を行う回路を指し、このとき、電池パック１０４から電流が流出し、電流は、第２モータインバータ及び第２モータ巻線を流れて第２エネルギー貯蔵モジュール１０６に流入して第２エネルギー貯蔵モジュール１０６に対して充電を行い、充電回路とは、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６が第２モータ巻線及び第２モータインバータにより電池パック１０４に対して充電を行う回路を指し、このとき、電流は、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６から流出し、第２モータ巻線及び第２モータインバータを流れて、電池パック１０４に流入し、電池パック１０４に内部抵抗が存在するため、放電回路及び充電回路の動作中に、電流が電池パック１０４に流入し電池パック１０４から流出することにより、電池パック１０４の内部抵抗が熱量を発生し、さらに電池パック１０４の温度が上昇する。
【0056】
コントローラは、第２制御モードで動作する場合、第１モータインバータの少なくとも１つの相ブリッジアームを制御して第１エネルギー貯蔵モジュール１０３と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４の内部抵抗を発熱させ、かつ第２モータインバータを制御して第２電気モータ制御回路１０２に駆動力を出力させるか、又は、第２モータインバータの少なくとも１つの相ブリッジアームを制御して第２エネルギー貯蔵モジュール１０６と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４の内部抵抗を発熱させ、かつ第１モータインバータを制御して第１電気モータ制御回路１０１に駆動力を出力させるように構成される。
【0057】
本願の実施例２に係るエネルギー変換装置は、第１電気モータ制御回路１０１、第２電気モータ制御回路１０２、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６及びコントローラを含み、コントローラは、第２制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路１０１の第１モータインバータを制御することにより、電池パック１０４、第１モータインバータ、第１モータ巻線及び第１エネルギー貯蔵モジュール１０３が第１電池パック加熱回路を形成し、第１電池パック加熱回路により電池パック１０４を加熱するとともに、第２電気モータ制御回路１０２の第２モータインバータを制御することにより、第２電気モータ制御回路１０２が動力を出力し、或いは、第２電気モータ制御回路１０２の第２モータインバータを制御することにより、電池パック１０４、第２モータインバータ、第２モータ巻線及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６が第２電池パック加熱回路を形成し、第２電池パック加熱回路により電池パック１０４を加熱するとともに、第１電気モータ制御回路１０１の第１モータインバータを制御することにより、第１電気モータ制御回路１０１が動力を出力するように構成されて、エネルギー変換装置の加熱と駆動との同時実行を実現し、一方のモータ駆動回路を用いて加熱し、他方のモータ駆動回路を用いて駆動するため、モータ駆動回路のモータ巻線及びモータインバータの過度損失が回避され、回路のデバイスの耐用年数が延長される。
【0058】
一実施形態として、コントローラは、第３制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路１０１を制御してトルクを出力し、及び／又は、第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力するように構成される。
【0059】
コントローラは、
駆動指令を取得し、
駆動指令に基づいて動作対象のモータ駆動回路の数を取得し、モータ駆動回路の数に基づいて対応するモータ駆動回路を制御して動作させることにより、第３制御モードに入る。
駆動指令を取得し、
駆動指令に基づいて動作対象のモータ駆動回路の数を取得し、モータ駆動回路の数に基づいて対応するモータ駆動回路を制御して動作させることにより、第３制御モードに入る。
【0060】
コントローラは、駆動指令を受信し、駆動指令に基づいて取得したモータ出力トルク値が所定のトルク値より小さい場合、第１電気モータ制御回路１０１を駆動してトルクを出力するか、又は、第２電気モータ制御回路１０２を駆動してトルクを出力し、所定のトルク値は、第１電気モータ制御回路１０１及び第２電気モータ制御回路１０２が出力する最大トルクに基づいて決定することができ、コントローラは、駆動指令に基づいて取得したモータ出力トルク値が所定のトルク値より大きい場合、第１電気モータ制御回路１０１及び第２電気モータ制御回路１０２を駆動して共にトルクを出力する。
【0061】
一実施形態として、コントローラは、第４制御モードで動作する場合、第１電気モータ制御回路１０１を制御して第１エネルギー貯蔵モジュール１０３と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４への加熱を実現し、及び／又は、第２電気モータ制御回路１０２を制御して第２エネルギー貯蔵モジュール１０６と電池パック１０４に充電と放電を行わせて、電池パック１０４への加熱を実現するように構成される。
【0062】
コントローラは、車両が駐車状態にある場合、電池パック１０４の温度を取得し、電池パック１０４の温度を所定の温度値と比較し、
比較結果に基づいて動作対象の電池パック加熱回路の数を取得し、電池パック加熱回路の数に基づいて対応する電気モータ制御モジュールを制御して動作させることにより、第４制御モードに入る。
比較結果に基づいて動作対象の電池パック加熱回路の数を取得し、電池パック加熱回路の数に基づいて対応する電気モータ制御モジュールを制御して動作させることにより、第４制御モードに入る。
【0063】
コントローラは、電池パック１０４の温度を受信し、電池パック１０４の温度が第１所定値より小さく、かつ第２所定値以上である場合、取得した動作対象の電池パック加熱回路の数が１つであり、このときに第１電池パック加熱回路又は第２電池パック加熱回路を選択して動作させてもよく、電池パック１０４の温度が第２所定値より小さい場合、取得した動作対象の電池パック加熱回路の数が２つであり、このときに第１電池パック加熱回路及び第２電池パック加熱回路を選択して動作させてもよい。
【0064】
一実施形態として、図９に示すように、エネルギー変換装置は、第２電気モータ制御回路１０２と第２エネルギー貯蔵モジュール１０６との間に接続された第２スイッチモジュール１０７をさらに含み、
第２電気モータ制御回路１０２は、第２モータインバータ、第２モータ巻線及び第２バスコンデンサを含み、第２モータインバータの第１バス端子が電池パック１０４の正極と第２バスコンデンサの第１端子に接続され、第２モータインバータの第２バス端子が電池パック１０４の負極と第２バスコンデンサの第２端子に接続され、第２モータ巻線の第１端子が第２モータインバータに接続され、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６及び第２スイッチモジュール１０７がモータ巻線の第２端子と第２バス端子との間に接続され、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６が第２スイッチモジュール１０７に直列接続される。
第２電気モータ制御回路１０２は、第２モータインバータ、第２モータ巻線及び第２バスコンデンサを含み、第２モータインバータの第１バス端子が電池パック１０４の正極と第２バスコンデンサの第１端子に接続され、第２モータインバータの第２バス端子が電池パック１０４の負極と第２バスコンデンサの第２端子に接続され、第２モータ巻線の第１端子が第２モータインバータに接続され、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６及び第２スイッチモジュール１０７がモータ巻線の第２端子と第２バス端子との間に接続され、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６が第２スイッチモジュール１０７に直列接続される。
【0065】
第２スイッチモジュール１０７は、コントローラに接続され、コントローラの制御信号に基づいて第２電気モータ制御回路１０２と第２エネルギー貯蔵モジュール１０６とを接続するか又は遮断することにより、第２電気モータ制御回路１０２を加熱機能と駆動機能との間で切り替える。
【0066】
図９におけるエネルギー変換装置は、異なる制御モードで動作することができ、具体的な動作状況は、以下の３種の動作方式のとおりである。
【0067】
第１種の動作方式では、コントローラは、第２制御モード（駆動加熱制御モード）で動作する場合、第１スイッチモジュール１０５をオンにし、第２スイッチモジュール１０７をオフにすることにより、電池パック１０４、第１モータインバータ、第１モータ巻線、第１スイッチモジュール１０５及び第１エネルギー貯蔵モジュール１０３が第１電池パック加熱回路を形成し、電池パック１０４、第２バスコンデンサ、第２モータインバータ及び第２モータ巻線が第２電気モータ制御回路を形成し、或いは、第１スイッチモジュール１０５をオフにし、第２スイッチモジュール１０７をオンにすることにより、電池パック１０４、第２モータインバータ、第２モータ巻線、第２スイッチモジュール１０７及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６が第２電池パック加熱回路を形成し、電池パック１０４、第１バスコンデンサ、第１モータインバータ及び第１モータ巻線が第１電気モータ制御回路を形成するように構成される。
【0068】
第２制御モードで、第１電池パック加熱回路が動作する場合、電池パック１０４、第１モータインバータ、第１モータ巻線、第１スイッチモジュール１０５及び第１エネルギー貯蔵モジュール１０３は、第１放電式エネルギー貯蔵回路を形成し、第１モータインバータ、第１モータ巻線、第１スイッチモジュール１０５及び第１エネルギー貯蔵モジュール１０３は、第１放電式エネルギー放出回路を形成し、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３、第１スイッチモジュール１０５、第１モータ巻線及び第１モータインバータは、第１充電式エネルギー貯蔵回路を形成し、第１エネルギー貯蔵モジュール１０３、第１スイッチモジュール１０５、第１モータ巻線、第１モータインバータ及び電池パック１０４は、第１充電式エネルギー放出回路を形成し、
第２制御モードで、第２電池パック加熱回路が動作する場合、電池パック１０４、第２モータインバータ、第２モータ巻線、第２スイッチモジュール１０７及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６は、第２放電式エネルギー貯蔵回路を形成し、第２モータインバータ、第２モータ巻線、第２スイッチモジュール１０７及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６は、第２放電式エネルギー放出回路を形成し、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６、第２スイッチモジュール１０７、第２モータ巻線及び第２モータインバータは、第２充電式エネルギー貯蔵回路を形成し、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６、第２スイッチモジュール１０７、第２モータ巻線、第２モータインバータ及び電池パック１０４は、第２充電式エネルギー放出回路を形成する。
第２制御モードで、第２電池パック加熱回路が動作する場合、電池パック１０４、第２モータインバータ、第２モータ巻線、第２スイッチモジュール１０７及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６は、第２放電式エネルギー貯蔵回路を形成し、第２モータインバータ、第２モータ巻線、第２スイッチモジュール１０７及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６は、第２放電式エネルギー放出回路を形成し、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６、第２スイッチモジュール１０７、第２モータ巻線及び第２モータインバータは、第２充電式エネルギー貯蔵回路を形成し、第２エネルギー貯蔵モジュール１０６、第２スイッチモジュール１０７、第２モータ巻線、第２モータインバータ及び電池パック１０４は、第２充電式エネルギー放出回路を形成する。
【0069】
第２種の動作方式では、コントローラは、第３制御モード（駆動制御モード）で動作する場合、第１スイッチモジュール１０５をオフにし、第２スイッチモジュール１０７をオフにすることにより、電池パック１０４、第１バスコンデンサ、第１モータインバータ及び第１モータ巻線が第１電気モータ制御回路を形成し、及び／又は、電池パック１０４、第２バスコンデンサ、第２モータインバータ及び第２モータ巻線が第２電気モータ制御回路を形成するように構成される。
【0070】
第３種の動作方式では、コントローラは、第４制御モード（加熱制御モード）で動作する場合、第１スイッチモジュール１０５をオンにし、第２スイッチモジュール１０７をオフにすることにより、電池パック１０４、第１モータインバータ、第１モータ巻線、第１スイッチモジュール１０５及び第１エネルギー貯蔵モジュール１０３が第１電池パック加熱回路を形成し、
或いは、第１スイッチモジュール１０５をオフにし、第２スイッチモジュール１０７をオンにすることにより、電池パック１０４、第２モータインバータ、第２モータ巻線、第２スイッチモジュール１０７及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６が第２電池パック加熱回路を形成し、
或いは、第１スイッチモジュール１０５をオフにし、第２スイッチモジュール１０７をオンにすることにより、電池パック１０４、第１モータインバータ、第１モータ巻線、第１スイッチモジュール１０５及び第１エネルギー貯蔵モジュール１０３が第１電池パック加熱回路を形成し、電池パック１０４、第２モータインバータ、第２モータ巻線、第２スイッチモジュール１０７及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６が第２電池パック加熱回路を形成するように構成される。
或いは、第１スイッチモジュール１０５をオフにし、第２スイッチモジュール１０７をオンにすることにより、電池パック１０４、第２モータインバータ、第２モータ巻線、第２スイッチモジュール１０７及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６が第２電池パック加熱回路を形成し、
或いは、第１スイッチモジュール１０５をオフにし、第２スイッチモジュール１０７をオンにすることにより、電池パック１０４、第１モータインバータ、第１モータ巻線、第１スイッチモジュール１０５及び第１エネルギー貯蔵モジュール１０３が第１電池パック加熱回路を形成し、電池パック１０４、第２モータインバータ、第２モータ巻線、第２スイッチモジュール１０７及び第２エネルギー貯蔵モジュール１０６が第２電池パック加熱回路を形成するように構成される。
【0071】
本実施形態に係るエネルギー変換装置は、３種の制御モードで動作してもよく、第２制御モードは、車両を駆動させるとともに、電池パックの内部抵抗を加熱することにより熱量を発生させ、一方のモータ駆動回路を用いて駆動し、他方のモータ駆動回路を用いて加熱するという駆動加熱制御モードであり、第３制御モードは、必要な駆動パワーに基づいて一方のモータ駆動回路又は両方のモータ駆動回路を選択して動力を出力するモードであり、第４制御モードは、電池パックの温度に基づいて一方のモータ駆動回路又は両方のモータ駆動回路を選択して加熱するモードである。本実施形態では、コントローラにより制御モードに基づいて異なる数のモータ駆動回路及び電池パック加熱回路を制御して動作させることにより、異なる機能を実現することができる。
【0072】
一実施形態として、図９におけるエネルギー変換装置は、さらに異なる制御モードの間で切り替えることができ、具体的には、以下のいくつかの状況を含む。
【0073】
第１種の切り替え方式は、第４制御モードから第１制御方式に切り替える方式であり、具体的な切り替えプロセスは、以下のとおりである。
【0074】
車両が加熱中に動力を出力する必要がある場合、コントローラが第２制御モードで動作する前に、
コントローラは、第４制御モードで動作する場合、駆動指令を受信し、
第１電池パック加熱回路が動作状態にあり、かつ第２電気モータ制御回路１０２がアイドル状態にある場合、電池パック１０４の温度を取得し、
電池パック１０４の温度が駆動条件を満たさないと検出した場合、第１電池パック加熱回路を制御して動作状態にし、電池パック１０４の温度が駆動条件を満たすと、第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力することにより、第２制御モードに入り、
電池パック１０４の温度が駆動条件を満たすと検出した場合、第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力することにより、第２制御モードに入り、
第１電池パック加熱回路及び第２電池パック加熱回路がいずれも動作状態にある場合、電池パック１０４の温度を取得し、電池パック１０４の温度が駆動条件を満たさないと検出した場合、第１電池パック加熱回路及び第２電池パック加熱回路を制御して電池パック１０４を加熱し、電池パック１０４の温度が駆動条件を満たすと、第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するか又は第１電気モータ制御回路を制御してトルクを出力することにより、第２制御モードに入り、
電池パック１０４の温度が駆動条件を満たすと検出した場合、第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するか又は第１電気モータ制御回路を制御してトルクを出力することにより、第２制御モードに入るように構成される。
コントローラは、第４制御モードで動作する場合、駆動指令を受信し、
第１電池パック加熱回路が動作状態にあり、かつ第２電気モータ制御回路１０２がアイドル状態にある場合、電池パック１０４の温度を取得し、
電池パック１０４の温度が駆動条件を満たさないと検出した場合、第１電池パック加熱回路を制御して動作状態にし、電池パック１０４の温度が駆動条件を満たすと、第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力することにより、第２制御モードに入り、
電池パック１０４の温度が駆動条件を満たすと検出した場合、第２電気モータ制御回路１０２を制御してトルクを出力することにより、第２制御モードに入り、
第１電池パック加熱回路及び第２電池パック加熱回路がいずれも動作状態にある場合、電池パック１０４の温度を取得し、電池パック１０４の温度が駆動条件を満たさないと検出した場合、第１電池パック加熱回路及び第２電池パック加熱回路を制御して電池パック１０４を加熱し、電池パック１０４の温度が駆動条件を満たすと、第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するか又は第１電気モータ制御回路を制御してトルクを出力することにより、第２制御モードに入り、
電池パック１０４の温度が駆動条件を満たすと検出した場合、第２電気モータ制御回路を制御してトルクを出力するか又は第１電気モータ制御回路を制御してトルクを出力することにより、第２制御モードに入るように構成される。
【0075】
本実施形態が適応するシーンは、車両が加熱中に動力を出力する必要があるシーンであり、コントローラが第２制御モードと第４制御モードの切り替えを実現することにより、エネルギー変換装置は、異なるシーンの切り替えに迅速に適応する。
【0076】
第１種の切り替え方式は、第４制御モードから第１制御方式に切り替える方式であり、具体的な切り替えプロセスは、以下のとおりである。
【0077】
一実施形態として、車両が動力出力中に加熱する必要がある場合、コントローラが第２制御モードで動作する前に、
コントローラは、第３制御モードで動作する場合、加熱指令を受信し、
第１電気モータ制御回路１０１がトルクを出力し、かつ第２電気モータ制御回路１０２がアイドル状態にある場合、第２電池パック加熱回路を制御して動作状態にすることにより、第２制御モードに入り、
第１電気モータ制御回路１０１及び第２電気モータ制御回路１０２がいずれもトルクを出力する場合、第２電池パック加熱回路を制御して動作状態にすることにより、第２制御モードに入るように構成される。
コントローラは、第３制御モードで動作する場合、加熱指令を受信し、
第１電気モータ制御回路１０１がトルクを出力し、かつ第２電気モータ制御回路１０２がアイドル状態にある場合、第２電池パック加熱回路を制御して動作状態にすることにより、第２制御モードに入り、
第１電気モータ制御回路１０１及び第２電気モータ制御回路１０２がいずれもトルクを出力する場合、第２電池パック加熱回路を制御して動作状態にすることにより、第２制御モードに入るように構成される。
【0078】
本実施形態が適応するシーンは、車両が駆動中に加熱する必要があるシーンであり、コントローラが第２制御モードと第３制御モードの切り替えを実現することにより、エネルギー変換装置は、異なるシーンの切り替えに迅速に適応する。
【0079】
コントローラは、異なる制御モードにある場合、モータ駆動回路のモータインバータを制御することにより、動力出力又は加熱の制御を実現するように構成され、コントローラによるモータインバータの具体的な制御方式は、以下のとおりである。
【0080】
一実施形態として、モータインバータは、Ｎ個のブリッジアームを含み、Ｎ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの第１端子が共通接続されて第１バス端子を形成し、Ｎ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの第２端子が共通接続されて第２バス端子を形成し、第１バス端子と第２バス端子との間に電池パック１０４が接続され、
モータ巻線は、Ｎ相巻線を含み、Ｎ相巻線がＮ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの中間点に対応して接続され、Ｎ相巻線の中性点がエネルギー貯蔵モジュールの第１端子に接続され、エネルギー貯蔵モジュールの第２端子が第２バス端子に接続され、
コントローラは、Ｎ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームを制御して順に循環動作させて充放電回路を動作させ、
或いは、Ｎ個のブリッジアームは、
モータ巻線は、Ｎ相巻線を含み、Ｎ相巻線がＮ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームの中間点に対応して接続され、Ｎ相巻線の中性点がエネルギー貯蔵モジュールの第１端子に接続され、エネルギー貯蔵モジュールの第２端子が第２バス端子に接続され、
コントローラは、Ｎ個のブリッジアームのうちの各ブリッジアームを制御して順に循環動作させて充放電回路を動作させ、
或いは、Ｎ個のブリッジアームは、
【0081】
【数1】
【0082】
【数2】
【0083】
本実施形態では、コントローラは、モータインバータを制御して動作させる場合、モータインバータの少なくとも１つの相ブリッジアームを制御することを実現することができ、以下の例により説明することができ、例えば、モータインバータの第１パワースイッチユニットと第４パワースイッチユニットがＡ相ブリッジアームを構成し、第３パワースイッチユニットと第６パワースイッチユニットがＢ相ブリッジアームを構成し、第５パワースイッチユニットの入力端子と第２パワースイッチユニットがＣ相ブリッジアームを構成し、モータインバータのＡ相ブリッジアームがモータ巻線の第１相巻線に接続され、モータインバータのＢ相ブリッジアームがモータ巻線の第２相巻線に接続され、モータインバータのＣ相ブリッジアームがモータ巻線の第３相巻線に接続され、モータインバータの制御方式は、以下のいずれか１種又は複数種の組み合わせであってもよい。例えば、Ａ相ブリッジアーム、Ｂ相ブリッジアーム、Ｃ相ブリッジアームのうちのいずれか１つ又は２つ又は３つを組み合わせた、合計７種の制御方式を実現でき、柔軟で簡単である。ブリッジアームの切り替えは、高、中間、低の加熱パワーの選択に有利となり、例えば、低パワー充放電について、いずれか１つの相ブリッジアームのパワースイッチを選択して制御し、３つの相ブリッジアームを順番に切り替え、例えば、Ａ相ブリッジアームを単独で動作させて、第１パワースイッチユニットと第４パワースイッチユニットを制御して一定時間加熱してから、Ｂ相ブリッジアームを単独で動作させて、第３パワースイッチユニットと第６パワースイッチユニットを制御して同じ時間加熱し、その後にＣ相ブリッジアームを単独で動作させて、第５パワースイッチユニットと第２パワースイッチユニットを制御して同じ時間加熱してから、Ａ相ブリッジアームに切り替えて動作させ、このように繰り返してモータインバータとモータ巻線を順番に通電して発熱させることにより、３相の発熱がよりバランスをとる。
【0084】
例えば、中間パワー充放電について、いずれか２つの相ブリッジアームのパワースイッチを選択して制御し、３つの相ブリッジアームを順番に切り替え、例えば、Ａ相ブリッジアーム、Ｂ相ブリッジアームを動作させて、第１パワースイッチユニット、第４パワースイッチユニット、第３パワースイッチユニット及び第６パワースイッチユニットを制御して一定時間加熱してから、Ｂ相ブリッジアーム、Ｃ相ブリッジアームを動作させて、第３パワースイッチユニット、第６パワースイッチユニット、第５パワースイッチユニット及び第２パワースイッチユニットを制御して同じ時間加熱し、その後にＣ相ブリッジアーム、Ａ相ブリッジアームを動作させて、第５パワースイッチユニット、第２パワースイッチユニット、第１パワースイッチユニット及び第４パワースイッチユニットを制御して同じ時間加熱してから、Ａ相ブリッジアーム、Ｂ相ブリッジアームに切り替えて動作させ、このように繰り返してモータインバータとモータ巻線の発熱がよりバランスをとり、例えば、高パワー充放電について、３つの相ブリッジアームのパワースイッチを選択して制御し、３相の回路が理論的にバランスをとるため、３相の電流は、バランスをとり、モータインバータとモータ巻線の発熱のバランスをとり、３相の電流は、基本的に直流であり、それらの平均値が基本的に一致し、そして、３相の巻線が対称的であり、このときにモータ内部の三相合成起磁力が基本的にゼロであるため、固定子の磁界強度が基本的にゼロであり、モータが基本的にトルクを発生せず、これは、駆動系の応力の大幅低減に有利となる。
【0085】
以下、具体的な回路構造により本実施形態を具体的に説明する。
【0086】
図１０に示すように、エネルギー変換装置は、第１バスコンデンサＣ１、第１モータインバータ１１１、第１モータ巻線１１２、第２バスコンデンサＣ３、第２モータインバータ１２１、第２モータ巻線１２２、スイッチＫ１、スイッチＫ２及びコンデンサＣ４を含み、電池パック１０４の正極は、第１バスコンデンサＣ１の第１端子、第１モータインバータ１１１の第１バス端子、第２バスコンデンサＣ３の第１端子及び第２モータインバータ１２１の第１バス端子に接続され、第１モータインバータ１１１は、第１モータ巻線１１２に接続され、第２モータインバータ１２１は、第２モータ巻線１２２に接続され、第１モータ巻線１１２の中性点は、スイッチＫ１の第１端子に接続され、スイッチＫ１の第２端子は、コンデンサＣ２の第１端子に接続され、第２モータ巻線１２２の中性点は、スイッチＫ２の第１端子に接続され、スイッチＫ２の第２端子は、コンデンサＣ４の第１端子に接続され、コンデンサＣ２の第２端子は、第１モータインバータ１１１の第２バス端子、第１バスコンデンサＣ１の第２端子、第２モータインバータ１２１の第２バス端子、第２バスコンデンサＣ３の第２端子及びコンデンサＣ４の第２端子に接続される。
【0087】
本回路構造に基づいて、コントローラは、第１電気モータ制御回路及び第２電気モータ制御回路を制御して、駆動と、一方のモータによる駆動及び他方のモータによる加熱と、両方モータによる加熱とを含む機能を実現することができ、以下のステップＳ２０１～ステップＳ２０６を含む。
【0088】
ステップＳ２０１では、車両は、駐車状態にある。
【0089】
ステップＳ２０２では、温度検出装置は、電池パック１０４の温度を連続的に検出し、かつ温度値をＢＭＣに送信する。
【0090】
ステップＳ２０３では、ＢＭＣは、電池パック１０４の温度値が、電池パック１０４の自己加熱を起動する温度閾値に達するか否かを判断する。
【0091】
ステップＳ２０４では、電池パック１０４の温度値が電池パック１０４の自己加熱を起動する温度閾値に達しないと、電池パック加熱回路を起動しない。
【0092】
ステップＳ２０５では、ＢＭＣは、電池パック１０４の温度値が、両方のモータ駆動回路を同時に起動して電池パック１０４の自己加熱を行う温度閾値に達するか否かを判断する。
【0093】
ステップＳ２０６では、電池パック１０４の温度値が、両方の電気モータ制御回路を同時に起動して電池パック１０４の自己加熱を行う温度閾値に達しない場合、第１電気モータ制御回路１０１を動作させず、第２電気モータ制御回路１０２を電池自己加熱状態で動作させるか、又は第１電気モータ制御回路１０１を電池自己加熱状態で動作させ、第２電気モータ制御回路１０２を動作させず、電池パック１０４の温度値が一定の閾値より低い場合、第１電気モータ制御回路１０１と第２電気モータ制御回路１０２を同時に電池パック１０４の自己加熱状態で動作させ、完了した後にＳ２０５に戻る。
【0094】
電池パック１０４の温度値が別の閾値より低い場合、第１電気モータ制御回路１０１と第２電気モータ制御回路１０２を、循環して自己加熱状態にし、モータ駆動回路の動作過程における損失を減少させ、モータ駆動回路の耐用年数を延長する。そして、一方のモータ駆動回路の温度が高すぎる場合、他方のモータに切り替えて加熱する。
【0095】
コントローラは、さらにポーリング制御方法を実現し、以下のステップＳ８１～ステップＳ８４を含む、自己加熱過程における両方のブリッジアームを切り替えの制御方法を提供してもよい。
【0096】
ステップＳ８１では、第１電気モータ制御回路１０１を自己加熱状態にし、
ステップＳ８２では、第１相ブリッジアーム、第２相ブリッジアーム、Ａ１相巻線、Ｂ１相巻線及びコンデンサＣ２を使用して図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ８３では、第１相ブリッジアーム、第３相ブリッジアーム、Ａ１相巻線、Ｃ１相巻線及びコンデンサＣ２を使用して図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ８４では、第２相ブリッジアーム、第３相ブリッジアーム、Ｂ１相巻線、Ｃ１相巻線及びコンデンサＣ２を使用して図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ８４が完了した後、ステップＳ８２に移行し続け、すなわち、ステップＳ８２～ステップＳ８４の３つの加熱サイクルを繰り返して行い、毎回にそのうちの２つのブリッジアーム及び２つのインダクタのみを用いる。
ステップＳ８２では、第１相ブリッジアーム、第２相ブリッジアーム、Ａ１相巻線、Ｂ１相巻線及びコンデンサＣ２を使用して図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ８３では、第１相ブリッジアーム、第３相ブリッジアーム、Ａ１相巻線、Ｃ１相巻線及びコンデンサＣ２を使用して図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ８４では、第２相ブリッジアーム、第３相ブリッジアーム、Ｂ１相巻線、Ｃ１相巻線及びコンデンサＣ２を使用して図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ８４が完了した後、ステップＳ８２に移行し続け、すなわち、ステップＳ８２～ステップＳ８４の３つの加熱サイクルを繰り返して行い、毎回にそのうちの２つのブリッジアーム及び２つのインダクタのみを用いる。
【0097】
コントローラは、さらにポーリング制御方法を実現し、以下のステップＳ９１～ステップＳ９４を含む、自己加熱過程における両方のブリッジアームの切り替えの制御方法を提供してもよい。
【0098】
ステップＳ９１では、第１電気モータ制御回路１０１を自己加熱状態にし、
ステップＳ９２では、第１相ブリッジアーム、Ａ１相巻線及びコンデンサＣ２を用いて図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ９３では、第２相ブリッジアーム、Ｂ１相巻線及びコンデンサＣ２を用いて図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ９４では、第３相ブリッジアーム、Ｃ１相巻線及びコンデンサＣ２を用いて図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ９４が完了した後、ステップＳ９２に移行し続け、すなわち、ステップＳ９２～ステップＳ９４の３つの加熱サイクルを繰り返して行い、毎回にそのうちの１つのブリッジアーム及び１つの巻線インダクタのみを用いる。
ステップＳ９２では、第１相ブリッジアーム、Ａ１相巻線及びコンデンサＣ２を用いて図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ９３では、第２相ブリッジアーム、Ｂ１相巻線及びコンデンサＣ２を用いて図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ９４では、第３相ブリッジアーム、Ｃ１相巻線及びコンデンサＣ２を用いて図４～図７の１サイクルの自己加熱過程を完了し、
ステップＳ９４が完了した後、ステップＳ９２に移行し続け、すなわち、ステップＳ９２～ステップＳ９４の３つの加熱サイクルを繰り返して行い、毎回にそのうちの１つのブリッジアーム及び１つの巻線インダクタのみを用いる。
【0099】
本願の実施例３に係る車両は、実施例１に記載のエネルギー変換装置を含む。
【0100】
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」など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、示された装置又は部品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。
【0101】
また、用語「第１」、「第２」は、説明目的のためのみに用いられ、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を暗示すると理解すべきではない。これにより、「第１」、「第２」で限定されている特徴は、１つ以上の該特徴を明示的又は暗黙的に含んでもよい。本願の説明において、「複数」とは、別に明確かつ具体的な限定がない限り、２つ又は２つ以上を意味する。
【0102】
本願において、別に明確な規定及び限定がない限り、用語「取付」、「連結」、「接続」、「固定」などは、広義に理解されるべきであり、例えば、固定接続であっても、着脱可能な接続であっても、一体的な接続であってもよく、機械的な接続、電気的な接続であってもよく、直接的な連結、中間媒体を介した間接的な連結であってもよく、２つの部品内部の連通、又は２つの部品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。
【0103】
本願において、別に明確な規定及び限定がない限り、第１特徴が第２特徴の「上」又は「下」にあることは、第１特徴と第２特徴とが直接的に接触することであってもよく、第１特徴と第２特徴と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特徴が第２特徴「の上」、「上方」又は「上面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真上及び斜め上にあることであってもよく、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より高いことだけを表すことであってもよい。第１特徴が第２特徴「の下」、「下方」又は「下面」にあることは、第１特徴が第２特徴の真下及び斜め下にあることであってもよく、単に第１特徴の水平高さが第２特徴より低いことだけを表すことであってもよい。
【0104】
本明細書の説明において、用語「一実施例」、「いくつかの実施例」、「例」、「具体的な例」又は「いくつかの例」などを参照する説明は、該実施例又は例を組み合わせて説明された具体的な特徴、構造、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、上記用語の概略表現は、必ずしも同じ実施例又は例に対するものではない。また、説明された具体的な特徴、構造、材料又は特性は、いずれか１つ又は複数の実施例又は例において適切な形態で組み合わせることができる。また、互いに矛盾しない場合、当業者であれば、本明細書で説明された異なる実施例又は例、及び異なる実施例又は例の特徴を結合し、組み合わせることができる。
【0105】
以上、本願の実施例を示し、説明したが、理解できるように、上記実施例は、例示的なものに過ぎず、本願を限定するものである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、置換及び変形を行うことができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】