特表 2024-534278 充放電回路、システム及びその制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2024-09-19

(54)【発明の名称】充放電回路、システム及びその制御方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/637 20140101AFI20240911BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20240911BHJP

   B60L 58/25 20190101ALI20240911BHJP

   B60L 53/24 20190101ALI20240911BHJP

   B60L 58/19 20190101ALI20240911BHJP

   H01M 10/615 20140101ALI20240911BHJP

   H01M 10/625 20140101ALI20240911BHJP

【ＦＩ】

H01M10/637

H02J7/00 P

B60L58/25

B60L53/24

B60L58/19

H01M10/615

H01M10/625

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024507051

(86)(22)【出願日】2022-04-22

(85)【翻訳文提出日】2024-02-05

(86)【国際出願番号】 CN2022088567

(87)【国際公開番号】W WO2023010898

(87)【国際公開日】2023-02-09

(31)【優先権主張番号】PCT/CN2021/116735

(32)【優先日】2021-09-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】PCT/CN2021/116736

(32)【優先日】2021-09-06

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】PCT/CN2021/110706

(32)【優先日】2021-08-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(31)【優先権主張番号】PCT/CN2021/132202

(32)【優先日】2021-11-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】513196256

【氏名又は名称】寧徳時代新能源科技股▲分▼有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ Ａｍｐｅｒｅｘ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．， Ｌｉｍｉｔｅｄ

【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．２，Ｘｉｎｇａｎｇ Ｒｏａｄ，Ｚｈａｎｇｗａｎ Ｔｏｗｎ，Ｊｉａｏｃｈｅｎｇ Ｄｉｓｔｒｉｃｔ，Ｎｉｎｇｄｅ Ｃｉｔｙ，Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ ３５２１００

(74)【代理人】

【識別番号】100159329

【弁理士】

【氏名又は名称】三縄 隆

(72)【発明者】

【氏名】黄 孝▲鍵▼

(72)【発明者】

【氏名】但 志▲敏▼

(72)【発明者】

【氏名】侯 ▲貽▼真

(72)【発明者】

【氏名】▲張▼ ▲偉▼

【テーマコード（参考）】

5G503

5H031

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA04

5G503BA01

5G503BB02

5G503CB11

5G503CB13

5G503DA07

5G503FA06

5G503GB06

5G503GD03

5G503GD06

5H031CC09

5H125AA01

5H125AC12

5H125AC22

5H125BC19

5H125BC28

5H125BE02

5H125CD04

5H125DD02

5H125EE25

5H125EE27

5H125EE51

5H125FF16

(57)【要約】

本出願の実施例は、充放電回路、システム及びその制御方法を提供し、給電モジュールと、加熱モジュールと、充放電切り替えモジュールとを含み、給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、加熱モジュールは、エネルギー貯蔵モジュール及びスイッチモジュールを含み、少なくとも第一の組電池、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールは、並列に接続され、エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、スイッチモジュールと接続され、エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、充放電切り替えモジュールと接続され、充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールは、充放電イネーブル信号に応答し、充放電回路において交流波形の電流を発生させるために用いられる。本出願は、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路において交互に切り替わる放電回路と充電回路を形成し、それによって充放電回路に交流電流を形成し、交流電流が組電池を流れ、組電池の内部抵抗に熱を発生させ、組電池を加熱する効果を実現する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

充放電回路であって、
給電モジュールと、加熱モジュールと、充放電切り替えモジュールとを含み、
前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、
前記加熱モジュールは、エネルギー貯蔵モジュール及びスイッチモジュールを含み、
前記少なくとも第一の組電池と、前記スイッチモジュールと、前記充放電切り替えモジュールとは、並列に接続され、
前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールと接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続され、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において交流波形の電流を発生させるために用いられる、ことを特徴とする充放電回路。

【請求項2】

前記充放電切り替えモジュールは、直列に接続される第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、
前記第一の切り替え回路と前記第二の切り替え回路との接続点は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端と接続され、
前記第一の切り替え回路と前記第二の切り替え回路は、前記充放電イネーブル信号のトリガーでオン又はオフされるために用いられる、ことを特徴とする請求項１に記載の充放電回路。

【請求項3】

前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、
前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端と接続され、
前記第一の上アームと前記第一の下アームとは、前記充放電イネーブル信号のトリガーでオン又は遮断されるために用いられる、ことを特徴とする請求項２に記載の充放電回路。

【請求項4】

前記第一の上アームは、並列に接続される第一のスイッチと、第一のダイオードとを含み、前記第一の下アームは、並列に接続される第二のスイッチと、第二のダイオードとを含み、
前記第一のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第一のダイオードの陽極は、前記第二のダイオードの陰極と接続され、前記第二のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続される、ことを特徴とする請求項３に記載の充放電回路。

【請求項5】

前記第一の上アームは第三のスイッチを含み、前記第一の下アームは第四のスイッチを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の充放電回路。

【請求項6】

前記第一の切り替え回路は第三のダイオードを含み、前記第二の切り替え回路は第五のスイッチを含み、
前記第三のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第三のダイオードの陽極は、前記第五のスイッチの一端と接続され、前記第五のスイッチの他端は、前記第一の組電池の負極と接続される、ことを特徴とする請求項２に記載の充放電回路。

【請求項7】

前記第一の切り替え回路は、第六のスイッチをさらに含み、前記第六のスイッチの一端は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第六のスイッチの他端は、前記第三のダイオードの陰極と接続される、ことを特徴とする請求項６に記載の充放電回路。

【請求項8】

前記第一の切り替え回路は第七のスイッチを含み、前記第二の切り替え回路は第四のダイオードを含み、
前記第七のスイッチの一端は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第七のスイッチの他端は、前記第四のダイオードの陰極と接続され、前記第四のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続される、ことを特徴とする請求項２に記載の充放電回路。

【請求項9】

前記第二の切り替え回路は、第八のスイッチをさらに含み、
前記第八のスイッチは、前記第四のダイオードと前記第一の組電池の負極との間に直列に接続される、ことを特徴とする請求項８に記載の充放電回路。

【請求項10】

前記エネルギー貯蔵モジュールは第一のエネルギー貯蔵素子を含み、前記第一のエネルギー貯蔵素子は少なくとも一つのインダクタを含み、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第一端は、前記スイッチモジュールと接続され、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続される、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の充放電回路。

【請求項11】

前記エネルギー貯蔵モジュールは、第二のエネルギー貯蔵素子をさらに含み、前記第二のエネルギー貯蔵素子は、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端と前記充放電切り替えモジュールとの間に接続される、ことを特徴とする請求項１０に記載の充放電回路。

【請求項12】

前記第二のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのインダクタ及び／又はキャパシタを含む、ことを特徴とする請求項１１に記載の充放電回路。

【請求項13】

前記エネルギー貯蔵モジュールと前記充放電切り替えモジュールとの間に、第九のスイッチが接続されており、前記第九のスイッチは、前記第二のエネルギー貯蔵素子と直列に接続される、ことを特徴とする請求項１１に記載の充放電回路。

【請求項14】

前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールにおける第一のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチアームの数と等しく、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチアームと一対一に対応して接続され、
各前記エネルギー貯蔵デバイスの第二端の接続点は、前記充放電切り替えモジュールと接続される、ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の充放電回路。

【請求項15】

前記スイッチモジュールは第一のスイッチアームを含み、前記第一のスイッチアームは、直列に接続される第二の上アームと第二の下アームとを含み、
前記第一のスイッチアームの第一端と、前記充放電切り替えモジュールの第一端と、前記給電モジュールの第一端とは、同一の線に接続され、
前記第一のスイッチアームの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端と、前記給電モジュールの第二端とは、同一の線に接続される、ことを特徴とする請求項１４に記載の充放電回路。

【請求項16】

前記第一のエネルギー貯蔵素子は、インダクタンス及び／又はキャパシタを含み、
前記第二の上アームと前記第二の下アームとの接続点は、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第一端と接続され、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続される、ことを特徴とする請求項１５に記載の充放電回路。

【請求項17】

各組の前記スイッチアームは、いずれも上アームと下アームとを含み、且つ上アームと下アームは、いずれも並列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、又は、上アームと下アームは、いずれもスイッチを含む、ことを特徴とする請求項１４に記載の充放電回路。

【請求項18】

前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチレッグを含み、前記少なくとも一組のスイッチレッグは、直列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールにおける第一のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチレッグの数に等しく、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチレッグと一対一に対応して接続される、ことを特徴とする請求項１から１３のいずれか１項に記載の充放電回路。

【請求項19】

前記スイッチレッグにおけるダイオードの陰極は、前記給電モジュールの正極と接続され、前記スイッチレッグにおけるダイオードの陽極は、前記給電モジュールの負極と接続される、ことを特徴とする請求項１８に記載の充放電回路。

【請求項20】

前記エネルギー貯蔵モジュールはＭ相モータを含み、前記スイッチモジュールはＭ相アームを含み、Ｍは正の整数であり、
ここで、前記Ｍ相アームと、前記給電モジュール及び前記充放電切り替えモジュールとは、並列に接続され、
前記Ｍ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ前記Ｍ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続され、
前記充放電切り替えモジュールは、前記Ｍ相巻線の接続点と接続される、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の充放電回路。

【請求項21】

前記Ｍ相モータは、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータを含み、
前記第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、前記第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続される、ことを特徴とする請求項２０に記載の充放電回路。

【請求項22】

前記スイッチモジュールのＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ前記第一のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される、ことを特徴とする請求項２１に記載の充放電回路。

【請求項23】

前記充放電切り替えモジュールはＭ相アームを含み、
前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームにおける上下アームの接続点は、それぞれ前記第二のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される、ことを特徴とする請求項２１に記載の充放電回路。

【請求項24】

前記給電モジュールは第一の組電池を含み、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、充放電イネーブル信号に応答するために用いられ、前記充放電回路において発生させた交流電流の波形は、三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つを含む、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の充放電回路。

【請求項25】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含み、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、第一の充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を発生させるために用いられ、又は、第二の充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つの波形の交流電流を発生させるために用いられ、
ここで、前記第一の充放電イネーブル信号に対応する充放電周波数は、前記第二の充放電イネーブル信号に対応する充放電周波数よりも大きい、ことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の充放電回路。

【請求項26】

前記第二の組電池の第一端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、前記第二の組電池の第二端と、前記第一の組電池の第二端と、前記スイッチモジュールの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端とは、同一の線に接続され、
前記第一の組電池の第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、
前記第一の組電池の第一端と前記第二の組電池の第一端との間に、第十のスイッチが接続されている、ことを特徴とする請求項２５に記載の充放電回路。

【請求項27】

前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、又は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第二端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第二端と接続される、ことを特徴とする請求項２５に記載の充放電回路。

【請求項28】

前記給電モジュールに含まれる組電池の両端に、キャパシタが並列に接続されている、ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の充放電回路。

【請求項29】

充放電システムであって、制御モジュールと、請求項１から２８のいずれか１項に記載の充放電回路とを含み、前記制御モジュールは、前記充放電回路に命令を送信することで、充放電を行うように給電モジュールを制御するために用いられる、ことを特徴とする充放電システム。

【請求項30】

前記充放電回路と接続される充電装置をさらに含み、
前記充電装置は、前記充放電回路を介して前記給電モジュールに含まれる組電池へ充電するために用いられる、ことを特徴とする請求項２９に記載の充放電システム。

【請求項31】

充放電制御方法であって、
請求項２９又は３０に記載の充放電システムに用いられ、前記方法は、
充放電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールとをオン又はオフに制御し、前記充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させることで、交流波形の電流を発生させることを含む、ことを特徴とする充放電制御方法。

【請求項32】

予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充電イネーブル信号と放電イネーブル信号を交互に送信することで、前記充電回路と放電回路を交互に切り替えるように制御する、ことを特徴とする請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

前記充放電切り替えモジュールは、直列に接続される第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、各組のスイッチアームは、上アームと下アームとを含み、
前記交互に切り替わる充電回路と放電回路は、
前記スイッチモジュールの各組の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第二の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路と、
前記スイッチモジュールの各組の下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路とを含む、ことを特徴とする請求項３１又は３２に記載の方法。

【請求項34】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第一の下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成する、ことを特徴とする請求項３１に記載の方法。

【請求項35】

放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームと前記第一の下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アームと前記第一の上アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームとの間の充電回路を形成する、ことを特徴とする請求項３４に記載の方法。

【請求項36】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第三のダイオードを含み、前記第二の切り替え回路は第五のスイッチを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームと前記第五のスイッチとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第五のスイッチとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第三のダイオードとの間の充電回路を形成する、ことを特徴とする請求項３１に記載の方法。

【請求項37】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第七のスイッチを含み、前記第二の切り替え回路は第四のダイオードを含み、前記第四のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続され、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、前記第七のスイッチ及び各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第七のスイッチと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第四のダイオードと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成する、ことを特徴とする請求項３１に記載の方法。

【請求項38】

前記第四のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の負極と接続され、
放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第四のダイオードとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記第七のスイッチ及び各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第七のスイッチとの間の充電回路を形成する、ことを特徴とする請求項３７に記載の方法。

【請求項39】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記エネルギー貯蔵モジュールは、第一のＭ相モータと第二のＭ相モータとを含み、前記スイッチモジュールはＭ相アームを含み、前記充放電切り替えモジュールはＭ相アームを含み、前記第一のＭ相モータのＭ相巻線は、前記スイッチモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、前記第二のＭ相モータのＭ相巻線は、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続され、
放電イネーブル信号を送信し、前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する、ことを特徴とする請求項３１に記載の方法。

【請求項40】

放電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する、ことを特徴とする請求項３９に記載の方法。

【請求項41】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含み、
前記充電回路又は前記放電回路を介して前記第一の組電池又は前記第二の組電池を充放電し、前記充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を形成し、
前記充放電は、前記第一の組電池と前記第二の組電池の充放電状態を切り替えることを含み、前記充放電状態は、前記第一の組電池を充電するとともに、前記第二の組電池を放電すること、又は、前記第一の組電池を放電するとともに、前記第二の組電池を充電することを含む、ことを特徴とする請求項３１に記載の方法。

【請求項42】

前記第二の組電池の第一端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、前記第二の組電池の第二端と、前記第一の組電池の第二端と、前記スイッチモジュールの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端とは、同一の線に接続され、前記第一の組電池の第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記第一の組電池の第一端と前記第二の組電池の第一端との間に、第十のスイッチが接続されており、前記方法は、
前記第一の組電池と前記第二の組電池が加熱条件を満たしていると決定し、前記第十のスイッチを遮断するように制御することをさらに含む、ことを特徴とする請求項４１に記載の方法。

【請求項43】

前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの一端は、前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの他端は、前記スイッチアームの上下アームの接続点と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの下アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、前記第一の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、
第二のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記第二の組電池の充電回路を形成し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第二の組電池へ充電させる、ことを特徴とする請求項４２に記載の方法。

【請求項44】

各組の前記スイッチアームの上アームのオン又は下アームのオンを繰り返し切り替えることで、前記第二の組電池への充電時間を制御することをさらに含む、ことを特徴とする請求項４３に記載の方法。

【請求項45】

第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第二の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の下アームとの間の放電回路を形成し、前記第二の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させることと、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第二の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームと前記第一の組電池の充電回路を形成し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第一の組電池へ充電させることとをさらに含む、ことを特徴とする請求項４３に記載の方法。

【請求項46】

前記第一の上アームのオン又は前記第一の下アームのオンを繰り返し切り替えることで、前記第一の組電池への充電時間を制御することをさらに含む、ことを特徴とする請求項４５に記載の方法。

【請求項47】

前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成し、
第二のイネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アーム及び前記第一の下アームを同時にオンに制御し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第二の組電池へ充電する回路を形成する、ことを特徴とする請求項４２に記載の方法。

【請求項48】

第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成することと、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第一の組電池へ充電する回路を形成することとをさらに含む、ことを特徴とする請求項４７に記載の方法。

【請求項49】

前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第二端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第二端と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成し、
第二のイネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アーム及び前記第一の上アームを同時にオンに制御し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第一の組電池へ充電する回路を形成する、ことを特徴とする請求項４２に記載の方法。

【請求項50】

第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成することと、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第二の組電池へ充電する回路を形成することとをさらに含む、ことを特徴とする請求項４９に記載の方法。

【請求項51】

前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの一端は、前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの他端は、前記スイッチアームの上下アームの接続点と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームと前記第二の組電池との間の充放電回路を形成し、前記第一の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第二の組電池へ充電させ、
第二のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記第二の組電池の充放電回路を形成し、前記第二の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第一の組電池へ充電させる、ことを特徴とする請求項４２に記載の方法。

【請求項52】

前記エネルギー貯蔵モジュールと前記充放電切り替えモジュールとの間に、第九のスイッチが接続されており、
前記給電モジュールに含まれる組電池が加熱条件を満たしていると決定し、前記第九のスイッチを閉じるように制御し、又は、
前記組電池が加熱停止条件を満たしていると決定し、前記第九のスイッチを遮断するように制御する、ことを特徴とする請求項３１から５１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項53】

充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
前記給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が、予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定することと、
各組電池の充電状態値が前記予め設定される閾値以上である場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む、ことを特徴とする請求項３１から５１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項54】

前記の、前記給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が、予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定する前に、前記方法は、
前記給電モジュールの温度が、予め設定される温度閾値よりも小さいかどうかを決定することと、
そうであれば、前記給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が、予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定する操作を実行することとをさらに含む、ことを特徴とする請求項５３に記載の方法。

【請求項55】

充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
前記モータの作動状態を取得することと、
前記モータが非駆動状態にあることを前記作動状態が指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む、ことを特徴とする請求項３１から５１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項56】

充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
車両コントローラから送信された制御信号を受信することと、
前記制御信号が前記給電モジュールを加熱するよう指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む、ことを特徴とする請求項３１から５１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項57】

充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
電池管理システムから送信された要求データを受信することと、
前記給電モジュールが加熱条件を満たしていることを前記要求データが指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む、ことを特徴とする請求項３１から５１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項58】

前記充放電プロセスにおいて、前記給電モジュールに含まれる各組電池の温度が加熱停止条件を満たすかどうかを決定することであって、前記加熱停止条件は、前記組電池が予め設定される温度に達していること又は前記組電池の温度上昇が異常であることを含むことと、
そうであれば、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、加熱停止信号を送信することであって、前記加熱停止信号は、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールが前記充放電回路を遮断するようにトリガーすることとをさらに含む、ことを特徴とする請求項３１から５１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項59】

前記充放電システムは、充電装置をさらに含み、前記方法は、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも低い場合、前記スイッチモジュールと前記充放電切り替えモジュールを制御し、前記充電装置が前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電する回路、及び前記充電装置と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ同時に充電する回路を形成することと、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも高い場合、前記スイッチモジュールと前記充放電切り替えモジュールを制御し、前記充電装置が前記給電モジュールと前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電する回路、及び前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ充電する回路を形成することとをさらに含む、ことを特徴とする請求項３１から５１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項60】

前記エネルギー貯蔵モジュールの、前記スイッチモジュールと接続される端は、第一のスイッチチューブを介して充電装置の一端と接続され、前記スイッチモジュールの第二端は、前記充電装置の他端と接続され、前記充電装置は、前記加熱モジュールを介して前記給電モジュールへ充電するために用いられ、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記方法は、
各組のスイッチアームの上アームを遮断するように制御することと、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも低い場合、前記第二の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとをオンに、前記第一の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置が前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第二の切り替え回路を含む回路を形成することと、
前記第一の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとをオンに、前記第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ同時に充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールを含む回路を形成することとをさらに含む、ことを特徴とする請求項５９に記載の方法。

【請求項61】

前記各組のスイッチアームの下アームに、並列に接続されるスイッチとダイオードとが含まれ、前記方法は、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも高い場合、前記第一の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとを閉じ、前記第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置が前記給電モジュールと前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールを含む回路を形成することと、
前記第一の切り替え回路を閉じ、前記第二の切り替え回路、前記各組のスイッチアームの下アームと前記第一のスイッチチューブとを遮断するように制御し、前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ充電するための、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路、前記給電モジュールと前記各組のスイッチアームの下アームにおけるダイオードを含む回路を形成することとをさらに含む、ことを特徴とする請求項６０に記載の方法。

【請求項62】

請求項２９に記載の充放電システムを含む、ことを特徴とする電力消費機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、電池技術分野に関し、特に充放電回路、システム及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

エネルギー密度が高く、サイクル充電が可能で、安全で環境にやさしいなどの利点があるため、動力電池は、新エネルギー自動車、コンシューマエレクトロニクス、エネルギー貯蔵システムなどの分野に広く応用される。

【0003】

しかしながら、低温環境で動力電池の使用は一定の制限を受けている。具体的には、低温環境での動力電池の放電容量が大幅に低下し、及び低温環境で電池が充電できない。そのため、動力電池を正常に使用できるように、低温環境で動力電池を加熱する必要がある。

【0004】

従来の動力電池加熱技術は、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、モータの振動雑音が過大になるという問題を引き起こす可能性がある。

【発明の概要】

【0005】

本出願の実施例は、動力電池に対する加熱を実現するとともに、モータ回路を利用して電池を加熱する時のモータの振動雑音を効果的に抑制できる充放電回路、システム及びその制御方法を提供する。

【0006】

第一の態様によれば、充放電回路を提供し、この充放電回路は、給電モジュールと、加熱モジュールと、充放電切り替えモジュールとを含み、
前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、
前記加熱モジュールは、エネルギー貯蔵モジュール及びスイッチモジュールを含み、
前記少なくとも第一の組電池と、前記スイッチモジュールと、前記充放電切り替えモジュールとは、並列に接続され、
前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールと接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続され、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において交流波形の電流を発生させるために用いられる。

【0007】

上記充放電回路において充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールを制御し、給電モジュールに含まれる少なくとも第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールとの間に、交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させ、充電回路と放電回路が交互に切り替わるプロセスにおいて、充放電回路に交流波形の電流が発生し、この交流波形の電流が給電モジュールに含まれる少なくとも第一の組電池を流れ、少なくとも第一の組電池の電池の内部抵抗を発熱させ、それによって給電モジュールに含まれる組電池を加熱する効果を実現する。

【0008】

そして、充放電回路において、電気自動車のモータを利用せずに電池を加熱することができ、電池を加熱するプロセスにおいて、モータが加熱プロセスにおいて充放電回路における電流の周波数の影響を受けることなく、動力電池を加熱するプロセスにおいてモータの振動雑音が大きいという従来の技術問題を解決した。そしてこの充放電回路を利用して電池を加熱すると、モータは、動力自動車を正常に駆動して走行させることによって、走行加熱を実現することができる。

【0009】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、直列に接続される第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、
前記第一の切り替え回路と前記第二の切り替え回路との接続点は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端と接続され、
前記第一の切り替え回路と前記第二の切り替え回路は、前記充放電イネーブル信号のトリガーでオン又はオフされるために用いられる。

【0010】

この実現方式では、充放電切り替えモジュールは二つの切り替え回路を含み、それによってこの二つの切り替え回路を利用して充放電回路を制御し、充電回路又は放電回路を形成する。具体的には、第一の切り替え回路、第二の切り替え回路とスイッチモジュールのオン又は遮断を制御することにより、給電モジュールとエネルギー貯蔵モジュールとの間に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させ、充放電回路において交流波形の電流を発生させ、それによって給電モジュールに含まれる組電池を加熱する効果を実現する。

【0011】

第一の切り替え回路と第二の切り替え回路との接続点は、エネルギー貯蔵モジュールの第二端と接続され、エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、スイッチモジュールと接続され、このように、スイッチモジュール、第一の切り替え回路と第二の切り替え回路を合理的に制御することにより、給電モジュールとエネルギー貯蔵モジュールとの間で交互に充放電することを実現することができ、それによって給電モジュールにおける組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の内部から自己加熱を行う効果を達成し、組電池の内部から加熱すると、加熱効率がより高くなる。

【0012】

一つの実現方式では、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、
前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端と接続され、
前記第一の上アームと前記第一の下アームとは、前記充放電イネーブル信号のトリガーでオン又は遮断されるために用いられる。

【0013】

上記第一の上アーム、第一の下アームとスイッチモジュールのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路において交流波形の電流を発生させ、それによって給電モジュールに含まれる組電池を加熱する効果を実現する。

【0014】

一つの実現方式では、前記第一の上アームは、並列に接続される第一のスイッチと、第一のダイオードとを含み、前記第一の下アームは、並列に接続される第二のスイッチと、第二のダイオードとを含み、
前記第一のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第一のダイオードの陽極は、前記第二のダイオードの陰極と接続され、前記第二のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続される。

【0015】

上記第一のダイオードと第二のダイオードとは、フリーホイールダイオードであってもよく、フリーホイールダイオードは一般的に、インダクタに合わせて使用される。インダクタの電流が急激に変化すると、インダクタ両端の電圧が急変し、回路の他の素子を損傷する可能性がある。しかし、フリーホイールダイオードに合わせて使用される場合、インダクタの電流が比較的穏やかに変化し、急激な電圧変化を回避し、回路の安全性を向上させることができる。そのため、第一の上アームと第一の下アームとは、いずれも並列に接続されるスイッチとフリーホイールダイオードの構造を採用し、スイッチ機能を実現することもできるし、第一の上アームと第一の下アームにおけるスイッチのオン又は遮断を制御することにより、充電回路と放電回路の切り替えを実現することもできる。第一の上アームと第一の下アームにおけるフリーホイールダイオードにより急激な電圧変化を回避し、充放電回路全体の安全性を向上させることもできる。

【0016】

そして、第一の上アームと第一の下アームとがいずれも上記並列に接続されるスイッチ及びダイオードを含む構造では、充放電切り替えモジュールが回路のオンオフを制御する面でより多くの組み合わせ制御方式を有することができ、制御はより柔軟で変化に富んでおり、異なるデバイスのオン又は遮断を合理的に制御することにより、充放電回路に充電回路又は放電回路を形成することもできるし、異なるデバイスの使用周波数をバランスさせ、充放電切り替えモジュールに含まれる各デバイスの耐用年数を向上させることもできる。

【0017】

一つの実現方式では、前記第一の上アームは第三のスイッチを含み、前記第一の下アームは第四のスイッチを含む。

【0018】

第一の上アームと第一の下アームとはスイッチのみを含み、充放電回路に充電回路又は放電回路を形成するために、充放電切り替えモジュールがより簡単に回路のオンオフを制御することを可能にし、それによって組電池の加熱を実現する。そして、充放電回路のコストを低減させることができる。

【0019】

一つの実現方式では、前記第一の切り替え回路は第三のダイオードを含み、前記第二の切り替え回路は第五のスイッチを含み、
前記第三のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第三のダイオードの陽極は、前記第五のスイッチの一端と接続され、前記第五のスイッチの他端は、前記第一の組電池の負極と接続される。

【0020】

充放電切り替えモジュールは、直列に接続される一つのダイオードと一つのスイッチを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要とせず、一つのダイオードと一つのスイッチを採用する構造の制御ポリシーは、より簡単である。

【0021】

一つの実現方式では、前記第一の切り替え回路は、第六のスイッチをさらに含み、前記第六のスイッチの一端は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第六のスイッチの他端は、前記第三のダイオードの陰極と接続される。

【0022】

第六のスイッチは、電池を加熱する必要がないシナリオで電流が第三のダイオードから流れる状況を防止するために設置されるものであり、加熱の必要がないシナリオで電流が第三のダイオードから流れることによる回路故障を防止し、回路における電気デバイスの耐用年数を向上させることができる。

【0023】

一つの実現方式では、前記第一の切り替え回路は第七のスイッチを含み、前記第二の切り替え回路は第四のダイオードを含み、
前記第七のスイッチの一端は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第七のスイッチの他端は、前記第四のダイオードの陰極と接続され、前記第四のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続される。

【0024】

この実現方式では、充放電切り替えモジュールは、直列に接続される一つのダイオードと一つのスイッチを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要とせず、制御ポリシーがより簡単であり、例えばこの充放電切り替えモジュールは、充放電回路において充電回路又は放電回路を柔軟に切り替え、それによって充放電回路に交流電流を形成することができる。

【0025】

一つの実現方式では、前記第二の切り替え回路は、第八のスイッチをさらに含み、
前記第八のスイッチは、前記第四のダイオードと前記第一の組電池の負極との間に直列に接続される。

【0026】

第八のスイッチは、電池を加熱する必要がないシナリオで電流が第四のダイオードから流れる状況を防止するために設置されるものであり、加熱の必要がないシナリオで電流が第四のダイオードから流れることによる回路故障を防止し、回路における電気デバイスの耐用年数を向上させることができる。

【0027】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールは第一のエネルギー貯蔵素子を含み、前記第一のエネルギー貯蔵素子は少なくとも一つのインダクタを含み、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第一端は、前記スイッチモジュールと接続され、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続される。

【0028】

この実現方式では、エネルギー貯蔵モジュールは、第一のエネルギー貯蔵素子のみを含んでもよく、第一のエネルギー貯蔵素子は、一つ又は複数のインダクタを含んでもよい。第一のエネルギー貯蔵素子を設置することにより、充放電回路に放電回路が形成される時に給電モジュールが放出する電気エネルギーは、第一のエネルギー貯蔵素子に貯蔵されてもよい。充放電回路を充電回路に切り替えると、第一のエネルギー貯蔵素子は、その貯蔵された電気エネルギーを給電モジュールに再充電し、それによって給電モジュールに交流電流を流れ、給電モジュールにおける組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の内部から加熱する効果を実現することができ、外部から組電池を加熱することに対して、組電池の内部を自己発熱させる自己加熱方式は、加熱効果がより優れる。

【0029】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールは、第二のエネルギー貯蔵素子をさらに含み、前記第二のエネルギー貯蔵素子は、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端と前記充放電切り替えモジュールとの間に接続される。

【0030】

第一のエネルギー貯蔵素子と充放電切り替えモジュールとの間に、第二のエネルギー貯蔵素子が追加され、第一のエネルギー貯蔵素子は、第二のエネルギー貯蔵素子と直列に接続される。このように充放電回路に放電回路が形成される時に、給電モジュールが放出する電気エネルギーを、第一のエネルギー貯蔵素子と第二のエネルギー貯蔵素子とにより共同で貯蔵してもよく、それによってより多くのエネルギーを貯蔵することができる。充放電回路を充電回路に切り替えると、第一のエネルギー貯蔵素子と第二のエネルギー貯蔵素子とは、貯蔵された電気エネルギーを給電モジュールの組電池に再充電する。このように充放電の電気エネルギーがより多いため、それによって充放電回路においてより大きな充放電電流を形成することができ、電流が大きいほど、組電池を流れる時に電池の内部抵抗により発生する熱が多くなり、それによって組電池の温度上昇速度を向上させ、電池の自己加熱の効率を向上させ、組電池の温度を最も速い速度で所望の温度まで上昇させることができる。そして充放電のエネルギーが多ければ多いほど、電池の自己加熱プロセスにおける電流、周波数パラメータを最適化し、電池の自己加熱効果を高めることができる。

【0031】

一つの実現方式では、前記第二のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのインダクタ及び／又はキャパシタを含む。様々なエネルギー貯蔵機能を有する電気デバイスにより第二のエネルギー貯蔵素子を実現し、充放電回路の回路構造の変形をより多くし、充放電回路構造に対する異なるユーザの需要又は工業生産の需要を満足させる。

【0032】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールと前記充放電切り替えモジュールとの間に、第九のスイッチが接続されており、前記第九のスイッチは、前記第二のエネルギー貯蔵素子と直列に接続される。

【0033】

第九のスイッチは、エネルギー貯蔵モジュール、第二のエネルギー貯蔵素子及びスイッチモジュールなどの部材の正常な作動に保護を提供するために用いられる。加熱モードで第一の切り替え回路及び／又は第二の切り替え回路が故障して降伏又は短絡が発生すると、遮断エネルギー貯蔵モジュールと第二のエネルギー貯蔵素子と給電モジュールとの間の接続を遮断することを確保し、エネルギー貯蔵モジュールと第二のエネルギー貯蔵素子とが、給電モジュールと短絡する状況を回避する必要があり、第九のスイッチを遮断するように制御することにより、このような場合に存在する短絡リスクを効果的に回避することができる。

【0034】

一つの実現方式では、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールにおける第一のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチアームの数と等しく、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチアームと一対一に対応して接続され、
各前記エネルギー貯蔵デバイスの第二端の接続点は、前記充放電切り替えモジュールと接続される。

【0035】

この実現方式ではスイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、スイッチアームは対称構造であり、各組のスイッチアーム及び充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成し、それによって形成充放電回路において交流波形の電流を形成し、この電流が組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、動力電池の自己加熱の効果を実現する。スイッチアームの制御方式は簡単である。第一のエネルギー貯蔵素子に含まれるエネルギー貯蔵デバイスは、スイッチアームと一対一に対応して接続される。充放電回路におけるエネルギー貯蔵モジュールのエネルギー貯蔵規模を拡張する拡張方式を提供し、エネルギー貯蔵デバイス及びスイッチアームが少ない場合に、組電池の自己加熱を実現する前提で製品コストを低減させることができる。一方、エネルギー貯蔵デバイス及びスイッチアームが多い場合に、制御複雑度は明らかに増加しないが、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギー貯蔵量は著しく増加する。エネルギー貯蔵量の増加は、充放電回路においてより大きな充放電電流を形成することができ、組電池を流れる時に電池の内部抵抗が発生する熱が多くなり、それによって組電池の温度上昇速度を向上させ、電池の自己加熱の効率を向上させ、組電池の温度を最も速い速度で所望の温度まで上昇させることができる。そして充放電のエネルギーが多ければ多いほど、電池の自己加熱プロセスにおける電流、周波数パラメータを最適化し、電池の自己加熱効果を高めることができる。

【0036】

一つの実現方式では、前記スイッチモジュールは第一のスイッチアームを含み、前記第一のスイッチアームは、直列に接続される第二の上アームと第二の下アームとを含み、
前記第一のスイッチアームの第一端と、前記充放電切り替えモジュールの第一端と、前記給電モジュールの第一端とは、同一の線に接続され、
前記第一のスイッチアームの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端と、前記給電モジュールの第二端とは、同一の線に接続される。

【0037】

スイッチモジュールは、一つのスイッチアームを採用するだけで充放電回路による電池加熱機能を実現し、充放電回路のコストを減少することができる。第二の上アーム、第二の下アーム及び充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成することができる。

【0038】

一つの実現方式では、前記第一のエネルギー貯蔵素子は、インダクタ及び／又はキャパシタを含み、
前記第二の上アームと前記第二の下アームとの接続点は、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第一端と接続され、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続される。

【0039】

この実現方式では、第一のエネルギー貯蔵素子の一端を第二の上アームと第二の下アームとの接続点に接続し、第一のエネルギー貯蔵素子の他端を充放電切り替えモジュールと接続し、それによって第二の上アームと第二の下アーム及び充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御することにより、第一のエネルギー貯蔵素子と給電モジュールとの間の回路を充電回路又は放電回路に柔軟に切り替えることができる。

【0040】

一つの実現方式では、各組の前記スイッチアームは、いずれも上アームと下アームとを含み、且つ上アームと下アームは、いずれも並列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、又は、上アームと下アームは、いずれもスイッチを含む。

【0041】

上記ダイオードは、フリーホイールダイオードであってもよく、フリーホイールダイオードは一般的に、インダクタに合わせて使用される。インダクタの電流が急激に変化すると、インダクタ両端の電圧が急変し、回路の他の素子を損傷する可能性がある。しかし、フリーホイールダイオードに合わせて使用される場合、インダクタの電流が比較的穏やかに変化し、急激な電圧変化を回避し、回路の安全性を向上させることができる。そのため、第二の上アームと第二の下アームとは、いずれも並列に接続されるスイッチとダイオードの構造を採用し、スイッチ機能を実現することもできるし、第二の上アームと第二の下アームにおけるスイッチのオン又は遮断を制御することにより、充電回路と放電回路の切り替えを実現することができる。第二の上アームと第二の下アームにおけるダイオードにより急激な電圧変化を回避し、充放電回路全体の安全性を向上させることもできる。そして、第二の上アームと第二の下アームがいずれも上記並列に接続されるスイッチ及びダイオードを含む構造では、回路のオンオフを制御する面でより多くの組み合わせ制御方式を有することができ、制御はより柔軟で変化に富んでおり、異なるデバイスのオン又は遮断を合理的に制御することにより、充放電回路に充電回路又は放電回路を形成することもできるし、異なるデバイスの使用周波数をバランスさせ、充放電切り替えモジュールに含まれる各デバイスの耐用年数を向上させることもできる。

【0042】

一方、第二の上アームと第二の下アームがスイッチのみを含む実現方式では、充放電回路に充電回路又は放電回路を形成するために、より簡単に回路のオンオフを制御でき、それによって組電池の加熱を実現する。そして、充放電回路のコストを低減させることができる。

【0043】

一つの実現方式では、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチレッグを含み、前記少なくとも一組のスイッチレッグは、直列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールにおける第一のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチレッグの数に等しく、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチレッグと一対一に対応して接続される。

【0044】

この実現方式では、スイッチモジュールには、直列に接続されるスイッチとダイオードから構成されるスイッチレッグが含まれ、直列に接続される一つのダイオードと一つのスイッチを採用し、２つのスイッチチューブから構成されるスイッチアームを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要とせず、一つのダイオードと一つのスイッチを採用する構造の制御ポリシーは、より簡単である。また、スイッチモジュールのより多くの構造変形を提供し、充放電切り替えモジュールの異なる変形構造は、より様々な充放電回路の具体的な回路構造となるように組み合わせることによって、充放電回路構造に対する異なるユーザの需要又は工業生産の需要を満足させることができる。

【0045】

一つの実現方式では、前記スイッチレッグにおけるダイオードの陰極は、前記給電モジュールの正極と接続され、前記スイッチレッグにおけるダイオードの陽極は、前記給電モジュールの負極と接続される。

【0046】

この実現方式では、スイッチレッグにおけるダイオードの陰極は、給電モジュールの正極と接続され、ダイオードの陰極は、電流をオフにし、給電モジュールの正極と負極との間がダイオードを介して順方向に直接オンになることを防止し、充放電回路の安全性を向上させることができる。

【0047】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールはＭ相モータを含み、前記スイッチモジュールはＭ相アームを含み、Ｍは正の整数であり、
ここで、前記Ｍ相アームと、前記給電モジュール及び前記充放電切り替えモジュールとは、並列に接続され、
前記Ｍ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ前記Ｍ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続され、
前記充放電切り替えモジュールは、前記Ｍ相巻線の接続点と接続される。

【0048】

この実現方式では、電気自動車に備え付けられたモータを利用して組電池を加熱し、モータの利用率を向上させ、組電池を加熱するコストを低減させた。そして、Ｍ相モータは、スイッチモジュールに含まれるＭ相アームに接続されるだけでなく、充放電切り替えモジュールにも接続され、Ｍ相アームを流れる電流が、同時にＭ相モータのすべての巻線に流入し、且つすべての巻線の他端から流出することができ、それによってＭ相モータのすべての巻線を流れる電流は、方向の異なる交流電流ではなく、同じ方向及び同じ大きさの電流であってもよい。そのため、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、モータの振動雑音が過大になるという問題を効果的に低減させることができる。

【0049】

一つの実現方式では、前記Ｍ相モータは、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータを含み、
前記第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、前記第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続される。

【0050】

一つの実現方式では、前記スイッチモジュールのＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ前記第一のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。

【0051】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールはＭ相アームを含み、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームにおける上下アームの接続点は、それぞれ前記第二のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。

【0052】

ツインモータを有する電力消費機器について、二つのモータを利用して組電池を加熱してもよく、そのうちの一つのモータのインバータはスイッチモジュールに相当し、別のモータのインバータは充放電切り替えモジュールに相当する。二つのモータの巻線はエネルギー貯蔵モジュールに相当する。二つのモータのインバータにおける各アームのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路において充電回路と放電回路を交互に切り替える。

【0053】

第一のＭ相モータの各相巻線に流入する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第一のＭ相モータの振動雑音を効果的に抑制することができる。類似的に、第二のＭ相モータの各相巻線から流出する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第二のＭ相モータの振動雑音を効果的に抑制することができる。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0054】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは第一の組電池を含み、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、充放電イネーブル信号に応答するために用いられ、前記充放電回路において発生させた交流電流の波形は、三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つを含む。

【0055】

この実現方式では、給電モジュールは一つの組電池を含み、組電池とエネルギー貯蔵モジュールとの間で交互に充放電を行い、エネルギー貯蔵モジュールがエネルギーを満タンクに貯蔵した直後に放電する必要があるため、加熱電流の大きさが絶えず変化するため、第一の組電池のみを含む充放電回路において発生させた交流電流の波形は、三角波と、疑似三角波と、正弦波と、疑似正弦波とのうちの少なくとも一つである。

【0056】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含み、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、第一の充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を発生させるために用いられ、又は、第二の充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つの波形の交流電流を発生させるために用いられ、
ここで、前記第一の充放電イネーブル信号に対応する充放電周波数は、前記第二の充放電イネーブル信号に対応する充放電周波数よりも大きい。

【0057】

この実現方式では、給電は少なくとも二つの組電池を含み、各加熱周期に、一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュールに充電し、及びこの組電池とエネルギー貯蔵モジュールが別の組電池に同時に充電する。二重組電池の設置は、エネルギー貯蔵モジュールの加熱電流の大きさ及び加熱電流の周波数に対する拘束を効果的に低減させることができ、二重組電池の加熱方式により、組電池の加熱電流を予め設定される加熱周波数に応じて一つの安定した且つ比較的大きい加熱電流の大きさに維持することができるように、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギーをタイムリーにそのうちの一つの組電池に逃がすことができ、それによって電池が異なる温度、ＳＯＣ状態で、加熱電流の周波数の調節により、加熱レートを大幅に上昇させることができる。加熱電流の大きさを一つの安定した値に維持することができるため、二重組電池の充放電回路において発生させた交流電流の波形は、矩形波又は疑似矩形波である。別の実現方式として、加熱電流の周波数を制御し、放電回路の維持時間長を延長することにより、エネルギー貯蔵モジュールに放電前により多くの電気エネルギーを貯蔵させる。また充電回路の維持時間長を延長することにより、エネルギー貯蔵モジュールにおける電気エネルギーをすべて組電池に再充電させ、このような場合には少なくとも二つの組電池を含む充放電回路においても、三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つの波形の交流電流を発生させてもよい。

【0058】

一つの実現方式では、前記第二の組電池の第一端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、前記第二の組電池の第二端と、前記第一の組電池の第二端と、前記スイッチモジュールの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端とは、同一の線に接続され、
前記第一の組電池の第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、
前記第一の組電池の第一端と前記第二の組電池の第一端との間に、第十のスイッチが接続されている。

【0059】

この実現方式では、第十のスイッチにより、第一の組電池と第二の組電池との間の接続方式を制御することができる。第十のスイッチが遮断される場合、第一の組電池の負極は、第二の組電池の正極と接続され、第十のスイッチが閉じられる場合、第一の組電池の正極は、第二の組電池の正極と接続される。第一の組電池と第二の組電池を加熱する必要がある場合、第十のスイッチを遮断するように制御し、第一の組電池と第二の組電池を加熱する。外部への給電が必要な場合、第十のスイッチを閉じるように制御し、第一の組電池と第二の組電池により外部への給電を行う。

【0060】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、又は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第二端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第二端と接続される。

【0061】

この実現方式では、エネルギー貯蔵モジュールの接続位置の変形方案を提供し、充放電回路にさらに変化の多い構造構成方式を持たせ、より多くの応用シナリオに適用される。

【0062】

一つの実現方式では、前記給電モジュールに含まれる組電池の両端に、キャパシタが並列に接続されている。

【0063】

キャパシタにより、電圧の安定化などの機能を実現し、組電池の電圧変動を減少し、組電池の電圧の安定性を向上させることができる。

【0064】

第二の態様によれば、充放電システムを提供し、この充放電システムは、制御モジュールと、上記第一の態様及びそのいずれか一つの実現方式に記載の充放電回路とを含み、前記制御モジュールは、前記充放電回路に命令を送信することで、充放電を行うように給電モジュールを制御するために用いられる。

【0065】

この充放電システムでは、制御モジュールを利用して充放電回路におけるスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールを制御し、充電回路と放電回路を交互に切り替えることを実現し、それによって組電池を加熱する。

【0066】

一つの実現方式では、前記充放電回路と接続される充電装置をさらに含み、
前記充電装置は、前記充放電回路を介して前記給電モジュールに含まれる組電池へ充電するために用いられる。

【0067】

この実現方式では、充放電回路による組電池の加熱を実現することもできるし、充電装置による組電池の充電を実現することもできる。

【0068】

第三の態様によれば、充放電制御方法を提供し、この方法は、第二の態様に記載の充放電システムに用いられ、前記方法は、
充放電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールとをオン又はオフに制御し、前記充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させることで、交流波形の電流を発生させることを含む。

【0069】

充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールのオンオフを制御することにより、給電モジュールに含まれる少なくとも第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールとの間に、交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させ、充電回路と放電回路が交互に切り替わるプロセスにおいて、充放電回路に交流波形の電流が発生し、この交流波形の電流が給電モジュールに含まれる少なくとも第一の組電池を流れ、少なくとも第一の組電池の電池の内部抵抗を発熱させ、それによって給電モジュールに含まれる組電池を加熱する効果を実現する。そして、充放電回路において電気自動車のモータを利用せずに電池を加熱することができ、電池を加熱するプロセスにおいて、モータが加熱プロセスにおいて充放電回路における電流の周波数の影響を受けることなく、動力電池を加熱するプロセスにおいてモータの振動雑音が大きいという従来の技術問題を解決した。そしてこの充放電回路を利用して電池を加熱すると、モータは、動力自動車を正常に駆動して走行させることによって、走行加熱を実現することができる。

【0070】

一つの実現方式では、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充電イネーブル信号と放電イネーブル信号を交互に送信することで、前記充電回路と放電回路を交互に切り替えるように制御する。

【0071】

この実現方式では、充電回路と放電回路を切り替える周波数を制御することにより、回路全体において発生させた交流電流の周波数を調節することによって、組電池の加熱レートを向上させる。

【0072】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、直列に接続される第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、各組のスイッチアームは、上アームと下アームとを含み、
前記交互に切り替わる充電回路と放電回路は、
前記スイッチモジュールの各組の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第二の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路と、
前記スイッチモジュールの各組の下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路とを含む。

【0073】

この実現方式では、前記スイッチモジュールの各組の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第二の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路と、前記スイッチモジュールの各組の下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路とを、交互に切り替える。交互に切り替えることにより充放電回路において交流電流を形成し、交流電流が給電モジュールにおける組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の自己加熱の効果を達成する。

【0074】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第一の下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0075】

一つの実現方式では、放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームと前記第一の下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アームと前記第一の上アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームとの間の充電回路を形成する。

【0076】

上記二つの実現方式では、第一の上アーム、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの上下アームのオン又は遮断を柔軟に制御することにより、放電回路と充電回路を交互に切り替え、充放電回路に交流電流を形成し、それによって組電池を加熱する効果を実現する。

【0077】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第三のダイオードを含み、前記第二の切り替え回路は第五のスイッチを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームと前記第五のスイッチとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第五のスイッチとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第三のダイオードとの間の充電回路を形成する。

【0078】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第七のスイッチを含み、前記第二の切り替え回路は第四のダイオードを含み、前記第四のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続され、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、前記第七のスイッチ及び各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第七のスイッチと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第四のダイオードと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0079】

上記二つの実現方式では、充放電切り替えモジュールは、直列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、コストが低い。そして、ダイオードは能動制御を必要とせず、受動制御だけでよく、回路全体の制御方式がより簡便になる。

【0080】

一つの実現方式では、前記第四のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の負極と接続され、
放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第四のダイオードとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記第七のスイッチ及び各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第七のスイッチとの間の充電回路を形成する。

【0081】

この実現方式では、第四のダイオードの向きを変え、充放電回路の変形方案をより多くし、第四のダイオードの向きを変えた後に、制御方式を簡単に調整すればよく、制御方式が簡便であり、且つ充放電切り替えモジュールが二つのスイッチを含む場合に比べてコストが低い。

【0082】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記エネルギー貯蔵モジュールは、第一のＭ相モータと第二のＭ相モータとを含み、前記スイッチモジュールはＭ相アームを含み、前記充放電切り替えモジュールはＭ相アームを含み、前記第一のＭ相モータのＭ相巻線は、前記スイッチモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、前記第二のＭ相モータのＭ相巻線は、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続され、
放電イネーブル信号を送信し、前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0083】

一つの実現方式では、放電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0084】

上記二つの実現方式では、ツインモータを有する電力消費機器について、二つのモータを利用して組電池を加熱してもよく、そのうちの一つのモータのインバータはスイッチモジュールに相当し、別のモータのインバータは充放電切り替えモジュールに相当する。二つのモータの巻線はエネルギー貯蔵モジュールに相当する。二つのモータのインバータにおける各アームのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路において充電回路と放電回路を交互に切り替える。

【0085】

第一のＭ相モータの各相巻線に流入する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第一のＭ相モータの振動雑音を効果的に抑制することができる。類似的に、第二のＭ相モータの各相巻線から流出する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第二のＭ相モータの振動雑音を効果的に抑制することができる。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0086】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含み、
前記充電回路又は前記放電回路を介して前記第一の組電池又は前記第二の組電池を充放電し、前記充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を形成し、
前記充放電は、前記第一の組電池と前記第二の組電池の充放電状態を切り替えることを含み、前記充放電状態は、前記第一の組電池を充電するとともに、前記第二の組電池を放電すること、又は、前記第一の組電池を放電するとともに、前記第二の組電池を充電することを含む。

【0087】

二つの組電池を含む充放電回路について、二つの組電池の充放電状態を交互に切り替える。各加熱周期に、そのうちの一つの組電池を放電するとともに、別の組電池を充電する。二重組電池の設置は、エネルギー貯蔵モジュールの加熱電流の大きさ及び加熱電流の周波数に対する拘束を効果的に低減させることができ、二重組電池の加熱方式により、組電池の加熱電流を予め設定される加熱周波数に応じて一つの安定した加熱電流の大きさに維持することができるように、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギーをタイムリーにそのうちの一つの組電池に逃がすことができ、それによって電池が異なる温度、ＳＯＣ状態で、加熱電流の周波数の調節により、加熱レートを大幅に上昇させることができる。加熱電流の大きさを一つの安定した値に維持することができるため、二重組電池の充放電回路において発生させた交流電流の波形は、矩形波又は疑似矩形波である。

【0088】

一つの実現方式では、前記第二の組電池の第一端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、前記第二の組電池の第二端と、前記第一の組電池の第二端と、前記スイッチモジュールの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端とは、同一の線に接続され、前記第一の組電池の第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記第一の組電池の第一端と前記第二の組電池の第一端との間に、第十のスイッチが接続されており、前記方法は、
前記第一の組電池と前記第二の組電池が加熱条件を満たしていると決定し、前記第十のスイッチを遮断するように制御することをさらに含む。

【0089】

この実現方式では、第十のスイッチにより、第一の組電池と第二の組電池との間の接続方式を制御することができる。第十のスイッチが遮断される場合、第一の組電池の負極は、第二の組電池の正極と接続され、第十のスイッチが閉じられる場合、第一の組電池の正極は、第二の組電池の正極と接続される。第一の組電池と第二の組電池を加熱する必要がある場合、第十のスイッチを遮断するように制御し、第一の組電池と第二の組電池を加熱する。外部への給電が必要な場合、第十のスイッチを閉じるように制御し、第一の組電池と第二の組電池により外部への給電を行う。

【0090】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの一端は、前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの他端は、前記スイッチアームの上下アームの接続点と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの下アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、前記第一の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、
第二のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記第二の組電池の充電回路を形成し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第二の組電池へ充電させる。

【0091】

一つの実現方式では、前記方法は、
各組の前記スイッチアームの上アームのオン又は下アームのオンを繰り返し切り替えることで、前記第二の組電池への充電時間を制御することをさらに含む。

【0092】

一つの実現方式では、前記方法は、
第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第二の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の下アームとの間の放電回路を形成し、前記第二の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させることと、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第二の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームと前記第一の組電池の充電回路を形成し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第一の組電池へ充電させることとをさらに含む。

【0093】

一つの実現方式では、前記方法は、
前記第一の上アームのオン又は前記第一の下アームのオンを繰り返し切り替えることで、前記第一の組電池への充電時間を制御することをさらに含む。

【0094】

二つの組電池を含む充放電回路において、第一の上アーム、第一の下アーム、各組のスイッチアームの上下アームのオン又は遮断を制御し、一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電し、及びこの組電池とエネルギー貯蔵モジュールが別の組電池に同時に充電することを実現する。そして、各組のスイッチアームの上アームのオン又は下アームのオンを繰り返し切り替えることにより、各組電池への充電時間長を柔軟に制御することができる。

【0095】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成し、
第二のイネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アーム及び前記第一の下アームを同時にオンに制御し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第二の組電池へ充電する回路を形成する。

【0096】

一つの実現方式では、前記方法は、
第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成することと、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第一の組電池へ充電する回路を形成することとをさらに含む。

【0097】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第二端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第二端と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成し、
第二のイネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アーム及び前記第一の上アームを同時にオンに制御し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第一の組電池へ充電する回路を形成する。

【0098】

一つの実現方式では、前記方法は、
第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成することと、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第二の組電池へ充電する回路を形成することとをさらに含む。

【0099】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの一端は、前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの他端は、前記スイッチアームの上下アームの接続点と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームと前記第二の組電池との間の充放電回路を形成し、前記第一の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第二の組電池へ充電させ、
第二のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記第二の組電池の充放電回路を形成し、前記第二の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第一の組電池へ充電させる。

【0100】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールと前記充放電切り替えモジュールとの間に、第九のスイッチが接続されており、
前記給電モジュールに含まれる組電池が加熱条件を満たしていると決定し、前記第九のスイッチを閉じるように制御し、又は、前記組電池が加熱停止条件を満たしていると決定し、前記第九のスイッチを遮断するように制御する。

【0101】

第九のスイッチは、エネルギー貯蔵モジュール、第二のエネルギー貯蔵素子及びスイッチモジュールなどの部材の正常な作動に保護を提供するために用いられる。加熱モードで第一の切り替え回路及び／又は第二の切り替え回路が故障して降伏又は短絡が発生すると、エネルギー貯蔵モジュールと第二のエネルギー貯蔵素子と給電モジュールとの間の接続を遮断することを確保し、エネルギー貯蔵モジュールと第二のエネルギー貯蔵素子とが、給電モジュールと短絡する状況を回避する必要があり、第九のスイッチを遮断するように制御することにより、このような場合に存在する短絡リスクを効果的に回避することができる。

【0102】

一つの実現方式では、充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
前記給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が、予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定することと、
各組電池の充電状態値が前記予め設定される閾値以上であると決定する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む。

【0103】

この実現方式では、組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値よりも大きい場合にのみ組電池を加熱し、組電池の電力量が低すぎて加熱に必要な放電電気エネルギーをサポートできない状況を回避する。

【0104】

一つの実現方式では、前記の、前記給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が、予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定する前に、前記方法は、
前記給電モジュールの温度が、予め設定される温度閾値よりも小さいかどうかを決定することと、そうであれば、前記給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が、予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定する操作を実行することとをさらに含む。

【0105】

この実現方式では、まず給電モジュールの温度が予め設定される温度閾値よりも小さいかどうかを決定し、低温条件でのみ組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値以上であるかどうかをさらに決定し、充電状態値が予め設定される充電閾値以上であると決定する場合に、組電池の加熱を起動する。

【0106】

一つの実現方式では、充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
前記モータの作動状態を取得することと、前記モータが非駆動状態にあることを前記作動状態が指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む。

【0107】

モータを利用して組電池を加熱する応用シナリオにおいて、モータが非駆動状態にある場合のみ組電池の加熱を起動し、加熱モードがモータの正常な運転に影響を与えることを回避する。

【0108】

一つの実現方式では、充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
車両コントローラから送信された制御信号を受信することと、前記制御信号が前記給電モジュールを加熱するよう指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む。

【0109】

この実現方式では、組電池の加熱を起動するには、車両コントローラが制御信号をモータコントローラに送信し、モータコントローラがスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールを制御して加熱を起動してもよい。

【0110】

一つの実現方式では、充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
電池管理システムから送信された要求データを受信することと、前記給電モジュールが加熱条件を満たしていることを前記要求データが指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む。

【0111】

この実現方式では、電池管理システムは組電池が加熱条件を満たすかどうかを検出し、加熱条件を満たしている場合に、要求データを車両コントローラ又はモータコントローラに送信してもよい。車両コントローラ又はモータコントローラは、加熱を起動するプロセスを制御する。

【0112】

一つの実現方式では、前記方法は、
前記充放電プロセスにおいて、前記給電モジュールに含まれる各組電池の温度が加熱停止条件を満たすかどうかを決定することであって、前記加熱停止条件は、前記組電池が予め設定される温度に達していること又は前記組電池の温度上昇が異常であることを含むことと、そうであれば、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、加熱停止信号を送信することであって、前記加熱停止信号は、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールが前記充放電回路を遮断するようにトリガーすることとをさらに含む。

【0113】

充放電プロセスにおいて、さらに組電池の温度をリアルタイムで監視し、組電池の温度上昇が異常となり、又は組電池の温度が予め設定される温度に達した場合に、タイムリーに制御して加熱を停止し、組電池の温度が予め設定される温度に達し又は温度上昇が異常となった場合にも加熱を継続すると、組電池が損傷する状況につながる。

【0114】

一つの実現方式では、前記充放電システムは、充電装置をさらに含み、前記方法は、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも低い場合、前記スイッチモジュールと前記充放電切り替えモジュールを制御し、前記充電装置が前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電する回路、及び前記充電装置と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ同時に充電する回路を形成することと、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも高い場合、前記スイッチモジュールと前記充放電切り替えモジュールを制御し、前記充電装置が前記給電モジュールと前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電する回路、及び前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ充電する回路を形成することとをさらに含む。

【0115】

この実現方式では、充放電回路は加熱モードと充電モードを同時に有し、これは動力電池を加熱するだけでなく、充電装置が動力電池へ充電するプロセスにおいて、充電電圧を調節することもできる。このように、充電装置の電圧と動力電池の電圧とがマッチングしない場合、例えば充電装置の電圧が動力電池の電圧よりも低いか又は高い場合、充電装置は、充放電回路を介して動力電池の昇圧充電又は降圧充電を行い、充電装置と動力電池の適合性を向上させることができる。

【0116】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールの、前記スイッチモジュールと接続される端は、第一のスイッチチューブを介して充電装置の一端と接続され、前記スイッチモジュールの第二端は、前記充電装置の他端と接続され、前記充電装置は、前記加熱モジュールを介して前記給電モジュールへ充電するために用いられ、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記方法は、
各組のスイッチアームの上アームを遮断するように制御することと、前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも低い場合、前記第二の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとをオンに、前記第一の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置が前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第二の切り替え回路を含む回路を形成することと、
前記第一の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとをオンに、前記第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ同時に充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールを含む回路を形成することとをさらに含む。

【0117】

充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも低い場合、合理的な制御タイミングを設定し、各サブアームのオンと遮断を制御することにより、各充電周期に充電装置がエネルギー貯蔵モジュールに充電する第一の段階、及び充電装置とエネルギー貯蔵モジュールが給電モジュールに同時に充電する第二の段階を形成する。このように、充電装置がエネルギー貯蔵モジュールに充電する第一の段階では、エネルギー貯蔵モジュールに一定の電力量が記憶されるため、エネルギー貯蔵モジュールは、第二の段階で充電装置とともに、給電モジュールに共同で充電し、充電装置と給電モジュールとの間の電圧差を減少し、充電効率を向上させることができる。

【0118】

一つの実現方式では、前記各組のスイッチアームの下アームに、並列に接続されるスイッチとダイオードとが含まれ、前記方法は、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも高い場合、前記第一の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとを閉じ、前記第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置が前記給電モジュールと前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールを含む回路を形成することと、
前記第一の切り替え回路を閉じ、前記第二の切り替え回路、前記各組のスイッチアームの下アームと前記第一のスイッチチューブとを遮断するように制御し、前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ充電するための、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路、前記給電モジュールと前記各組のスイッチアームの下アームにおけるダイオードを含む回路を形成することとをさらに含む。

【0119】

充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも高い場合、合理的な制御タイミングを設定し、各サブアームのオンと遮断を制御することにより、各充電周期に充電装置がエネルギー貯蔵モジュールと給電モジュールに充電する段階、及びエネルギー貯蔵モジュールのみが給電モジュールに充電する段階を形成する。一方、充電装置がエネルギー貯蔵モジュールと給電モジュールに充電する時に、エネルギー貯蔵モジュールが一部の電圧を吸収できるため、充電装置と給電モジュールとの間の電圧差が適切に減少し、他方、充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも大きいため、充電装置が給電モジュールを大電圧で持続充電することを回避するために、充電装置とエネルギー貯蔵モジュールとが、給電モジュールを交互に充電することができる。ここで、充電装置がエネルギー貯蔵モジュールと給電モジュールに充電する時に、エネルギー貯蔵モジュールに一定の電力量が記憶されることができるため、この部分の電力量に基づいて、エネルギー貯蔵モジュールは単独で給電モジュールに充電することができる。

【0120】

第四の態様によれば、電力消費機器を提供し、この電力消費機器は、第二の態様に記載の充放電システムを含む。

【0121】

電力消費機器が低温環境にある場合、電力消費機器における動力電池は、温度が低すぎるため放電容量が著しく低下してしまい、且つ低温環境で動力電池を充電することができず、低温環境での電力消費機器の正常な使用に影響を与える。本出願の実施例の電力消費機器では、充放電回路を介して動力電池を加熱し、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成し、それによって充放電回路において交流電流を発生させ、この交流電流が動力電池を流れ、動力電池の内部抵抗に熱を発生させ、それによって動力電池に対する加熱を実現する。

【図面の簡単な説明】

【0122】

本出願の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下は、本出願の実施例に使用される必要のある図面を簡単に紹介し、自明なことに、以下に記述された図面は、ただ本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、図面に基づいて他の図面を得ることもできる。

【図1】従来の充放電回路の回路図である。

【図2】本出願の一実施例による充放電回路の概略的ブロック図である。

【図3】本出願の一実施例による充放電回路の別の概略的ブロック図である。

【図4】本出願の実施例による充放電回路の一概略的ブロック図において、充放電切り替えモジュールの第一種の構造概略図を示す。

【図5】本出願の実施例による充放電回路の一概略的ブロック図において、充放電切り替えモジュールの第二種の構造概略図を示す。

【図6】本出願の実施例による充放電回路の一概略的ブロック図において、充放電切り替えモジュールの第三種の構造概略図を示す。

【図7】本出願の実施例による充放電回路の一概略的ブロック図において、充放電切り替えモジュールの第四種の構造概略図を示す。

【図8】本出願の一実施例による充放電回路の別の概略的ブロック図である。

【図9】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図10】本出願の一実施例による一つの組電池のみを含む充放電回路において発生させた三角波形の交流電流の波形の概略図である。

【図11】本出願の一実施例による少なくとも二つの組電池を含む充放電回路の概略的ブロック図である。

【図12】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図13】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図14】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図15】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図16】本出願の一実施例による少なくとも二つの組電池を含む充放電回路において発生させた矩形波又は疑似矩形波の交流電流の波形の概略図である。

【図17】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図18】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図19】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図20】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図21】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図22】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図23】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図24】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図25】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図26】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図27】本出願の一実施例による充放電回路の別の概略的ブロック図である。

【図28】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図29】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図30】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図31】本出願の一実施例による充放電システムの概略的ブロック図である。

【図32】本出願の一実施例による充放電システムの別の概略的ブロック図である。

【図33】本出願の一実施例による充放電システムの回路図である。

【図34】本出願の一実施例による充放電システムの回路図である。

【図35】本出願の一実施例による充放電システムの回路図である。

【図36】本出願の一実施例による動力電池加熱シナリオでの制御方法フローチャートである。

【図37】本出願の一実施例による充放電制御機器の概略的ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0123】

以下では、図面と実施例を結び付けながら、本出願の実施の形態をさらに詳細に記述する。以下では、実施例の詳細な記述と図面は、例示的に本出願の原理を説明するためのものであるが、本出願の範囲を制限するためのものではなく、即ち本出願は、記述された実施例に限らない。

【0124】

本出願の記述において、説明すべきこととして、特に断りのない限り、「複数の」の意味は、二つ以上であり、用語である「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などにより指示される方位又は位置関係は、本出願の記述の便宜上及び記述の簡略化のためのものに過ぎず、言及された装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成して操作しなければならないことを指示又は暗示するものではないため、本出願に対する制限と理解されるべきではない。なお、用語である「第一」、「第二」、「第三」などは、記述の目的のみで用いられるものであり、相対的な重要性を指示又は暗示すると理解すべきではない。「垂直」は、厳密な垂直ではなく、誤差許容範囲内である。「平行」は、厳密な平行ではなく、誤差許容範囲内である。

【0125】

下記記述に出現された方位詞は、いずれも図に示す方向であり、本出願の具体的な構造を限定するものではない。本出願の記述において、さらに説明すべきこととして、特に明確に規定、限定されていない限り、用語である「取り付け」、「繋がり」、「接続」は、広義に理解されるべきであり、例えば固定的な接続であってもよく、取り外し可能な接続、又は一体的な接続であってもよく、直接的な繋がりであってもよく、中間媒体による間接的な繋がりであってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本出願における具体的な意味を理解することができる。

【0126】

時代の発展に伴い、新エネルギー自動車はその環境保護性、低騒音、低使用コストなどの利点により、巨大な市場の将来性があり、且つ省エネと汚染物質の排出削減を効果的に促進することができ、社会の発展と進歩に有利である。

【0127】

動力電池の電気化学的特性により、低温環境では、動力電池の充放電能力が大幅に制限され、顧客の冬の車利用体験に深刻な影響を与える。そのため、動力電池を正常に使用できるように、低温環境で動力電池を加熱する必要がある。

【0128】

本出願の実施例における動力電池は、リチウムイオン電池、リチウム金属電池、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム硫黄電池、リチウム空気電池又はナトリウムイオン電池などであってもよく、ここで限定しない。規模から見ると、本出願の実施例における電池は、セル単体であってもよく、電池モジュール又は電池パックであってもよく、ここで限定しない。応用シナリオから見ると、電池は、自動車、汽船などの動力装置内に応用されてもよい。例えば、動力自動車内に応用されてもよく、動力自動車のモータに給電し、電気自動車の動力源とする。電池はさらに、電気自動車における他の電力消費デバイスに給電し、例えば車内空調、車載プレーヤーなどに給電してもよい。

【0129】

記述を容易にするために、以下では、新エネルギー自動車（動力自動車）への動力電池の適用を実施例として記述する。

【0130】

駆動モータ及びその制御システムは新エネルギー自動車のコア部材のうちの一つであり、その駆動特性は自動車走行の主な性能指標を決める。新エネルギー自動車のモータ駆動システムは、主に電動機（即ちモータ）、モータコントローラ（例えば、インバータ）、様々な検出センサ及び電源などの部分から構成される。モータは電磁誘導の原理を応用して運行する回転電磁機械であり、電気エネルギーから機械エネルギーへの変換を実現するために用いられる。運行時に、電気システムから電力を吸収し、機械システムに機械パワーを出力する。

【0131】

動力電池を加熱する時の不要なコストアップを回避するために、モータ回路を利用して動力電池を加熱することができる。

【0132】

図１は、従来の動力電池加熱システムの充放電回路図を示す。図１に示すように、動力電池加熱システム１００は、給電モジュール１１０と、給電モジュール１１０と接続されるインバータモジュール１２０と、インバータモジュール１２０と接続される駆動モジュール１３０とを含んでもよい。

【0133】

給電モジュール１１０について、動力電池自体を採用して実現することもできるし、外部給電モジュール、例えば充電スタンドを採用して実現することもできる。外部給電モジュールによって提供される加熱エネルギーは、例えば、外部直流充電器によって出力され、又は外部交流充電器によって整流されて出力されてもよく、ここで具体的に限定しない。

【0134】

インバータモジュール１２０について、様々なタイプのスイッチを採用して実現してもよい。例えば、インバータモジュール１２０は、モータ駆動システムにおけるインバータによって実現されてもよく、ここで、インバータは、絶縁ゲートバイポーラトランジスター（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）のアームスイッチを採用して実現してもよい。具体的には、インバータのアームの数は、駆動モジュール１３０における巻線の数と同じである。例えば、駆動モジュール１３０は三相巻線モータを含み、インバータは三相アームを含み、即ちＵ相アーム、Ｖ相アームとＷ相アームを含む。ここで、三相アームにおける各相アームは、いずれも上アームと下アームとを有し、その上アームと下アームにはそれぞれスイッチユニットが設置されており、即ちインバータモジュール１２０は、それぞれＵ相アームにおける上アームスイッチ１２１と下アームスイッチ１２２、Ｖ相アームにおける上アームスイッチ１２３と下アームスイッチ１２４、及びＷ相アームにおける上アームスイッチ１２５と下アームスイッチ１２６を含む。

【0135】

駆動モジュール１３０について、具体的に、Ｕ相アームと繋がる巻線１３１、Ｖ相アームと繋がる巻線１３２及びＷ相アームと繋がる巻線１３３を含んでもよい。ここで、巻線１３１の一端は、Ｕ相アームにおける上アームと下アームとの接続点と繋がり、巻線１３２の一端は、Ｖ相アームにおける上アームと下アームとの接続点と繋がり、巻線１３３の一端は、Ｗ相アームにおける上アームと下アームとの接続点と繋がる。巻線１３１の他端と、巻線１３２の他端と、巻線１３３他端とは、同一の線に接続される。

【0136】

説明すべきこととして、駆動モジュール１３０は、三相巻線モータに限定されるものではなく、六相巻線モータ、十二相巻線モータなどであってもよい。これに応じて、インバータモジュール１２０は、三相アーム、六相アーム又は十二相アームなどを含んでもよい。

【0137】

いくつかの実施例では、インバータモジュール１２０におけるスイッチの周期的なオンオフを制御することにより、電流を変調してもよい。例えば、インバータモジュール１２０におけるターゲット上アームスイッチとターゲット下アームスイッチの周期的なオンオフを制御することにより、電流を変調する。一つの例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２１である場合、ターゲット下アームスイッチは下アームスイッチ１２４及び／又は下アームスイッチ１２６である。別の例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２３である場合、ターゲット下アームスイッチは下アームスイッチ１２２及び／又は下アームスイッチ１２６である。別の例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２５である場合、ターゲット下アームスイッチは１２２及び／又は下アームスイッチ１２４である。別の例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２１及び／又は上アームスイッチ１２３である場合、ターゲット下アームスイッチは１２６である。別の例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２３及び／又は上アームスイッチ１２５である場合、ターゲット下アームスイッチは下アームスイッチ１２２である。別の例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２１及び／又は上アームスイッチ１２５である場合、ターゲット下アームスイッチは１２４である。

【0138】

説明すべきこととして、各周期におけるターゲット上アームスイッチとターゲット下アームスイッチの周期的なオンと遮断は、同じであってもよく、異なってもよく、ここで限定しない。例えば、各周期には、いずれも上アームスイッチ１２１と下アームスイッチ１２４とのオンと遮断を制御する。さらに、例えば、一番目の周期に、上アームスイッチ１２１と下アームスイッチ１２４とのオンと遮断を制御し、二番目の周期に、上アームスイッチ１２３と下アームスイッチ１２２とのオンと遮断を制御し、三番目の周期に、上アームスイッチ１２１、下アームスイッチ１２４と下アームスイッチ１２６とのオンと遮断を制御し、即ち異なる周期に、制御されるターゲット上アームスイッチと下アームスイッチとは、異なってもよい。

【0139】

これで分かるように、図１に示す充放電回路を採用すると、ターゲットオンスイッチは、少なくとも一つの上アームスイッチと少なくとも一つの下アームスイッチとを含み、少なくとも一つの上アームスイッチと少なくとも一つの下アームスイッチとが、異なるアームに位置するため、一つの周期にすべての上アーム又は下アームとを同時にオンにすることができないため、給電モジュール、ターゲット上アームスイッチ、ターゲット下アームスイッチ及びモータ巻線の間に形成される異なる回路における電流方向が異なり、それによって交流電流が発生する。

【0140】

一方向巻線の起磁力は空間において階段状に分布するため、時間とともに電流の変化に従って規則的に交番する脈振動起磁力である。三つの単相巻線の起磁力を重ね合わせると、三相巻線の合成磁界となる。一般的には、加熱プロセスにおいて三相巻線モータの三相巻線に流入する電流は、大きさが全く等しくせず、そのうちの二相巻線を流れる電流は、互いに１８０°の位相差があり、位相差のない二相電流の大きさが等しい。これはモータ巻線を流れる電流の三相が互いに対称ではなく、且つ電流の周波数が高いため、動力電池が加熱プロセスにおいてモータの振動雑音が大きいという問題を引き起こす。

【0141】

図２は、本出願の実施例による充放電回路２００の概略的ブロック図を示し、この充放電回路２００は、電池の加熱にモータを利用しておらず、その加熱プロセスはモータの正常な運行に影響を与えず、電池を加熱するプロセスにおいて電池が位置する車両は正常に走行することができる。そして加熱にモータを利用しないことは、電池加熱プロセスにおいてモータの振動雑音が大きいという問題を根本的に解決した。

【0142】

図２に示すように、充放電回路２００は給電モジュール２１０と、加熱モジュール２２０と、充放電切り替えモジュール２３０とを含む。ここで、加熱モジュール２２０は、スイッチモジュール２４０と、エネルギー貯蔵モジュール２５０とを含む。給電モジュール２１０は、少なくとも第一の組電池を含む。

【0143】

充放電切り替えモジュール２３０、スイッチモジュール２４０及び給電モジュール２１０に含まれる少なくとも第一の組電池は、並列に接続される。エネルギー貯蔵モジュール２５０の第一端は、スイッチモジュール２４０と接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端は、充放電切り替えモジュール２３０と接続される。

【0144】

図２に示す充放電回路に充電回路又は放電回路を形成するために、充放電イネーブル信号により充放電切り替えモジュール２３０とスイッチモジュール２４０とを制御する必要があり、それによって給電モジュール２１０に含まれる少なくとも第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュール２５０との間に、交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させ、充電回路と放電回路が交互に切り替わるプロセスにおいて充放電回路２００に交流波形の電流が発生し、この交流波形の電流が給電モジュール２１０に含まれる少なくとも第一の組電池を流れ、少なくとも第一の組電池の電池の内部抵抗を発熱させ、それによって給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱する効果を実現する。

【0145】

そして、図２に示す充放電回路において電気自動車の電池の加熱にモータを利用しておらず、電池を加熱するプロセスにおいて、モータが加熱プロセスにおける充放電回路２００における電流の周波数の影響を受けることなく、動力電池を加熱するプロセスにおいてモータの振動雑音が大きいという従来の技術問題を解決した。そして図２に示す充放電回路２００を利用して電池を加熱する時に、モータは、動力自動車を正常に駆動して走行させることによって、走行加熱を実現することができる。

【0146】

図３は、本出願の実施例による充放電回路２００の別の概略的ブロック図を示す。

【0147】

図３に示すように、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続される第一の切り替え回路２３１と、第二の切り替え回路２３２とを含む。第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点は、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端と接続される。第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２は、充放電イネーブル信号のトリガーでオン又はオフされるために用いられる。

【0148】

充放電切り替えモジュール２３０は二つの切り替え回路を含み、それによってこの二つの切り替え回路を利用して充放電回路を制御し、充電回路又は放電回路を形成する。充放電イネーブル信号により第一の切り替え回路２３１、第二の切り替え回路２３２とスイッチモジュール２４０を制御し、給電モジュール２１０とエネルギー貯蔵モジュール２５０との間に、交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させ、充放電回路２００に交流波形の電流を発生させ、それによって給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱する効果を実現する。第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点は、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端と接続されるが、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第一端は、スイッチモジュール２４０と接続され、このようにスイッチモジュール２４０、第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２を合理的に制御することにより、給電モジュール２１０とエネルギー貯蔵モジュール２５０との間で交互に充放電を行うことを実現することができ、それによって給電モジュール２１０における組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の内部から自己加熱を行う効果を達成し、組電池の内部から加熱すると、加熱効率がより高くなる。

【0149】

図４は、本出願の実施例による充放電回路２００の一つの回路概略図を示す。

【0150】

上記第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２とは、アーム構造を構成してもよい。ここで、図４に示すように、第一の切り替え回路２３１は第一の上アーム２３１１を含み、第二の切り替え回路２３２は第一の下アーム２３２１を含む。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点は、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端と接続される。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１とは、充放電イネーブル信号のトリガーでオン又は遮断されるために用いられる。充放電イネーブル信号により上記第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１とスイッチモジュール２４０を制御することにより、充放電回路２００に交流波形の電流を発生させ、それによって給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱する効果を実現する。

【0151】

図４に示すように、上記第一の上アーム２３１１は、並列に接続される第一のスイッチＶ１１と第一のダイオードＤ１１とを含み、第一の下アーム２３２１は、並列に接続される第二のスイッチＶ１２と第二のダイオードＤ１２とを含む。ここで、第一のダイオードの陰極Ｄ１１は、第一の組電池２１１の正極と接続され、第一のダイオードＤ１１の陽極は、第二のダイオードＤ１２の陰極と接続され、第二のダイオードＤ１２の陽極は、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0152】

ここで、第一のスイッチＶ１１と第二のスイッチＶ１２は、いずれもスイッチ三極管であってもよく、第一のダイオードＤ１１と第二のダイオードＤ１２は、いずれもフリーホイールダイオードであってもよい。スイッチ三極管とフリーホイールダイオードは、いずれも絶縁ゲートバイポーラトランジスター（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｌａｔｏｒ、ＩＧＢＴ）と呼ばれてもよい。フリーホイールダイオードは一般的に、インダクタに合わせて使用される。インダクタの電流が急激に変化すると、インダクタ両端の電圧が急変し、回路の他の素子を損傷する可能性がある。しかし、フリーホイールダイオードに合わせて使用される場合、インダクタの電流が比較的穏やかに変化し、急激な電圧変化を回避し、回路の安全性を向上させることができる。そのため、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１とは、いずれも並列に接続されるスイッチとフリーホイールダイオードの構造を採用し、スイッチ機能を実現することもできるし、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１におけるスイッチとのオン又は遮断を制御することにより、充電回路と放電回路の切り替えを実現することができる。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１におけるフリーホイールダイオードにより急激な電圧変化を回避し、充放電回路全体の安全性を向上させることもできる。

【0153】

そして、第一のスイッチＶ１１が閉じられる場合に、第一のスイッチＶ１１が導線に相当し、電流は閉じられた第一のスイッチＶ１１において双方向に流れることができ、第一のスイッチＶ１１が遮断される場合には、第一のダイオードＤ１１において第一のダイオードＤ１１の陽極からその陰極に流れる一方向電流流通を実現することができる。第二のスイッチＶ１２と第二のダイオードＤ１２の構造及び電流の流れに対する作用は、第一のスイッチＶ１１と第一のダイオードＤ１１と同じである。

【0154】

第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１がいずれも上記並列に接続されるスイッチ及びダイオードを含む構造では、充放電切り替えモジュール２３０は回路のオンオフを制御する面でより多くの組み合わせ制御方式を有することができ、制御はより柔軟で変化に富んでおり、異なるデバイスのオン又は遮断を合理的に制御することにより、充放電回路２００に充電回路又は放電回路を形成することもできるし、異なるデバイスの使用周波数をバランスさせ、充放電切り替えモジュール２３０に含まれる各デバイスの耐用年数を向上させることもできる。

【0155】

上記第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１とが主に回路のオンオフ制御を担当するため、主にスイッチ機能を使用するため、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１には、フリーホイールダイオードが含まれず、スイッチのみが含まれてもよい。図５に示すように、上記第一の上アーム２３１１は第三のスイッチＶ１３を含み、第一の下アーム２３２１は第四のスイッチＶ１４を含む。第三のスイッチＶ１３と第四のスイッチＶ１４とは、スイッチ三極管又はリレースイッチであってもよい。

【0156】

第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１がスイッチのみを含む構造により、充放電回路２００に充電回路又は放電回路を形成するように、充放電切り替えモジュール２３０は回路オンオフをより簡単に制御することができ、それによって組電池の加熱を実現する。

【0157】

本出願の別のいくつかの実施例では、充放電切り替えモジュール２３０に含まれる第一の切り替え回路２３１及び第二の切り替え回路２３２は、他の変形構造をさらに有してもよい。図６に示すように、第一の切り替え回路２３１は第三のダイオードＤ１３を含み、第二の切り替え回路２３２は第五のスイッチＶ１５を含む。ここで、第三のダイオードＤ１３の陰極は、第一の組電池２１１の正極と接続され、第三のダイオードＤ１３の陽極は、第五のスイッチＶ１５の一端と接続され、第五のスイッチＶ１５の他端は、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0158】

別の実現方式では、第三のダイオードＤ１３の向きを逆にしてもよく、即ち第三のダイオードＤ１３の陽極は第六のスイッチＫ１を介して、第一の組電池２１１の正極と接続され、第三のダイオードＤ１３の陰極は第五のスイッチＶ１５を介して、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0159】

上記第五のスイッチＶ１５は、スイッチ三極管又はリレースイッチであってもよい。

【0160】

図６に示す充放電回路において、第一の切り替え回路２３１が一方向オンである場合、電流は第三のダイオードＤ１３の陽極からその陰極に流れることしかできない。第二の切り替え回路２３２が双方向オン可能である場合、第五のスイッチＶ１５が閉じられた後に導線に相当し、電流は第五のスイッチＶ１５の第一端から第二端に流れてもよく、第五のスイッチＶ１５の第二端から第一端に流れてもよい。充放電切り替えモジュール２３０は一つのダイオードと一つのスイッチのみを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、一つのダイオードと一つのスイッチのみを採用する構造の制御ポリシーがより簡単であり、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要としない。このように充放電切り替えモジュール２３０は、充放電回路において充電回路又は放電回路を柔軟に切り替え、それによって充放電回路に交流電流を形成することができる。

【0161】

図６に示すように、第一の切り替え回路２３１が第三のダイオードＤ１３を含む実施の形態では、第一の切り替え回路２３１は、第六のスイッチＫ１をさらに含んでもよく、第六のスイッチＫ１の一端は、第一の組電池２１１の正極と接続され、第六のスイッチＫ１の他端は、第三のダイオードＤ１３の陰極と接続される。

【0162】

ここで、第六のスイッチＫ１は、スイッチ三極管又はリレースイッチであってもよい。第六のスイッチＫ１は、電池を加熱する必要がないシナリオで電流が第三のダイオードＤ１３から流れる状況を防止するために設置されるものであり、加熱の必要がないシナリオで電流が第三のダイオードから流れることによる回路故障を防止し、回路における電気デバイスの耐用年数を向上させることができる。

【0163】

図７は、図６に示す充放電切り替えモジュール２３０の変形構造である。図７に示すように、第一の切り替え回路２３１は第七のスイッチＶ１６を含み、第二の切り替え回路２３２は第四のダイオードＤ１４を含む。第七のスイッチＶ１６の一端は、第一の組電池２１１の正極と接続され、第七のスイッチＶ１６の他端は、第四のダイオードＤ１４の陰極と接続され、第四のダイオードＤ１４の陽極は、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0164】

別の実現方式では、第四のダイオードＤ１４の向きを逆にしてもよく、即ち第四のダイオードＤ１４の陽極は、第七のスイッチＶ１６と接続され、第四のダイオードＤ１４の陰極は、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0165】

図７に示す充放電回路において、第一の切り替え回路２３１が双方向オン可能である場合、第七のスイッチＶ１６が閉じられた後に導線に相当し、電流は、第七のスイッチＶ１６の第一端から第二端に流れてもよく、第七のスイッチＶ１６の第二端から第一端に流れてもよい。第二の切り替え回路２３２が一方向オンである場合、電流は、第四のダイオードＤ１４の陽極からその陰極に流れることしかできない。充放電切り替えモジュール２３０は一つのダイオードと一つのスイッチのみを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、一つのダイオードと一つのスイッチのみを採用する構造の制御ポリシーがより簡単であり、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要としない。このように充放電切り替えモジュール２３０は、充放電回路において充電回路又は放電回路を柔軟に切り替え、それによって充放電回路に交流電流を形成することができる。

【0166】

図７に示すように、第二の切り替え回路２３２が第四のダイオードＤ１４を含む実施の形態では、第二の切り替え回路２３２は、第八のスイッチＫ２をさらに含む。第八のスイッチＫ２は、第四のダイオードＤ１４と第一の組電池２１１の負極との間に直列に接続される。

【0167】

ここで、第八のスイッチＫ２は、スイッチ三極管又はリレースイッチであってもよい。第八のスイッチＫ２は、電池を加熱する必要がないシナリオで電流が第四のダイオードＤ１４から流れる状況を防止するために設置されるものであり、加熱の必要がないシナリオで電流が第四のダイオードから流れることによる回路故障を防止し、回路における電気デバイスの耐用年数を向上させることができる。

【0168】

上記図２－図７におけるエネルギー貯蔵モジュール２５０は、第一のエネルギー貯蔵素子２５１（図２－７において図示せず）のみを含んでもよく、第一のエネルギー貯蔵素子２５１は少なくとも一つのインダクタを含み、第一のエネルギー貯蔵素子２５１の第一端は、スイッチモジュール２４０と接続され、第一のエネルギー貯蔵素子２５１の第二端は、充放電切り替えモジュール２３０と接続される。

【0169】

エネルギー貯蔵モジュール２５０は、第一のエネルギー貯蔵素子２５１のみを含んでもよく、第一のエネルギー貯蔵素子２５１は、一つ又は複数のインダクタを含んでもよい。第一のエネルギー貯蔵素子２５１を設置することにより、充放電回路に放電回路が形成される時に給電モジュール２１０が放出する電気エネルギーは、第一のエネルギー貯蔵素子２５１に貯蔵されてもよい。充放電回路を充電回路に切り替えると、第一のエネルギー貯蔵素子２５１は、その貯蔵された電気エネルギーを給電モジュール２１０に再充電してもよく、それによって給電モジュール２１０に交流電流を流れ、給電モジュール２１０における組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の内部から加熱する効果を実現し、外部から組電池を加熱することに対して、組電池の内部を自己発熱させる自己加熱方式は、加熱効果がより優れる。

【0170】

図８に示すように、エネルギー貯蔵モジュール２５０は、第二のエネルギー貯蔵素子２６０をさらに含んでもよく、第二のエネルギー貯蔵素子２６０は、第一のエネルギー貯蔵素子２５１の第二端と充放電切り替えモジュール２３０との間に接続される。第二のエネルギー貯蔵素子２６０は、少なくとも一つのインダクタ及び／又はキャパシタを含む。

【0171】

第一のエネルギー貯蔵素子２５１と充放電切り替えモジュール２３０との間に第二のエネルギー貯蔵素子２６０が追加され、第一のエネルギー貯蔵素子２５１は、第二のエネルギー貯蔵素子２６０と直列に接続される。このように充放電回路に放電回路が形成される時に、給電モジュール２１０が放出する電気エネルギーを、第一のエネルギー貯蔵素子２５１と第二のエネルギー貯蔵素子２６０とにより共同で貯蔵してもよく、それによってより多くのエネルギーを貯蔵することができる。充放電回路を充電回路に切り替えると、第一のエネルギー貯蔵素子２５１と第二のエネルギー貯蔵素子２６０は、貯蔵された電気エネルギーを給電モジュール２１０の組電池に再充電する。このように充放電の電気エネルギーがより多いため、それによって充放電回路においてより大きな充放電電流を形成することができ、電流が大きいほど、組電池を流れる時に電池の内部抵抗により発生する熱が多くなり、それによって組電池の温度上昇速度を向上させ、電池の自己加熱の効率を向上させ、組電池の温度を最も速い速度で所望の温度まで上昇させることができる。そして充放電のエネルギーが多ければ多いほど、電池の自己加熱プロセスにおける電流、周波数パラメータを最適化し、電池の自己加熱効果を高めることができる。

【0172】

第二のエネルギー貯蔵素子２６０を追加した後に、充放電回路に放電回路が形成される時に、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二のエネルギー貯蔵素子２６０とによりエネルギーを貯蔵することにより、より多くのエネルギーを貯蔵することができ、それによって電池の自己加熱プロセスにおける電流、周波数パラメータを最適化し、電池の自己加熱効果を高めることができる。

【0173】

エネルギー貯蔵モジュール２５０と充放電切り替えモジュール２３０との間に、第九のスイッチＫ３が接続されてもよく、第九のスイッチＫ３は、上記第二のエネルギー貯蔵素子２６０と直列に接続される。第九のスイッチＫ３は、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二のエネルギー貯蔵素子２６０との間に接続されてもよく、第二のエネルギー貯蔵素子２６０と充放電切り替えモジュール２３０との間に接続されてもよい。

【0174】

第九のスイッチＫ３は、エネルギー貯蔵モジュール２５０、第二のエネルギー貯蔵素子２６０及びスイッチモジュール２４０などの部材の正常な作動に保護を提供するために用いられる。具体的には、加熱モードで第一の切り替え回路２３１及び／又は第二の切り替え回路２３２が故障して降伏又は短絡が発生すると、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二のエネルギー貯蔵素子２６０と給電モジュール２１０との間の接続を遮断することを確保し、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二のエネルギー貯蔵素子２６０とが、給電モジュール２１０と短絡する状況を回避する必要があり、第九のスイッチＫ３を制御することにより、このような場合に存在する短絡リスクを効果的に回避することができる。

【0175】

本出願のいくつかの実施例では、スイッチモジュール２４０は少なくとも一組のスイッチアームを含み、エネルギー貯蔵モジュール２５０は少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、エネルギー貯蔵デバイスは、スイッチアームの数と等しく、エネルギー貯蔵デバイスは、スイッチアームと一対一に対応して接続される。各エネルギー貯蔵デバイスの第二端の接続点は、充放電切り替えモジュール２３０と接続される。

【0176】

ここで、各組のスイッチアームは、いずれも上アームと下アームとを含み、且つ上アームと下アームは、いずれも並列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、又は、上アームと下アームは、いずれもスイッチを含む。ここでスイッチは、スイッチ三極管又はリレースイッチであってもよい。

【0177】

スイッチモジュール２４０は少なくとも一組のスイッチアームを含み、スイッチアームは対称構造であり、各組のスイッチアーム及び充放電切り替えモジュール２３０のオン又は遮断を制御することにより、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成し、それによって形成充放電回路において交流波形の電流を形成し、この電流が組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、動力電池の自己加熱の効果を実現する。スイッチアームの制御方式は簡単である。第一のエネルギー貯蔵素子に含まれるエネルギー貯蔵デバイスは、スイッチアームと一対一に対応して接続される。充放電回路におけるエネルギー貯蔵モジュール２５０のエネルギー貯蔵規模を拡張する拡張方式を提供し、エネルギー貯蔵デバイス及びスイッチアームが少ない場合に、組電池の自己加熱を実現する前提で製品コストを低減させることができる。一方、エネルギー貯蔵デバイス及びスイッチアームが多い場合に、制御複雑度は明らかに増加しないが、エネルギー貯蔵モジュール２５０のエネルギー貯蔵量は著しく増加する。エネルギー貯蔵量の増加は、充放電回路においてより大きな充放電電流を形成することができ、組電池を流れる時に電池の内部抵抗が発生する熱が多くなり、それによって組電池の温度上昇速度を向上させ、電池の自己加熱の効率を向上させ、組電池の温度を最も速い速度で所望の温度まで上昇させることができる。そして充放電のエネルギーが多ければ多いほど、電池の自己加熱プロセスにおける電流、周波数パラメータを最適化し、電池の自己加熱効果を高めることができる。

【0178】

各組のスイッチアーム及び充放電切り替えモジュール２３０のオン又は遮断を制御することにより、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成し、それによって形成充放電回路において交流波形の電流を形成し、この電流が組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、動力電池の自己加熱の効果を実現する。

【0179】

一例として、図９に示すように、スイッチモジュール２４０は第一のスイッチアーム２４１を含み、第一のスイッチアーム２４１は、直列に接続される第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２とを含む。第一のスイッチアーム２４１の第一端と、充放電切り替えモジュール２３０の第一端と、給電モジュール２１０の第一端とは、同一の線に接続される。第一のスイッチアーム２４１の第二端と、充放電切り替えモジュール２３０の第二端と、給電モジュール２１０の第二端とは、同一の線に接続される。

【0180】

エネルギー貯蔵モジュール２５０は第一のエネルギー貯蔵素子を含み、第一のエネルギー貯蔵素子は少なくとも一つのインダクタを含み、第一のエネルギー貯蔵素子の第一端は、スイッチモジュールと接続され、第一のエネルギー貯蔵素子の第二端は、充放電切り替えモジュール２３０と接続される。第一のエネルギー貯蔵素子は少なくとも一つのインダクタを含み、又は第一のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのインダクタ及び／又はキャパシタを含む。第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との接続点は、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第一端と接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端は、充放電切り替えモジュール２３０と接続される。

【0181】

図９における第一のエネルギー貯蔵素子２５１は、インダクタＬ１を例に概略的に示されているが、実際の応用では、第一のエネルギー貯蔵素子は、キャパシタ、直列に接続される複数のインダクタ又は直列に接続されるインダクタ及びキャパシタなどであってもよい。第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２とは、いずれも並列に接続されるスイッチ三極管とフリーホイールダイオードを例に概略的に示されているが、第二の上アーム２４１１は、並列に接続される第十のスイッチＶ１７と第五のダイオードＤ１５とを含み、第二の下アーム２４１２は、並列に接続される第十一のスイッチＶ１８と第六のダイオードＤ１６とを含む。実際の応用では、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２の構造は、スイッチ機能を実現できるいずれかの構造であってもよく、例えば第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２は、いずれもスイッチ三極管であってもよい。

【0182】

図９において、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続される第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１であり、第一の上アーム２３１１は、並列に接続される第一のスイッチＶ１１と第一のダイオードＤ１１とを含み、第一の下アーム２３２１は、並列に接続される第二のスイッチＶ１２と第二のダイオードＤ１２とを含む。図９に示す構造に加えて、充放電切り替えモジュール２３０構造は、図５－７に示す構造のうちのいずれか一つであってもよい。

【0183】

図９に示す回路構造において、第一の上アーム２３１１と、第二の上アーム２４１１と、第一の組電池２１１の正極とは、同一の線に接続され、第一の下アーム２３２１と、第二の下アーム２４１２と、第一の組電池２１１の負極とは、同一の線に接続される。インダクタＬ１の一端は、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との接続点と接続され、インダクタＬ１の他端は、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点と接続される。

【0184】

図９に示すように、第一の組電池２１１の両端には、キャパシタＣ２が並列に接続されてもよい。このキャパシタＣ２は、電圧の安定化などの機能を実現し、第一の組電池２１１の電圧変動を減少し、第一の組電池２１１の電圧の安定性を向上させることができる。このように走行中に、電池電圧のサンプリング精度に対するモータコントローラの要求を低減させることができる。

【0185】

動力自動車において、制御モジュールがスイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０を制御することにより、充放電回路において充電回路と放電回路を交互に切り替える。具体的には、図９に示す回路構造では、制御モジュールは、第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２のオンオフを制御し、第一の組電池２１１がインダクタＬ１へ放電する回路、及びインダクタＬ１が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成し、それによって放電と充電のプロセスにおいて第一の組電池２１１を加熱する。

【0186】

上記制御モジュールは、ＶＣＵ（完成車コントローラ）又はＭＣＵ（モータコントローラ）であってもよく、ＶＣＵとＭＣＵとが相対的に独立した他の制御モジュール、例えばドメインコントローラなどであってもよく、本出願の実施例は、これに対して具体的に限定しない。

【0187】

これで分かるように、第一の組電池２１１を加熱する時、第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２のオン又は遮断を制御することにより、第一の組電池２１１がインダクタＬ１へ放電する回路、及びインダクタＬ１が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成する。放電回路と充電回路を切り替え、それによって第一の組電池２１１とインダクタＬ１との間で繰り返し充放電を行わせる。放電と充電プロセスにおいて電池内部に交流電流の流れが存在するため、電池の温度を上昇させ、電池の自己加熱を実現する。

【0188】

具体的には、第一の組電池２１１を加熱する各加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。ここで、第一の段階では、制御モジュールは、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを遮断するように制御し、第一の組電池２１１、第一の上アーム２３１１、インダクタＬ１と第二の下アーム２４１２を含む回路を形成し、第一の組電池２１１がインダクタＬ１に放電し、インダクタＬ１が電気エネルギーを貯蔵することができる。放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１１→インダクタＬ１→Ｖ１８→第一の組電池２１１の負極である。

【0189】

第二の段階では、そして、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを遮断するように制御し、第一の組電池２１１、第一の下アーム２３２１、インダクタＬ１と第二の上アーム２４１１を含む回路を形成し、インダクタＬ１が第一の組電池２１１に充電する。充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→Ｖ１２→インダクタＬ１→Ｖ１７→第一の組電池２１１の正極である。

【0190】

別の実現方式では、第一の段階では、制御モジュールは、まず、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを遮断するように制御し、第一の組電池２１１、第二の上アーム２４１１、インダクタＬ１と第一の下アーム２３２１を含む放電回路を形成し、第一の組電池２１１がインダクタＬ１に放電し、インダクタＬ１が電気エネルギーを貯蔵してもよい。放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１７→インダクタＬ１→Ｖ１２→第一の組電池２１１の負極である。第二の段階では、そして、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを遮断するように制御し、第一の組電池２１１、第二の下アーム２４１２、インダクタＬ１と第一の上アーム２３１１を含む充電回路を形成し、インダクタＬ１が第一の組電池２１１に充電する。充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→Ｖ１８→インダクタＬ１→Ｖ１１→第一の組電池２１１の正極である。

【0191】

本出願は、合理的な制御タイミングを設計することにより、第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２のオン又は遮断を制御することによって、第一の組電池２１１がインダクタＬ１へ放電する回路、及びインダクタＬ１が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成する。放電回路と充電回路を切り替え、第一の組電池２１１とインダクタＬ１との間で繰り返し充放電を行わせ、電池の加熱し続けを実現する。

【0192】

本出願の別のいくつかの実施例では、エネルギー貯蔵モジュール２５０の具体的な構造が第一の組電池２１１に合わせてエネルギー貯蔵を行うことができる限り、エネルギー貯蔵モジュール２５０には、複数のインダクタ及び／又はキャパシタの組み合わせの構造が含まれてもよい。スイッチモジュール２４０は、複数組のスイッチアームを含んでもよい。この充放電回路により第一の組電池２１１を加熱する時、車両のモータは正常に運行することができるため、加熱モードで作動する時、車両の正常な走行に影響を与えない。

【0193】

上記各実施例では、給電モジュール２１０は少なくとも第一の組電池２１１を含み、図９では、給電モジュール２１０が第一の組電池２１１のみを含むことを例に説明した。充放電回路に一つの組電池のみが含まれる実施の形態では、組電池を放電する段階でエネルギー貯蔵モジュール２５０はエネルギーを貯蔵し、組電池へ充電する段階でエネルギー貯蔵モジュール２５０は組電池へ充電する。この充放電プロセスにおいて、エネルギー貯蔵モジュール２５０が、エネルギーを満タンクに貯蔵した後に即座に放電する必要があるため、充放電回路における電流幅値は、最高値に達した後に即座に低下し、発生させた交流電流波形は、三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つである。図１０は、一つの組電池のみを含む場合に充放電回路に形成される三角波形の交流電流の波形の概略図を示す。

【0194】

本出願の実施例では、疑似三角波は、機器のいくつかの誤差又は電流変調精度などの問題により波形が歪み、正規の三角波形から疑似三角波に波形が歪んでいるものである。歪みの原因となる誤差は、機器応答時間の遅延、電磁干渉などの問題を含んでもよい。三角波と疑似三角波の各周期には、いずれも一つの最大の放電ピーク値と一つの最大の充電ピーク値のみがある。図１０に示す三角波を参照すると、疑似三角波にとって、疑似三角波の各周期には、ｔ１時刻のみに最大の放電ピーク値Ｉ１が発生し、ｔ２時刻に最大の充電ピーク値－Ｉ２が発生し、Ｉ１と－Ｉ２の電流方向が異なる。

【0195】

似ているように、疑似正弦波も、機器のいくつかの誤差又は電流変調精度などの問題により波形が歪み、正規の正弦波畸から疑似正弦波に波形が歪んでいるものである。正弦波と疑似正弦波の各周期には、いずれも一つの最大の放電ピーク値と一つの最大の充電ピーク値のみがある。

【0196】

本出願の別のいくつかの実施例では、給電モジュール２１０には、二つ以上の組電池がさらに含まれてもよく、本出願の実施例の充放電回路により給電モジュール２１０のうちのいずれか二つの組電池同時を加熱してもよい。給電モジュール２１０に含まれる複数の組電池を二組の組電池に分けてもよく、各組の組電池の首尾が繋がり（即ち先行する組電池の負極は、隣接するその後の一つの組電池の正極と接続され）、一つの組電池に相当し、それによって充放電回路を介してすべての組電池を同時に加熱することができる。本出願の実施例では、加熱モジュール２２０、充放電切り替えモジュール２３０を電池加熱装置２７０と総称し、図１１に示すように、電池加熱装置２７０は、給電モジュール２１０と接続され、電池加熱装置２７０は、給電モジュール２１０を加熱するために用いられる。給電モジュール２１０はＮ個の組電池、例えば図１１に示す第一の組電池２１１、第二の組電池２１２、……、第Ｎの組電池などを含み、Ｎは２以上の正の整数である。本出願の実施例における電池加熱装置２７０は、そのうちの二つの組電池を一度に同時に加熱することができる。つまり、Ｎ個の組電池を複数組に分け、各組に二つの組電池があり、電池加熱装置２７０はそのうちの二つの組電池を一度に加熱する。本出願の実施例では、どのようにＮ個の組電池をグループ分けするかを限定するものではなく、各組電池を加熱する順序を限定するものでもない。別の実現方式では、Ｎ個の組電池を二組に分けてもよく、各組の中に含まれる複数の組電池は、一つのより大きな組電池に相当してもよく、そのようにしてＮ個の組電池を二つの組電池に等価にする場合に相当する。

【0197】

上記の分析に基づいて、二つ以上の組電池を含む場合について、いずれも二つの組電池を同時に加熱する場合に簡略化してもよい。以下では、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２を例に、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを同時に加熱する充放電回路構造及び制御プロセスを詳細に記述する。

【0198】

ここで、第一の組電池２１１の第一端は、充放電切り替えモジュール２３０の第一端と接続され、第一の組電池２１１の第二端と、第二の組電池２１２の第二端と、スイッチモジュール２４０の第二端と、充放電切り替えモジュール２３０の第二端とは、同一の線に接続され、第二の組電池２１２の第一端は、スイッチモジュール２４０の第一端と接続され、第一の組電池２１１の第一端と第二の組電池２１２の第一端との間に第十のスイッチＫ４が接続されている。

【0199】

二つの組電池の応用シナリオにおいて、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０の構造は、上記単組電池の応用シナリオにおける構造と同じである。エネルギー貯蔵モジュール２５０は、充放電切り替えモジュール２３０とスイッチモジュール２４０との間に接続される。一つの実現方式では、エネルギー貯蔵モジュール２５０の一端は、充放電切り替えモジュール２３０に含まれる第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点と接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の他端は、スイッチモジュール２４０における各組のスイッチアームの上下アームの接続点と接続される。別の実現方式では、エネルギー貯蔵モジュール２５０は、第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点と、各組のスイッチアームの上下アームの接続点との間に接続されなくてもよい。代わりに、スイッチモジュール２４０の第一端と充放電切り替えモジュール２３０の第一端との間に接続され、又はスイッチモジュール２４０の第二端と充放電切り替えモジュール２３０の第二端との間に接続される。ここで、スイッチモジュール２４０の第一端と充放電切り替えモジュール２３０の第一端は、スイッチモジュール２４０の、充放電切り替えモジュール２３０と同一の線に接続される端であり、スイッチモジュール２４０の第二端と充放電切り替えモジュール２３０の第二端は、スイッチモジュール２４０の、充放電切り替えモジュール２３０と同一の線に接続される他端である。

【0200】

第一の組電池２１１の第一端は、第一の組電池２１１の正極であってもよく、第一の組電池２１１の第二端は、第一の組電池２１１の負極であってもよい。第二の組電池２１２の第一端は、第二の組電池２１２の正極であってもよく、第二の組電池２１２の第二端は、第二の組電池２１２の負極であってもよい。

【0201】

第十のスイッチＫ４が遮断される場合には、第一の組電池２１１の負極は、第二の組電池２１２の正極と接続され、第十のスイッチＫ４が閉じられる場合に、第一の組電池２１１の正極は、第二の組電池２１２の正極と接続される。第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを加熱する必要がある場合、第十のスイッチＫ４を遮断するように制御してもよい。一方、他の場合に、例えば第一の組電池２１１と第二の組電池２１２が動力システムなどに給電する場合、第十のスイッチＫ４を閉じるように制御してもよい。

【0202】

第十のスイッチＫ４が遮断される場合には、第一の組電池２１１の正極は、第二の組電池２１２の正極と繋がり、第一の組電池２１１の負極は、第二の組電池２１２の負極と繋がる。このように、電流が第一の組電池２１１と第二の電池１２２との間を互いに流れることが実現され、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２との間のエネルギー交換が実現される。

【0203】

図１２に示す充放電回路には、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とが含まれ、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続される第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１とを含み、第一の上アーム２３１１は、並列に接続される第一のスイッチＶ１１と第一のダイオードＤ１１とを含み、第一の下アーム２３２１は、並列に接続される第二のスイッチＶ１２と第二のダイオードＤ１２とを含む。エネルギー貯蔵モジュール２５０は、インダクタＬ１を含む。スイッチモジュール２４０は、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２とを含み、第二の上アーム２４１１は、並列に接続される第十のスイッチＶ１７と第五のダイオードＤ１５とを含み、第二の下アーム２４１２は、並列に接続される第十一のスイッチＶ１８と第六のダイオードＤ１６とを含む。

【0204】

ここで、第一の上アーム２３１１と、第二の上アーム２４１１と、第二の組電池２１２の正極とは、同一の線に接続され、第一の下アーム２３２１、第二の下アーム２４１２と、第一の組電池２１１の負極と、第二の組電池２１２の負極とは、同一の線に接続される。インダクタＬ１の一端は、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との接続点と接続され、インダクタＬ１の他端は、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点と接続される。第一の組電池２１１の正極は、第二の上アーム２４１１と接続される。第一の組電池２１１の正極と第二の上アーム２４１１との接続点は、第十のスイッチＫ４の一端と接続され、第十のスイッチＫ４の他端と、第一の上アーム２３１１と、第二の組電池２１２の正極とは、同一の線に接続される。

【0205】

図１２において第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２は、いずれも並列に接続されるスイッチ三極管とフリーホイールダイオードとを含む。その構造は、図１３に示す第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２がいずれもスイッチ三極管のみを含む構造に置き換えられてもよく、スイッチ三極管は、リレースイッチなどのスイッチ機能を有するいずれかの部品に置き換えられてもよい。実際の応用では、第一の上アーム２３１１と、第一の下アーム２３２１と、第二の上アーム２４１１と、第二の下アーム２４１２とのうちのいずれか一つは、並列に接続されるスイッチ三極管とフリーホイールダイオードであってもよく、スイッチのみを含んでもよく、本出願は、これに対して限定しない。そして、充放電切り替えモジュール２３０は、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１とを含まず、図６又は７に示す直列に接続されるダイオードとスイッチとを含む組み合わせ構造であってもよい。エネルギー貯蔵モジュール２５０は、直列に接続される複数のインダクタ、又は直列に接続されるインダクタとキャパシタなどを含んでもよい。

【0206】

エネルギー貯蔵モジュール２５０は、充放電切り替えモジュール２３０とスイッチモジュール２４０との間に接続されてもよい。例えば、図１２と図１３に示すように、エネルギー貯蔵モジュール２５０の一端は、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との間に接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の他端は、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との間に接続される。

【0207】

さらに、例えば、図１４に示すように、エネルギー貯蔵モジュール２５０の一端は、充放電切り替えモジュール２３０の第一端Ｅ１１に接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の他端は、スイッチモジュール２４０の第一端Ｅ２１の間に接続される。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点と、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との接続点とは、導線で接続される。第一の下アーム２３２１は、第一の組電池２１１の負極と接続され、第二の下アーム２４１２は、第二の組電池２１２の負極と接続され、第一の下アーム２３２１と第二の下アーム２４１２とは、接続されない。

【0208】

さらに、例えば、図１５に示すように、エネルギー貯蔵モジュール２５０の一端は、充放電切り替えモジュール２３０の第二端Ｅ１２に接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の他端は、スイッチモジュール２４０の第二端Ｅ２２の間に接続される。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点と、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との接続点とは、導線で接続される。第一の上アーム２３１１は、第一の組電池２１１の正極と接続され、第二の上アーム２４１１は、第二の組電池２１２の正極と接続され、第一の上アーム２３１１と第二の上アーム２４１１とは、接続されない。

【0209】

図１２－１５に示すように、第一の組電池２１１の両端には、例えばキャパシタＣ１が並列に接続されてもよく、第二の組電池２１２の両端には、例えばキャパシタＣ２が並列に接続されてもよい。このキャパシタＣ１とこのキャパシタＣ２は、電圧の安定化などの機能を実現し、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２との電圧変動を減少し、第二の組電池２１２と第二の組電池２１２との電圧の安定性を向上させることができる。このように走行中に、電池電圧のサンプリング精度に対するモータコントローラの要求を低減させることができる。

【0210】

動力自動車において、ＶＣＵ又はＭＣＵなどの制御モジュールは、スイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０とを制御することにより、第二の組電池２１２がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路、及びエネルギー貯蔵モジュール２５０と第二の組電池２１２が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成し、放電と充電のプロセスにおいて第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを加熱する。及び／又は、制御モジュールは、スイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０とを制御することにより、第一の組電池２１１がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路、及びエネルギー貯蔵モジュール２５０と第一の組電池２１１が第二の組電池２１２へ充電する回路を形成し、放電と充電のプロセスにおいて第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを加熱する。

【0211】

即ち制御モジュールが第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを加熱する時、スイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０を制御する必要があり、スイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０のオン又は遮断を制御することにより、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とのうちの一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路、及びこの組電池とエネルギー貯蔵モジュール２５０がそのうちの別の組電池へ充電する回路を形成する。放電回路と充電回路を切り替え、放電と充電プロセスにおいて二つの組電池の内部にいずれも電流の流れが存在するため、組電池の温度を上昇させ、二つの組電池の同時加熱を実現し、且つ比較的高い加熱効率を有する。

【0212】

一つの実現方式では、図１２と図１３に示す充放電回路について、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを加熱する必要がある場合、各加熱周期はいずれも第一の段階と第二の段階とを含み、第一の段階では、制御モジュールは、まず第十のスイッチＫ４を遮断するように制御する。制御モジュールは、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに制御し、第一の組電池２１１がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電するための、第一の組電池２１１、第一の上アーム２３１１、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二の下アーム２４１２を含む回路を形成することができる。放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１１→インダクタＬ１→Ｖ１８→第一の組電池２１１の負極である。第二の段階では、第一の上アーム２３１１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御し、第一の組電池２１１とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第二の組電池２１２へ充電するための、第一の組電池２１１、第一の上アーム２３１１、エネルギー貯蔵モジュール２５０、第二の上アーム２４１１と第二の組電池２１２を含む回路を形成する。充電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１１→インダクタＬ１→Ｖ１７→第二の組電池２１２の正極→第二の組電池２１２の負極→第一の組電池２１１の負極である。そして、この状態を一定に保つために、Ｖ１７とＶ１８との繰り返し切り替えを制御することにより、第二の組電池２１２への充電時間を制御することができる。

【0213】

さらに、各加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含むことに加えて、第三の段階と第四の段階とをさらに含んでもよい。第三の段階では、制御モジュールは、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御し、第二の組電池２１２がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電するための、第二の組電池２１２、第二の上アーム２４１１、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第一の下アーム２３２１を含む回路を形成する。放電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→Ｖ１７→インダクタＬ１→Ｖ１２→第二の組電池２１２の負極である。第四の段階では、第一の上アーム２３１１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御し、第二の組電池２１２とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ充電するための、第二の組電池２１２、第二の上アーム２４１１、エネルギー貯蔵モジュール２５０、第一の上アーム２３１１と第一の組電池２１１を含む回路を形成する。充電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→Ｖ１７→インダクタＬ１→Ｖ１１→第一の組電池２１１の正極→第一の組電池２１１の負極→第二の組電池２１２の負極である。そして、この状態を一定に保つために、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との繰り返し切り替えを制御することにより、第一の組電池２１１への充電時間を制御することができる。

【0214】

類似的に、図１４に示す充放電回路について、第一の段階では、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御すると、第一の組電池２１１がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路が形成され、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→インダクタＬ１→Ｖ１７→Ｖ１２→第一の組電池２１１の負極である。第二の段階では、第二の下アーム２４１２及び第一の下アーム２３２１を同時にオンに制御し、第一の組電池２１１とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第二の組電池２１２へ充電する回路を形成し、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→インダクタＬ１→第二の組電池２１２の正極→第二の組電池２１２の負極→Ｖ１８→Ｖ１２→第一の組電池２１１の負極である。

【0215】

さらに、第三の段階では、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに制御し、第二の組電池２１２がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路を形成し、放電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→インダクタＬ１→Ｖ１１→Ｖ１８→第二の組電池２１２の負極である。第四の段階では、第一の下アーム２３２１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに制御し、第二の組電池２１２とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成し、充電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→インダクタＬ１→第一の組電池２１１の正極→第一の組電池２１１の負極→Ｖ１２→Ｖ１８→第二の組電池２１２の負極である。ここで、各アーム上のスイッチチューブを制御することにより、各アームのオンと遮断を実現することができる。

【0216】

図１５に示す充放電回路について、第一の段階では、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御すると、第二の組電池２１２がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路が形成され、放電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→Ｖ１７→Ｖ１２→インダクタＬ１→第二の組電池２１２の負極である。第二の段階では、第二の上アーム２４１１及び第一の上アーム２３１１を同時にオンに制御し、第二の組電池２１２とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成し、充電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→Ｖ１７→Ｖ１１→第一の組電池２１１の正極→第一の組電池２１１の負極→インダクタＬ１→第二の組電池２１２の負極である。

【0217】

さらに、第三の段階では、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに制御し、第一の組電池２１１がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１１→Ｖ１８→インダクタＬ１→第一の組電池２１１の負極である。第四の段階では、第一の上アーム２３１１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御し、第一の組電池２１１とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第二の組電池２１２へ充電する回路を形成し、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１１→Ｖ１７→第二の組電池２１２の正極→第二の組電池２１２の負極→インダクタＬ１→第一の組電池２１１の負極である。

【0218】

これで分かるように、二つ以上の組電池を含む充放電回路の具体的な回路構造について、合理的な制御タイミングを設計して、図１２から図１５に示す充放電回路において各アームのオンと遮断を制御することにより、そのうちの一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路、及びエネルギー貯蔵モジュール２５０とこの組電池が別の電池へ充電する回路を形成し、放電回路と充電回路を切り替え、それによって放電と充電のプロセスにおいて二つの電池を同時に加熱し、比較的高い加熱効率を有する。

【0219】

理解すべきこととして、図１２－１５に示す充放電回路は概略的にすぎず、図における各アームは他の実現方式を有してもよい。例えば、図１２に示す一つのより好ましい実現方式では、第一の上アーム２３１１は、スイッチチューブＶ１１、及びスイッチチューブＶ１１と並列に接続されるフリーホイールダイオードＤ１１を含んでもよい。第一の下アーム２３２１は、スイッチチューブＶ１２、及びスイッチチューブＶ１２と並列に接続されるフリーホイールダイオードＤ１２を含んでもよい。スイッチモジュール２４０は一組のスイッチアームのみを含み、このスイッチアームにおける第二の上アーム２４１１は、スイッチチューブＶ１７、及びスイッチチューブＶ１７と並列に接続されるフリーホイールダイオードＤ１５を含んでもよく、第二の下アーム２４１２は、スイッチチューブＶ１８、及びスイッチチューブＶ１８と並列に接続されるフリーホイールダイオードＤ１６を含んでもよい。本出願の実施例は、各アームの具体的な形式に対して限定せず、各アームがフリーホイールダイオードを含まない場合でも、この充放電回路の機能を実現することができる。

【0220】

フリーホイールダイオードは一般的に、インダクタに合わせて使用される。インダクタの電流が急激に変化すると、インダクタ両端の電圧が急変し、回路における他の素子を損傷する可能性がある。しかし、フリーホイールダイオードに合わせて使用される場合、インダクタの電流が比較的穏やかに変化し、急激な電圧変化を回避し、回路の安全性を向上させることができる。

【0221】

例を挙げると、図１２に示すように、一つの加熱周期の第一の段階から第二の段階に入る時、即ちスイッチチューブＶ１７とスイッチチューブＶ１８を切り替える時、切り替え遅延が存在するため、第一の段階で第一の組電池２１１からインダクタＬ１への放電経路に電流が一時的に残る可能性があり、この時、フリーホイールダイオードＤ１６は、この電流をバッファリングし、急激な電圧変化を回避し、回路の安全性を向上させることができる。

【0222】

上記二つ以上の組電池の実施の形態では、各加熱周期に、まず一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電し、そしてこの組電池及びエネルギー貯蔵モジュールが一緒に別の組電池を充電するため、充電電流又は放電電流を一つの安定した且つ比較的高い電流値に維持することによって、図１６に示す矩形波の概略図のように、充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を発生させることができる。二重組電池の設置は、エネルギー貯蔵モジュールの加熱電流の大きさ及び加熱電流の周波数に対する拘束を効果的に低減させることができ、二重組電池の加熱方式により、組電池の加熱電流を予め設定される加熱周波数に応じて一つの安定した且つ比較的大きい加熱電流の大きさに維持することができるように、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギーをタイムリーにそのうちの一つの組電池に逃がすことができ、それによって電池が異なる温度、ＳＯＣ状態で、加熱電流の周波数の調節により、加熱レートを大幅に上昇させることができる。加熱電流の大きさを一つの安定した値に維持することができるため、二重組電池の充放電回路において発生させた交流電流の波形は、矩形波又は疑似矩形波である。

【0223】

本出願の実施例では、疑似矩形波は、機器のいくつかの誤差又は電流変調精度などの問題により波形が歪み、正規の矩形波から疑似矩形波に波形が歪んでいるものである。歪みの原因となる誤差は、機器応答時間の遅延、電磁干渉などの問題を含んでもよい。矩形波と疑似矩形波の各周期には、いずれも一定の時間に安定性を維持する放電電流のピーク値と一定の時間に安定性を維持する充電電流のピーク値とが存在する。図１６に示す矩形波を参照すると、疑似矩形波にとって、疑似矩形波の単一の周期にも、０－ｔ１時間帯に電流がＩ１に維持され、ｔ１－ｔ２時間帯に電流が－Ｉ２に維持され、電流Ｉ１と－Ｉ２とは逆方向である。疑似矩形波は、台形波又はいずれか一定の時間に安定性を維持する放電電流のピーク値と一定の時間に安定性を維持する充電電流のピーク値とを有する他の波形を含んでもよい。

【0224】

別のいくつかの実施例では、モータコントローラによって充放電の電流の周波数を制御し、電流の周波数を低減させ、各周期にエネルギー貯蔵モジュールに貯蔵された電気エネルギーをできるだけ多く組電池に再充電させることにより、図１０に示すように、充放電回路において三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つの波形の交流電流を発生させてもよい。

【0225】

ここで、矩形波又は疑似矩形波が発生するシナリオにおける充放電の電流の周波数は、三角波、疑似三角波、正弦波形及び疑似正弦波形などの波形が発生するシナリオにおける電流の周波数よりも大きい。

【0226】

本出願の別のいくつかの実施例では、スイッチモジュール２４０は少なくとも一組のスイッチレッグを含み、少なくとも一組のスイッチレッグは、直列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、エネルギー貯蔵モジュール２５０における第一のエネルギー貯蔵素子２５１は少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、エネルギー貯蔵デバイスは、スイッチレッグの数に等しく、エネルギー貯蔵デバイスは、スイッチレッグとは一対一に対応して接続される。スイッチレッグにおけるダイオードの陰極は、給電モジュール２１０の正極と接続され、スイッチレッグにおけるダイオードの陽極は、給電モジュール２１０の負極と接続される。

【0227】

この実施例では、スイッチモジュールには、直列に接続されるスイッチとダイオードから構成されるスイッチレッグが含まれ、直列に接続される一つのダイオードと一つのスイッチを採用し、２つのスイッチチューブから構成されるスイッチアームを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要とせず、一つのダイオードと一つのスイッチを採用する構造の制御ポリシーは、より簡単である。また、スイッチモジュールのより多くの構造変形を提供し、充放電切り替えモジュールの異なる変形構造は、より様々な充放電回路の具体的な回路構造となるように組み合わせることによって、充放電回路構造に対する異なるユーザの需要又は工業生産の需要を満足させることができる。スイッチレッグにおけるダイオードの陰極は、給電モジュールの正極と接続され、ダイオードの陰極は、電流をオフにし、給電モジュールの正極と負極との間がダイオードを介して順方向に直接オンになることを防止し、充放電回路の安全性を向上させることができる。

【0228】

図９、１２－１５におけるスイッチモジュール２４０の構造は、いずれも上記スイッチレッグの構造に置き換えられてもよい。図９を例に、スイッチモジュール２４０の構造を変形すると、図１７に示すように、スイッチモジュール２４０には、直列に接続されるスイッチＶ１８とダイオードＤ１５とが含まれる。別の例として、図９を例に、図９におけるスイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０の構造を変形すると、図１８に示すように、スイッチモジュール２４０には、直列に接続されるスイッチＶ１８とダイオードＤ１５とが含まれ、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続されるスイッチＶ１１とダイオードＤ１１とを含む。図１２－１５におけるスイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０との異なる構造の組み合わせ方式について、ここで１つずつ例を挙げて説明しない。

【0229】

上記各実施例による充放電回路において、いずれも車両のモータを直接使用して電池を加熱するのではなく、加熱モジュール２２０と充放電切り替えモジュール２３０などの部材を追加して電池の自己加熱機能を実現する。それによって電池を加熱するプロセスにおいて、モータは正常に運行することができ、動力電池の加熱は、動力電池が搭載されている車両の正常な走行に影響を与えない。

【0230】

本出願の別のいくつかの実施例では、動力電池を加熱する時に不要なコストアップを回避するために、車両に搭載されたモータ回路を利用して動力電池を加熱してもよい。それに応じて、エネルギー貯蔵モジュール２５０はＭ相モータを含み、スイッチモジュール２４０はＭ相アームを含み、Ｍは正の整数である。ここで、Ｍ相アームと、給電モジュール２１０及び充放電切り替えモジュール２３０とは、並列に接続され、Ｍ相アームの上下アームの接続点は、それぞれＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続され、充放電切り替えモジュール２３０は、Ｍ相巻線の接続点と接続される。

【0231】

給電モジュール２１０は少なくとも一つの組電池を含み、組電池は、複数の電池モジュールを含むセットであってもよく、複数の電池コアを含む電池モジュールであってもよい。スイッチモジュール２４０に含まれるＭ相アームは、モータに対応するインバータにより実現されてもよく、各相アームは、いずれも上アームと下アームとを含む。例えば、三相モータに対応するインバータは三相アームを含み、三つの上アーム及び三つの下アームを含む。

【0232】

充放電回路に充電回路又は放電回路を形成するために、Ｍ相アームの上アーム又は下アーム、及びオン充放電切り替えモジュール２３０の第一の切り替え回路２３１又は第二の切り替え回路２３２をオンにする必要がある。給電モジュール２１０の上端が正極であり、下端が負極であるとすると、Ｍ相アームの上アーム及び第二の切り替え回路２３２をオンにすると、放電回路が形成され、この時、電流は給電モジュール２１０の正極から流出し、Ｍ相アームのＭ個の上アームを経て、さらにＭ相モータを経て、第二の切り替え回路２３２から給電モジュールの負極に戻る。Ｍ相アームの下アーム及び第一の切り替え回路２３１をオンにすると、充電回路が形成され、この時、電流は給電モジュール２１０の負極から流出し、Ｍ相アームのＭ個の下アームを経て、さらにＭ相モータを経て、第一の切り替え回路２３１から給電モジュール２１０の正極に戻る。

【0233】

電回路及び放電回路を周期的に切り替えることにより、電流が給電モジュール２１０の内部を流れるようにし、それによって熱を発生させて給電モジュール２１０を加熱する。

【0234】

本実施例では、エネルギー貯蔵モジュール２５０に含まれるＭ相モータは、スイッチモジュール２４０に含まれるＭ相アームに接続されるだけでなく、充放電切り替えモジュール２３０にも接続されることにより、Ｍ相アームを流れる電流が、同時にＭ相モータのすべての巻線に流入し、且つすべての巻線の他端から流出することができ、それによってＭ相モータのすべての巻線を流れる電流は、方向の異なる交流電流ではなく、同じ方向及び同じ大きさの電流であってもよい。そのため、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、モータの振動雑音が過大になるという問題を効果的に低減させることができる。

【0235】

以下では、図面を結び付けながらモータを利用して電池を加熱する充放電回路の回路構造を詳細に記述する。まず、一つの組電池のみを含む充放電回路では、この一つの組電池は、一つの電池パックであってもよく、複数の電池パックを組み合わせて構成してもよい。本出願の実施例では、充放電回路に含まれるこの一つの組電池は、第一の組電池と呼ばれる。

【0236】

充放電回路において、給電モジュール２１０は、第一の組電池２１１と、スイッチモジュール２４０Ｍ相アームとを含み、エネルギー貯蔵モジュール２５０はＭ相モータを含み、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続される第一の切り替え回路２３１と、第二の切り替え回路２３２とを含む。第一の組電池２１１と、Ｍ相アームと、充放電切り替えモジュール２３０とは、並列に接続され、Ｍ相アームの上下アームの接続点は、それぞれＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続され、充放電切り替えモジュール２３０における第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点は、Ｍ相モータと接続される。

【0237】

図１９に示すように、Ｍ相アームは、アーム３３１、アーム３３２及びアーム３３３を含む三相アームを例にする。それに応じて、Ｍ相モータは、三つの巻線、即ちそれぞれ巻線３１１、巻線３１２及び巻線３１３を含む三相巻線モータである。第一の組電池２１１と、アーム３３１と、アーム３３２と、アーム３３３と、充放電切り替えモジュール２３０とは、並列に接続される。アーム３３１の上アーム３３１１と下アーム３３１２との接続点は、巻線３１１の一端と繋がり、アーム３３２の上アーム３３２１と下アーム３３２２との接続点は、巻線３１２の一端と繋がり、アーム３３３の上アーム３３３１と下アーム３３３２との接続点は、巻線３１３の一端と繋がる。巻線３１１の他端と、巻線３１２の他端と、巻線３１３の他端とは、同一の線に接続され、巻線３１１と、巻線３１２と、巻線３１３とが同一の線に接続される接続点は、中性点と呼ばれる。充放電切り替えモジュール２３０の第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点は、モータの中性点と接続される。

【0238】

図１９において、充放電切り替えモジュール２３０の構造は、アーム構造で示されている。第一の切り替え回路２３１は第一の上アーム２３１１を含み、第二の切り替え回路２３２は第一の下アーム２３２１を含む。

【0239】

図１９に示すように、第一の組電池２１１と、上アーム３３１１～３３３１と、巻線３１１～３１３と、充放電切り替えモジュール２３０の第一の下アーム２３２１とは、共同で放電回路を形成する。放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→アーム３３１の上アーム３３２１、アーム３３２の上アーム３３２１及びアーム３３３の上アーム３３３１→巻線３１１、３１２及び３１３→第一の下アーム２３２１→第一の組電池２１１の負極である。

【0240】

他方、第一の組電池２１１と、下アーム３３１２～３３３２と、巻線３１１～３１３と、充放電切り替えモジュール２３０の第一の上アーム２３１１とは、共同で充電回路を形成する（図示せず）。充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→アーム３３１の下アーム３３１２、アーム３３２の下アーム３３２２及びアーム３３３の下アーム３３３２→巻線３１１、３１２及び３１３→第一の上アーム２３１１→第一の組電池２１１の正極である。

【0241】

図１９に示す実施例では、モータ巻線の接続点を第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点と接続することにより、充電又は放電時に電流が同時にすべての巻線から流入できることを許容し、いずれか一相の巻線を介して流出する必要がなく、三相巻線に流入又は流出する電流は常に大きさが等しく、位相差がゼロであるため、空間対称な三相巻線が合成する固定子磁界はほぼゼロとなり、それによってモータ回路を利用して動力電池を加熱する時に、固定子磁界とロータ磁界との相互作用により発生した振動雑音が効果的に抑制される。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0242】

一つの例では、Ｍ相モータと充放電切り替えモジュール２３０との間に第二のエネルギー貯蔵素子２６０が設置され、第二のエネルギー貯蔵素子２６０は、少なくとも一つの外部インダクタを含み、又は少なくとも一つのキャパシタを含み、又は直列に接続される少なくとも一つのインダクタ及び／又はキャパシタなどを含んでもよい。具体的には、充放電切り替えモジュール２３０における第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点は、第二のエネルギー貯蔵素子２６０の一端と接続され、第二のエネルギー貯蔵素子２６０の他端は、Ｍ相モータの中性点と接続される。

【0243】

図２０に示す充放電回路と、図１９に示す回路構造との違いは、図２０において三相モータの中性点と、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点との間に外部インダクタユニット３２１が設置されることである。選択的に、外部インダクタユニット３２１は、図１９に示すように、導線であってもよい。また、本出願の実施例は、外部インダクタユニットの数を限定しなくてもよい。

【0244】

モータ巻線と充放電切り替えモジュール２３０との間に第二のエネルギー貯蔵素子２６０が追加され、第二のエネルギー貯蔵素子２６０とモータ巻線とが共同でエネルギーを貯蔵することにより、放電回路に貯蔵された電気エネルギーを向上させるのに寄与し、充電回路において貯蔵された電気エネルギーを組電池に再充電し、それによって組電池の加熱効率を向上させる。図２０において、モータと充放電切り替えモジュール２３０との間に外部インダクタユニットが設置されることにより、インダクタンス量を増加させ、加熱プロセスにおける電流のリップルを低減させるのに有利であり、それによって充放電の電流を効果的に向上させ、充放電効率を向上させることができる。

【0245】

選択的に、Ｍ相モータは、六相巻線モータであってもよく、それに応じて、Ｍ相巻線は、六相巻線モータにおけるすべての巻線であってもよい。選択的に、Ｍ相アームは、三相アームであってもよく、六相アームであってもよい。

【0246】

ここで、図１９と２０における充放電切り替えモジュール２３０の構造は、図４－７に示すいずれか一つの充放電切り替えモジュール２３０の構造であってもよい。具体的には、一つの例では、図１９と２０中第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１におけるフリーホイールダイオードを除去し、スイッチ三極管のみをリザーブしてもよく、スイッチ三極管は、リレースイッチなどの他のスイッチ機能を有する部品に置き換えられてもよい。

【0247】

別の例では、充放電切り替えモジュール２３０の構造は、アーム構造ではなく、直列に接続されるダイオードとスイッチとを含んでもよい。図２１に示すように、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続されるダイオードＤ７とスイッチチューブＶ７とを含む。第一の組電池２１１の正極と、スイッチモジュール２４０のすべての上アームと、ダイオードＤ７の陰極とは、同一の線に接続され、第一の組電池２１１の負極と、スイッチモジュール２４０のすべての下アームと、スイッチチューブＶ７の一端とは、同一の線に接続される。スイッチモジュール２４０の各組のアームの上下アームの接続点は、それぞれ三相モータの三相巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣと一対一に対応して接続される。三相巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣの共通接続点は、ダイオードＤ７とスイッチチューブＶ７との接続点と繋がる。ダイオードＤ７の陽極は、スイッチチューブＶ７の一端と接続され、スイッチチューブＶ７の他端は、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0248】

図２１に示す回路構造において、スイッチモジュール２４０のすべての上アーム、スイッチＫ及びスイッチチューブＶ７を閉じるように制御し、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０を制御するすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチＫ→インダクタＬ→スイッチチューブＶ７→第一の組電池２１１の負極である。また、スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム及びスイッチＫを閉じ、スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御する。そうすると、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての下アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとダイオードＤ７との間の充電回路が形成され、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→スイッチモジュール２４０のすべての下アーム→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチＫ→インダクタＬ→ダイオードＤ７→第一の組電池２１１の正極である。

【0249】

図２１において、ダイオードＤ７を逆方向に設定し、即ちダイオードＤ７の陰極をスイッチチューブＶ７と接続し、ダイオードＤ７の陽極と第一の組電池２１１の正極と接続してもよい。ダイオードＤ７を逆方向に設定した後に、放電プロセスにおいて、スイッチＫ及びスイッチモジュール２４０のすべての下アームを閉じ、スイッチモジュール２４０のすべての上アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御し、第一の組電池２１１とスイッチＫとダイオードＤ７とインダクタＬと、巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチモジュール２４０のすべての下アームとの間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→ダイオードＤ７→インダクタＬ→スイッチＫ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての下アーム→第一の組電池２１１の負極である。充電プロセスにおいて、スイッチモジュール２４０のすべての上アーム、スイッチＫ及びスイッチチューブＶ７を閉じ、スイッチモジュール２４０のすべての下アームを遮断するように制御し、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の充電回路を形成し、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→スイッチチューブＶ７→インダクタＬ→スイッチＫ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての上アーム→第一の組電池２１１の正極である。

【0250】

図２１において、スイッチＫとインダクタＬとは、そのうちのいずれか一つのみを設置してもよい。スイッチＫとインダクタＬとを設置せず、導線で巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣの中性点と充放電切り替えモジュール２３０とを接続してもよい。

【0251】

図２１に示す回路構造において、充放電切り替えモジュール２３０は、一つのフリーホイールダイオードと一つの三極管のみを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードＤ７は受動制御であり、能動制御を必要とせず、制御ポリシーがより簡単である。

【0252】

図２１における回路構造は、図２０に示す回路構造に変形してもよい。図２２と図２１との違いは、スイッチＫがダイオードＤ７の陰極とスイッチモジュール２４０の接続点との間に設置されることである。図２２において、スイッチモジュール２４０の上アーム及びスイッチチューブＶ７を閉じるように制御し、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０を制御するすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→インダクタＬ→スイッチチューブＶ７→第一の組電池２１１の負極である。また、スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム及びスイッチＫを閉じ、スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御する。そうすると、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての下アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとインダクタＬとダイオードＤ７とスイッチＫとの間の充電回路が形成され、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→スイッチモジュール２４０のすべての下アーム→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→インダクタＬ→ダイオードＤ７→スイッチＫ→第一の組電池２１１の正極である。

【0253】

図２２におけるダイオードＤ７の向きを逆方向に設定してもよい。即ちダイオードＤ７の陽極をスイッチＫと接続し、ダイオードＤ７の陰極とスイッチチューブＶ７と接続する。ダイオードＤ７を逆方向に設定した後に、放電プロセスにおいて、スイッチＫ及びスイッチモジュール２４０のすべての下アームを閉じ、スイッチモジュール２４０のすべての上アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御し、第一の組電池２１１とスイッチＫとダイオードＤ７とインダクタＬと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチモジュール２４０のすべての下アームとの間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→スイッチＫ→ダイオードＤ７→インダクタＬ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての下アーム→第一の組電池２１１の負極である。充電プロセスにおいて、スイッチモジュール２４０のすべての上アーム及びスイッチチューブＶ７を閉じ、スイッチモジュール２４０のすべての下アーム及びスイッチＫを遮断するように制御し、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の充電回路を形成し、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→スイッチチューブＶ７→インダクタＬ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての上アーム→第一の組電池２１１の正極である。

【0254】

図２２において、スイッチＫは、ダイオードＤ７と第一の組電池２１１の正極との間に設置され、充放電切り替えモジュール２３０が故障した場合にスイッチＫを遮断し、充放電切り替えモジュール２３０の故障による回路における他のデバイスの損傷を回避することができる。

【0255】

図１９における回路構造は、図２３に示す回路構造に変形してもよい。図２３と図２１との違いは、ダイオードＤ７とスイッチチューブＶ７との位置が入れ替わっていることである。図２３において、スイッチチューブＶ７は、第一の組電池２１１の正極と接続され、ダイオードＤ７は、第一の組電池２１１の負極と接続される。図２３に示す回路構造において、スイッチモジュール２４０のすべての下アーム、スイッチＫ及びスイッチチューブＶ７を閉じるように制御し、第一の組電池２１１と、スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→スイッチチューブＶ７→インダクタＬ→スイッチＫ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム→第一の組電池２１１の負極である。また、スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム及びスイッチＫを閉じ、スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御する。そうすると、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとダイオードＤ７との間の充電回路が形成され、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→ダイオードＤ７→インダクタＬ→スイッチＫ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての上アーム→第一の組電池２１１の正極である。

【0256】

図２３において、ダイオードＤ７の向きを逆方向に設定し、即ちダイオードＤ７の陽極をスイッチチューブＶ７と接続し、ダイオードＤ７の陰極を第一の組電池２１１の負極と接続してもよい。制御方式もそれに応じて調整すればよいため、ここでこれ以上説明しない。

【0257】

図２３において、スイッチＫとインダクタＬとは、そのうちのいずれか一つのみを設置してもよい。スイッチＫとインダクタＬとを設置せず、導線で巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣの中性点と充放電切り替えモジュール２３０とを接続してもよい。

【0258】

図２３に示す回路構造において、充放電切り替えモジュール２３０は、一つのフリーホイールダイオードと一つの三極管のみを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードＤ７は受動制御であり、能動制御を必要とせず、制御ポリシーがより簡単である。

【0259】

図２３における回路構造は、図２４に示す回路構造に変形してもよい。図２４と図２３との違いは、スイッチＫがダイオードＤ７と第一の組電池２１１の負極との間に設置されることである。図２４に示す回路構造において、スイッチモジュール２４０のすべての下アーム及びスイッチチューブＶ７を閉じるように制御し、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０を制御するすべての下アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→スイッチチューブＶ７→インダクタＬ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム→第一の組電池２１１の負極である。また、スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム及びスイッチＫを閉じ、スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御する。そうすると、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとダイオードＤ７との間の充電回路が形成され、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→スイッチＫ→ダイオードＤ７→インダクタＬ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての上アーム→第一の組電池２１１の正極である。

【0260】

図２４において、ダイオードＤ７の向きを逆方向に設定し、即ちダイオードＤ７の陽極をスイッチチューブＶ７と接続し、ダイオードＤ７の陰極をスイッチＫと接続してもよい。制御方式もそれに応じて調整すればよいため、ここでこれ以上説明しない。

【0261】

図２４において、スイッチＫは、ダイオードＤ７と第一の組電池２１１の負極との間に設置され、充放電切り替えモジュール２３０が故障した場合にスイッチＫを遮断することにより、充放電切り替えモジュール２３０の故障による回路における他のデバイスの損傷を回避することができる。

【0262】

上記各実施例は、いずれも一つのモータを利用して電池を加熱する場合であり、実際の応用シナリオでは、二つのモータを有する電気自動車もあり、二つのモータを利用して動力電池を加熱してもよい。ツインモータを有する電力消費機器について、二つのモータを利用して組電池を加熱してもよく、そのうちの一つのモータのインバータはスイッチモジュールに相当し、別のモータのインバータは充放電切り替えモジュールに相当する。二つのモータの巻線はエネルギー貯蔵モジュールに相当する。二つのモータのインバータにおける各アームのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路において充電回路と放電回路を交互に切り替える。図２５と図２６は、本出願の実施例によるツインモータを利用して電池を加熱する充放電回路の回路構造を示す。

【0263】

一つの例では、Ｍ相モータは、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータを含むツインモータであり、第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続される。具体的には、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータは、いずれも三相巻線モータであってもよく、第一のＭ相モータは巻線３１１、巻線３１２及び巻線３１３を含み、第二のＭ相モータは巻線３２１、巻線３２２及び巻線３２３を含む。巻線３１１、３１２、３１３の共通接続点は、巻線３２１、３２２、３２３の共通接続点と接続される。

【0264】

ツインモータを含む回路構造において、スイッチモジュール２４０に含まれるＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ第一のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。具体的には、スイッチモジュール２４０におけるＭ相アームは、アーム３３１、アーム３３２及びアーム３３３を含む。具体的には、アーム３３１の上アーム３３１１と下アーム３３１２との接続点は、巻線３１１の一端と繋がり、アーム３３２の上アーム３３２１と下アーム３３２２との接続点は、巻線３１２の一端と繋がり、アーム３３３の上アーム３３３１と下アーム３３３２との接続点は、巻線３１３の一端と繋がる。

【0265】

ツインモータを含む回路構造において、充放電切り替えモジュール２３０もＭ相アームを含み、そのＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ第二のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。具体的には、充放電切り替えモジュール２３０は、アーム３４１、アーム３４２及びアーム３４３を含む。アーム３４１の上アーム３４１１と下アーム３４１２との接続点は、巻線３２１の一端と繋がり、アーム３４２の上アーム３４２１と下アーム３４２２との接続点は、巻線３２２の一端と繋がり、アーム３４３の上アーム３４３１と下アーム３４３２との接続点は、巻線３２３の一端と繋がり、巻線３１１の他端、巻線３１２の他端、巻線３１３の他端、巻線３２１の他端、巻線３２２の他端及び巻線３２３の他端の共通接続点が接続される。

【0266】

図２５に示すように、給電モジュール２１０と、上アーム３３１１、３３２１、３３３１と、巻線３１１～３１３と、巻線３２１～３２３と、下アーム３４１２、３４２２、３４３２とは、共同で放電回路を形成する。図２６に示すように、給電モジュール２１０と、下アーム３３１２、３３２２、３３３２と、巻線３１１～３１３と、巻線３２１～３２３と、上アーム３４１１、３４２１、３４３１とは、共同で充電回路を形成する。ここで、制御モジュール（図示せず）の制御により、充電回路と放電回路とが、周期的に交互にオンされる。

【0267】

別の実現方式では、充放電切り替えモジュール２３０のＭ相アームの上アームとスイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、給電モジュール２１０とスイッチモジュール２４０のＭ相アームの下アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の放電回路を形成してもよい。図２５又は２２に示す回路構造は、下アーム３３１２、３３２２、３３３２及び上アーム３４１１、３４２１、３４３１をいずれもオンに制御し、第一の組電池２１１と、上アーム３４１１、３４２１及び３４３１と巻線３２１～３２３と巻線３１１～３１３と下アーム３３１２、３３２２及び３３３２との間の放電回路を形成する。

【0268】

また、スイッチモジュール２４０のＭ相アームの上アームと充放電切り替えモジュール２３０のＭ相アームの下アームとをオンに制御し、給電モジュール２１０と充放電切り替えモジュール２３０のＭ相アームの下アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータとスイッチモジュール２１０のＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する。図２５又は２２に示す回路構造は、上アーム３３１１、３３２１、３３３１と下アーム３４１２、３４２２、３４３２とをオンに制御し、第一の組電池２１１と下アーム３４１２、３４２２及び３４３２と巻線３２１～３２３と巻線３１１～３１３と上アーム３３１１、３３２１及び３３３１との間の充電回路を形成する。

【0269】

図２５と図２６に示す実施例では、巻線３１１～３１３に流入する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第一のモータの振動雑音を効果的に抑制することができる。類似的に、巻線３２１～３２３から流出する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第二のモータの振動雑音を効果的に抑制することができる。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0270】

選択的に、上記第一のＭ相モータは六相モータであり、第二のＭ相モータは三相モータであってもよい。エネルギー貯蔵モジュール２５０は六相モータにおけるすべての巻線であり、第二のエネルギー貯蔵素子２６０は三相モータにおけるすべての巻線である。

【0271】

選択的に、第一のＭ相モータは三相モータであり、第二のＭ相モータは六相モータであり、エネルギー貯蔵モジュール２５０は三相モータにおけるすべての巻線であり、第二のエネルギー貯蔵素子２６０は六相モータにおけるすべての巻線であってもよい。

【0272】

選択的に、第一のＭ相モータは六相モータであり、第二のＭ相モータは六相モータであり、エネルギー貯蔵モジュール２５０は六相モータにおけるすべての巻線であり、エネルギー貯蔵モジュール２５０は別の六相モータにおけるすべての巻線である。

【0273】

上記第一のＭ相モータと第二のＭ相モータは、他のいずれか相モータの組み合わせ方式であってもよく、本出願の実施例は、これに対して限定しない。

【0274】

本出願の別のいくつかの実施例では、モータを利用して電池を加熱する充放電回路においては、二つ以上の組電池が含まれてもよい。図２７は、二つ以上の組電池を含む充放電回路の概略的ブロック図を示す。

【0275】

図２７に示すように、充放電回路は、給電モジュール２１０と、スイッチモジュール２４０と、エネルギー貯蔵モジュール２５０と、充放電切り替えモジュール２３０とを含む。

【0276】

具体的には、給電モジュール２１０は第一の組電池２１１及び第二の組電池２１２を含む。第一の組電池２１１と第二の組電池２１２との間に第十のスイッチが接続されていて（図示せず、点線は接続関係が可変であることを表す）、第十のスイッチの開閉により第一の組電池２１１と第二の組電池２１２との間の接続関係を変える。具体的には、第十のスイッチが閉じられる場合、第一の組電池２１１と、第二の組電池２１２とは、並列に接続され、遮断時には第一の組電池２１１と、第二の組電池２１２とは、直列に接続される。組電池は、複数の電池モジュールを含むセットであってもよく、複数の電池コアを含む電池モジュールであってもよい。スイッチモジュール２４０は、インバータにより実現されてもよく、Ｍ相アームを含み、Ｍは正の整数であり、各相アームは、上アームと下アームとを含み、例えば三相アームは三つの上アーム及び三つの下アームを含む。エネルギー貯蔵モジュール２５０は、Ｍ相モータを含んでもよく、例えばＭ相モータは三相巻線を有する三相巻線モータである。充放電切り替えモジュール２３０は、第一の切り替え回路２３１と、第二の切り替え回路２３２とを含む。二重組電池を含む充放電回路において、第一の切り替え回路２３１は第一の上アーム２３１１を含み、第二の切り替え回路２３２は第一の下アーム２３２１を含む。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との構造は、並列に接続される三極管とフリーホイールダイオードであってもよく、スイッチのみを含んでもよい。

【0277】

一つの例では、図２８に示すように、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０に含まれるＭ相アームとは、並列に接続され、ここで、第一の組電池２１１の第一端とＭ相アームの上アームとは、同一の線に接続され、Ｍ相アームの上下アームの接続点は、それぞれＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続され、充放電切り替えモジュール２３０の上下アームの接続点は、Ｍ相モータの中性点と接続される。充放電切り替えモジュール２３０の上下アームの接続点は、導線でＭ相モータの中性点と直接接続されてもよい。充放電切り替えモジュール２３０の上下アームの接続点と、Ｍ相モータの中性点との間に第二のエネルギー貯蔵素子２６０が接続されてもよく、第二のエネルギー貯蔵素子２６０は、少なくとも一つのインダクタを含み、又は直列に接続されるインダクタとキャパシタなどを含んでもよい。充放電切り替えモジュール２３０の上下アームの接続点と、Ｍ相モータの中性点との間に、第九のスイッチが設置されてもよい。

【0278】

第二の組電池２１２の第一端と、充放電切り替えモジュール２３０の第一の上アーム２３１１とは、同一の線に接続され、第二の組電池２１２の第二端と、第一の組電池２１１の第二端と、Ｍ相アームと、充放電切り替えモジュール２３０の第一の下アーム２３２１とは、同一の線に接続され、第十のスイッチＫ４は、第一の組電池２１１の第一端と第二の組電池２１２の第一端との間に設置される。

【0279】

具体的には、Ｍ相アームは、アーム４３１、アーム４３２及びアーム４３３を含む三相アームであってもよく、それに応じて、Ｍ相モータは、三相巻線、即ちそれぞれ巻線４１１、巻線４１２及び巻線４１３を含む三相巻線モータである。

【0280】

モータを利用して給電モジュール２１０を加熱する必要がある場合、第十のスイッチＫ４を遮断し、この時第一の組電池２１１と、第二の組電池２１２とは、直列に接続される。Ｍ相アームの上アーム又は下アーム、及び充放電切り替えモジュール２３０の第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１を制御することにより、第一の組電池２１１と４第二の組電池２１２の充放電制御を実現することができる。第一の周期に、第一の組電池２１１が放電し、第二の組電池２１２が充電するとする。この時、第一の組電池２１１の放電電流はその正極から流出し、アーム４３１～４３３の上アーム４３１１、４３２１、４３３１を経て、巻線４１１～４１３に入り、充電電切り替えモジュール２３０の第一の上アーム２３１１を経て第二の組電池２１２の正極に入り、且つ第二の組電池２１２の負極から流出し、最終的に第一の組電池２１１の負極に戻る。

【0281】

図２９に示すように、第二の周期に、第一の組電池２１１が充電し、第二の組電池２１２が放電するとする。この時、第二の組電池２１２の放電電流はその正極から流出し、充放電切り替えモジュール２３０の第一の上アーム２３１１を経て巻線４１１～４１３に入り、アーム４３１～４３３の上アーム４３１１、４３２１、４３３１を経て第一の組電池２１１の正極に入り、且つ第一の組電池２１１の負極から流出し、最終的に第二の組電池２１２の負極に戻る。

【0282】

本実施例では、二重組電池の設計により、加熱電流の大きさ及び加熱電流の周波数に対するモータインダクタンスの拘束を効果的に低減させることができ、二重電池の加熱方式により、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギーをタイムリーにそのうちの一つの電池に逃がすことができ、電池の加熱電流を予め設定される加熱周波数に応じて一つの安定した加熱電流の大きさに維持することができるように、即ち充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を発生させることができ、それによって電池が異なる温度、ＳＯＣ状態で、加熱電流の周波数の調節により、加熱レートを大幅に上昇させることができる。

【0283】

図３０は、ツインモータを利用して二重組電池を加熱する充放電回路の回路構造、即ちＭモータがツインモータである場合の回路トポロジーを示す。

【0284】

具体的には、図３０に示すように、Ｍ相モータは、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータを含むツインモータであり、第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続される。具体的には、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータは、いずれも三相巻線モータであってもよく、第一のＭ相モータは巻線４１１、巻線４１２及び巻線４１３を含み、第二のＭ相モータは巻線４４１、巻線４４２及び巻線４４３を含む。巻線４１１、４１２、４１３の共通接続点は、巻線４４１、４４２、４４３の共通接続点と接続される。

【0285】

スイッチモジュール２４０に含まれるＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ第一のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。具体的には、スイッチモジュール２４０におけるＭ相アームは、アーム４３１、アーム４３２及びアーム４３３を含む。具体的には、アーム４３１の上アーム４３１１と下アーム４３１２との接続点は、巻線４１１の一端と繋がり、アーム４３２の上アーム４３２１と下アーム４３２２との接続点は、巻線４１２の一端と繋がり、アーム４３３の上アーム４３３１と下アーム４３３２との接続点は、巻線４１３の一端と繋がる。

【0286】

充放電切り替えモジュール２３０もＭ相アームを含み、そのＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ第二のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。具体的には、充放電切り替えモジュール２３０は、アーム４２１、アーム４２２及びアーム４２３を含む。アーム４２１の上アーム４２１１と下アーム４２１２との接続点は、巻線４４１の一端と繋がり、アーム４２２の上アーム４２２１と下アーム４２２２との接続点は、巻線４４２の一端と繋がり、アーム４２３の上アーム４２３１と下アーム４２３２との接続点は、巻線４４３の一端と繋がり、巻線４４１の他端、巻線４４２の他端、巻線４４３の他端、巻線４１１の他端、巻線４１２の他端及び巻線４１３の他端の共通接続点が接続される。

【0287】

図３０の実施例では、巻線４１１～４１３に流入する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第一のモータの振動雑音を効果的に抑制することができる。類似的に、巻線４４１～４４３から流出する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第二のモータの振動雑音を効果的に抑制することができる。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0288】

図３１は、本出願の実施例による充放電システム５００の概略的ブロック図を示す。この充放電システム５００は、制御モジュール５３０と、上記いずれか一つの実施例における充放電回路２００とを含む。

【0289】

制御モジュール５３０は、充放電回路２００に命令を送信し、給電モジュール２１０が充放電を行うように制御するために用いられる。図３１に示すように、充放電回路２００は、給電モジュール２１０と、スイッチモジュール２４０と、エネルギー貯蔵モジュール２５０と、充放電切り替えモジュール２３０とを含む。制御モジュール５３０は、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０と接続され、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０に充放電イネーブル信号を送信し、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０のオン又はオフを制御することによって、充放電回路２００に交互に切り替わる充電回路又は放電回路を形成するために用いられる。

【0290】

一つの例では、制御モジュール５３０は、完成車コントローラ又は車両コントローラ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ、ＶＣＵ）及び／又はモータコントローラを含んでもよい。

【0291】

一つの例では、給電モジュール２１０は動力電池である。

【0292】

充放電システム５００を利用して給電モジュール２１０を加熱する時、制御モジュール５３０は、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０にイネーブル信号を送信し、充放電回路におけるスイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０のオン又はオフを制御することによって、充電回路又は放電回路を形成する。

【0293】

充放電回路に一つの組電池のみが含まれる場合、スイッチモジュール２４０は少なくとも一組のスイッチアームを含み、充放電切り替えモジュール２３０は、第一の切り替え回路２３１と、第二の切り替え回路２３２とを含み、制御モジュール５３０から送信されたイネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームをオンにするか又は下アームをオンにするとともに、充放電切り替えモジュール２３０の第一の切り替え回路２３１をオンにするか又は第二の切り替え回路２３２をオンにし、充電回路又は放電回路を形成させ、充電回路又は放電回路を繰り返し切り替え、給電モジュール２１０を充放電し、それによって電流が給電モジュール２１０の内部を流れる時に発生した熱を利用して加熱する。

【0294】

充放電回路が少なくとも二つの組電池を含む場合、制御モジュール５３０から送信されたイネーブル信号に応答し、組のスイッチアームの上アームをオンにするか又は下アームをオンにするとともに、充放電切り替えモジュール２３０の第一の切り替え回路２３１をオンにする又は第二の切り替え回路２３２をオンにし、充電回路又は放電回路を形成させ、充電電回路又は放電回路を介して第一の組電池又は第二の組電池を充放電し、充放電は、第一の組電池と第二の組電池との充放電状態を切り替えることを含み、ここで、充放電状態は、第一の組電池を充電するとともに、第二の組電池を放電すること、又は第一の組電池を放電するとともに、前記第二の組電池を充電することを含む。

【0295】

一つの例では、制御モジュール５３０は、動力電池の充電状態ＳＯＣを決定するために用いられる。充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣ）とは、電池が一定の放電倍率で、同じ条件で定格容量に対する残余電力量の割合である。ＳＯＣは電池管理システムの重要なパラメータの一つであり、自動車全体の充放電制御ポリシーと電池バランス作動の根拠でもある。しかしながら、リチウム電池自体の構造の複雑性のため、その充電状態は直接測定によって得られず、電池のいくつかの外部特性、例えば電池の内部抵抗、温度、電流などの関連パラメータに基づいて、関連する特性曲線又は計算式を利用してＳＯＣに対する推定作動を完了することしかできない。

【0296】

一つの例では、制御モジュール５３０は、電池管理システムＢＭＳから送信された、動力電池が加熱条件を満たしていることを指示するための加熱要求を受信するためにも用いられる。

【0297】

一つの例では、電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）から送信された加熱要求を受信することによって、制御モジュール５３０はタイムリーに動力電池を加熱し、車両のような動力装置の使用への影響を回避することができる。

【0298】

一つの例では、制御モジュール５３０は、動力電池の温度が予め設定される温度に達し又は動力電池の温度上昇が異常となった場合に、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０に加熱停止信号を送信し、充電回路又は放電回路が遮断され、それによって動力電池の加熱を停止するためにも用いられる。

【0299】

一つの例では、完成車コントローラがＢＭＳから送信された加熱要求を受信すると、完成車コントローラは、動力電池の加熱を指示するための制御信号をモータコントローラに送信してもよく、即ち制御信号は、充電回路に充電回路又は放電回路を形成させるように、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０にイネーブル信号を送信するようモータコントローラに指示するために用いられる。

【0300】

本実施例のシステムは、制御モジュール５３０によってスイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０の制御を実現し、車両の状態に応じて充放電を行うタイミングを決め、電池が動力電池を加熱できることを確保するとともに、充放電電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータの振動雑音を効果的に抑制することができる。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0301】

図３２に示すように、本出願の別のいくつかの実施例では、充放電システム５００は、充放電回路２００と接続される充電装置１４０をさらに含み、充電装置１４０は、充放電回路２００を介して給電モジュール２１０に含まれる組電池へ充電するために用いられる。この充電装置１４０は、充電スタンド、充電機又は他の電動車両を含むが、それらに限らない。充放電回路２００は充電装置１４０と繋がり、充電装置１４０は、充放電回路２００を介して動力電池へ充電するために用いられる。

【0302】

充放電回路２００が加熱モードと充電モードを同時に備えているため、それが動力電池を加熱するために用いられるだけでなく、充電装置１４０が動力電池へ充電するプロセスにおいて、充電電圧を調節することもできる。このように、充電装置１４０の電圧と動力電池の電圧とがマッチングしない場合、例えば充電装置１４０の電圧が動力電池の電圧よりも低いか又は高い場合、充電装置１４０は充放電回路２００を介して動力電池の昇圧充電又は降圧充電を行い、充電装置１４０と動力電池との適合性を向上させることができる。

【0303】

例えば、充電装置１４０の電圧が動力電池の電圧よりも低い場合、制御モジュール５３０は、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０を制御し、充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ充電する回路、及び充電装置１４０とエネルギー貯蔵モジュール２５０が給電モジュール２１０へ同時に充電する回路を形成する。

【0304】

さらに、例えば、充電装置１４０の電圧が動力電池の電圧よりも高い場合、制御モジュール５３０はスイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０を制御し、充電装置１４０が給電モジュール２１０とエネルギー貯蔵モジュール２５０に充電する回路、及びエネルギー貯蔵モジュール２５０が給電モジュール２１０へ充電する回路を形成する。

【0305】

一つの実現方式では、図３２に示すように、エネルギー貯蔵モジュール２５０がインダクタＬ１であることを例に、その第二端は、スイッチチューブＶ１５を介して充電装置１４０の一端と接続され、スイッチモジュール２４０の第二端は、充電装置１４０の他端と接続され、充電装置１４０は、充放電回路２００を介して第一の組電池２１１に充電するために用いられる。図３３におけるキャパシタＣ３は、充電装置１４０のキャパシタであってもよく、例えば充電プロセスにおいて電圧の安定化の役割を果たすことができる。

【0306】

一つの実現方式では、スイッチチューブＶ１７はさらに、モード切り替えのスイッチとしてもよく、充放電回路２００が加熱モードにある場合、制御モジュール５３０は、スイッチチューブＶ１７を閉じるように制御し、充放電回路２００が充電モードにある場合、制御モジュール５３０は、スイッチチューブＶ１３を遮断するように制御する。

【0307】

理解すべきこととして、スイッチチューブＶ１７がモード切り替えのスイッチとする場合、その両端にフリーホイールダイオードＤ１５を接続すべきではない。この時、一つの加熱周期は以下のプロセスのみを含んでもよく、即ちスイッチチューブＶ１２とスイッチチューブＶ１７を同時に閉じ、第一の組電池２１１がインダクタＬ１へ放電するための、第一の組電池２１１、スイッチチューブＶ１７、インダクタＬ１とスイッチチューブＶ１２を含む回路を形成し、その後に、スイッチチューブＶ１２とスイッチチューブＶ１７も遮断し、インダクタＬ１が第一の組電池２１１へ充電するための、第一の組電池２１１、フリーホイールダイオードＤ１６、インダクタＬ１とフリーホイールダイオードＤ１１を含む回路を形成する。この時、スイッチチューブＶ１２の両端には、フリーホイールダイオードＤ１２が接続されなくてもよい。

【0308】

又は、別の実現方式では、図３４に示すように、スイッチモジュール２４０の第一端と充放電切り替えモジュール２３０の第一端との間に、モード切り替えのスイッチとしてスイッチチューブＶ１６が接続されてもよい。加熱モードでは、スイッチチューブＶ１６が閉じられる一方、充電モードでは、スイッチチューブＶ１６が遮断される。

【0309】

充放電回路２００が加熱モードから充電モードに切り替える時、制御モジュール５３０は、スイッチモジュール２４０の上アームを遮断し、例えばスイッチチューブＶ１７又はスイッチチューブＶ１６を遮断するように制御し、充電装置１４０の電圧が第一の組電池２１１の電圧よりも低い時、スイッチチューブＶ１２と第一のスイッチチューブＶ１５を閉じ、スイッチチューブＶ１１とスイッチチューブＶ１８を遮断するように制御し、充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ充電するための、充電装置１４０、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二のスイッチチューブＶ１２を含む回路を形成し、及び、スイッチチューブＶ１１と第一のスイッチチューブＶ１５を閉じ、スイッチチューブＶ１２とスイッチチューブＶ１８を遮断するように制御し、充電装置１４０とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ同時に充電するための、充電装置１４０、エネルギー貯蔵モジュール２５０、スイッチチューブＶ１１と第一の組電池２１１を含む回路を形成するためにも用いられる。

【0310】

これで分かるように、充電装置１４０の電圧が第一の組電池２１１の電圧よりも低い場合、合理的な制御タイミングを設定し、各サブアームのオンと遮断を制御することにより、各充電周期に充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０に充電する第一の段階、及び充電装置１４０とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１に同時に充電する第二の段階を形成する。このように、充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０に充電する第一の段階では、エネルギー貯蔵モジュール２５０に一定の電力量が記憶されるため、エネルギー貯蔵モジュール２５０は第二の段階で充電装置１４０とともに、第一の組電池２１１に共同で充電し、充電装置１４０と第一の組電池２１１との間の電圧差を減少し、充電効率を向上させることができる。

【0311】

さらに、制御モジュール５３０は、充電装置１４０の電圧が第一の組電池２１１の電圧よりも高い場合、スイッチチューブＶ１１と第一のスイッチチューブＶ１５を閉じ、スイッチチューブＶ１２とスイッチチューブＶ１８を遮断するように制御し、充電装置１４０が第一の組電池２１１とエネルギー貯蔵モジュール２５０へ充電するための、充電装置１４０、エネルギー貯蔵モジュール２５０、スイッチチューブＶ１１と第一の組電池２１１を含む回路を形成し、及び、スイッチチューブＶ１１を閉じ、スイッチチューブＶ１２、スイッチチューブＶ１８と第一のスイッチチューブＶ１５を遮断するように制御し、エネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ充電するための、エネルギー貯蔵モジュール２５０、スイッチチューブＶ１１、第一の組電池２１１とフリーホイールダイオードＤ１８を含む回路を形成するためにも用いられる。

【0312】

これで分かるように、充電装置１４０の電圧が第一の組電池２１１の電圧よりも高い場合、合理的な制御タイミングを設定し、各サブアームのオンと遮断を制御することにより、各充電周期に充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０と第一の組電池２１１に充電する段階、及びエネルギー貯蔵モジュール２５０のみが第一の組電池２１１に充電する段階を形成する。一方、充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０と第一の組電池２１１に充電する時、エネルギー貯蔵モジュール２５０が一部の電圧を吸収することができるため、充電装置１４０と第一の組電池２１１との間の電圧差が適切に減少し、他方、充電装置１４０の電圧が第一の組電池２１１の電圧よりも大きいため、充電装置１４０が第一の組電池２１１を持続的に大電圧で充電することを回避するために、充電装置１４０とエネルギー貯蔵モジュール２５０は第一の組電池２１１を交互に充電してもよい。ここで、充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０と第一の組電池２１１に充電する時、エネルギー貯蔵モジュール２５０に一定の電力量が記憶されることができるため、この部分の電力量に基づいて、エネルギー貯蔵モジュール２５０は単独で第一の組電池２１１に充電することができる。

【0313】

図３３と３４は、いずれも図９に示す充放電回路をベースに充電装置１４０を接続したものであり、理解すべきこととして、図１２－１５、１９－２６及び２８－３０に示す充放電回路が充電装置１４０を接続し、上記図９に示す回路構造が充電装置１４０を接続することで達成できる技術的効果を実現することができる。

【0314】

一つの実現方式では、図３５に示すように、第一の組電池２１１は、駆動回路１４１に電源を提供するために、モータの駆動回路１４１とも繋がる。図３５において三相モータを例に、その駆動回路１４１は、スイッチチューブＶ１、スイッチチューブＶ２、スイッチチューブＶ３、スイッチチューブＶ４、スイッチチューブＶ５とスイッチチューブＶ６からなるアームを含み、モータの巻線Ａ１、巻線Ｂ１と巻線Ｃ１を接続するインバータ回路である。

【0315】

これで分かるように、充放電回路を利用して第一の組電池２１１を加熱する時、第一の組電池２１１は、依然として第一の組電池２１１と繋がるモータの駆動回路１４１に電源を提供し、それによって走行中に第一の組電池２１１の加熱を実現することができる。

【0316】

上記の記述に基づいて、追加の充放電回路を設置し、この充放電回路を利用して第一の組電池２１１を加熱すると、モータは車両の走行を正常に駆動し、走行加熱を実現することができる。具体的には、合理的な制御タイミングを設計して充放電回路における各アームを制御することにより、第一の組電池２１１が充放電回路におけるエネルギー貯蔵モジュール２５０に放電する回路、及びこのエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成し、それによってエネルギー貯蔵モジュール２５０を効果的に利用し、動力電池に対する加熱を実現する。

【0317】

充電装置１４０が充放電回路を介して第一の組電池２１１に充電する時、充放電回路が充電モードに入り、この時、充放電回路を利用して第一の組電池２１１を加熱することができないため、モータの駆動回路１４１を利用して第一の組電池２１１を加熱することができる。モータの作動損失で発生した熱を利用して冷却液を加熱する方式と異なり、このような場合に、駆動回路１４１におけるＩＧＢＴを制御することで、充放電回路を形成し、それによって第一の組電池２１１の加熱を実現することができる。例えば、ＶＣＵがＢＭＳから送信された加熱要求を受信したが、充放電回路が充電モードにある場合、ＶＣＵはモータの駆動回路１４１を制御して第一の組電池２１１を加熱するようにモータコントローラに通知してもよく、例えば駆動回路１４１におけるＩＧＢＴ、即ちスイッチチューブＶ１からスイッチチューブＶ６のオンオフを制御し、駆動回路１４１を介して第一の組電池２１１を加熱する。

【0318】

つまり、上記の加熱モードと充電モードに加えて、充放電回路はさらに、他のモード、即ち充電加熱モードを有してもよい。充放電回路が充電加熱モードにある時、充電装置１４０は充放電回路を介して第一の組電池２１１に充電するとともに、モータの駆動回路１４１を介して第一の組電池２１１を加熱する。

【0319】

一つの実現方式では、空間ベクトル制御法（Ｓｐａｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＳＶＰＷＭ）により駆動回路１４１における各アームのスイッチチューブの制御信号を生成し、モータ巻線に流入する電流が交流電流に変調されるように、この制御信号により各アームのスイッチチューブのオンオフ状態を制御してもよい。例示的に、巻線電流の直軸電流成分を交変電流に制御し、及び巻線電流の横軸電流成分を０に制御することで、モータ巻線の電流を交流電流に変調してもよい。

【0320】

駆動回路１４１とモータとの間の三相接続線に収集されたいずれか二相電流ｉａとｉｂを取得し、いずれか二相電流ｉａとｉｂは駆動回路１４１からモータに流れる。モータコントローラは、収集された電流をａｂｃ座標系からｄｑ座標系に変換し、そしてｄｑ座標系で分解して直軸成分ｉｄと横軸成分ｉｑを得る。横軸成分ｉｑ、直軸成分ｉｄ、横軸信号所与値ｉ＿ｑ＾＊、及び直軸信号所与値ｉ＿ｄ＾＊を利用して、オンにする必要のあるスイッチチューブの変調信号を得る。ここで、横軸信号所与値ｉ＿ｑ＾＊は０に等しい。このように、モータ巻線エネルギー貯蔵を利用して、第一の組電池２１１の充放電を実現することができる。

【0321】

モータの駆動回路１４１を利用して第一の組電池２１１を加熱するプロセスにおいて、電圧変動が生じる。しかしながら、充放電回路の存在により、充電装置１４０が充放電回路を介して第一の組電池２１１に出力する電圧を、電池加熱プロセスにおける電圧変動に伴って動的に調節し、電池加熱プロセスによる充電装置１４０への影響を減少することができる。

【0322】

理解すべきこととして、本出願の実施例に記載の「接続」又は「繋がり」は、直接接続、又は間接接続であってもよく、本出願は、これに対して限定しない。例えば、第一の上アーム２３１１の第一端と第二の上アーム２４１１の第一端との繋がりは、図９に示すように、第一の上アーム２３１１の第一端と第二の上アーム２４１１の第一端との間が直接に電気的な接続されてもよく、図１２に示すように、第一の上アーム２３１１の第一端と第二の上アーム２４１１の第一端とが他の素子、例えばスイッチチューブＫ４を介して繋がられてもよい。

【0323】

図１２－１５に示す二つの組電池を含む充放電回路においてついて、モータの駆動回路１４１と繋がり、駆動回路１４１に電源を提供し、それによって動力自動車を走行させるために用いられてもよい。

【0324】

一つの実現方式では、給電モジュール２１０の電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）は、給電モジュール２１０に含まれる組電池の状態情報、例えば電池温度、充電状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣ）、電圧信号、電流信号などを収集し、この状態情報に基づいて給電モジュール２１０を加熱する必要があるかどうかを決定する。給電モジュール２１０を加熱する必要があると決定する場合、ＢＭＳは完成車コントローラ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、ＶＣＵ）に加熱要求を送信してもよい。ＶＣＵは、ＢＭＳから送信された加熱要求に応じて、給電モジュール２１０に含まれる組電池の加熱をオンにするかどうかを決定する。

【0325】

例えば、ＶＣＵは、ＢＭＳから送信された加熱要求を受信した後に、組電池のＳＯＣに基づいて、給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱するかどうかを決定してもよい。ここで、組電池の電力量が十分であり、即ちＳＯＣが比較的高く、例えば一つの閾値よりも高い場合、給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱してもよい。

【0326】

さらに、例えば、給電モジュール２１０に含まれる組電池の電力量が不足していて、即ちＳＯＣが比較的低い、例えば一つの閾値よりも低い場合、電池の加熱損失を低減させるために、動力電池を加熱しなくてもよい。モータコントローラ、例えばマイクロプログラムコントローラ（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、ＭＣＵ）は、モータの電圧と電流などの情報に基づいて、モータ状態を決定し、ＶＣＵに送信してもよい。そのため、この時にモータが正常な作動の状態にある場合、モータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０を加熱又は保温することができ、例えば走行中にモータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０の冷却液を加熱し、それによってこの冷却液によって給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱又は保温する。

【0327】

又は、給電モジュール２１０に含まれる組電池のＳＯＣが比較的低い場合、給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱し、且つ加熱周期の長さを調整し、又は、加熱周波数を調整してもよい。

【0328】

本出願は、充放電回路の使用シナリオを限定するものではなく、本出願の実施例の充放電回路は、任意の必要な場合に、給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱するために用いられてもよい。

【0329】

給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱するプロセスにおいて、ＢＭＳはさらに、給電モジュール２１０に含まれる組電池の温度に異常があるかどうかを監視することができる。組電池の温度に異常がある場合、ＢＭＳがＶＣＵに温度異常の情報を送信することができるため、ＶＣＵは給電モジュール２１０に含まれる組電池の加熱を停止するよう制御する。この時、モータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱する又は保温することができ、例えばモータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０の冷却液を加熱し、それによって冷却液によって給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱又は保温する。

【0330】

給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱するプロセスにおいて、給電モジュール２１０に含まれる組電池の温度がすでに要求を満たした場合、ＶＣＵは給電モジュール２１０に含まれる組電池の加熱を停止するよう制御することができる。この時、モータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０に含まれる組電池を保温することができ、例えばモータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０の冷却液を加熱し、それによって冷却液によって給電モジュール２１０に含まれる組電池を保温する。

【0331】

本出願の別のいくつかの実施例は、電力消費機器をさらに提供し、この電力消費機器は、上記各実施例における充放電システムを含む。この電力消費機器は、動力電池を使用する自動車、船舶又は航空機などの機器であってもよい。電力消費機器が低温環境にある場合、電力消費機器における動力電池は、温度が低すぎるため放電容量が著しく低下してしまい、且つ低温環境で動力電池を充電することができず、低温環境での電力消費機器の正常な使用に影響を与える。本出願の実施例の電力消費機器では、充放電回路を介して動力電池を加熱し、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成し、それによって充放電回路において交流電流を発生させ、この交流電流が動力電池を流れ、動力電池の内部抵抗に熱を発生させ、それによって動力電池に対する加熱を実現する。

【0332】

以上は、本出願の実施例の充放電回路の回路構造及びこの回路構造を含む充放電システムを詳細に記述し、以下は、図面を結び付けながら本出願の実施例の充放電制御方法を詳細に記述する。上記各装置の実施例に記述された技術的特徴は、いずれも以下の方法の実施例に適用される。

【0333】

この充放電制御方法の実行本体は制御モジュールであり、ここで、制御モジュールは、ＶＣＵ又はＭＣＵ又はドメインコントローラなどを含んでもよく、ＢＭＳ、ＶＣＵとＭＣＵを含んでもよく、ＢＭＳ、ＶＣＵとＭＣＵが協力してこの充放電制御方法を実行する。本出願では、ＢＭＳ、ＶＣＵとＭＣＵの三者が協力することを例にこの充放電制御方法の完全なプロセスを詳細に説明する。

【0334】

ここで、モータコントローラＭＣＵは、充放電回路におけるスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールを直接制御するものであり、ＢＭＳ又はＶＣＵが組電池を加熱する必要があると判断する場合、ＢＭＳ又はＶＣＵは制御命令をＭＣＵに送信してもよく、この制御命令は、組電池が加熱条件を満たしていることを指示するために用いられ、この加熱条件は、組電池の温度が一定の閾値よりも低く且つ組電池の充電状態値ＳＯＣが一定の充電閾値よりも大きいなどを含んでもよい。ＭＣＵは、ＢＭＳ又はＶＣＵから送信されたこの制御命令を受信した後に、充放電回路におけるスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに充放電イネーブル信号を送信する。

【0335】

制御モジュールは、充放電イネーブル信号を送信し、充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールのオン又はオフを制御し、充放電回路において交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させることで、交流波形の電流を発生させる。電流が組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、それによって組電池を加熱する目的を達成する。ここで、制御モジュールは、モータコントローラＭＣＵ、完成車コントローラＶＣＵ、電池管理システムＢＭＳ又はドメインコントローラなどのうちのいずれか一つを含む。

【0336】

図９、１９－２６に示す充放電回路構造には、第一の組電池のみが含まれ、これらの回路構造では、第一の組電池を放電する段階では、エネルギー貯蔵モジュールは電気エネルギーを貯蔵し、充電段階では、エネルギー貯蔵モジュールは、貯蔵された電気エネルギーを第一の組電池に回生する。エネルギー貯蔵モジュールがエネルギーを満タンクに貯蔵した直後に放電する必要があり、電流を一つの安定した加熱電流の大きさに維持することができないため、第一の組電池のみを含む充放電回路において発生させた交流電流の波形は、三角波と、疑似三角波と、正弦波と、疑似正弦波とのうちの少なくとも一つである。

【0337】

この方法の実施例では、制御モジュールは、充電回路と放電回路を交互に切り替えるように制御するために、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充電イネーブル信号と放電イネーブル信号を交互に送信してもよい。充電回路と放電回路を切り替える周波数を制御することにより、回路全体において発生させた交流電流の周波数を調節することによって、組電池の加熱レートを向上させる。

【0338】

具体的には、制御モジュールは、放電イネーブル信号を送信する時に計時を開始し、所定時間後に充電イネーブル信号を送信してもよい。次に、制御モジュールは、充電イネーブル信号を送信する時に計時を開始し、所定時間後に放電イネーブル信号を再送信するというように、放電イネーブル信号と充電イネーブル信号を順に繰り返し送信する。

【0339】

充放電切り替えモジュールは、直列に接続される第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、各組のスイッチアームが上アームと下アームとを含む充放電回路において、交互に切り替わる充電回路と放電回路は、
スイッチモジュールの各組の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第二の切り替え回路と給電モジュールとの間の回路と、スイッチモジュールの各組の下アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の切り替え回路と給電モジュールとの間の回路と、交互に切り替えスイッチモジュールの各組の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第二の切り替え回路と給電モジュールとの間の回路と、スイッチモジュールの各組の下アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の切り替え回路と給電モジュールとの間の回路とを含む。交互に切り替えることにより充放電回路において交流電流を形成し、交流電流が給電モジュールにおける組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の自己加熱の効果を達成する。

【0340】

一つの実現方式では、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含む。図９、１９と２０に記載の充放電回路において示すように、この回路構造において、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールは、放電イネーブル信号をスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールは制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとをオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを遮断し、給電モジュールと第一の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールは、充電イネーブル信号をスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュール制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとをオンにし、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、給電モジュールと第一の下アームとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0341】

上記回路構造について、充放電回路の切り替えは別の実現方式が存在してもよく、即ち第一の段階では、制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームと第一の下アームとをオンにし、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の下アームとの間の放電回路を形成する。制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの下アームと第一の上アームとをオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの下アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の上アームとの間の充電回路を形成する。

【0342】

別の実現方式では、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第三のダイオードを含み、第二の切り替え回路は第五のスイッチを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含む。図２１と２２に示す充放電回路の構造では、この回路構造において、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールは、放電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールは制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームと第五のスイッチとをオンにし、各組のスイッチアームの下アームを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第五のスイッチとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールは、充電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュール制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの下アームをオンにし、各組のスイッチアームの上アームと第五のスイッチとを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの下アームとエネルギー貯蔵モジュールと第三のダイオードとの間の充電回路を形成する。

【0343】

また別の実現方式では、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第七のスイッチを含み、第二の切り替え回路は第四のダイオードを含み、第四のダイオードの陽極は第一の組電池の負極と接続され、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含む。図２３と２４に示す充放電回路の構造では、この構造において、加熱周期は第一の段階と第二の段階とを含む。第一の段階では、制御モジュールは、放電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールは制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、第七のスイッチ及び各組のスイッチアームの下アームをオンにし、各組のスイッチアームの上アームを遮断し、給電モジュールと第七のスイッチとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームをオンにし、第七のスイッチと各組のスイッチアームの下アームを遮断し、給電モジュールと第四のダイオードとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0344】

図２３と２４に示す充放電回路の構造では、第四のダイオードの向きを逆方向に設定し、即ち第四のダイオードの陰極が第一の組電池の負極と接続されてもよい。この変形構造において、加熱周期は第一の段階と第二の段階とを含む。第一の段階では、制御モジュールは、放電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールは制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームをオンにし、第七のスイッチと各組のスイッチアームの下アームを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第四のダイオードとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールは、充電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュール制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、第七のスイッチ及び各組のスイッチアームの下アームをオンにし、各組のスイッチアームの上アームを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの下アームとエネルギー貯蔵モジュールと第七のスイッチとの間の充電回路を形成する。

【0345】

本出願の別のいくつかの実施例では、エネルギー貯蔵モジュールは、第一のＭ相モータと第二のＭ相モータとを含み、スイッチモジュールはＭ相アームを含み、充放電切り替えモジュールはＭ相アームを含み、第一のＭ相モータのＭ相巻線は、スイッチモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、第二のＭ相モータのＭ相巻線は、充放電切り替えモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続される。図２５と２６に示すように、この回路構造において、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールは、放電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールは制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンにし、給電モジュールとスイッチモジュールのＭ相アームの上アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールは、充電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュール制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとスイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンにし、給電モジュールとスイッチモジュールのＭ相アームの下アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0346】

別の実現方式では、ツインモータを含む上記充放電回路構造について、第一の段階では、制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとスイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンにし、給電モジュールとスイッチモジュールのＭ相アームの下アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンにし、給電モジュールと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータとスイッチモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0347】

上記では、図面を結び付けながら第一の組電池のみを含む充放電回路の制御方法を記述した。以下では、図面を結び付けながら少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含む充放電回路の制御プロセスを詳細に記述する。図１２－１５、２８－３０に示す充放電回路構造には、第一の組電池と第二の組電池とが含まれ、これらの回路構造の各加熱周期において、一つの段階では、第一の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに充電し、及び第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第二の組電池に同時に充電する可能性がある。別の段階では、第二の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに充電し、及び第二の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第一の組電池に同時に充電する可能性がある。二重電池の設置は、エネルギー貯蔵モジュールの加熱電流の大きさ及び加熱電流の周波数に対する拘束を効果的に低減させることができ、二重電池の加熱方式により、電池の加熱電流を予め設定される加熱周波数に応じて一つの安定した加熱電流の大きさに維持することができるように、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギーをタイムリーにそのうちの一つの電池に逃がすことができ、それによって電池が異なる温度、ＳＯＣ状態で、加熱電流の周波数の調節により、加熱レートを大幅に上昇させることができる。加熱電流の大きさを一つの安定した値に維持することができるため、二重組電池の充放電回路において発生させた交流電流の波形は、矩形波又は疑似矩形波である。

【0348】

この方法の実施例では、給電モジュールは、少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含み、充電電回路又は放電回路を介して第一の組電池又は第二の組電池を充放電し、充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を形成し、充放電は、第一の組電池と第二の組電池との充放電状態を切り替えることを含み、充放電状態は、第一の組電池を充電するとともに、第二の組電池を放電すること、又は、第一の組電池を放電するとともに、第二の組電池を充電することを含む。

【0349】

二つの組電池を含む実施例では、図１２－１５及び２８－３０に示すように、第二の組電池の第一端は、充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、第二の組電池の第二端は、第一の組電池の第二端、スイッチモジュールの第二端、充放電切り替えモジュールの第二端と同一の線に接続され、第一の組電池の第一端は、スイッチモジュールの第一端と接続され、第一の組電池の第一端と第二の組電池の第一端との間に第十のスイッチが接続されている。制御モジュールは、第一の組電池と第二の組電池が加熱条件を満たしていると決定する場合、第十のスイッチを遮断するように制御し、第一の組電池と第二の組電池とを直列に接続させる。

【0350】

第十のスイッチにより、第一の組電池と第二の組電池との間の接続方式を制御することができる。第十のスイッチが遮断される場合、第一の組電池と第二の組電池とが直列に接続され、第十のスイッチが閉じられる場合、第一の組電池と第二の組電池とが並列に接続される。第一の組電池と第二の組電池を加熱する必要がある場合、第十のスイッチを遮断するように制御することにより、直列に接続される第一の組電池と第二の組電池を加熱する。外部への給電が必要な場合、第十のスイッチを閉じるように制御し、並列に接続される第一の組電池と第二の組電池により外部への給電を行う。

【0351】

一つの実現方式では、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、エネルギー貯蔵モジュールの一端は、第一の上アームと第一の下アームの接続点と接続され、エネルギー貯蔵モジュールの他端は、スイッチアームの上下アームの接続点と接続される。図１２、１３、２８－３０に示すように、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールから送信された第一のイネーブル信号に応答し、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの下アームをいずれもオンにし、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれも遮断し、第一の組電池と第一の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、第一の組電池をエネルギー貯蔵モジュールへ放電させる。第二の段階では、制御モジュールから送信された第二のイネーブル信号に応答し、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれもオンにし、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの下アームをいずれも遮断し、第一の組電池と第一の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの上アームと第二の組電池との充電回路を形成し、第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールを第二の組電池へ充電させる。ここで、制御モジュールは、第二の組電池への充電時間を制御するために、各組のスイッチアームの上アームのオン又は下アームのオンを繰り返し切り替えてもよい。

【0352】

さらに、加熱周期は、第三の段階と第四の段階とをさらに含んでもよい。第三の段階では、制御モジュールから送信された第三のイネーブル信号に応答し、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれもオンにし、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの下アームをいずれも遮断し、第二の組電池と各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の下アームとの間の放電回路を形成し、第二の組電池をエネルギー貯蔵モジュールへ放電させる。第四の段階では、制御モジュールから送信された第四のイネーブル信号に応答し、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれもオンにし、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの下アームをいずれも遮断し、第二の組電池と各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の上アームと第一の組電池との充電回路を形成し、第二の組電池とエネルギー貯蔵モジュールを第一の組電池へ充電させる。ここで、制御モジュールは、第一の組電池への充電時間を制御するために、第一の上アームのオン又は第一の下アームのオンを繰り返し切り替えてもよい。

【0353】

図１２、１３、２８－３０に示す回路構造について、別の制御方式を採用してもよく、即ち第一の段階では、制御モジュールから送信された第一のイネーブル信号に応答し、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれもオンにし、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの下アームを遮断し、第一の組電池と各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の上アームと第二の組電池との間の充放電回路を形成し、第一の組電池をエネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールを第二の組電池へ充電させる。第二の段階では、制御モジュールから送信された第二のイネーブル信号に応答し、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれもオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、第一の組電池と第一の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの上アームと第二の組電池との充放電回路を形成し、第二の組電池をエネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び第二の組電池とエネルギー貯蔵モジュールを第一の組電池へ充電させる。

【0354】

別の二重組電池の実現方式では、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第一端は、スイッチモジュールの第一端と接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端は、充放電切り替えモジュールの第一端と接続される。図１４に示すように、スイッチモジュールの第一端と充放電切り替えモジュールの第一端は、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールの、第一の組電池の正極と同一の線に接続される端であってもよい。この回路構造において、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールから送信された第一のイネーブル信号に応答し、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを同時にオンにし、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、第一の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電する回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールから送信された第二のイネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの下アーム及び第一の下アームを同時にオンにし、各組のスイッチアームの上アーム及び第一の上アームを遮断し、第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第二の組電池へ充電する回路を形成する。

【0355】

さらに、上記加熱周期は、第三の段階と第四の段階とをさらに含んでもよい。第三の段階では、制御モジュールから送信された第三のイネーブル信号に応答し、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを同時にオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを遮断し、第二の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電する回路を形成する。第四の段階では、制御モジュールから送信された第四のイネーブル信号に応答し、第一の下アームと各組のスイッチアームの下アームとを同時にオンにし、第一の上アームと各組のスイッチアームの上アームを遮断し、第二の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第一の組電池へ充電する回路を形成する。

【0356】

本出願の実施例は、別の二重組電池を含む充放電回路の制御方式をさらに提供し、この充放電回路において、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第一端は、スイッチモジュールの第二端と接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端は、充放電切り替えモジュールの第二端と接続される。図１５に示すように、スイッチモジュールの第二端及び充放電切り替えモジュールの第二端は、いずれも第一の組電池の負極と同一の線に接続される端であってもよい。

【0357】

この回路構造において、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールから送信された第一のイネーブル信号に応答し、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを同時にオンにし、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、第二の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電する回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールから送信された第二のイネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アーム及び第一の上アームを同時にオンにし、各組のスイッチアームの下アーム及び第一の下アームを遮断し、第二の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第一の組電池へ充電する回路を形成する。

【0358】

上記加熱周期は、第三の段階と第四の段階とをさらに含んでもよい。第三の段階では、制御モジュールから送信された第三のイネーブル信号に応答し、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを同時にオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを遮断し、第一の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電する回路を形成する。第四の段階では、制御モジュールから送信された第四のイネーブル信号に応答し、第一の上アームと各組のスイッチアームの上アームを同時にオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第二の組電池へ充電する回路を形成する。

【0359】

制御モジュールは、予め設定される周波数でスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに上記第一のイネーブル信号と第二のイネーブル信号を送信し、又は予め設定される周波数で上記第三のイネーブル信号と第四のイネーブル信号を送信し、又は予め設定される周波数で上記第一のイネーブル信号、第二のイネーブル信号、第三のイネーブル信号と第四のイネーブル信号を送信してもよい。それによって二重組電池を含む充放電回路において、一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電し、及びこの組電池及びエネルギー貯蔵モジュールが別の組電池に同時に充電するように交互に制御する。

【0360】

本出願のいくつかの実施例では、エネルギー貯蔵モジュールと充放電切り替えモジュールとの間に第九のスイッチ、図２１と２３におけるスイッチＫが接続されている。制御モジュールが、給電モジュールに含まれる組電池が加熱条件を満たしていると決定する場合、まず第九のスイッチを閉じるように制御し、それからスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御することによって、充放電回路において放電回路と充電回路を交互に切り替える。充放電プロセスにおいて、制御モジュールはさらに、給電モジュールに含まれる組電池が加熱停止条件を満たすかどうかをリアルタイムで監視し、この加熱停止条件は、組電池の温度が所望の温度に達したこと、又は組電池の温度上昇が異常であることなどを含んでもよい。制御モジュールが、組電池が加熱停止条件を満たしていると決定する場合、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールが現在の充電回路又は放電回路を遮断するように制御するとともに、第九のスイッチを遮断するように制御する。

【0361】

本出願の実施例では、制御モジュールが、充放電回路が給電モジュールに含まれる組電池を加熱するように制御する前に、まず給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定する。各組電池の充電状態値が予め設定される閾値以上であると決定する場合、制御モジュールは、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充放電イネーブル信号を交互に送信する。

【0362】

即ち、組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値よりも大きい場合にのみ組電池を加熱し、組電池の電力量が低すぎて加熱に必要な放電電気エネルギーをサポートできない状況を回避する。

【0363】

上記の、給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定する前に、制御モジュールはさらに、給電モジュールの温度が予め設定される温度閾値よりも小さいかどうかを決定する必要がある。組電池の温度が予め設定される温度閾値よりも小さい時に、放電容量が大幅に低下し、且つ組電池が低温環境でも充電できないため、給電モジュールの温度が予め設定される温度閾値よりも小さいと決定する場合に、給電モジュールの組電池を加熱する必要があり、この時、さらに給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定し、各組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値以上であると決定する場合、充放電回路が組電池を加熱するように制御する。

【0364】

ここで、予め設定される充電閾値は、加熱プロセスにおいて組電池の放電をサポートするために必要な最小充電量であってもよい。

【0365】

エネルギー貯蔵モジュールが車両自体のモータを直接使用して加熱プロセスに参加する実施の形態では、加熱プロセスはモータの正常な運行に影響を与え、車両走行に影響を与える可能性がある。そのため、モータをエネルギー貯蔵モジュールとして使用する充放電回路構造において、制御モジュールはスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに充放電イネーブル信号を送信する前に、モータの作動状態をさらに取得し、この作動状態は、ＶＣＵによって取得されてもよく、ＭＣＵによって取得されてもよい。取得された作動状態が、モータが現在駆動状態にあることを指示する場合、制御モジュールは、モータの正常な運転に影響を与えないように、組電池の加熱プロセスを起動しない。取得された作動状態が、モータが現在非駆動状態にあることを指示する場合、制御モジュールは、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充放電イネーブル信号を交互に送信する。

【0366】

本出願の別のいくつかの実施例では、制御モジュールはさらに、動力電池加熱システムが故障しているかどうかを検出し、モータが非駆動状態にあり、且つ動力電池加熱システムが故障していない場合、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに充放電イネーブル信号を送信する。

【0367】

説明すべきこととして、本出願の実施例では、電池加熱システムが故障していることは、モータ、モータコントローラ、スイッチモジュール及び熱伝導回路などのうちのいずれか一つに故障が発生していることである。一方、熱伝導回路に故障が発生していることは、相互接続弁の破損、熱伝導回路における媒体の不足などの問題を含むが、それらに限らない。

【0368】

選択的に、シフト位置情報とモータ回転数情報を取得し、これに基づいてモータが駆動状態にあるか非駆動状態にあるかを判断してもよい。具体的には、現在のシフト位置がＰレンジであり且つ車速が０であると判定する場合、モータが非駆動状態にあることを示し、現在のシフト位置がＰレンジではなく又は車速が０ではないと判定する場合、モータが駆動状態にあることを示す。

【0369】

シフト位置情報とモータ回転数情報により判断し、いずれか一つの条件を満たさない場合、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに充放電イネーブル信号を送信せず、車両が正常な走行状態で動力電池を加熱し、さらに車両性能に影響を与えることを防止する。

【0370】

車両に搭載されたモータを加熱に使用しない充放電回路では、組電池の加熱がモータの正常な運行に影響しないため、車両静止又は車両走行のプロセスにおいて、いずれも組電池を加熱することができる。

【0371】

本出願のいくつかの実施例では、上記制御モジュールはモータコントローラＭＣＵであり、車両コントローラＶＣＵが組電池を加熱する必要があることを検出すると、車両コントローラは制御信号をＭＣＵに発生する。ＭＣＵは、車両コントローラから送信された制御信号を受信する。ＭＣＵはこの制御信号を解析し、給電モジュールに加熱することをこの制御信号が指示すると決定する場合、制御モジュールは、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充放電イネーブル信号を交互に送信する。

【0372】

別のいくつかの実施例では、上記制御モジュールは車両コントローラＶＣＵ又はモータコントローラＭＣＵである。電池管理システムＢＭＳは、組電池を加熱する必要があり且つ加熱条件を満たしていることを検出すると、要求データをＶＣＵに送信し、ＶＣＵはこの要求データを受信し、この要求データが給電モジュールのみが加熱条件を満たしている場合、ＶＣＵは、ＭＣＵのみが加熱を起動するための制御命令をＭＣＵに送信する。ＭＣＵは、この制御命令を受信した後に、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充放電イネーブル信号を交互に送信する。

【0373】

又は、ＢＭＳが組電池を加熱する必要があり且つ加熱条件を満たしていることを検出すると、電池管理システムは要求データをＭＣＵに直接送信する。ＭＣＵは、電池管理システムから送信された要求データを受信し、この要求データを解析し、給電モジュールが加熱条件を満たしていることをこの要求データが指示すると決定する場合、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充放電イネーブル信号を交互に送信する。

【0374】

上記いずれか一つの実施例により、給電モジュールに含まれる組電池を加熱するプロセスにおいて、制御モジュールは、給電モジュールに含まれる各組電池の温度が加熱停止条件を満たすかどうかを決定するために、リアルタイムで各組電池の状態をさらに監視し、加熱停止条件は、組電池が予め設定される温度に達していること又は組電池の温度上昇が異常であることを含む。組電池の温度が加熱停止条件を満たしていると決定する場合、制御モジュールは、充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに加熱停止信号を送信し、加熱停止信号は、充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールが現在の充放電回路を遮断するようにトリガーする。それによって組電池の温度が予め設定される温度まで上昇し、又はいずれか一つの組電池の温度上昇が異常となった場合に、タイムリーで加熱プロセスを停止し、加熱し続けによる組電池又は充放電回路における他のデバイスの破損を回避することができる。

【0375】

本出願の別のいくつかの実施例では、充放電システムは、充電装置をさらに含み、図３３－３５に示すように、これらの図に示す回路構造に加えて、上記の他の各実施例における充放電回路においては、いずれも充電装置が接続されてもよく、この充電装置は、充放電回路を介して給電モジュールに含まれる組電池を充電するために用いられる。

【0376】

この充電装置は、充電スタンド、充電機又は他の電動車両などであってもよい。充電装置と給電モジュールとの間の充電回路に、充電装置の出力電圧と給電モジュールの組電池の需要電圧とがマッチングしない可能性があり、充電装置の電圧が組電池の需要電圧よりも高いか又は低い場合がある。これに基づいて、本出願の実施例は、充放電回路を利用して充電装置と組電池との間の充電電圧を調節してもよい。

【0377】

具体的には、充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも低い場合、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールを制御し、充電装置がエネルギー貯蔵モジュールに充電する回路、及び充電装置とエネルギー貯蔵モジュールが給電モジュールに同時に充電する回路を形成する。充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも高い場合、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールを制御し、充電装置が給電モジュールとエネルギー貯蔵モジュールに充電する回路、及びエネルギー貯蔵モジュールが給電モジュールに充電する回路を形成する。

【0378】

図３３－３５に示すように、エネルギー貯蔵モジュールとスイッチモジュールと接続される端は、第一のスイッチチューブを介して充電装置の一端と接続され、スイッチモジュールの第二端は、充電装置の他端と接続される。スイッチモジュールの第二端は、スイッチモジュールと第一の組電池の負極と接続される端であってもよい。充電装置は、加熱モジュールを介して給電モジュールに充電するために用いられ、加熱モジュールは、スイッチモジュール及びエネルギー貯蔵モジュールを含む。スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と第二の切り替え回路とを含む。

【0379】

充電装置と充放電回路の上記接続構造に基づいて、制御モジュールは各組のスイッチアームの上アームを遮断するように制御する。充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも低い場合、第一の段階では、第二の切り替え回路と第一のスイッチチューブとをオンに、第一の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、充電装置、エネルギー貯蔵モジュールと第二の切り替え回路を含む回路を形成し、充電装置がエネルギー貯蔵モジュールに充電するために用いられる。また、第二の段階では、第一の切り替え回路と第一のスイッチチューブとをオンに、第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、充電装置、エネルギー貯蔵モジュール、第一の切り替え回路と給電モジュールを含む回路を形成し、充電装置とエネルギー貯蔵モジュールが給電モジュールに同時に充電するために用いられる。

【0380】

一つの実現方式では、スイッチモジュールの各組のスイッチアームの下アームに、並列に接続されるスイッチとダイオードとが含まれる。充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも高い場合、第一の段階では、制御モジュールは、第一の切り替え回路と第一のスイッチチューブを閉じ、第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームを遮断するように制御し、充電装置、エネルギー貯蔵モジュール、第一の切り替え回路と給電モジュールを含む回路を形成し、充電装置が給電モジュールとエネルギー貯蔵モジュールに充電するために用いられる。また、第二の段階では、第一の切り替え回路を閉じ、第二の切り替え回路、各組のスイッチアームの下アームと第一のスイッチチューブを遮断するように制御し、エネルギー貯蔵モジュール、第一の切り替え回路、給電モジュールと各組のスイッチアームの下アームにおけるダイオードを含む回路を形成し、エネルギー貯蔵モジュールが給電モジュールに充電するために用いられる。

【0381】

本出願の実施例による組電池の加熱の制御フローを理解しやすくするために、以下では、モータを利用して電池を加熱する実施の形態を例に、図面３６を結び付けながら簡単に説明する。図３６に示すように、電池加熱制御プロセスは、以下のステップを含む。

【0382】

Ｓ６０１、ＢＭＳは、電池パックの温度、ＳＯＣ、電圧信号及び電流信号などを含む電池パラメータを収集する。

【0383】

Ｓ６０２、ＢＭＳは、電池の各パラメータに基づいて加熱条件を満たすかどうかを判断し、満たす場合、ＳＯＣ状態に基づいて該当する加熱要求をＶＣＵに送信し、例えばＶＣＵに予め設定される温度まで加熱する時に必要な電力を送信する。

【0384】

Ｓ６０３、ＢＭＳ又はＶＣＵは、電池ＳＯＣが第一の閾値よりも大きいかどうかを判断する。

【0385】

Ｓ６０４、ＳＯＣが第一の閾値よりも大きい場合、モータ回路を流れる交流電流によって発生する熱を利用して動力電池を加熱する。

【0386】

Ｓ６０５、ＳＯＣが第一の閾値以下である場合、モータ回路を流れる直流電流によって発生する熱を利用して動力電池を加熱する。

【0387】

Ｓ６０４の後に、ＶＣＵは第一のモータの現在作動状態を読み取る。

【0388】

例えば、第一のモータが駆動状態（即ち作動状態）にある場合、ＶＣＵは駆動信号をモータコントローラに送信する。この時、モータコントローラは、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールイネーブル信号を送信し、スイッチモジュールのＭ相アームの上アーム又は下アームをオンに、及び充放電切り替えモジュールの第一の切り替え回路又は第二の切り替え回路をオンに制御する。

【0389】

一つの例では、モータコントローラは周期的にイネーブル信号を送信し、それによってスイッチモジュールのアーム及び充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御し、さらに充電回路と放電回路の切り替えを実現し、動力電池電流のインバータ制御を実現する。

【0390】

Ｓ６０６、ＢＭＳは組電池の温度異常の有無を判断し、ある場合、温度上昇が異常となった情報をＶＣＵに送信し、ＶＣＵは温度上昇が異常となった情報をモータコントローラに転送し、加熱を停止する。

【0391】

Ｓ６０７、Ｓ６０６で温度上昇に異常がないと判断する場合、ＢＭＳは組電池の温度が要求に達しているかどうかを判断し、要求に達している場合、ＶＣＵは加熱停止情報をモータコントローラに転送し、加熱を停止し、そうでなければ、Ｓ６０１～Ｓ６０６のステップを繰り返す。

【0392】

本出願の実施例は、比較的低温の動力電池を加熱するシナリオに用いられてもよい。例えば、動力電池を加熱することにより、動力電池の温度を上昇させ、組電池が正常に使用可能な温度に到達させる具体的なシナリオに用いられてもよい。具体的には、本出願の実施例では、電池充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣ）が第一の閾値よりも大きい場合、回路を流れる電流を交流電流に変調し、交流電流を利用して動力電池の内部抵抗により発熱させてもよく、それによって動力電池を加熱し、加熱効率を向上させることができ、電池ＳＯＣが第一の閾値未満である場合、即ち電池の電力量が不足している場合、直流電流を利用して巻線に熱を発生させて動力電池を加熱することにより、電力量消費を低減させ、動力電池加熱システムの柔軟性を向上させることができる。

【0393】

図３７は、本出願の実施例の充放電システムの制御回路７００の概略的ブロック図を示す。図３７に示すように、制御回路７００はプロセッサ７１０を含み、選択的に、制御回路７００は、メモリ７２０をさらに含み、ここで、メモリ７２０は命令を記憶するために用いられ、プロセッサ７１０は、命令を読み取って命令に基づいて前述の本出願の様々な実施例の制御方法を実行するために用いられる。

【0394】

本出願の実施例は、可読記憶媒体をさらに提供し、前述の本出願の様々な実施例の方法を実行するためのコンピュータプログラムを記憶するために用いられる。

【0395】

当業者であれば意識できるように、本明細書に開示された実施例を結び付けて記述された各例のユニット及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、又はコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアの組み合わせで実現されることができる。これらの機能がハードウェア方式で実行されるかソフトウェア方式で実行されるかは、技術案の特定の応用及び設計拘束条件によるものである。当業者は、各特定の応用に対して異なる方法を使用して、記述された機能を実現することができるが、このような実現は、本出願の範囲を超えると考えられるべきではない。

【0396】

当業者であればはっきりと分かるように、記述の利便性および簡潔性のために、以上に記述されたシステム、装置とユニットの具体的な作動プロセスは、前述方法の実施例における対応するプロセスを参照すればよく、ここでこれ以上説明しない。

【0397】

本出願によるいくつかの実施例では、掲示されたシステム、装置と方法が他の方式によって実現され得ると理解すべきである。例えば、以上に記述された装置の実施例は、例示的なものに過ぎず、例えば前記ユニットの区分は、単なる論理的機能区分であり、実際に実現する時、別の区分方式があってもよく、例えば複数のユニット又はアセンブリは、別のシステムに結合されてもよく、又は統合されてもよく、又はいくつかの特徴が無視されてもよく、又は実行されなくてもよい。また、表示又は討論された同士間の結合又は直接的な結合又は通信接続は、いくつかのインターフェース、装置又はユニットによる間接的な結合又は通信接続であってもよく、電気的、機械的、又は他の形式であってもよい。

【0398】

前記分離部材として説明されたユニットは、物理的に分離されてもよく、又は分離されなくてもよく、ユニットとして表示された部材は、物理的ユニットであってもよく、又はそうではなくてもよく、一つの箇所に位置してもよく、又は複数のネットワークユニットに分布してもよい。実際の必要に応じてそのうちの一部又はすべてのユニットを選択して本実施例の方案の目的を実現することができる。

【0399】

また、本出願の各実施例における各機能ユニットが一つの処理ユニットに統合されてもよく、各ユニットが物理的に単独で存在してもよく、二つ以上のユニットが一つのユニットに統合されてもよい。

【0400】

前記機能がソフトウェア機能ユニットの形式で実現されかつ独立した製品として販売又は使用される場合、一つのコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。このような理解を踏まえて、本出願の技術案は、実質には又は従来の技術に寄与した部分又は技術案の部分がソフトウェア製品の形式によって具現化されてもよい。コンピュータソフトウェア製品は、一つの記憶媒体に記憶され、一台のコンピュータ機器（パーソナルコンピュータ、サーバ、又はネットワーク機器などであってもよい）に本出願の各実施例の前記方法の全部又は一部のステップを実行させるための若干の命令を含む。前述した記憶媒体は、Ｕディスク、モバイルハードディスク、リードオンリーメモリ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）、磁気ディスク又は光ディスクなどの様々なプログラムコードを記憶可能な媒体を含む。

【0401】

上述したように、本出願の具体的な実施の形態に過ぎず、本出願の保護範囲はこれに限らず、いかなる当業者が本出願に掲示された技術範囲内で容易に想到できる変化又は置き換えは、いずれも本出願の保護範囲内に含まれるべきである。そのため、本出願の保護範囲は、特許請求の保護範囲に準ずるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【手続補正書】

【提出日】2024-02-05

【手続補正1】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本出願は、電池技術分野に関し、特に充放電回路、システム及びその制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

エネルギー密度が高く、サイクル充電が可能で、安全で環境にやさしいなどの利点があるため、動力電池は、新エネルギー自動車、コンシューマエレクトロニクス、エネルギー貯蔵システムなどの分野に広く応用される。

【0003】

しかしながら、低温環境で動力電池の使用は一定の制限を受けている。具体的には、低温環境での動力電池の放電容量が大幅に低下し、及び低温環境で電池が充電できない。そのため、動力電池を正常に使用できるように、低温環境で動力電池を加熱する必要がある。

【0004】

従来の動力電池加熱技術は、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、モータの振動雑音が過大になるという問題を引き起こす可能性がある。

【発明の概要】

【0005】

本出願の実施例は、動力電池に対する加熱を実現するとともに、モータ回路を利用して電池を加熱する時のモータの振動雑音を効果的に抑制できる充放電回路、システム及びその制御方法を提供する。

【0006】

第一の態様によれば、充放電回路を提供し、この充放電回路は、給電モジュールと、加熱モジュールと、充放電切り替えモジュールとを含み、
前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、
前記加熱モジュールは、エネルギー貯蔵モジュール及びスイッチモジュールを含み、
前記少なくとも第一の組電池と、前記スイッチモジュールと、前記充放電切り替えモジュールとは、並列に接続され、
前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールと接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続され、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において交流波形の電流を発生させるために用いられる。

【0007】

上記充放電回路において充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールを制御し、給電モジュールに含まれる少なくとも第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールとの間に、交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させ、充電回路と放電回路が交互に切り替わるプロセスにおいて、充放電回路に交流波形の電流が発生し、この交流波形の電流が給電モジュールに含まれる少なくとも第一の組電池を流れ、少なくとも第一の組電池の電池の内部抵抗を発熱させ、それによって給電モジュールに含まれる組電池を加熱する効果を実現する。

【0008】

そして、充放電回路において、電気自動車のモータを利用せずに電池を加熱することができ、電池を加熱するプロセスにおいて、モータが加熱プロセスにおいて充放電回路における電流の周波数の影響を受けることなく、動力電池を加熱するプロセスにおいてモータの振動雑音が大きいという従来の技術問題を解決した。そしてこの充放電回路を利用して電池を加熱すると、モータは、動力自動車を正常に駆動して走行させることによって、走行加熱を実現することができる。

【0009】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、直列に接続される第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、
前記第一の切り替え回路と前記第二の切り替え回路との接続点は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端と接続され、
前記第一の切り替え回路と前記第二の切り替え回路は、前記充放電イネーブル信号のトリガーでオン又はオフされるために用いられる。

【0010】

この実現方式では、充放電切り替えモジュールは二つの切り替え回路を含み、それによってこの二つの切り替え回路を利用して充放電回路を制御し、充電回路又は放電回路を形成する。具体的には、第一の切り替え回路、第二の切り替え回路とスイッチモジュールのオン又は遮断を制御することにより、給電モジュールとエネルギー貯蔵モジュールとの間に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させ、充放電回路において交流波形の電流を発生させ、それによって給電モジュールに含まれる組電池を加熱する効果を実現する。

【0011】

第一の切り替え回路と第二の切り替え回路との接続点は、エネルギー貯蔵モジュールの第二端と接続され、エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、スイッチモジュールと接続され、このように、スイッチモジュール、第一の切り替え回路と第二の切り替え回路を合理的に制御することにより、給電モジュールとエネルギー貯蔵モジュールとの間で交互に充放電することを実現することができ、それによって給電モジュールにおける組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の内部から自己加熱を行う効果を達成し、組電池の内部から加熱すると、加熱効率がより高くなる。

【0012】

一つの実現方式では、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、
前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端と接続され、
前記第一の上アームと前記第一の下アームとは、前記充放電イネーブル信号のトリガーでオン又は遮断されるために用いられる。

【0013】

上記第一の上アーム、第一の下アームとスイッチモジュールのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路において交流波形の電流を発生させ、それによって給電モジュールに含まれる組電池を加熱する効果を実現する。

【0014】

一つの実現方式では、前記第一の上アームは、並列に接続される第一のスイッチと、第一のダイオードとを含み、前記第一の下アームは、並列に接続される第二のスイッチと、第二のダイオードとを含み、
前記第一のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第一のダイオードの陽極は、前記第二のダイオードの陰極と接続され、前記第二のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続される。

【0015】

上記第一のダイオードと第二のダイオードとは、フリーホイールダイオードであってもよく、フリーホイールダイオードは一般的に、インダクタに合わせて使用される。インダクタの電流が急激に変化すると、インダクタ両端の電圧が急変し、回路の他の素子を損傷する可能性がある。しかし、フリーホイールダイオードに合わせて使用される場合、インダクタの電流が比較的穏やかに変化し、急激な電圧変化を回避し、回路の安全性を向上させることができる。そのため、第一の上アームと第一の下アームとは、いずれも並列に接続されるスイッチとフリーホイールダイオードの構造を採用し、スイッチ機能を実現することもできるし、第一の上アームと第一の下アームにおけるスイッチのオン又は遮断を制御することにより、充電回路と放電回路の切り替えを実現することもできる。第一の上アームと第一の下アームにおけるフリーホイールダイオードにより急激な電圧変化を回避し、充放電回路全体の安全性を向上させることもできる。

【0016】

そして、第一の上アームと第一の下アームとがいずれも上記並列に接続されるスイッチ及びダイオードを含む構造では、充放電切り替えモジュールが回路のオンオフを制御する面でより多くの組み合わせ制御方式を有することができ、制御はより柔軟で変化に富んでおり、異なるデバイスのオン又は遮断を合理的に制御することにより、充放電回路に充電回路又は放電回路を形成することもできるし、異なるデバイスの使用周波数をバランスさせ、充放電切り替えモジュールに含まれる各デバイスの耐用年数を向上させることもできる。

【0017】

一つの実現方式では、前記第一の上アームは第三のスイッチを含み、前記第一の下アームは第四のスイッチを含む。

【0018】

第一の上アームと第一の下アームとはスイッチのみを含み、充放電回路に充電回路又は放電回路を形成するために、充放電切り替えモジュールがより簡単に回路のオンオフを制御することを可能にし、それによって組電池の加熱を実現する。そして、充放電回路のコストを低減させることができる。

【0019】

一つの実現方式では、前記第一の切り替え回路は第三のダイオードを含み、前記第二の切り替え回路は第五のスイッチを含み、
前記第三のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第三のダイオードの陽極は、前記第五のスイッチの一端と接続され、前記第五のスイッチの他端は、前記第一の組電池の負極と接続される。

【0020】

充放電切り替えモジュールは、直列に接続される一つのダイオードと一つのスイッチを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要とせず、一つのダイオードと一つのスイッチを採用する構造の制御ポリシーは、より簡単である。

【0021】

一つの実現方式では、前記第一の切り替え回路は、第六のスイッチをさらに含み、前記第六のスイッチの一端は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第六のスイッチの他端は、前記第三のダイオードの陰極と接続される。

【0022】

第六のスイッチは、電池を加熱する必要がないシナリオで電流が第三のダイオードから流れる状況を防止するために設置されるものであり、加熱の必要がないシナリオで電流が第三のダイオードから流れることによる回路故障を防止し、回路における電気デバイスの耐用年数を向上させることができる。

【0023】

一つの実現方式では、前記第一の切り替え回路は第七のスイッチを含み、前記第二の切り替え回路は第四のダイオードを含み、
前記第七のスイッチの一端は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第七のスイッチの他端は、前記第四のダイオードの陰極と接続され、前記第四のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続される。

【0024】

この実現方式では、充放電切り替えモジュールは、直列に接続される一つのダイオードと一つのスイッチを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要とせず、制御ポリシーがより簡単であり、例えばこの充放電切り替えモジュールは、充放電回路において充電回路又は放電回路を柔軟に切り替え、それによって充放電回路に交流電流を形成することができる。

【0025】

一つの実現方式では、前記第二の切り替え回路は、第八のスイッチをさらに含み、
前記第八のスイッチは、前記第四のダイオードと前記第一の組電池の負極との間に直列に接続される。

【0026】

第八のスイッチは、電池を加熱する必要がないシナリオで電流が第四のダイオードから流れる状況を防止するために設置されるものであり、加熱の必要がないシナリオで電流が第四のダイオードから流れることによる回路故障を防止し、回路における電気デバイスの耐用年数を向上させることができる。

【0027】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールは第一のエネルギー貯蔵素子を含み、前記第一のエネルギー貯蔵素子は少なくとも一つのインダクタを含み、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第一端は、前記スイッチモジュールと接続され、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続される。

【0028】

この実現方式では、エネルギー貯蔵モジュールは、第一のエネルギー貯蔵素子のみを含んでもよく、第一のエネルギー貯蔵素子は、一つ又は複数のインダクタを含んでもよい。第一のエネルギー貯蔵素子を設置することにより、充放電回路に放電回路が形成される時に給電モジュールが放出する電気エネルギーは、第一のエネルギー貯蔵素子に貯蔵されてもよい。充放電回路を充電回路に切り替えると、第一のエネルギー貯蔵素子は、その貯蔵された電気エネルギーを給電モジュールに再充電し、それによって給電モジュールに交流電流を流れ、給電モジュールにおける組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の内部から加熱する効果を実現することができ、外部から組電池を加熱することに対して、組電池の内部を自己発熱させる自己加熱方式は、加熱効果がより優れる。

【0029】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールは、第二のエネルギー貯蔵素子をさらに含み、前記第二のエネルギー貯蔵素子は、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端と前記充放電切り替えモジュールとの間に接続される。

【0030】

第一のエネルギー貯蔵素子と充放電切り替えモジュールとの間に、第二のエネルギー貯蔵素子が追加され、第一のエネルギー貯蔵素子は、第二のエネルギー貯蔵素子と直列に接続される。このように充放電回路に放電回路が形成される時に、給電モジュールが放出する電気エネルギーを、第一のエネルギー貯蔵素子と第二のエネルギー貯蔵素子とにより共同で貯蔵してもよく、それによってより多くのエネルギーを貯蔵することができる。充放電回路を充電回路に切り替えると、第一のエネルギー貯蔵素子と第二のエネルギー貯蔵素子とは、貯蔵された電気エネルギーを給電モジュールの組電池に再充電する。このように充放電の電気エネルギーがより多いため、それによって充放電回路においてより大きな充放電電流を形成することができ、電流が大きいほど、組電池を流れる時に電池の内部抵抗により発生する熱が多くなり、それによって組電池の温度上昇速度を向上させ、電池の自己加熱の効率を向上させ、組電池の温度を最も速い速度で所望の温度まで上昇させることができる。そして充放電のエネルギーが多ければ多いほど、電池の自己加熱プロセスにおける電流、周波数パラメータを最適化し、電池の自己加熱効果を高めることができる。

【0031】

一つの実現方式では、前記第二のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのインダクタ及び／又はキャパシタを含む。様々なエネルギー貯蔵機能を有する電気デバイスにより第二のエネルギー貯蔵素子を実現し、充放電回路の回路構造の変形をより多くし、充放電回路構造に対する異なるユーザの需要又は工業生産の需要を満足させる。

【0032】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールと前記充放電切り替えモジュールとの間に、第九のスイッチが接続されており、前記第九のスイッチは、前記第二のエネルギー貯蔵素子と直列に接続される。

【0033】

第九のスイッチは、エネルギー貯蔵モジュール、第二のエネルギー貯蔵素子及びスイッチモジュールなどの部材の正常な作動に保護を提供するために用いられる。加熱モードで第一の切り替え回路及び／又は第二の切り替え回路が故障して降伏又は短絡が発生すると、遮断エネルギー貯蔵モジュールと第二のエネルギー貯蔵素子と給電モジュールとの間の接続を遮断することを確保し、エネルギー貯蔵モジュールと第二のエネルギー貯蔵素子とが、給電モジュールと短絡する状況を回避する必要があり、第九のスイッチを遮断するように制御することにより、このような場合に存在する短絡リスクを効果的に回避することができる。

【0034】

一つの実現方式では、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールにおける第一のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチアームの数と等しく、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチアームと一対一に対応して接続され、
各前記エネルギー貯蔵デバイスの第二端の接続点は、前記充放電切り替えモジュールと接続される。

【0035】

この実現方式ではスイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、スイッチアームは対称構造であり、各組のスイッチアーム及び充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成し、それによって充放電回路において交流波形の電流を形成し、この電流が組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、動力電池の自己加熱の効果を実現する。スイッチアームの制御方式は簡単である。第一のエネルギー貯蔵素子に含まれるエネルギー貯蔵デバイスは、スイッチアームと一対一に対応して接続される。充放電回路におけるエネルギー貯蔵モジュールのエネルギー貯蔵規模を拡張する拡張方式を提供し、エネルギー貯蔵デバイス及びスイッチアームが少ない場合に、組電池の自己加熱を実現する前提で製品コストを低減させることができる。一方、エネルギー貯蔵デバイス及びスイッチアームが多い場合に、制御複雑度は明らかに増加しないが、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギー貯蔵量は著しく増加する。エネルギー貯蔵量の増加は、充放電回路においてより大きな充放電電流を形成することができ、組電池を流れる時に電池の内部抵抗が発生する熱が多くなり、それによって組電池の温度上昇速度を向上させ、電池の自己加熱の効率を向上させ、組電池の温度を最も速い速度で所望の温度まで上昇させることができる。そして充放電のエネルギーが多ければ多いほど、電池の自己加熱プロセスにおける電流、周波数パラメータを最適化し、電池の自己加熱効果を高めることができる。

【0036】

一つの実現方式では、前記スイッチモジュールは第一のスイッチアームを含み、前記第一のスイッチアームは、直列に接続される第二の上アームと第二の下アームとを含み、
前記第一のスイッチアームの第一端と、前記充放電切り替えモジュールの第一端と、前記給電モジュールの第一端とは、同一の線に接続され、
前記第一のスイッチアームの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端と、前記給電モジュールの第二端とは、同一の線に接続される。

【0037】

スイッチモジュールは、一つのスイッチアームを採用するだけで充放電回路による電池加熱機能を実現し、充放電回路のコストを減少することができる。第二の上アーム、第二の下アーム及び充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成することができる。

【0038】

一つの実現方式では、前記第一のエネルギー貯蔵素子は、インダクタ及び／又はキャパシタを含み、
前記第二の上アームと前記第二の下アームとの接続点は、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第一端と接続され、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続される。

【0039】

この実現方式では、第一のエネルギー貯蔵素子の一端を第二の上アームと第二の下アームとの接続点に接続し、第一のエネルギー貯蔵素子の他端を充放電切り替えモジュールと接続し、それによって第二の上アームと第二の下アーム及び充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御することにより、第一のエネルギー貯蔵素子と給電モジュールとの間の回路を充電回路又は放電回路に柔軟に切り替えることができる。

【0040】

一つの実現方式では、各組の前記スイッチアームは、いずれも上アームと下アームとを含み、且つ上アームと下アームは、いずれも並列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、又は、上アームと下アームは、いずれもスイッチを含む。

【0041】

上記ダイオードは、フリーホイールダイオードであってもよく、フリーホイールダイオードは一般的に、インダクタに合わせて使用される。インダクタの電流が急激に変化すると、インダクタ両端の電圧が急変し、回路の他の素子を損傷する可能性がある。しかし、フリーホイールダイオードに合わせて使用される場合、インダクタの電流が比較的穏やかに変化し、急激な電圧変化を回避し、回路の安全性を向上させることができる。そのため、第二の上アームと第二の下アームとは、いずれも並列に接続されるスイッチとダイオードの構造を採用し、スイッチ機能を実現することもできるし、第二の上アームと第二の下アームにおけるスイッチのオン又は遮断を制御することにより、充電回路と放電回路の切り替えを実現することができる。第二の上アームと第二の下アームにおけるダイオードにより急激な電圧変化を回避し、充放電回路全体の安全性を向上させることもできる。そして、第二の上アームと第二の下アームがいずれも上記並列に接続されるスイッチ及びダイオードを含む構造では、回路のオンオフを制御する面でより多くの組み合わせ制御方式を有することができ、制御はより柔軟で変化に富んでおり、異なるデバイスのオン又は遮断を合理的に制御することにより、充放電回路に充電回路又は放電回路を形成することもできるし、異なるデバイスの使用周波数をバランスさせ、充放電切り替えモジュールに含まれる各デバイスの耐用年数を向上させることもできる。

【0042】

一方、第二の上アームと第二の下アームがスイッチのみを含む実現方式では、充放電回路に充電回路又は放電回路を形成するために、より簡単に回路のオンオフを制御でき、それによって組電池の加熱を実現する。そして、充放電回路のコストを低減させることができる。

【0043】

一つの実現方式では、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチレッグを含み、前記少なくとも一組のスイッチレッグは、直列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールにおける第一のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチレッグの数に等しく、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチレッグと一対一に対応して接続される。

【0044】

この実現方式では、スイッチモジュールには、直列に接続されるスイッチとダイオードから構成されるスイッチレッグが含まれ、直列に接続される一つのダイオードと一つのスイッチを採用し、２つのスイッチチューブから構成されるスイッチアームを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要とせず、一つのダイオードと一つのスイッチを採用する構造の制御ポリシーは、より簡単である。また、スイッチモジュールのより多くの構造変形を提供し、充放電切り替えモジュールの異なる変形構造は、より様々な充放電回路の具体的な回路構造となるように組み合わせることによって、充放電回路構造に対する異なるユーザの需要又は工業生産の需要を満足させることができる。

【0045】

一つの実現方式では、前記スイッチレッグにおけるダイオードの陰極は、前記給電モジュールの正極と接続され、前記スイッチレッグにおけるダイオードの陽極は、前記給電モジュールの負極と接続される。

【0046】

この実現方式では、スイッチレッグにおけるダイオードの陰極は、給電モジュールの正極と接続され、ダイオードの陰極は、電流をオフにし、給電モジュールの正極と負極との間がダイオードを介して順方向に直接オンになることを防止し、充放電回路の安全性を向上させることができる。

【0047】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールはＭ相モータを含み、前記スイッチモジュールはＭ相アームを含み、Ｍは正の整数であり、
ここで、前記Ｍ相アームと、前記給電モジュール及び前記充放電切り替えモジュールとは、並列に接続され、
前記Ｍ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ前記Ｍ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続され、
前記充放電切り替えモジュールは、前記Ｍ相巻線の接続点と接続される。

【0048】

この実現方式では、電気自動車に備え付けられたモータを利用して組電池を加熱し、モータの利用率を向上させ、組電池を加熱するコストを低減させた。そして、Ｍ相モータは、スイッチモジュールに含まれるＭ相アームに接続されるだけでなく、充放電切り替えモジュールにも接続され、Ｍ相アームを流れる電流が、同時にＭ相モータのすべての巻線に流入し、且つすべての巻線の他端から流出することができ、それによってＭ相モータのすべての巻線を流れる電流は、方向の異なる交流電流ではなく、同じ方向及び同じ大きさの電流であってもよい。そのため、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、モータの振動雑音が過大になるという問題を効果的に低減させることができる。

【0049】

一つの実現方式では、前記Ｍ相モータは、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータを含み、
前記第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、前記第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続される。

【0050】

一つの実現方式では、前記スイッチモジュールのＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ前記第一のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。

【0051】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールはＭ相アームを含み、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームにおける上下アームの接続点は、それぞれ前記第二のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。

【0052】

ツインモータを有する電力消費機器について、二つのモータを利用して組電池を加熱してもよく、そのうちの一つのモータのインバータはスイッチモジュールに相当し、別のモータのインバータは充放電切り替えモジュールに相当する。二つのモータの巻線はエネルギー貯蔵モジュールに相当する。二つのモータのインバータにおける各アームのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路において充電回路と放電回路を交互に切り替える。

【0053】

第一のＭ相モータの各相巻線に流入する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第一のＭ相モータの振動雑音を効果的に抑制することができる。類似的に、第二のＭ相モータの各相巻線から流出する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第二のＭ相モータの振動雑音を効果的に抑制することができる。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0054】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは第一の組電池を含み、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、充放電イネーブル信号に応答するために用いられ、前記充放電回路において発生させた交流電流の波形は、三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つを含む。

【0055】

この実現方式では、給電モジュールは一つの組電池を含み、組電池とエネルギー貯蔵モジュールとの間で交互に充放電を行い、エネルギー貯蔵モジュールがエネルギーを満タンクに貯蔵した直後に放電する必要があるため、加熱電流の大きさが絶えず変化するため、第一の組電池のみを含む充放電回路において発生させた交流電流の波形は、三角波と、疑似三角波と、正弦波と、疑似正弦波とのうちの少なくとも一つである。

【0056】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含み、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、第一の充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を発生させるために用いられ、又は、第二の充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つの波形の交流電流を発生させるために用いられ、
ここで、前記第一の充放電イネーブル信号に対応する充放電周波数は、前記第二の充放電イネーブル信号に対応する充放電周波数よりも大きい。

【0057】

この実現方式では、給電モジュールは少なくとも二つの組電池を含み、各加熱周期に、一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュールに充電し、及びこの組電池とエネルギー貯蔵モジュールが別の組電池に同時に充電する。二重組電池の設置は、エネルギー貯蔵モジュールの加熱電流の大きさ及び加熱電流の周波数に対する拘束を効果的に低減させることができ、二重組電池の加熱方式により、組電池の加熱電流を予め設定される加熱周波数に応じて一つの安定した且つ比較的大きい加熱電流の大きさに維持することができるように、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギーをタイムリーにそのうちの一つの組電池に逃がすことができ、それによって電池が異なる温度、ＳＯＣ状態で、加熱電流の周波数の調節により、加熱レートを大幅に上昇させることができる。加熱電流の大きさを一つの安定した値に維持することができるため、二重組電池の充放電回路において発生させた交流電流の波形は、矩形波又は疑似矩形波である。別の実現方式として、加熱電流の周波数を制御し、放電回路の維持時間長を延長することにより、エネルギー貯蔵モジュールに放電前により多くの電気エネルギーを貯蔵させる。また充電回路の維持時間長を延長することにより、エネルギー貯蔵モジュールにおける電気エネルギーをすべて組電池に再充電させ、このような場合には少なくとも二つの組電池を含む充放電回路においても、三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つの波形の交流電流を発生させてもよい。

【0058】

一つの実現方式では、前記第二の組電池の第一端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、前記第二の組電池の第二端と、前記第一の組電池の第二端と、前記スイッチモジュールの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端とは、同一の線に接続され、
前記第一の組電池の第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、
前記第一の組電池の第一端と前記第二の組電池の第一端との間に、第十のスイッチが接続されている。

【0059】

この実現方式では、第十のスイッチにより、第一の組電池と第二の組電池との間の接続方式を制御することができる。第十のスイッチが遮断される場合、第一の組電池の負極は、第二の組電池の正極と接続され、第十のスイッチが閉じられる場合、第一の組電池の正極は、第二の組電池の正極と接続される。第一の組電池と第二の組電池を加熱する必要がある場合、第十のスイッチを遮断するように制御し、第一の組電池と第二の組電池を加熱する。外部への給電が必要な場合、第十のスイッチを閉じるように制御し、第一の組電池と第二の組電池により外部への給電を行う。

【0060】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、又は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第二端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第二端と接続される。

【0061】

この実現方式では、エネルギー貯蔵モジュールの接続位置の変形方案を提供し、充放電回路にさらに変化の多い構造構成方式を持たせ、より多くの応用シナリオに適用される。

【0062】

一つの実現方式では、前記給電モジュールに含まれる組電池の両端に、キャパシタが並列に接続されている。

【0063】

キャパシタにより、電圧の安定化などの機能を実現し、組電池の電圧変動を減少し、組電池の電圧の安定性を向上させることができる。

【0064】

第二の態様によれば、充放電システムを提供し、この充放電システムは、制御モジュールと、上記第一の態様及びそのいずれか一つの実現方式に記載の充放電回路とを含み、前記制御モジュールは、前記充放電回路に命令を送信することで、充放電を行うように給電モジュールを制御するために用いられる。

【0065】

この充放電システムでは、制御モジュールを利用して充放電回路におけるスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールを制御し、充電回路と放電回路を交互に切り替えることを実現し、それによって組電池を加熱する。

【0066】

一つの実現方式では、前記充放電回路と接続される充電装置をさらに含み、
前記充電装置は、前記充放電回路を介して前記給電モジュールに含まれる組電池へ充電するために用いられる。

【0067】

この実現方式では、充放電回路による組電池の加熱を実現することもできるし、充電装置による組電池の充電を実現することもできる。

【0068】

第三の態様によれば、充放電制御方法を提供し、この方法は、第二の態様に記載の充放電システムに用いられ、前記方法は、
充放電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールとをオン又はオフに制御し、前記充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させることで、交流波形の電流を発生させることを含む。

【0069】

充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールのオンオフを制御することにより、給電モジュールに含まれる少なくとも第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールとの間に、交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させ、充電回路と放電回路が交互に切り替わるプロセスにおいて、充放電回路に交流波形の電流が発生し、この交流波形の電流が給電モジュールに含まれる少なくとも第一の組電池を流れ、少なくとも第一の組電池の電池の内部抵抗を発熱させ、それによって給電モジュールに含まれる組電池を加熱する効果を実現する。そして、充放電回路において電気自動車のモータを利用せずに電池を加熱することができ、電池を加熱するプロセスにおいて、モータが加熱プロセスにおいて充放電回路における電流の周波数の影響を受けることなく、動力電池を加熱するプロセスにおいてモータの振動雑音が大きいという従来の技術問題を解決した。そしてこの充放電回路を利用して電池を加熱すると、モータは、動力自動車を正常に駆動して走行させることによって、走行加熱を実現することができる。

【0070】

一つの実現方式では、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充電イネーブル信号と放電イネーブル信号を交互に送信することで、前記充電回路と放電回路を交互に切り替えるように制御する。

【0071】

この実現方式では、充電回路と放電回路を切り替える周波数を制御することにより、回路全体において発生させた交流電流の周波数を調節することによって、組電池の加熱レートを向上させる。

【0072】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、直列に接続される第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、各組のスイッチアームは、上アームと下アームとを含み、
前記交互に切り替わる充電回路と放電回路は、
前記スイッチモジュールの各組の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第二の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路と、
前記スイッチモジュールの各組の下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路とを含む。

【0073】

この実現方式では、前記スイッチモジュールの各組の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第二の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路と、前記スイッチモジュールの各組の下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路とを、交互に切り替える。交互に切り替えることにより充放電回路において交流電流を形成し、交流電流が給電モジュールにおける組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の自己加熱の効果を達成する。

【0074】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第一の下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0075】

一つの実現方式では、放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームと前記第一の下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アームと前記第一の上アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームとの間の充電回路を形成する。

【0076】

上記二つの実現方式では、第一の上アーム、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの上下アームのオン又は遮断を柔軟に制御することにより、放電回路と充電回路を交互に切り替え、充放電回路に交流電流を形成し、それによって組電池を加熱する効果を実現する。

【0077】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第三のダイオードを含み、前記第二の切り替え回路は第五のスイッチを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームと前記第五のスイッチとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第五のスイッチとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第三のダイオードとの間の充電回路を形成する。

【0078】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第七のスイッチを含み、前記第二の切り替え回路は第四のダイオードを含み、前記第四のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続され、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、前記第七のスイッチ及び各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第七のスイッチと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第四のダイオードと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0079】

上記二つの実現方式では、充放電切り替えモジュールは、直列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、コストが低い。そして、ダイオードは能動制御を必要とせず、受動制御だけでよく、回路全体の制御方式がより簡便になる。

【0080】

一つの実現方式では、前記第四のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の負極と接続され、
放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第四のダイオードとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記第七のスイッチ及び各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第七のスイッチとの間の充電回路を形成する。

【0081】

この実現方式では、第四のダイオードの向きを変え、充放電回路の変形方案をより多くし、第四のダイオードの向きを変えた後に、制御方式を簡単に調整すればよく、制御方式が簡便であり、且つ充放電切り替えモジュールが二つのスイッチを含む場合に比べてコストが低い。

【0082】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記エネルギー貯蔵モジュールは、第一のＭ相モータと第二のＭ相モータとを含み、前記スイッチモジュールはＭ相アームを含み、前記充放電切り替えモジュールはＭ相アームを含み、前記第一のＭ相モータのＭ相巻線は、前記スイッチモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、前記第二のＭ相モータのＭ相巻線は、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続され、
放電イネーブル信号を送信し、前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0083】

一つの実現方式では、放電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0084】

上記二つの実現方式では、ツインモータを有する電力消費機器について、二つのモータを利用して組電池を加熱してもよく、そのうちの一つのモータのインバータはスイッチモジュールに相当し、別のモータのインバータは充放電切り替えモジュールに相当する。二つのモータの巻線はエネルギー貯蔵モジュールに相当する。二つのモータのインバータにおける各アームのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路において充電回路と放電回路を交互に切り替える。

【0085】

第一のＭ相モータの各相巻線に流入する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第一のＭ相モータの振動雑音を効果的に抑制することができる。類似的に、第二のＭ相モータの各相巻線から流出する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第二のＭ相モータの振動雑音を効果的に抑制することができる。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0086】

一つの実現方式では、前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含み、
前記充電回路又は前記放電回路を介して前記第一の組電池又は前記第二の組電池を充放電し、前記充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を形成し、
前記充放電は、前記第一の組電池と前記第二の組電池の充放電状態を切り替えることを含み、前記充放電状態は、前記第一の組電池を充電するとともに、前記第二の組電池を放電すること、又は、前記第一の組電池を放電するとともに、前記第二の組電池を充電することを含む。

【0087】

二つの組電池を含む充放電回路について、二つの組電池の充放電状態を交互に切り替える。各加熱周期に、そのうちの一つの組電池を放電するとともに、別の組電池を充電する。二重組電池の設置は、エネルギー貯蔵モジュールの加熱電流の大きさ及び加熱電流の周波数に対する拘束を効果的に低減させることができ、二重組電池の加熱方式により、組電池の加熱電流を予め設定される加熱周波数に応じて一つの安定した加熱電流の大きさに維持することができるように、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギーをタイムリーにそのうちの一つの組電池に逃がすことができ、それによって電池が異なる温度、ＳＯＣ状態で、加熱電流の周波数の調節により、加熱レートを大幅に上昇させることができる。加熱電流の大きさを一つの安定した値に維持することができるため、二重組電池の充放電回路において発生させた交流電流の波形は、矩形波又は疑似矩形波である。

【0088】

一つの実現方式では、前記第二の組電池の第一端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、前記第二の組電池の第二端と、前記第一の組電池の第二端と、前記スイッチモジュールの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端とは、同一の線に接続され、前記第一の組電池の第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記第一の組電池の第一端と前記第二の組電池の第一端との間に、第十のスイッチが接続されており、前記方法は、
前記第一の組電池と前記第二の組電池が加熱条件を満たしていると決定し、前記第十のスイッチを遮断するように制御することをさらに含む。

【0089】

この実現方式では、第十のスイッチにより、第一の組電池と第二の組電池との間の接続方式を制御することができる。第十のスイッチが遮断される場合、第一の組電池の負極は、第二の組電池の正極と接続され、第十のスイッチが閉じられる場合、第一の組電池の正極は、第二の組電池の正極と接続される。第一の組電池と第二の組電池を加熱する必要がある場合、第十のスイッチを遮断するように制御し、第一の組電池と第二の組電池を加熱する。外部への給電が必要な場合、第十のスイッチを閉じるように制御し、第一の組電池と第二の組電池により外部への給電を行う。

【0090】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの一端は、前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの他端は、前記スイッチアームの上下アームの接続点と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの下アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、前記第一の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、
第二のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記第二の組電池との間の充電回路を形成し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第二の組電池へ充電させる。

【0091】

一つの実現方式では、前記方法は、
各組の前記スイッチアームの上アームのオン又は下アームのオンを繰り返し切り替えることで、前記第二の組電池への充電時間を制御することをさらに含む。

【0092】

一つの実現方式では、前記方法は、
第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第二の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の下アームとの間の放電回路を形成し、前記第二の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させることと、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第二の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームと前記第一の組電池との間の充電回路を形成し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第一の組電池へ充電させることとをさらに含む。

【0093】

一つの実現方式では、前記方法は、
前記第一の上アームのオン又は前記第一の下アームのオンを繰り返し切り替えることで、前記第一の組電池への充電時間を制御することをさらに含む。

【0094】

二つの組電池を含む充放電回路において、第一の上アーム、第一の下アーム、各組のスイッチアームの上下アームのオン又は遮断を制御し、一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電し、及びこの組電池とエネルギー貯蔵モジュールが別の組電池に同時に充電することを実現する。そして、各組のスイッチアームの上アームのオン又は下アームのオンを繰り返し切り替えることにより、各組電池への充電時間長を柔軟に制御することができる。

【0095】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成し、
第二のイネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アーム及び前記第一の下アームを同時にオンに制御し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第二の組電池へ充電する回路を形成する。

【0096】

一つの実現方式では、前記方法は、
第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成することと、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第一の組電池へ充電する回路を形成することとをさらに含む。

【0097】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第二端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第二端と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成し、
第二のイネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アーム及び前記第一の上アームを同時にオンに制御し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第一の組電池へ充電する回路を形成する。

【0098】

一つの実現方式では、前記方法は、
第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成することと、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第二の組電池へ充電する回路を形成することとをさらに含む。

【0099】

一つの実現方式では、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの一端は、前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの他端は、前記スイッチアームの上下アームの接続点と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームと前記第二の組電池との間の充放電回路を形成し、前記第一の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第二の組電池へ充電させ、
第二のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記第二の組電池との間の充放電回路を形成し、前記第二の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第一の組電池へ充電させる。

【0100】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールと前記充放電切り替えモジュールとの間に、第九のスイッチが接続されており、
前記給電モジュールに含まれる組電池が加熱条件を満たしていると決定し、前記第九のスイッチを閉じるように制御し、又は、前記組電池が加熱停止条件を満たしていると決定し、前記第九のスイッチを遮断するように制御する。

【0101】

第九のスイッチは、エネルギー貯蔵モジュール、第二のエネルギー貯蔵素子及びスイッチモジュールなどの部材の正常な作動に保護を提供するために用いられる。加熱モードで第一の切り替え回路及び／又は第二の切り替え回路が故障して降伏又は短絡が発生すると、エネルギー貯蔵モジュールと第二のエネルギー貯蔵素子と給電モジュールとの間の接続を遮断することを確保し、エネルギー貯蔵モジュールと第二のエネルギー貯蔵素子とが、給電モジュールと短絡する状況を回避する必要があり、第九のスイッチを遮断するように制御することにより、このような場合に存在する短絡リスクを効果的に回避することができる。

【0102】

一つの実現方式では、充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
前記給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が、予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定することと、
各組電池の充電状態値が前記予め設定される閾値以上であると決定する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む。

【0103】

この実現方式では、組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値よりも大きい場合にのみ組電池を加熱し、組電池の電力量が低すぎて加熱に必要な放電電気エネルギーをサポートできない状況を回避する。

【0104】

一つの実現方式では、前記の、前記給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が、予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定する前に、前記方法は、
前記給電モジュールの温度が、予め設定される温度閾値よりも小さいかどうかを決定することと、そうであれば、前記給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が、予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定する操作を実行することとをさらに含む。

【0105】

この実現方式では、まず給電モジュールの温度が予め設定される温度閾値よりも小さいかどうかを決定し、低温条件でのみ組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値以上であるかどうかをさらに決定し、充電状態値が予め設定される充電閾値以上であると決定する場合に、組電池の加熱を起動する。

【0106】

一つの実現方式では、充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
前記モータの作動状態を取得することと、前記モータが非駆動状態にあることを前記作動状態が指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む。

【0107】

モータを利用して組電池を加熱する応用シナリオにおいて、モータが非駆動状態にある場合のみ組電池の加熱を起動し、加熱モードがモータの正常な運転に影響を与えることを回避する。

【0108】

一つの実現方式では、充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
車両コントローラから送信された制御信号を受信することと、前記制御信号が前記給電モジュールを加熱するよう指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む。

【0109】

この実現方式では、組電池の加熱を起動するには、車両コントローラが制御信号をモータコントローラに送信し、モータコントローラがスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールを制御して加熱を起動してもよい。

【0110】

一つの実現方式では、充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
電池管理システムから送信された要求データを受信することと、前記給電モジュールが加熱条件を満たしていることを前記要求データが指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む。

【0111】

この実現方式では、電池管理システムは組電池が加熱条件を満たすかどうかを検出し、加熱条件を満たしている場合に、要求データを車両コントローラ又はモータコントローラに送信してもよい。車両コントローラ又はモータコントローラは、加熱を起動するプロセスを制御する。

【0112】

一つの実現方式では、前記方法は、
前記充放電プロセスにおいて、前記給電モジュールに含まれる各組電池の温度が加熱停止条件を満たすかどうかを決定することであって、前記加熱停止条件は、前記組電池が予め設定される温度に達していること又は前記組電池の温度上昇が異常であることを含むことと、そうであれば、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、加熱停止信号を送信することであって、前記加熱停止信号は、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールが前記充放電回路を遮断するようにトリガーすることとをさらに含む。

【0113】

充放電プロセスにおいて、さらに組電池の温度をリアルタイムで監視し、組電池の温度上昇が異常となり、又は組電池の温度が予め設定される温度に達した場合に、タイムリーに制御して加熱を停止し、組電池の温度が予め設定される温度に達し又は温度上昇が異常となった場合にも加熱を継続すると、組電池が損傷する状況につながる。

【0114】

一つの実現方式では、前記充放電システムは、充電装置をさらに含み、前記方法は、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも低い場合、前記スイッチモジュールと前記充放電切り替えモジュールを制御し、前記充電装置が前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電する回路、及び前記充電装置と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ同時に充電する回路を形成することと、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも高い場合、前記スイッチモジュールと前記充放電切り替えモジュールを制御し、前記充電装置が前記給電モジュールと前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電する回路、及び前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ充電する回路を形成することとをさらに含む。

【0115】

この実現方式では、充放電回路は加熱モードと充電モードを同時に有し、これは動力電池を加熱するだけでなく、充電装置が動力電池へ充電するプロセスにおいて、充電電圧を調節することもできる。このように、充電装置の電圧と動力電池の電圧とがマッチングしない場合、例えば充電装置の電圧が動力電池の電圧よりも低いか又は高い場合、充電装置は、充放電回路を介して動力電池の昇圧充電又は降圧充電を行い、充電装置と動力電池の適合性を向上させることができる。

【0116】

一つの実現方式では、前記エネルギー貯蔵モジュールの、前記スイッチモジュールと接続される端は、第一のスイッチチューブを介して充電装置の一端と接続され、前記スイッチモジュールの第二端は、前記充電装置の他端と接続され、前記充電装置は、前記加熱モジュールを介して前記給電モジュールへ充電するために用いられ、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記方法は、
各組のスイッチアームの上アームを遮断するように制御することと、前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも低い場合、前記第二の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとをオンに、前記第一の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置が前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第二の切り替え回路を含む回路を形成することと、
前記第一の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとをオンに、前記第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ同時に充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールを含む回路を形成することとをさらに含む。

【0117】

充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも低い場合、合理的な制御タイミングを設定し、各サブアームのオンと遮断を制御することにより、各充電周期に充電装置がエネルギー貯蔵モジュールに充電する第一の段階、及び充電装置とエネルギー貯蔵モジュールが給電モジュールに同時に充電する第二の段階を形成する。このように、充電装置がエネルギー貯蔵モジュールに充電する第一の段階では、エネルギー貯蔵モジュールに一定の電力量が記憶されるため、エネルギー貯蔵モジュールは、第二の段階で充電装置とともに、給電モジュールに共同で充電し、充電装置と給電モジュールとの間の電圧差を減少し、充電効率を向上させることができる。

【0118】

一つの実現方式では、前記各組のスイッチアームの下アームに、並列に接続されるスイッチとダイオードとが含まれ、前記方法は、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも高い場合、前記第一の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとを閉じ、前記第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置が前記給電モジュールと前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールを含む回路を形成することと、
前記第一の切り替え回路を閉じ、前記第二の切り替え回路、前記各組のスイッチアームの下アームと前記第一のスイッチチューブとを遮断するように制御し、前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ充電するための、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路、前記給電モジュールと前記各組のスイッチアームの下アームにおけるダイオードを含む回路を形成することとをさらに含む。

【0119】

充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも高い場合、合理的な制御タイミングを設定し、各サブアームのオンと遮断を制御することにより、各充電周期に充電装置がエネルギー貯蔵モジュールと給電モジュールに充電する段階、及びエネルギー貯蔵モジュールのみが給電モジュールに充電する段階を形成する。一方、充電装置がエネルギー貯蔵モジュールと給電モジュールに充電する時に、エネルギー貯蔵モジュールが一部の電圧を吸収できるため、充電装置と給電モジュールとの間の電圧差が適切に減少し、他方、充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも大きいため、充電装置が給電モジュールを大電圧で持続充電することを回避するために、充電装置とエネルギー貯蔵モジュールとが、給電モジュールを交互に充電することができる。ここで、充電装置がエネルギー貯蔵モジュールと給電モジュールに充電する時に、エネルギー貯蔵モジュールに一定の電力量が記憶されることができるため、この部分の電力量に基づいて、エネルギー貯蔵モジュールは単独で給電モジュールに充電することができる。

【0120】

第四の態様によれば、電力消費機器を提供し、この電力消費機器は、第二の態様に記載の充放電システムを含む。

【0121】

電力消費機器が低温環境にある場合、電力消費機器における動力電池は、温度が低すぎるため放電容量が著しく低下してしまい、且つ低温環境で動力電池を充電することができず、低温環境での電力消費機器の正常な使用に影響を与える。本出願の実施例の電力消費機器では、充放電回路を介して動力電池を加熱し、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成し、それによって充放電回路において交流電流を発生させ、この交流電流が動力電池を流れ、動力電池の内部抵抗に熱を発生させ、それによって動力電池に対する加熱を実現する。

【図面の簡単な説明】

【0122】

本出願の実施例の技術案をより明瞭に説明するために、以下は、本出願の実施例に使用される必要のある図面を簡単に紹介し、自明なことに、以下に記述された図面は、ただ本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、図面に基づいて他の図面を得ることもできる。

【図1】従来の充放電回路の回路図である。

【図2】本出願の一実施例による充放電回路の概略的ブロック図である。

【図3】本出願の一実施例による充放電回路の別の概略的ブロック図である。

【図4】本出願の実施例による充放電回路の一概略的ブロック図において、充放電切り替えモジュールの第一種の構造概略図を示す。

【図5】本出願の実施例による充放電回路の一概略的ブロック図において、充放電切り替えモジュールの第二種の構造概略図を示す。

【図6】本出願の実施例による充放電回路の一概略的ブロック図において、充放電切り替えモジュールの第三種の構造概略図を示す。

【図7】本出願の実施例による充放電回路の一概略的ブロック図において、充放電切り替えモジュールの第四種の構造概略図を示す。

【図8】本出願の一実施例による充放電回路の別の概略的ブロック図である。

【図9】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図10】本出願の一実施例による一つの組電池のみを含む充放電回路において発生させた三角波形の交流電流の波形の概略図である。

【図11】本出願の一実施例による少なくとも二つの組電池を含む充放電回路の概略的ブロック図である。

【図12】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図13】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図14】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図15】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図16】本出願の一実施例による少なくとも二つの組電池を含む充放電回路において発生させた矩形波又は疑似矩形波の交流電流の波形の概略図である。

【図17】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図18】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図19】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図20】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図21】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図22】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図23】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図24】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図25】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図26】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図27】本出願の一実施例による充放電回路の別の概略的ブロック図である。

【図28】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図29】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図30】本出願の一実施例による充放電回路の回路図である。

【図31】本出願の一実施例による充放電システムの概略的ブロック図である。

【図32】本出願の一実施例による充放電システムの別の概略的ブロック図である。

【図33】本出願の一実施例による充放電システムの回路図である。

【図34】本出願の一実施例による充放電システムの回路図である。

【図35】本出願の一実施例による充放電システムの回路図である。

【図36】本出願の一実施例による動力電池加熱シナリオでの制御方法フローチャートである。

【図37】本出願の一実施例による充放電制御機器の概略的ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0123】

以下では、図面と実施例を結び付けながら、本出願の実施の形態をさらに詳細に記述する。以下では、実施例の詳細な記述と図面は、例示的に本出願の原理を説明するためのものであるが、本出願の範囲を制限するためのものではなく、即ち本出願は、記述された実施例に限らない。

【0124】

本出願の記述において、説明すべきこととして、特に断りのない限り、「複数の」の意味は、二つ以上であり、用語である「上」、「下」、「左」、「右」、「内」、「外」などにより指示される方位又は位置関係は、本出願の記述の便宜上及び記述の簡略化のためのものに過ぎず、言及された装置又は素子が特定の方位を有し、特定の方位で構成して操作しなければならないことを指示又は暗示するものではないため、本出願に対する制限と理解されるべきではない。なお、用語である「第一」、「第二」、「第三」などは、記述の目的のみで用いられるものであり、相対的な重要性を指示又は暗示すると理解すべきではない。「垂直」は、厳密な垂直ではなく、誤差許容範囲内である。「平行」は、厳密な平行ではなく、誤差許容範囲内である。

【0125】

下記記述に出現された方位詞は、いずれも図に示す方向であり、本出願の具体的な構造を限定するものではない。本出願の記述において、さらに説明すべきこととして、特に明確に規定、限定されていない限り、用語である「取り付け」、「繋がり」、「接続」は、広義に理解されるべきであり、例えば固定的な接続であってもよく、取り外し可能な接続、又は一体的な接続であってもよく、直接的な繋がりであってもよく、中間媒体による間接的な繋がりであってもよい。当業者にとって、具体的な状況に応じて上記用語の本出願における具体的な意味を理解することができる。

【0126】

時代の発展に伴い、新エネルギー自動車はその環境保護性、低騒音、低使用コストなどの利点により、巨大な市場の将来性があり、且つ省エネと汚染物質の排出削減を効果的に促進することができ、社会の発展と進歩に有利である。

【0127】

動力電池の電気化学的特性により、低温環境では、動力電池の充放電能力が大幅に制限され、顧客の冬の車利用体験に深刻な影響を与える。そのため、動力電池を正常に使用できるように、低温環境で動力電池を加熱する必要がある。

【0128】

本出願の実施例における動力電池は、リチウムイオン電池、リチウム金属電池、鉛蓄電池、ニッケルカドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウム硫黄電池、リチウム空気電池又はナトリウムイオン電池などであってもよく、ここで限定しない。規模から見ると、本出願の実施例における電池は、セル単体であってもよく、電池モジュール又は電池パックであってもよく、ここで限定しない。応用シナリオから見ると、電池は、自動車、汽船などの動力装置内に応用されてもよい。例えば、動力自動車内に応用されてもよく、動力自動車のモータに給電し、電気自動車の動力源とする。電池はさらに、電気自動車における他の電力消費デバイスに給電し、例えば車内空調、車載プレーヤーなどに給電してもよい。

【0129】

記述を容易にするために、以下では、新エネルギー自動車（動力自動車）への動力電池の適用を実施例として記述する。

【0130】

駆動モータ及びその制御システムは新エネルギー自動車のコア部材のうちの一つであり、その駆動特性は自動車走行の主な性能指標を決める。新エネルギー自動車のモータ駆動システムは、主に電動機（即ちモータ）、モータコントローラ（例えば、インバータ）、様々な検出センサ及び電源などの部分から構成される。モータは電磁誘導の原理を応用して運行する回転電磁機械であり、電気エネルギーから機械エネルギーへの変換を実現するために用いられる。運行時に、電気システムから電力を吸収し、機械システムに機械パワーを出力する。

【0131】

動力電池を加熱する時の不要なコストアップを回避するために、モータ回路を利用して動力電池を加熱することができる。

【0132】

図１は、従来の動力電池加熱システムの充放電回路図を示す。図１に示すように、動力電池加熱システム１００は、給電モジュール１１０と、給電モジュール１１０と接続されるインバータモジュール１２０と、インバータモジュール１２０と接続される駆動モジュール１３０とを含んでもよい。

【0133】

給電モジュール１１０について、動力電池自体を採用して実現することもできるし、外部給電モジュール、例えば充電スタンドを採用して実現することもできる。外部給電モジュールによって提供される加熱エネルギーは、例えば、外部直流充電器によって出力され、又は外部交流充電器によって整流されて出力されてもよく、ここで具体的に限定しない。

【0134】

インバータモジュール１２０について、様々なタイプのスイッチを採用して実現してもよい。例えば、インバータモジュール１２０は、モータ駆動システムにおけるインバータによって実現されてもよく、ここで、インバータは、絶縁ゲートバイポーラトランジスター（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）のアームスイッチを採用して実現してもよい。具体的には、インバータのアームの数は、駆動モジュール１３０における巻線の数と同じである。例えば、駆動モジュール１３０は三相巻線モータを含み、インバータは三相アームを含み、即ちＵ相アーム、Ｖ相アームとＷ相アームを含む。ここで、三相アームにおける各相アームは、いずれも上アームと下アームとを有し、その上アームと下アームにはそれぞれスイッチユニットが設置されており、即ちインバータモジュール１２０は、それぞれＵ相アームにおける上アームスイッチ１２１と下アームスイッチ１２２、Ｖ相アームにおける上アームスイッチ１２３と下アームスイッチ１２４、及びＷ相アームにおける上アームスイッチ１２５と下アームスイッチ１２６を含む。

【0135】

駆動モジュール１３０について、具体的に、Ｕ相アームと繋がる巻線１３１、Ｖ相アームと繋がる巻線１３２及びＷ相アームと繋がる巻線１３３を含んでもよい。ここで、巻線１３１の一端は、Ｕ相アームにおける上アームと下アームとの接続点と繋がり、巻線１３２の一端は、Ｖ相アームにおける上アームと下アームとの接続点と繋がり、巻線１３３の一端は、Ｗ相アームにおける上アームと下アームとの接続点と繋がる。巻線１３１の他端と、巻線１３２の他端と、巻線１３３他端とは、同一の線に接続される。

【0136】

説明すべきこととして、駆動モジュール１３０は、三相巻線モータに限定されるものではなく、六相巻線モータ、十二相巻線モータなどであってもよい。これに応じて、インバータモジュール１２０は、三相アーム、六相アーム又は十二相アームなどを含んでもよい。

【0137】

いくつかの実施例では、インバータモジュール１２０におけるスイッチの周期的なオンオフを制御することにより、電流を変調してもよい。例えば、インバータモジュール１２０におけるターゲット上アームスイッチとターゲット下アームスイッチの周期的なオンオフを制御することにより、電流を変調する。一つの例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２１である場合、ターゲット下アームスイッチは下アームスイッチ１２４及び／又は下アームスイッチ１２６である。別の例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２３である場合、ターゲット下アームスイッチは下アームスイッチ１２２及び／又は下アームスイッチ１２６である。別の例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２５である場合、ターゲット下アームスイッチは１２２及び／又は下アームスイッチ１２４である。別の例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２１及び／又は上アームスイッチ１２３である場合、ターゲット下アームスイッチは１２６である。別の例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２３及び／又は上アームスイッチ１２５である場合、ターゲット下アームスイッチは下アームスイッチ１２２である。別の例では、ターゲット上アームスイッチが上アームスイッチ１２１及び／又は上アームスイッチ１２５である場合、ターゲット下アームスイッチは１２４である。

【0138】

説明すべきこととして、各周期におけるターゲット上アームスイッチとターゲット下アームスイッチの周期的なオンと遮断は、同じであってもよく、異なってもよく、ここで限定しない。例えば、各周期には、いずれも上アームスイッチ１２１と下アームスイッチ１２４とのオンと遮断を制御する。さらに、例えば、一番目の周期に、上アームスイッチ１２１と下アームスイッチ１２４とのオンと遮断を制御し、二番目の周期に、上アームスイッチ１２３と下アームスイッチ１２２とのオンと遮断を制御し、三番目の周期に、上アームスイッチ１２１、下アームスイッチ１２４と下アームスイッチ１２６とのオンと遮断を制御し、即ち異なる周期に、制御されるターゲット上アームスイッチと下アームスイッチとは、異なってもよい。

【0139】

これで分かるように、図１に示す充放電回路を採用すると、ターゲットオンスイッチは、少なくとも一つの上アームスイッチと少なくとも一つの下アームスイッチとを含み、少なくとも一つの上アームスイッチと少なくとも一つの下アームスイッチとが、異なるアームに位置するため、一つの周期にすべての上アーム又は下アームとを同時にオンにすることができないため、給電モジュール、ターゲット上アームスイッチ、ターゲット下アームスイッチ及びモータ巻線の間に形成される異なる回路における電流方向が異なり、それによって交流電流が発生する。

【0140】

一方向巻線の起磁力は空間において階段状に分布するため、時間とともに電流の変化に従って規則的に交番する脈振動起磁力である。三つの単相巻線の起磁力を重ね合わせると、三相巻線の合成磁界となる。一般的には、加熱プロセスにおいて三相巻線モータの三相巻線に流入する電流は、大きさが全く等しくせず、そのうちの二相巻線を流れる電流は、互いに１８０°の位相差があり、位相差のない二相電流の大きさが等しい。これはモータ巻線を流れる電流の三相が互いに対称ではなく、且つ電流の周波数が高いため、動力電池が加熱プロセスにおいてモータの振動雑音が大きいという問題を引き起こす。

【0141】

図２は、本出願の実施例による充放電回路２００の概略的ブロック図を示し、この充放電回路２００は、電池の加熱にモータを利用しておらず、その加熱プロセスはモータの正常な運行に影響を与えず、電池を加熱するプロセスにおいて電池が位置する車両は正常に走行することができる。そして加熱にモータを利用しないことは、電池加熱プロセスにおいてモータの振動雑音が大きいという問題を根本的に解決した。

【0142】

図２に示すように、充放電回路２００は給電モジュール２１０と、加熱モジュール２２０と、充放電切り替えモジュール２３０とを含む。ここで、加熱モジュール２２０は、スイッチモジュール２４０と、エネルギー貯蔵モジュール２５０とを含む。給電モジュール２１０は、少なくとも第一の組電池を含む。

【0143】

充放電切り替えモジュール２３０、スイッチモジュール２４０及び給電モジュール２１０に含まれる少なくとも第一の組電池は、並列に接続される。エネルギー貯蔵モジュール２５０の第一端は、スイッチモジュール２４０と接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端は、充放電切り替えモジュール２３０と接続される。

【0144】

図２に示す充放電回路に充電回路又は放電回路を形成するために、充放電イネーブル信号により充放電切り替えモジュール２３０とスイッチモジュール２４０とを制御する必要があり、それによって給電モジュール２１０に含まれる少なくとも第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュール２５０との間に、交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させ、充電回路と放電回路が交互に切り替わるプロセスにおいて充放電回路２００に交流波形の電流が発生し、この交流波形の電流が給電モジュール２１０に含まれる少なくとも第一の組電池を流れ、少なくとも第一の組電池の電池の内部抵抗を発熱させ、それによって給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱する効果を実現する。

【0145】

そして、図２に示す充放電回路において電気自動車の電池の加熱にモータを利用しておらず、電池を加熱するプロセスにおいて、モータが加熱プロセスにおける充放電回路２００における電流の周波数の影響を受けることなく、動力電池を加熱するプロセスにおいてモータの振動雑音が大きいという従来の技術問題を解決した。そして図２に示す充放電回路２００を利用して電池を加熱する時に、モータは、動力自動車を正常に駆動して走行させることによって、走行加熱を実現することができる。

【0146】

図３は、本出願の実施例による充放電回路２００の別の概略的ブロック図を示す。

【0147】

図３に示すように、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続される第一の切り替え回路２３１と、第二の切り替え回路２３２とを含む。第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点は、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端と接続される。第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２は、充放電イネーブル信号のトリガーでオン又はオフされるために用いられる。

【0148】

充放電切り替えモジュール２３０は二つの切り替え回路を含み、それによってこの二つの切り替え回路を利用して充放電回路を制御し、充電回路又は放電回路を形成する。充放電イネーブル信号により第一の切り替え回路２３１、第二の切り替え回路２３２とスイッチモジュール２４０を制御し、給電モジュール２１０とエネルギー貯蔵モジュール２５０との間に、交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させ、充放電回路２００に交流波形の電流を発生させ、それによって給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱する効果を実現する。第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点は、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端と接続されるが、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第一端は、スイッチモジュール２４０と接続され、このようにスイッチモジュール２４０、第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２を合理的に制御することにより、給電モジュール２１０とエネルギー貯蔵モジュール２５０との間で交互に充放電を行うことを実現することができ、それによって給電モジュール２１０における組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の内部から自己加熱を行う効果を達成し、組電池の内部から加熱すると、加熱効率がより高くなる。

【0149】

図４は、本出願の実施例による充放電回路２００の一つの回路概略図を示す。

【0150】

上記第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２とは、アーム構造を構成してもよい。ここで、図４に示すように、第一の切り替え回路２３１は第一の上アーム２３１１を含み、第二の切り替え回路２３２は第一の下アーム２３２１を含む。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点は、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端と接続される。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１とは、充放電イネーブル信号のトリガーでオン又は遮断されるために用いられる。充放電イネーブル信号により上記第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１とスイッチモジュール２４０を制御することにより、充放電回路２００に交流波形の電流を発生させ、それによって給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱する効果を実現する。

【0151】

図４に示すように、上記第一の上アーム２３１１は、並列に接続される第一のスイッチＶ１１と第一のダイオードＤ１１とを含み、第一の下アーム２３２１は、並列に接続される第二のスイッチＶ１２と第二のダイオードＤ１２とを含む。ここで、第一のダイオードの陰極Ｄ１１は、第一の組電池２１１の正極と接続され、第一のダイオードＤ１１の陽極は、第二のダイオードＤ１２の陰極と接続され、第二のダイオードＤ１２の陽極は、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0152】

ここで、第一のスイッチＶ１１と第二のスイッチＶ１２は、いずれもスイッチ三極管であってもよく、第一のダイオードＤ１１と第二のダイオードＤ１２は、いずれもフリーホイールダイオードであってもよい。スイッチ三極管とフリーホイールダイオードは、いずれも絶縁ゲートバイポーラトランジスター（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、ＩＧＢＴ）と呼ばれてもよい。フリーホイールダイオードは一般的に、インダクタに合わせて使用される。インダクタの電流が急激に変化すると、インダクタ両端の電圧が急変し、回路の他の素子を損傷する可能性がある。しかし、フリーホイールダイオードに合わせて使用される場合、インダクタの電流が比較的穏やかに変化し、急激な電圧変化を回避し、回路の安全性を向上させることができる。そのため、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１とは、いずれも並列に接続されるスイッチとフリーホイールダイオードの構造を採用し、スイッチ機能を実現することもできるし、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１におけるスイッチとのオン又は遮断を制御することにより、充電回路と放電回路の切り替えを実現することができる。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１におけるフリーホイールダイオードにより急激な電圧変化を回避し、充放電回路全体の安全性を向上させることもできる。

【0153】

そして、第一のスイッチＶ１１が閉じられる場合に、第一のスイッチＶ１１が導線に相当し、電流は閉じられた第一のスイッチＶ１１において双方向に流れることができ、第一のスイッチＶ１１が遮断される場合には、第一のダイオードＤ１１において第一のダイオードＤ１１の陽極からその陰極に流れる一方向電流流通を実現することができる。第二のスイッチＶ１２と第二のダイオードＤ１２の構造及び電流の流れに対する作用は、第一のスイッチＶ１１と第一のダイオードＤ１１と同じである。

【0154】

第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１がいずれも上記並列に接続されるスイッチ及びダイオードを含む構造では、充放電切り替えモジュール２３０は回路のオンオフを制御する面でより多くの組み合わせ制御方式を有することができ、制御はより柔軟で変化に富んでおり、異なるデバイスのオン又は遮断を合理的に制御することにより、充放電回路２００に充電回路又は放電回路を形成することもできるし、異なるデバイスの使用周波数をバランスさせ、充放電切り替えモジュール２３０に含まれる各デバイスの耐用年数を向上させることもできる。

【0155】

上記第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１とが主に回路のオンオフ制御を担当するため、主にスイッチ機能を使用するため、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１には、フリーホイールダイオードが含まれず、スイッチのみが含まれてもよい。図５に示すように、上記第一の上アーム２３１１は第三のスイッチＶ１３を含み、第一の下アーム２３２１は第四のスイッチＶ１４を含む。第三のスイッチＶ１３と第四のスイッチＶ１４とは、スイッチ三極管又はリレースイッチであってもよい。

【0156】

第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１がスイッチのみを含む構造により、充放電回路２００に充電回路又は放電回路を形成するように、充放電切り替えモジュール２３０は回路オンオフをより簡単に制御することができ、それによって組電池の加熱を実現する。

【0157】

本出願の別のいくつかの実施例では、充放電切り替えモジュール２３０に含まれる第一の切り替え回路２３１及び第二の切り替え回路２３２は、他の変形構造をさらに有してもよい。図６に示すように、第一の切り替え回路２３１は第三のダイオードＤ１３を含み、第二の切り替え回路２３２は第五のスイッチＶ１５を含む。ここで、第三のダイオードＤ１３の陰極は、第一の組電池２１１の正極と接続され、第三のダイオードＤ１３の陽極は、第五のスイッチＶ１５の一端と接続され、第五のスイッチＶ１５の他端は、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0158】

別の実現方式では、第三のダイオードＤ１３の向きを逆にしてもよく、即ち第三のダイオードＤ１３の陽極は第六のスイッチＫ１を介して、第一の組電池２１１の正極と接続され、第三のダイオードＤ１３の陰極は第五のスイッチＶ１５を介して、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0159】

上記第五のスイッチＶ１５は、スイッチ三極管又はリレースイッチであってもよい。

【0160】

図６に示す充放電回路において、第一の切り替え回路２３１が一方向オンである場合、電流は第三のダイオードＤ１３の陽極からその陰極に流れることしかできない。第二の切り替え回路２３２が双方向オン可能である場合、第五のスイッチＶ１５が閉じられた後に導線に相当し、電流は第五のスイッチＶ１５の第一端から第二端に流れてもよく、第五のスイッチＶ１５の第二端から第一端に流れてもよい。充放電切り替えモジュール２３０は一つのダイオードと一つのスイッチのみを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、一つのダイオードと一つのスイッチのみを採用する構造の制御ポリシーがより簡単であり、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要としない。このように充放電切り替えモジュール２３０は、充放電回路において充電回路又は放電回路を柔軟に切り替え、それによって充放電回路に交流電流を形成することができる。

【0161】

図６に示すように、第一の切り替え回路２３１が第三のダイオードＤ１３を含む実施の形態では、第一の切り替え回路２３１は、第六のスイッチＫ１をさらに含んでもよく、第六のスイッチＫ１の一端は、第一の組電池２１１の正極と接続され、第六のスイッチＫ１の他端は、第三のダイオードＤ１３の陰極と接続される。

【0162】

ここで、第六のスイッチＫ１は、スイッチ三極管又はリレースイッチであってもよい。第六のスイッチＫ１は、電池を加熱する必要がないシナリオで電流が第三のダイオードＤ１３から流れる状況を防止するために設置されるものであり、加熱の必要がないシナリオで電流が第三のダイオードから流れることによる回路故障を防止し、回路における電気デバイスの耐用年数を向上させることができる。

【0163】

図７は、図６に示す充放電切り替えモジュール２３０の変形構造である。図７に示すように、第一の切り替え回路２３１は第七のスイッチＶ１６を含み、第二の切り替え回路２３２は第四のダイオードＤ１４を含む。第七のスイッチＶ１６の一端は、第一の組電池２１１の正極と接続され、第七のスイッチＶ１６の他端は、第四のダイオードＤ１４の陰極と接続され、第四のダイオードＤ１４の陽極は、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0164】

別の実現方式では、第四のダイオードＤ１４の向きを逆にしてもよく、即ち第四のダイオードＤ１４の陽極は、第七のスイッチＶ１６と接続され、第四のダイオードＤ１４の陰極は、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0165】

図７に示す充放電回路において、第一の切り替え回路２３１が双方向オン可能である場合、第七のスイッチＶ１６が閉じられた後に導線に相当し、電流は、第七のスイッチＶ１６の第一端から第二端に流れてもよく、第七のスイッチＶ１６の第二端から第一端に流れてもよい。第二の切り替え回路２３２が一方向オンである場合、電流は、第四のダイオードＤ１４の陽極からその陰極に流れることしかできない。充放電切り替えモジュール２３０は一つのダイオードと一つのスイッチのみを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、一つのダイオードと一つのスイッチのみを採用する構造の制御ポリシーがより簡単であり、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要としない。このように充放電切り替えモジュール２３０は、充放電回路において充電回路又は放電回路を柔軟に切り替え、それによって充放電回路に交流電流を形成することができる。

【0166】

図７に示すように、第二の切り替え回路２３２が第四のダイオードＤ１４を含む実施の形態では、第二の切り替え回路２３２は、第八のスイッチＫ２をさらに含む。第八のスイッチＫ２は、第四のダイオードＤ１４と第一の組電池２１１の負極との間に直列に接続される。

【0167】

ここで、第八のスイッチＫ２は、スイッチ三極管又はリレースイッチであってもよい。第八のスイッチＫ２は、電池を加熱する必要がないシナリオで電流が第四のダイオードＤ１４から流れる状況を防止するために設置されるものであり、加熱の必要がないシナリオで電流が第四のダイオードから流れることによる回路故障を防止し、回路における電気デバイスの耐用年数を向上させることができる。

【0168】

上記図２－図７におけるエネルギー貯蔵モジュール２５０は、第一のエネルギー貯蔵素子２５１（図２－７において図示せず）のみを含んでもよく、第一のエネルギー貯蔵素子２５１は少なくとも一つのインダクタを含み、第一のエネルギー貯蔵素子２５１の第一端は、スイッチモジュール２４０と接続され、第一のエネルギー貯蔵素子２５１の第二端は、充放電切り替えモジュール２３０と接続される。

【0169】

エネルギー貯蔵モジュール２５０は、第一のエネルギー貯蔵素子２５１のみを含んでもよく、第一のエネルギー貯蔵素子２５１は、一つ又は複数のインダクタを含んでもよい。第一のエネルギー貯蔵素子２５１を設置することにより、充放電回路に放電回路が形成される時に給電モジュール２１０が放出する電気エネルギーは、第一のエネルギー貯蔵素子２５１に貯蔵されてもよい。充放電回路を充電回路に切り替えると、第一のエネルギー貯蔵素子２５１は、その貯蔵された電気エネルギーを給電モジュール２１０に再充電してもよく、それによって給電モジュール２１０に交流電流を流れ、給電モジュール２１０における組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の内部から加熱する効果を実現し、外部から組電池を加熱することに対して、組電池の内部を自己発熱させる自己加熱方式は、加熱効果がより優れる。

【0170】

図８に示すように、エネルギー貯蔵モジュール２５０は、第二のエネルギー貯蔵素子２６０をさらに含んでもよく、第二のエネルギー貯蔵素子２６０は、第一のエネルギー貯蔵素子２５１の第二端と充放電切り替えモジュール２３０との間に接続される。第二のエネルギー貯蔵素子２６０は、少なくとも一つのインダクタ及び／又はキャパシタを含む。

【0171】

第一のエネルギー貯蔵素子２５１と充放電切り替えモジュール２３０との間に第二のエネルギー貯蔵素子２６０が追加され、第一のエネルギー貯蔵素子２５１は、第二のエネルギー貯蔵素子２６０と直列に接続される。このように充放電回路に放電回路が形成される時に、給電モジュール２１０が放出する電気エネルギーを、第一のエネルギー貯蔵素子２５１と第二のエネルギー貯蔵素子２６０とにより共同で貯蔵してもよく、それによってより多くのエネルギーを貯蔵することができる。充放電回路を充電回路に切り替えると、第一のエネルギー貯蔵素子２５１と第二のエネルギー貯蔵素子２６０は、貯蔵された電気エネルギーを給電モジュール２１０の組電池に再充電する。このように充放電の電気エネルギーがより多いため、それによって充放電回路においてより大きな充放電電流を形成することができ、電流が大きいほど、組電池を流れる時に電池の内部抵抗により発生する熱が多くなり、それによって組電池の温度上昇速度を向上させ、電池の自己加熱の効率を向上させ、組電池の温度を最も速い速度で所望の温度まで上昇させることができる。そして充放電のエネルギーが多ければ多いほど、電池の自己加熱プロセスにおける電流、周波数パラメータを最適化し、電池の自己加熱効果を高めることができる。

【0172】

第二のエネルギー貯蔵素子２６０を追加した後に、充放電回路に放電回路が形成される時に、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二のエネルギー貯蔵素子２６０とによりエネルギーを貯蔵することにより、より多くのエネルギーを貯蔵することができ、それによって電池の自己加熱プロセスにおける電流、周波数パラメータを最適化し、電池の自己加熱効果を高めることができる。

【0173】

エネルギー貯蔵モジュール２５０と充放電切り替えモジュール２３０との間に、第九のスイッチＫ３が接続されてもよく、第九のスイッチＫ３は、上記第二のエネルギー貯蔵素子２６０と直列に接続される。第九のスイッチＫ３は、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二のエネルギー貯蔵素子２６０との間に接続されてもよく、第二のエネルギー貯蔵素子２６０と充放電切り替えモジュール２３０との間に接続されてもよい。

【0174】

第九のスイッチＫ３は、エネルギー貯蔵モジュール２５０、第二のエネルギー貯蔵素子２６０及びスイッチモジュール２４０などの部材の正常な作動に保護を提供するために用いられる。具体的には、加熱モードで第一の切り替え回路２３１及び／又は第二の切り替え回路２３２が故障して降伏又は短絡が発生すると、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二のエネルギー貯蔵素子２６０と給電モジュール２１０との間の接続を遮断することを確保し、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二のエネルギー貯蔵素子２６０とが、給電モジュール２１０と短絡する状況を回避する必要があり、第九のスイッチＫ３を制御することにより、このような場合に存在する短絡リスクを効果的に回避することができる。

【0175】

本出願のいくつかの実施例では、スイッチモジュール２４０は少なくとも一組のスイッチアームを含み、エネルギー貯蔵モジュール２５０は少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、エネルギー貯蔵デバイスは、スイッチアームの数と等しく、エネルギー貯蔵デバイスは、スイッチアームと一対一に対応して接続される。各エネルギー貯蔵デバイスの第二端の接続点は、充放電切り替えモジュール２３０と接続される。

【0176】

ここで、各組のスイッチアームは、いずれも上アームと下アームとを含み、且つ上アームと下アームは、いずれも並列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、又は、上アームと下アームは、いずれもスイッチを含む。ここでスイッチは、スイッチ三極管又はリレースイッチであってもよい。

【0177】

スイッチモジュール２４０は少なくとも一組のスイッチアームを含み、スイッチアームは対称構造であり、各組のスイッチアーム及び充放電切り替えモジュール２３０のオン又は遮断を制御することにより、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成し、それによって充放電回路において交流波形の電流を形成し、この電流が組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、動力電池の自己加熱の効果を実現する。スイッチアームの制御方式は簡単である。第一のエネルギー貯蔵素子に含まれるエネルギー貯蔵デバイスは、スイッチアームと一対一に対応して接続される。充放電回路におけるエネルギー貯蔵モジュール２５０のエネルギー貯蔵規模を拡張する拡張方式を提供し、エネルギー貯蔵デバイス及びスイッチアームが少ない場合に、組電池の自己加熱を実現する前提で製品コストを低減させることができる。一方、エネルギー貯蔵デバイス及びスイッチアームが多い場合に、制御複雑度は明らかに増加しないが、エネルギー貯蔵モジュール２５０のエネルギー貯蔵量は著しく増加する。エネルギー貯蔵量の増加は、充放電回路においてより大きな充放電電流を形成することができ、組電池を流れる時に電池の内部抵抗が発生する熱が多くなり、それによって組電池の温度上昇速度を向上させ、電池の自己加熱の効率を向上させ、組電池の温度を最も速い速度で所望の温度まで上昇させることができる。そして充放電のエネルギーが多ければ多いほど、電池の自己加熱プロセスにおける電流、周波数パラメータを最適化し、電池の自己加熱効果を高めることができる。

【0178】

各組のスイッチアーム及び充放電切り替えモジュール２３０のオン又は遮断を制御することにより、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成し、それによって充放電回路において交流波形の電流を形成し、この電流が組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、動力電池の自己加熱の効果を実現する。

【0179】

一例として、図９に示すように、スイッチモジュール２４０は第一のスイッチアーム２４１を含み、第一のスイッチアーム２４１は、直列に接続される第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２とを含む。第一のスイッチアーム２４１の第一端と、充放電切り替えモジュール２３０の第一端と、給電モジュール２１０の第一端とは、同一の線に接続される。第一のスイッチアーム２４１の第二端と、充放電切り替えモジュール２３０の第二端と、給電モジュール２１０の第二端とは、同一の線に接続される。

【0180】

エネルギー貯蔵モジュール２５０は第一のエネルギー貯蔵素子を含み、第一のエネルギー貯蔵素子は少なくとも一つのインダクタを含み、第一のエネルギー貯蔵素子の第一端は、スイッチモジュールと接続され、第一のエネルギー貯蔵素子の第二端は、充放電切り替えモジュール２３０と接続される。第一のエネルギー貯蔵素子は少なくとも一つのインダクタを含み、又は第一のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのインダクタ及び／又はキャパシタを含む。第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との接続点は、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第一端と接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端は、充放電切り替えモジュール２３０と接続される。

【0181】

図９における第一のエネルギー貯蔵素子２５１は、インダクタＬ１を例に概略的に示されているが、実際の応用では、第一のエネルギー貯蔵素子は、キャパシタ、直列に接続される複数のインダクタ又は直列に接続されるインダクタ及びキャパシタなどであってもよい。第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２とは、いずれも並列に接続されるスイッチ三極管とフリーホイールダイオードを例に概略的に示されているが、第二の上アーム２４１１は、並列に接続される第十のスイッチＶ１７と第五のダイオードＤ１５とを含み、第二の下アーム２４１２は、並列に接続される第十一のスイッチＶ１８と第六のダイオードＤ１６とを含む。実際の応用では、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２の構造は、スイッチ機能を実現できるいずれかの構造であってもよく、例えば第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２は、いずれもスイッチ三極管であってもよい。

【0182】

図９において、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続される第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１であり、第一の上アーム２３１１は、並列に接続される第一のスイッチＶ１１と第一のダイオードＤ１１とを含み、第一の下アーム２３２１は、並列に接続される第二のスイッチＶ１２と第二のダイオードＤ１２とを含む。図９に示す構造に加えて、充放電切り替えモジュール２３０構造は、図５－７に示す構造のうちのいずれか一つであってもよい。

【0183】

図９に示す回路構造において、第一の上アーム２３１１と、第二の上アーム２４１１と、第一の組電池２１１の正極とは、同一の線に接続され、第一の下アーム２３２１と、第二の下アーム２４１２と、第一の組電池２１１の負極とは、同一の線に接続される。インダクタＬ１の一端は、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との接続点と接続され、インダクタＬ１の他端は、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点と接続される。

【0184】

図９に示すように、第一の組電池２１１の両端には、キャパシタＣ２が並列に接続されてもよい。このキャパシタＣ２は、電圧の安定化などの機能を実現し、第一の組電池２１１の電圧変動を減少し、第一の組電池２１１の電圧の安定性を向上させることができる。このように走行中に、電池電圧のサンプリング精度に対するモータコントローラの要求を低減させることができる。

【0185】

動力自動車において、制御モジュールがスイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０を制御することにより、充放電回路において充電回路と放電回路を交互に切り替える。具体的には、図９に示す回路構造では、制御モジュールは、第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２のオンオフを制御し、第一の組電池２１１がインダクタＬ１へ放電する回路、及びインダクタＬ１が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成し、それによって放電と充電のプロセスにおいて第一の組電池２１１を加熱する。

【0186】

上記制御モジュールは、ＶＣＵ（完成車コントローラ）又はＭＣＵ（モータコントローラ）であってもよく、ＶＣＵとＭＣＵとが相対的に独立した他の制御モジュール、例えばドメインコントローラなどであってもよく、本出願の実施例は、これに対して具体的に限定しない。

【0187】

これで分かるように、第一の組電池２１１を加熱する時、第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２のオン又は遮断を制御することにより、第一の組電池２１１がインダクタＬ１へ放電する回路、及びインダクタＬ１が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成する。放電回路と充電回路を切り替え、それによって第一の組電池２１１とインダクタＬ１との間で繰り返し充放電を行わせる。放電と充電プロセスにおいて電池内部に交流電流の流れが存在するため、電池の温度を上昇させ、電池の自己加熱を実現する。

【0188】

具体的には、第一の組電池２１１を加熱する各加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。ここで、第一の段階では、制御モジュールは、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを遮断するように制御し、第一の組電池２１１、第一の上アーム２３１１、インダクタＬ１と第二の下アーム２４１２を含む回路を形成し、第一の組電池２１１がインダクタＬ１に放電し、インダクタＬ１が電気エネルギーを貯蔵することができる。放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１１→インダクタＬ１→Ｖ１８→第一の組電池２１１の負極である。

【0189】

第二の段階では、そして、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを遮断するように制御し、第一の組電池２１１、第一の下アーム２３２１、インダクタＬ１と第二の上アーム２４１１を含む回路を形成し、インダクタＬ１が第一の組電池２１１に充電する。充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→Ｖ１２→インダクタＬ１→Ｖ１７→第一の組電池２１１の正極である。

【0190】

別の実現方式では、第一の段階では、制御モジュールは、まず、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを遮断するように制御し、第一の組電池２１１、第二の上アーム２４１１、インダクタＬ１と第一の下アーム２３２１を含む放電回路を形成し、第一の組電池２１１がインダクタＬ１に放電し、インダクタＬ１が電気エネルギーを貯蔵してもよい。放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１７→インダクタＬ１→Ｖ１２→第一の組電池２１１の負極である。第二の段階では、そして、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを遮断するように制御し、第一の組電池２１１、第二の下アーム２４１２、インダクタＬ１と第一の上アーム２３１１を含む充電回路を形成し、インダクタＬ１が第一の組電池２１１に充電する。充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→Ｖ１８→インダクタＬ１→Ｖ１１→第一の組電池２１１の正極である。

【0191】

本出願は、合理的な制御タイミングを設計することにより、第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２のオン又は遮断を制御することによって、第一の組電池２１１がインダクタＬ１へ放電する回路、及びインダクタＬ１が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成する。放電回路と充電回路を切り替え、第一の組電池２１１とインダクタＬ１との間で繰り返し充放電を行わせ、電池の加熱し続けを実現する。

【0192】

本出願の別のいくつかの実施例では、エネルギー貯蔵モジュール２５０の具体的な構造が第一の組電池２１１に合わせてエネルギー貯蔵を行うことができる限り、エネルギー貯蔵モジュール２５０には、複数のインダクタ及び／又はキャパシタの組み合わせの構造が含まれてもよい。スイッチモジュール２４０は、複数組のスイッチアームを含んでもよい。この充放電回路により第一の組電池２１１を加熱する時、車両のモータは正常に運行することができるため、加熱モードで作動する時、車両の正常な走行に影響を与えない。

【0193】

上記各実施例では、給電モジュール２１０は少なくとも第一の組電池２１１を含み、図９では、給電モジュール２１０が第一の組電池２１１のみを含むことを例に説明した。充放電回路に一つの組電池のみが含まれる実施の形態では、組電池を放電する段階でエネルギー貯蔵モジュール２５０はエネルギーを貯蔵し、組電池へ充電する段階でエネルギー貯蔵モジュール２５０は組電池へ充電する。この充放電プロセスにおいて、エネルギー貯蔵モジュール２５０が、エネルギーを満タンクに貯蔵した後に即座に放電する必要があるため、充放電回路における電流幅値は、最高値に達した後に即座に低下し、発生させた交流電流波形は、三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つである。図１０は、一つの組電池のみを含む場合に充放電回路に形成される三角波形の交流電流の波形の概略図を示す。

【0194】

本出願の実施例では、疑似三角波は、機器のいくつかの誤差又は電流変調精度などの問題により波形が歪み、正規の三角波形から疑似三角波に波形が歪んでいるものである。歪みの原因となる誤差は、機器応答時間の遅延、電磁干渉などの問題を含んでもよい。三角波と疑似三角波の各周期には、いずれも一つの最大の放電ピーク値と一つの最大の充電ピーク値のみがある。図１０に示す三角波を参照すると、疑似三角波にとって、疑似三角波の各周期には、ｔ１時刻のみに最大の放電ピーク値Ｉ１が発生し、ｔ２時刻に最大の充電ピーク値－Ｉ２が発生し、Ｉ１と－Ｉ２の電流方向が異なる。

【0195】

似ているように、疑似正弦波も、機器のいくつかの誤差又は電流変調精度などの問題により波形が歪み、正規の正弦波畸から疑似正弦波に波形が歪んでいるものである。正弦波と疑似正弦波の各周期には、いずれも一つの最大の放電ピーク値と一つの最大の充電ピーク値のみがある。

【0196】

本出願の別のいくつかの実施例では、給電モジュール２１０には、二つ以上の組電池がさらに含まれてもよく、本出願の実施例の充放電回路により給電モジュール２１０のうちのいずれか二つの組電池同時を加熱してもよい。給電モジュール２１０に含まれる複数の組電池を二組の組電池に分けてもよく、各組の組電池の首尾が繋がり（即ち先行する組電池の負極は、隣接するその後の一つの組電池の正極と接続され）、一つの組電池に相当し、それによって充放電回路を介してすべての組電池を同時に加熱することができる。本出願の実施例では、加熱モジュール２２０、充放電切り替えモジュール２３０を電池加熱装置２７０と総称し、図１１に示すように、電池加熱装置２７０は、給電モジュール２１０と接続され、電池加熱装置２７０は、給電モジュール２１０を加熱するために用いられる。給電モジュール２１０はＮ個の組電池、例えば図１１に示す第一の組電池２１１、第二の組電池２１２、……、第Ｎの組電池などを含み、Ｎは２以上の正の整数である。本出願の実施例における電池加熱装置２７０は、そのうちの二つの組電池を一度に同時に加熱することができる。つまり、Ｎ個の組電池を複数組に分け、各組に二つの組電池があり、電池加熱装置２７０はそのうちの二つの組電池を一度に加熱する。本出願の実施例では、どのようにＮ個の組電池をグループ分けするかを限定するものではなく、各組電池を加熱する順序を限定するものでもない。別の実現方式では、Ｎ個の組電池を二組に分けてもよく、各組の中に含まれる複数の組電池は、一つのより大きな組電池に相当してもよく、そのようにしてＮ個の組電池を二つの組電池に等価にする場合に相当する。

【0197】

上記の分析に基づいて、二つ以上の組電池を含む場合について、いずれも二つの組電池を同時に加熱する場合に簡略化してもよい。以下では、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２を例に、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを同時に加熱する充放電回路構造及び制御プロセスを詳細に記述する。

【0198】

ここで、第一の組電池２１１の第一端は、充放電切り替えモジュール２３０の第一端と接続され、第一の組電池２１１の第二端と、第二の組電池２１２の第二端と、スイッチモジュール２４０の第二端と、充放電切り替えモジュール２３０の第二端とは、同一の線に接続され、第二の組電池２１２の第一端は、スイッチモジュール２４０の第一端と接続され、第一の組電池２１１の第一端と第二の組電池２１２の第一端との間に第十のスイッチＫ４が接続されている。

【0199】

二つの組電池の応用シナリオにおいて、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０の構造は、上記単組電池の応用シナリオにおける構造と同じである。エネルギー貯蔵モジュール２５０は、充放電切り替えモジュール２３０とスイッチモジュール２４０との間に接続される。一つの実現方式では、エネルギー貯蔵モジュール２５０の一端は、充放電切り替えモジュール２３０に含まれる第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点と接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の他端は、スイッチモジュール２４０における各組のスイッチアームの上下アームの接続点と接続される。別の実現方式では、エネルギー貯蔵モジュール２５０は、第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点と、各組のスイッチアームの上下アームの接続点との間に接続されなくてもよい。代わりに、スイッチモジュール２４０の第一端と充放電切り替えモジュール２３０の第一端との間に接続され、又はスイッチモジュール２４０の第二端と充放電切り替えモジュール２３０の第二端との間に接続される。ここで、スイッチモジュール２４０の第一端と充放電切り替えモジュール２３０の第一端は、スイッチモジュール２４０の、充放電切り替えモジュール２３０と同一の線に接続される端であり、スイッチモジュール２４０の第二端と充放電切り替えモジュール２３０の第二端は、スイッチモジュール２４０の、充放電切り替えモジュール２３０と同一の線に接続される他端である。

【0200】

第一の組電池２１１の第一端は、第一の組電池２１１の正極であってもよく、第一の組電池２１１の第二端は、第一の組電池２１１の負極であってもよい。第二の組電池２１２の第一端は、第二の組電池２１２の正極であってもよく、第二の組電池２１２の第二端は、第二の組電池２１２の負極であってもよい。

【0201】

第十のスイッチＫ４が遮断される場合には、第一の組電池２１１の負極は、第二の組電池２１２の正極と接続され、第十のスイッチＫ４が閉じられる場合に、第一の組電池２１１の正極は、第二の組電池２１２の正極と接続される。第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを加熱する必要がある場合、第十のスイッチＫ４を遮断するように制御してもよい。一方、他の場合に、例えば第一の組電池２１１と第二の組電池２１２が動力システムなどに給電する場合、第十のスイッチＫ４を閉じるように制御してもよい。

【0202】

第十のスイッチＫ４が遮断される場合には、第一の組電池２１１の正極は、第二の組電池２１２の正極と繋がり、第一の組電池２１１の負極は、第二の組電池２１２の負極と繋がる。このように、電流が第一の組電池２１１と第二の電池２１２との間を互いに流れることが実現され、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２との間のエネルギー交換が実現される。

【0203】

図１２に示す充放電回路には、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とが含まれ、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続される第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１とを含み、第一の上アーム２３１１は、並列に接続される第一のスイッチＶ１１と第一のダイオードＤ１１とを含み、第一の下アーム２３２１は、並列に接続される第二のスイッチＶ１２と第二のダイオードＤ１２とを含む。エネルギー貯蔵モジュール２５０は、インダクタＬ１を含む。スイッチモジュール２４０は、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２とを含み、第二の上アーム２４１１は、並列に接続される第十のスイッチＶ１７と第五のダイオードＤ１５とを含み、第二の下アーム２４１２は、並列に接続される第十一のスイッチＶ１８と第六のダイオードＤ１６とを含む。

【0204】

ここで、第一の上アーム２３１１と、第二の上アーム２４１１と、第二の組電池２１２の正極とは、同一の線に接続され、第一の下アーム２３２１、第二の下アーム２４１２と、第一の組電池２１１の負極と、第二の組電池２１２の負極とは、同一の線に接続される。インダクタＬ１の一端は、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との接続点と接続され、インダクタＬ１の他端は、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点と接続される。第一の組電池２１１の正極は、第二の上アーム２４１１と接続される。第一の組電池２１１の正極と第二の上アーム２４１１との接続点は、第十のスイッチＫ４の一端と接続され、第十のスイッチＫ４の他端と、第一の上アーム２３１１と、第二の組電池２１２の正極とは、同一の線に接続される。

【0205】

図１２において第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２は、いずれも並列に接続されるスイッチ三極管とフリーホイールダイオードとを含む。その構造は、図１３に示す第一の上アーム２３１１、第一の下アーム２３２１、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２がいずれもスイッチ三極管のみを含む構造に置き換えられてもよく、スイッチ三極管は、リレースイッチなどのスイッチ機能を有するいずれかの部品に置き換えられてもよい。実際の応用では、第一の上アーム２３１１と、第一の下アーム２３２１と、第二の上アーム２４１１と、第二の下アーム２４１２とのうちのいずれか一つは、並列に接続されるスイッチ三極管とフリーホイールダイオードであってもよく、スイッチのみを含んでもよく、本出願は、これに対して限定しない。そして、充放電切り替えモジュール２３０は、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１とを含まず、図６又は７に示す直列に接続されるダイオードとスイッチとを含む組み合わせ構造であってもよい。エネルギー貯蔵モジュール２５０は、直列に接続される複数のインダクタ、又は直列に接続されるインダクタとキャパシタなどを含んでもよい。

【0206】

エネルギー貯蔵モジュール２５０は、充放電切り替えモジュール２３０とスイッチモジュール２４０との間に接続されてもよい。例えば、図１２と図１３に示すように、エネルギー貯蔵モジュール２５０の一端は、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との間に接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の他端は、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との間に接続される。

【0207】

さらに、例えば、図１４に示すように、エネルギー貯蔵モジュール２５０の一端は、充放電切り替えモジュール２３０の第一端Ｅ１１に接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の他端は、スイッチモジュール２４０の第一端Ｅ２１の間に接続される。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点と、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との接続点とは、導線で接続される。第一の下アーム２３２１は、第一の組電池２１１の負極と接続され、第二の下アーム２４１２は、第二の組電池２１２の負極と接続され、第一の下アーム２３２１と第二の下アーム２４１２とは、接続されない。

【0208】

さらに、例えば、図１５に示すように、エネルギー貯蔵モジュール２５０の一端は、充放電切り替えモジュール２３０の第二端Ｅ１２に接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の他端は、スイッチモジュール２４０の第二端Ｅ２２の間に接続される。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点と、第二の上アーム２４１１と第二の下アーム２４１２との接続点とは、導線で接続される。第一の上アーム２３１１は、第一の組電池２１１の正極と接続され、第二の上アーム２４１１は、第二の組電池２１２の正極と接続され、第一の上アーム２３１１と第二の上アーム２４１１とは、接続されない。

【0209】

図１２－１５に示すように、第一の組電池２１１の両端には、例えばキャパシタＣ１が並列に接続されてもよく、第二の組電池２１２の両端には、例えばキャパシタＣ２が並列に接続されてもよい。このキャパシタＣ１とこのキャパシタＣ２は、電圧の安定化などの機能を実現し、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２との電圧変動を減少し、第二の組電池２１２と第二の組電池２１２との電圧の安定性を向上させることができる。このように走行中に、電池電圧のサンプリング精度に対するモータコントローラの要求を低減させることができる。

【0210】

動力自動車において、ＶＣＵ又はＭＣＵなどの制御モジュールは、スイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０とを制御することにより、第二の組電池２１２がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路、及びエネルギー貯蔵モジュール２５０と第二の組電池２１２が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成し、放電と充電のプロセスにおいて第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを加熱する。及び／又は、制御モジュールは、スイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０とを制御することにより、第一の組電池２１１がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路、及びエネルギー貯蔵モジュール２５０と第一の組電池２１１が第二の組電池２１２へ充電する回路を形成し、放電と充電のプロセスにおいて第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを加熱する。

【0211】

即ち制御モジュールが第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを加熱する時、スイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０を制御する必要があり、スイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０のオン又は遮断を制御することにより、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とのうちの一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路、及びこの組電池とエネルギー貯蔵モジュール２５０がそのうちの別の組電池へ充電する回路を形成する。放電回路と充電回路を切り替え、放電と充電プロセスにおいて二つの組電池の内部にいずれも電流の流れが存在するため、組電池の温度を上昇させ、二つの組電池の同時加熱を実現し、且つ比較的高い加熱効率を有する。

【0212】

一つの実現方式では、図１２と図１３に示す充放電回路について、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２とを加熱する必要がある場合、各加熱周期はいずれも第一の段階と第二の段階とを含み、第一の段階では、制御モジュールは、まず第十のスイッチＫ４を遮断するように制御する。制御モジュールは、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに制御し、第一の組電池２１１がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電するための、第一の組電池２１１、第一の上アーム２３１１、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二の下アーム２４１２を含む回路を形成することができる。放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１１→インダクタＬ１→Ｖ１８→第一の組電池２１１の負極である。第二の段階では、第一の上アーム２３１１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御し、第一の組電池２１１とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第二の組電池２１２へ充電するための、第一の組電池２１１、第一の上アーム２３１１、エネルギー貯蔵モジュール２５０、第二の上アーム２４１１と第二の組電池２１２を含む回路を形成する。充電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１１→インダクタＬ１→Ｖ１７→第二の組電池２１２の正極→第二の組電池２１２の負極→第一の組電池２１１の負極である。そして、この状態を一定に保つために、Ｖ１７とＶ１８との繰り返し切り替えを制御することにより、第二の組電池２１２への充電時間を制御することができる。

【0213】

さらに、各加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含むことに加えて、第三の段階と第四の段階とをさらに含んでもよい。第三の段階では、制御モジュールは、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御し、第二の組電池２１２がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電するための、第二の組電池２１２、第二の上アーム２４１１、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第一の下アーム２３２１を含む回路を形成する。放電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→Ｖ１７→インダクタＬ１→Ｖ１２→第二の組電池２１２の負極である。第四の段階では、第一の上アーム２３１１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御し、第二の組電池２１２とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ充電するための、第二の組電池２１２、第二の上アーム２４１１、エネルギー貯蔵モジュール２５０、第一の上アーム２３１１と第一の組電池２１１を含む回路を形成する。充電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→Ｖ１７→インダクタＬ１→Ｖ１１→第一の組電池２１１の正極→第一の組電池２１１の負極→第二の組電池２１２の負極である。そして、この状態を一定に保つために、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との繰り返し切り替えを制御することにより、第一の組電池２１１への充電時間を制御することができる。

【0214】

類似的に、図１４に示す充放電回路について、第一の段階では、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御すると、第一の組電池２１１がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路が形成され、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→インダクタＬ１→Ｖ１７→Ｖ１２→第一の組電池２１１の負極である。第二の段階では、第二の下アーム２４１２及び第一の下アーム２３２１を同時にオンに制御し、第一の組電池２１１とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第二の組電池２１２へ充電する回路を形成し、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→インダクタＬ１→第二の組電池２１２の正極→第二の組電池２１２の負極→Ｖ１８→Ｖ１２→第一の組電池２１１の負極である。

【0215】

さらに、第三の段階では、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに制御し、第二の組電池２１２がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路を形成し、放電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→インダクタＬ１→Ｖ１１→Ｖ１８→第二の組電池２１２の負極である。第四の段階では、第一の下アーム２３２１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに制御し、第二の組電池２１２とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成し、充電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→インダクタＬ１→第一の組電池２１１の正極→第一の組電池２１１の負極→Ｖ１２→Ｖ１８→第二の組電池２１２の負極である。ここで、各アーム上のスイッチチューブを制御することにより、各アームのオンと遮断を実現することができる。

【0216】

図１５に示す充放電回路について、第一の段階では、第一の下アーム２３２１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御すると、第二の組電池２１２がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路が形成され、放電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→Ｖ１７→Ｖ１２→インダクタＬ１→第二の組電池２１２の負極である。第二の段階では、第二の上アーム２４１１及び第一の上アーム２３１１を同時にオンに制御し、第二の組電池２１２とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成し、充電の電流経路は、第二の組電池２１２の正極→Ｖ１７→Ｖ１１→第一の組電池２１１の正極→第一の組電池２１１の負極→インダクタＬ１→第二の組電池２１２の負極である。

【0217】

さらに、第三の段階では、第一の上アーム２３１１と第二の下アーム２４１２とを同時にオンに制御し、第一の組電池２１１がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１１→Ｖ１８→インダクタＬ１→第一の組電池２１１の負極である。第四の段階では、第一の上アーム２３１１と第二の上アーム２４１１とを同時にオンに制御し、第一の組電池２１１とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第二の組電池２１２へ充電する回路を形成し、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→Ｖ１１→Ｖ１７→第二の組電池２１２の正極→第二の組電池２１２の負極→インダクタＬ１→第一の組電池２１１の負極である。

【0218】

これで分かるように、二つ以上の組電池を含む充放電回路の具体的な回路構造について、合理的な制御タイミングを設計して、図１２から図１５に示す充放電回路において各アームのオンと遮断を制御することにより、そのうちの一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ放電する回路、及びエネルギー貯蔵モジュール２５０とこの組電池が別の電池へ充電する回路を形成し、放電回路と充電回路を切り替え、それによって放電と充電のプロセスにおいて二つの電池を同時に加熱し、比較的高い加熱効率を有する。

【0219】

理解すべきこととして、図１２－１５に示す充放電回路は概略的にすぎず、図における各アームは他の実現方式を有してもよい。例えば、図１２に示す一つのより好ましい実現方式では、第一の上アーム２３１１は、スイッチチューブＶ１１、及びスイッチチューブＶ１１と並列に接続されるフリーホイールダイオードＤ１１を含んでもよい。第一の下アーム２３２１は、スイッチチューブＶ１２、及びスイッチチューブＶ１２と並列に接続されるフリーホイールダイオードＤ１２を含んでもよい。スイッチモジュール２４０は一組のスイッチアームのみを含み、このスイッチアームにおける第二の上アーム２４１１は、スイッチチューブＶ１７、及びスイッチチューブＶ１７と並列に接続されるフリーホイールダイオードＤ１５を含んでもよく、第二の下アーム２４１２は、スイッチチューブＶ１８、及びスイッチチューブＶ１８と並列に接続されるフリーホイールダイオードＤ１６を含んでもよい。本出願の実施例は、各アームの具体的な形式に対して限定せず、各アームがフリーホイールダイオードを含まない場合でも、この充放電回路の機能を実現することができる。

【0220】

フリーホイールダイオードは一般的に、インダクタに合わせて使用される。インダクタの電流が急激に変化すると、インダクタ両端の電圧が急変し、回路における他の素子を損傷する可能性がある。しかし、フリーホイールダイオードに合わせて使用される場合、インダクタの電流が比較的穏やかに変化し、急激な電圧変化を回避し、回路の安全性を向上させることができる。

【0221】

例を挙げると、図１２に示すように、一つの加熱周期の第一の段階から第二の段階に入る時、即ちスイッチチューブＶ１７とスイッチチューブＶ１８を切り替える時、切り替え遅延が存在するため、第一の段階で第一の組電池２１１からインダクタＬ１への放電経路に電流が一時的に残る可能性があり、この時、フリーホイールダイオードＤ１６は、この電流をバッファリングし、急激な電圧変化を回避し、回路の安全性を向上させることができる。

【0222】

上記二つ以上の組電池の実施の形態では、各加熱周期に、まず一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電し、そしてこの組電池及びエネルギー貯蔵モジュールが一緒に別の組電池を充電するため、充電電流又は放電電流を一つの安定した且つ比較的高い電流値に維持することによって、図１６に示す矩形波の概略図のように、充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を発生させることができる。二重組電池の設置は、エネルギー貯蔵モジュールの加熱電流の大きさ及び加熱電流の周波数に対する拘束を効果的に低減させることができ、二重組電池の加熱方式により、組電池の加熱電流を予め設定される加熱周波数に応じて一つの安定した且つ比較的大きい加熱電流の大きさに維持することができるように、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギーをタイムリーにそのうちの一つの組電池に逃がすことができ、それによって電池が異なる温度、ＳＯＣ状態で、加熱電流の周波数の調節により、加熱レートを大幅に上昇させることができる。加熱電流の大きさを一つの安定した値に維持することができるため、二重組電池の充放電回路において発生させた交流電流の波形は、矩形波又は疑似矩形波である。

【0223】

本出願の実施例では、疑似矩形波は、機器のいくつかの誤差又は電流変調精度などの問題により波形が歪み、正規の矩形波から疑似矩形波に波形が歪んでいるものである。歪みの原因となる誤差は、機器応答時間の遅延、電磁干渉などの問題を含んでもよい。矩形波と疑似矩形波の各周期には、いずれも一定の時間に安定性を維持する放電電流のピーク値と一定の時間に安定性を維持する充電電流のピーク値とが存在する。図１６に示す矩形波を参照すると、疑似矩形波にとって、疑似矩形波の単一の周期にも、０－ｔ１時間帯に電流がＩ１に維持され、ｔ１－ｔ２時間帯に電流が－Ｉ２に維持され、電流Ｉ１と－Ｉ２とは逆方向である。疑似矩形波は、台形波又はいずれか一定の時間に安定性を維持する放電電流のピーク値と一定の時間に安定性を維持する充電電流のピーク値とを有する他の波形を含んでもよい。

【0224】

別のいくつかの実施例では、モータコントローラによって充放電の電流の周波数を制御し、電流の周波数を低減させ、各周期にエネルギー貯蔵モジュールに貯蔵された電気エネルギーをできるだけ多く組電池に再充電させることにより、図１０に示すように、充放電回路において三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つの波形の交流電流を発生させてもよい。

【0225】

ここで、矩形波又は疑似矩形波が発生するシナリオにおける充放電の電流の周波数は、三角波、疑似三角波、正弦波形及び疑似正弦波形などの波形が発生するシナリオにおける電流の周波数よりも大きい。

【0226】

本出願の別のいくつかの実施例では、スイッチモジュール２４０は少なくとも一組のスイッチレッグを含み、少なくとも一組のスイッチレッグは、直列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、エネルギー貯蔵モジュール２５０における第一のエネルギー貯蔵素子２５１は少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、エネルギー貯蔵デバイスは、スイッチレッグの数に等しく、エネルギー貯蔵デバイスは、スイッチレッグとは一対一に対応して接続される。スイッチレッグにおけるダイオードの陰極は、給電モジュール２１０の正極と接続され、スイッチレッグにおけるダイオードの陽極は、給電モジュール２１０の負極と接続される。

【0227】

この実施例では、スイッチモジュールには、直列に接続されるスイッチとダイオードから構成されるスイッチレッグが含まれ、直列に接続される一つのダイオードと一つのスイッチを採用し、２つのスイッチチューブから構成されるスイッチアームを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードは受動制御であり、能動制御を必要とせず、一つのダイオードと一つのスイッチを採用する構造の制御ポリシーは、より簡単である。また、スイッチモジュールのより多くの構造変形を提供し、充放電切り替えモジュールの異なる変形構造は、より様々な充放電回路の具体的な回路構造となるように組み合わせることによって、充放電回路構造に対する異なるユーザの需要又は工業生産の需要を満足させることができる。スイッチレッグにおけるダイオードの陰極は、給電モジュールの正極と接続され、ダイオードの陰極は、電流をオフにし、給電モジュールの正極と負極との間がダイオードを介して順方向に直接オンになることを防止し、充放電回路の安全性を向上させることができる。

【0228】

図９、１２－１５におけるスイッチモジュール２４０の構造は、いずれも上記スイッチレッグの構造に置き換えられてもよい。図９を例に、スイッチモジュール２４０の構造を変形すると、図１７に示すように、スイッチモジュール２４０には、直列に接続されるスイッチＶ１８とダイオードＤ１５とが含まれる。別の例として、図９を例に、図９におけるスイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０の構造を変形すると、図１８に示すように、スイッチモジュール２４０には、直列に接続されるスイッチＶ１８とダイオードＤ１５とが含まれ、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続されるスイッチＶ１１とダイオードＤ１１とを含む。図１２－１５におけるスイッチモジュール２４０と充放電切り替えモジュール２３０との異なる構造の組み合わせ方式について、ここで１つずつ例を挙げて説明しない。

【0229】

上記各実施例による充放電回路において、いずれも車両のモータを直接使用して電池を加熱するのではなく、加熱モジュール２２０と充放電切り替えモジュール２３０などの部材を追加して電池の自己加熱機能を実現する。それによって電池を加熱するプロセスにおいて、モータは正常に運行することができ、動力電池の加熱は、動力電池が搭載されている車両の正常な走行に影響を与えない。

【0230】

本出願の別のいくつかの実施例では、動力電池を加熱する時に不要なコストアップを回避するために、車両に搭載されたモータ回路を利用して動力電池を加熱してもよい。それに応じて、エネルギー貯蔵モジュール２５０はＭ相モータを含み、スイッチモジュール２４０はＭ相アームを含み、Ｍは正の整数である。ここで、Ｍ相アームと、給電モジュール２１０及び充放電切り替えモジュール２３０とは、並列に接続され、Ｍ相アームの上下アームの接続点は、それぞれＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続され、充放電切り替えモジュール２３０は、Ｍ相巻線の接続点と接続される。

【0231】

給電モジュール２１０は少なくとも一つの組電池を含み、組電池は、複数の電池モジュールを含むセットであってもよく、複数の電池コアを含む電池モジュールであってもよい。スイッチモジュール２４０に含まれるＭ相アームは、モータに対応するインバータにより実現されてもよく、各相アームは、いずれも上アームと下アームとを含む。例えば、三相モータに対応するインバータは三相アームを含み、三つの上アーム及び三つの下アームを含む。

【0232】

充放電回路に充電回路又は放電回路を形成するために、Ｍ相アームの上アーム又は下アーム、及びオン充放電切り替えモジュール２３０の第一の切り替え回路２３１又は第二の切り替え回路２３２をオンにする必要がある。給電モジュール２１０の上端が正極であり、下端が負極であるとすると、Ｍ相アームの上アーム及び第二の切り替え回路２３２をオンにすると、放電回路が形成され、この時、電流は給電モジュール２１０の正極から流出し、Ｍ相アームのＭ個の上アームを経て、さらにＭ相モータを経て、第二の切り替え回路２３２から給電モジュールの負極に戻る。Ｍ相アームの下アーム及び第一の切り替え回路２３１をオンにすると、充電回路が形成され、この時、電流は給電モジュール２１０の負極から流出し、Ｍ相アームのＭ個の下アームを経て、さらにＭ相モータを経て、第一の切り替え回路２３１から給電モジュール２１０の正極に戻る。

【0233】

電回路及び放電回路を周期的に切り替えることにより、電流が給電モジュール２１０の内部を流れるようにし、それによって熱を発生させて給電モジュール２１０を加熱する。

【0234】

本実施例では、エネルギー貯蔵モジュール２５０に含まれるＭ相モータは、スイッチモジュール２４０に含まれるＭ相アームに接続されるだけでなく、充放電切り替えモジュール２３０にも接続されることにより、Ｍ相アームを流れる電流が、同時にＭ相モータのすべての巻線に流入し、且つすべての巻線の他端から流出することができ、それによってＭ相モータのすべての巻線を流れる電流は、方向の異なる交流電流ではなく、同じ方向及び同じ大きさの電流であってもよい。そのため、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、モータの振動雑音が過大になるという問題を効果的に低減させることができる。

【0235】

以下では、図面を結び付けながらモータを利用して電池を加熱する充放電回路の回路構造を詳細に記述する。まず、一つの組電池のみを含む充放電回路では、この一つの組電池は、一つの電池パックであってもよく、複数の電池パックを組み合わせて構成してもよい。本出願の実施例では、充放電回路に含まれるこの一つの組電池は、第一の組電池と呼ばれる。

【0236】

充放電回路において、給電モジュール２１０は、第一の組電池２１１と、スイッチモジュール２４０Ｍ相アームとを含み、エネルギー貯蔵モジュール２５０はＭ相モータを含み、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続される第一の切り替え回路２３１と、第二の切り替え回路２３２とを含む。第一の組電池２１１と、Ｍ相アームと、充放電切り替えモジュール２３０とは、並列に接続され、Ｍ相アームの上下アームの接続点は、それぞれＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続され、充放電切り替えモジュール２３０における第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点は、Ｍ相モータと接続される。

【0237】

図１９に示すように、Ｍ相アームは、アーム３３１、アーム３３２及びアーム３３３を含む三相アームを例にする。それに応じて、Ｍ相モータは、三つの巻線、即ちそれぞれ巻線３１１、巻線３１２及び巻線３１３を含む三相巻線モータである。第一の組電池２１１と、アーム３３１と、アーム３３２と、アーム３３３と、充放電切り替えモジュール２３０とは、並列に接続される。アーム３３１の上アーム３３１１と下アーム３３１２との接続点は、巻線３１１の一端と繋がり、アーム３３２の上アーム３３２１と下アーム３３２２との接続点は、巻線３１２の一端と繋がり、アーム３３３の上アーム３３３１と下アーム３３３２との接続点は、巻線３１３の一端と繋がる。巻線３１１の他端と、巻線３１２の他端と、巻線３１３の他端とは、同一の線に接続され、巻線３１１と、巻線３１２と、巻線３１３とが同一の線に接続される接続点は、中性点と呼ばれる。充放電切り替えモジュール２３０の第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点は、モータの中性点と接続される。

【0238】

図１９において、充放電切り替えモジュール２３０の構造は、アーム構造で示されている。第一の切り替え回路２３１は第一の上アーム２３１１を含み、第二の切り替え回路２３２は第一の下アーム２３２１を含む。

【0239】

図１９に示すように、第一の組電池２１１と、上アーム３３１１～３３３１と、巻線３１１～３１３と、充放電切り替えモジュール２３０の第一の下アーム２３２１とは、共同で放電回路を形成する。放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→アーム３３１の上アーム３３１１、アーム３３２の上アーム３３２１及びアーム３３３の上アーム３３３１→巻線３１１、３１２及び３１３→第一の下アーム２３２１→第一の組電池２１１の負極である。

【0240】

他方、第一の組電池２１１と、下アーム３３１２～３３３２と、巻線３１１～３１３と、充放電切り替えモジュール２３０の第一の上アーム２３１１とは、共同で充電回路を形成する（図示せず）。充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→アーム３３１の下アーム３３１２、アーム３３２の下アーム３３２２及びアーム３３３の下アーム３３３２→巻線３１１、３１２及び３１３→第一の上アーム２３１１→第一の組電池２１１の正極である。

【0241】

図１９に示す実施例では、モータ巻線の接続点を第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点と接続することにより、充電又は放電時に電流が同時にすべての巻線から流入できることを許容し、いずれか一相の巻線を介して流出する必要がなく、三相巻線に流入又は流出する電流は常に大きさが等しく、位相差がゼロであるため、空間対称な三相巻線が合成する固定子磁界はほぼゼロとなり、それによってモータ回路を利用して動力電池を加熱する時に、固定子磁界とロータ磁界との相互作用により発生した振動雑音が効果的に抑制される。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0242】

一つの例では、Ｍ相モータと充放電切り替えモジュール２３０との間に第二のエネルギー貯蔵素子２６０が設置され、第二のエネルギー貯蔵素子２６０は、少なくとも一つの外部インダクタを含み、又は少なくとも一つのキャパシタを含み、又は直列に接続される少なくとも一つのインダクタ及び／又はキャパシタなどを含んでもよい。具体的には、充放電切り替えモジュール２３０における第一の切り替え回路２３１と第二の切り替え回路２３２との接続点は、第二のエネルギー貯蔵素子２６０の一端と接続され、第二のエネルギー貯蔵素子２６０の他端は、Ｍ相モータの中性点と接続される。

【0243】

図２０に示す充放電回路と、図１９に示す回路構造との違いは、図２０において三相モータの中性点と、第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との接続点との間に外部インダクタユニット３２１が設置されることである。選択的に、外部インダクタユニット３２１は、図１９に示すように、導線であってもよい。また、本出願の実施例は、外部インダクタユニットの数を限定しなくてもよい。

【0244】

モータ巻線と充放電切り替えモジュール２３０との間に第二のエネルギー貯蔵素子２６０が追加され、第二のエネルギー貯蔵素子２６０とモータ巻線とが共同でエネルギーを貯蔵することにより、放電回路に貯蔵された電気エネルギーを向上させるのに寄与し、充電回路において貯蔵された電気エネルギーを組電池に再充電し、それによって組電池の加熱効率を向上させる。図２０において、モータと充放電切り替えモジュール２３０との間に外部インダクタユニットが設置されることにより、インダクタンス量を増加させ、加熱プロセスにおける電流のリップルを低減させるのに有利であり、それによって充放電の電流を効果的に向上させ、充放電効率を向上させることができる。

【0245】

選択的に、Ｍ相モータは、六相巻線モータであってもよく、それに応じて、Ｍ相巻線は、六相巻線モータにおけるすべての巻線であってもよい。選択的に、Ｍ相アームは、三相アームであってもよく、六相アームであってもよい。

【0246】

ここで、図１９と２０における充放電切り替えモジュール２３０の構造は、図４－７に示すいずれか一つの充放電切り替えモジュール２３０の構造であってもよい。具体的には、一つの例では、図１９と２０中第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１におけるフリーホイールダイオードを除去し、スイッチ三極管のみをリザーブしてもよく、スイッチ三極管は、リレースイッチなどの他のスイッチ機能を有する部品に置き換えられてもよい。

【0247】

別の例では、充放電切り替えモジュール２３０の構造は、アーム構造ではなく、直列に接続されるダイオードとスイッチとを含んでもよい。図２１に示すように、充放電切り替えモジュール２３０は、直列に接続されるダイオードＤ７とスイッチチューブＶ７とを含む。第一の組電池２１１の正極と、スイッチモジュール２４０のすべての上アームと、ダイオードＤ７の陰極とは、同一の線に接続され、第一の組電池２１１の負極と、スイッチモジュール２４０のすべての下アームと、スイッチチューブＶ７の一端とは、同一の線に接続される。スイッチモジュール２４０の各組のアームの上下アームの接続点は、それぞれ三相モータの三相巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣと一対一に対応して接続される。三相巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣの共通接続点は、ダイオードＤ７とスイッチチューブＶ７との接続点と繋がる。ダイオードＤ７の陽極は、スイッチチューブＶ７の一端と接続され、スイッチチューブＶ７の他端は、第一の組電池２１１の負極と接続される。

【0248】

図２１に示す回路構造において、スイッチモジュール２４０のすべての上アーム、スイッチＫ及びスイッチチューブＶ７を閉じるように制御し、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０を制御するすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチＫ→インダクタＬ→スイッチチューブＶ７→第一の組電池２１１の負極である。また、スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム及びスイッチＫを閉じ、スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御する。そうすると、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての下アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとダイオードＤ７との間の充電回路が形成され、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→スイッチモジュール２４０のすべての下アーム→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチＫ→インダクタＬ→ダイオードＤ７→第一の組電池２１１の正極である。

【0249】

図２１において、ダイオードＤ７を逆方向に設定し、即ちダイオードＤ７の陰極をスイッチチューブＶ７と接続し、ダイオードＤ７の陽極と第一の組電池２１１の正極と接続してもよい。ダイオードＤ７を逆方向に設定した後に、放電プロセスにおいて、スイッチＫ及びスイッチモジュール２４０のすべての下アームを閉じ、スイッチモジュール２４０のすべての上アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御し、第一の組電池２１１とスイッチＫとダイオードＤ７とインダクタＬと、巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチモジュール２４０のすべての下アームとの間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→ダイオードＤ７→インダクタＬ→スイッチＫ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての下アーム→第一の組電池２１１の負極である。充電プロセスにおいて、スイッチモジュール２４０のすべての上アーム、スイッチＫ及びスイッチチューブＶ７を閉じ、スイッチモジュール２４０のすべての下アームを遮断するように制御し、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の充電回路を形成し、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→スイッチチューブＶ７→インダクタＬ→スイッチＫ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての上アーム→第一の組電池２１１の正極である。

【0250】

図２１において、スイッチＫとインダクタＬとは、そのうちのいずれか一つのみを設置してもよい。スイッチＫとインダクタＬとを設置せず、導線で巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣの中性点と充放電切り替えモジュール２３０とを接続してもよい。

【0251】

図２１に示す回路構造において、充放電切り替えモジュール２３０は、一つのフリーホイールダイオードと一つの三極管のみを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードＤ７は受動制御であり、能動制御を必要とせず、制御ポリシーがより簡単である。

【0252】

図２１における回路構造は、図２０に示す回路構造に変形してもよい。図２２と図２１との違いは、スイッチＫがダイオードＤ７の陰極とスイッチモジュール２４０の接続点との間に設置されることである。図２２において、スイッチモジュール２４０の上アーム及びスイッチチューブＶ７を閉じるように制御し、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０を制御するすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→インダクタＬ→スイッチチューブＶ７→第一の組電池２１１の負極である。また、スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム及びスイッチＫを閉じ、スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御する。そうすると、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての下アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとインダクタＬとダイオードＤ７とスイッチＫとの間の充電回路が形成され、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→スイッチモジュール２４０のすべての下アーム→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→インダクタＬ→ダイオードＤ７→スイッチＫ→第一の組電池２１１の正極である。

【0253】

図２２におけるダイオードＤ７の向きを逆方向に設定してもよい。即ちダイオードＤ７の陽極をスイッチＫと接続し、ダイオードＤ７の陰極とスイッチチューブＶ７と接続する。ダイオードＤ７を逆方向に設定した後に、放電プロセスにおいて、スイッチＫ及びスイッチモジュール２４０のすべての下アームを閉じ、スイッチモジュール２４０のすべての上アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御し、第一の組電池２１１とスイッチＫとダイオードＤ７とインダクタＬと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチモジュール２４０のすべての下アームとの間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→スイッチＫ→ダイオードＤ７→インダクタＬ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての下アーム→第一の組電池２１１の負極である。充電プロセスにおいて、スイッチモジュール２４０のすべての上アーム及びスイッチチューブＶ７を閉じ、スイッチモジュール２４０のすべての下アーム及びスイッチＫを遮断するように制御し、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の充電回路を形成し、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→スイッチチューブＶ７→インダクタＬ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての上アーム→第一の組電池２１１の正極である。

【0254】

図２２において、スイッチＫは、ダイオードＤ７と第一の組電池２１１の正極との間に設置され、充放電切り替えモジュール２３０が故障した場合にスイッチＫを遮断し、充放電切り替えモジュール２３０の故障による回路における他のデバイスの損傷を回避することができる。

【0255】

図１９における回路構造は、図２３に示す回路構造に変形してもよい。図２３と図２１との違いは、ダイオードＤ７とスイッチチューブＶ７との位置が入れ替わっていることである。図２３において、スイッチチューブＶ７は、第一の組電池２１１の正極と接続され、ダイオードＤ７は、第一の組電池２１１の負極と接続される。図２３に示す回路構造において、スイッチモジュール２４０のすべての下アーム、スイッチＫ及びスイッチチューブＶ７を閉じるように制御し、第一の組電池２１１と、スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→スイッチチューブＶ７→インダクタＬ→スイッチＫ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム→第一の組電池２１１の負極である。また、スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム及びスイッチＫを閉じ、スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御する。そうすると、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとダイオードＤ７との間の充電回路が形成され、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→ダイオードＤ７→インダクタＬ→スイッチＫ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての上アーム→第一の組電池２１１の正極である。

【0256】

図２３において、ダイオードＤ７の向きを逆方向に設定し、即ちダイオードＤ７の陽極をスイッチチューブＶ７と接続し、ダイオードＤ７の陰極を第一の組電池２１１の負極と接続してもよい。制御方式もそれに応じて調整すればよいため、ここでこれ以上説明しない。

【0257】

図２３において、スイッチＫとインダクタＬとは、そのうちのいずれか一つのみを設置してもよい。スイッチＫとインダクタＬとを設置せず、導線で巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣの中性点と充放電切り替えモジュール２３０とを接続してもよい。

【0258】

図２３に示す回路構造において、充放電切り替えモジュール２３０は、一つのフリーホイールダイオードと一つの三極管のみを採用し、２つのスイッチチューブを採用する場合に比べてコストを半分に低減させ、スイッチング期間のコストを節約した。そして、ダイオードＤ７は受動制御であり、能動制御を必要とせず、制御ポリシーがより簡単である。

【0259】

図２３における回路構造は、図２４に示す回路構造に変形してもよい。図２４と図２３との違いは、スイッチＫがダイオードＤ７と第一の組電池２１１の負極との間に設置されることである。図２４に示す回路構造において、スイッチモジュール２４０のすべての下アーム及びスイッチチューブＶ７を閉じるように制御し、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０を制御するすべての下アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとインダクタＬとスイッチチューブＶ７との間の放電回路を形成し、放電の電流経路は、第一の組電池２１１の正極→スイッチチューブＶ７→インダクタＬ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム→第一の組電池２１１の負極である。また、スイッチモジュール２４０を制御するすべての上アーム及びスイッチＫを閉じ、スイッチモジュール２４０を制御するすべての下アーム及びスイッチチューブＶ７を遮断するように制御する。そうすると、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０のすべての上アームと巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣとスイッチＫとインダクタＬとダイオードＤ７との間の充電回路が形成され、充電の電流経路は、第一の組電池２１１の負極→スイッチＫ→ダイオードＤ７→インダクタＬ→巻線ＬＡ、ＬＢ及びＬＣ→スイッチモジュール２４０のすべての上アーム→第一の組電池２１１の正極である。

【0260】

図２４において、ダイオードＤ７の向きを逆方向に設定し、即ちダイオードＤ７の陽極をスイッチチューブＶ７と接続し、ダイオードＤ７の陰極をスイッチＫと接続してもよい。制御方式もそれに応じて調整すればよいため、ここでこれ以上説明しない。

【0261】

図２４において、スイッチＫは、ダイオードＤ７と第一の組電池２１１の負極との間に設置され、充放電切り替えモジュール２３０が故障した場合にスイッチＫを遮断することにより、充放電切り替えモジュール２３０の故障による回路における他のデバイスの損傷を回避することができる。

【0262】

上記各実施例は、いずれも一つのモータを利用して電池を加熱する場合であり、実際の応用シナリオでは、二つのモータを有する電気自動車もあり、二つのモータを利用して動力電池を加熱してもよい。ツインモータを有する電力消費機器について、二つのモータを利用して組電池を加熱してもよく、そのうちの一つのモータのインバータはスイッチモジュールに相当し、別のモータのインバータは充放電切り替えモジュールに相当する。二つのモータの巻線はエネルギー貯蔵モジュールに相当する。二つのモータのインバータにおける各アームのオン又は遮断を制御することにより、充放電回路において充電回路と放電回路を交互に切り替える。図２５と図２６は、本出願の実施例によるツインモータを利用して電池を加熱する充放電回路の回路構造を示す。

【0263】

一つの例では、Ｍ相モータは、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータを含むツインモータであり、第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続される。具体的には、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータは、いずれも三相巻線モータであってもよく、第一のＭ相モータは巻線３１１、巻線３１２及び巻線３１３を含み、第二のＭ相モータは巻線３２１、巻線３２２及び巻線３２３を含む。巻線３１１、３１２、３１３の共通接続点は、巻線３２１、３２２、３２３の共通接続点と接続される。

【0264】

ツインモータを含む回路構造において、スイッチモジュール２４０に含まれるＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ第一のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。具体的には、スイッチモジュール２４０におけるＭ相アームは、アーム３３１、アーム３３２及びアーム３３３を含む。具体的には、アーム３３１の上アーム３３１１と下アーム３３１２との接続点は、巻線３１１の一端と繋がり、アーム３３２の上アーム３３２１と下アーム３３２２との接続点は、巻線３１２の一端と繋がり、アーム３３３の上アーム３３３１と下アーム３３３２との接続点は、巻線３１３の一端と繋がる。

【0265】

ツインモータを含む回路構造において、充放電切り替えモジュール２３０もＭ相アームを含み、そのＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ第二のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。具体的には、充放電切り替えモジュール２３０は、アーム３４１、アーム３４２及びアーム３４３を含む。アーム３４１の上アーム３４１１と下アーム３４１２との接続点は、巻線３２１の一端と繋がり、アーム３４２の上アーム３４２１と下アーム３４２２との接続点は、巻線３２２の一端と繋がり、アーム３４３の上アーム３４３１と下アーム３４３２との接続点は、巻線３２３の一端と繋がり、巻線３１１の他端、巻線３１２の他端、巻線３１３の他端、巻線３２１の他端、巻線３２２の他端及び巻線３２３の他端の共通接続点が接続される。

【0266】

図２５に示すように、給電モジュール２１０と、上アーム３３１１、３３２１、３３３１と、巻線３１１～３１３と、巻線３２１～３２３と、下アーム３４１２、３４２２、３４３２とは、共同で放電回路を形成する。図２６に示すように、給電モジュール２１０と、下アーム３３１２、３３２２、３３３２と、巻線３１１～３１３と、巻線３２１～３２３と、上アーム３４１１、３４２１、３４３１とは、共同で充電回路を形成する。ここで、制御モジュール（図示せず）の制御により、充電回路と放電回路とが、周期的に交互にオンされる。

【0267】

別の実現方式では、充放電切り替えモジュール２３０のＭ相アームの上アームとスイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、給電モジュール２１０とスイッチモジュール２４０のＭ相アームの下アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の放電回路を形成してもよい。図２５又は２２に示す回路構造は、下アーム３３１２、３３２２、３３３２及び上アーム３４１１、３４２１、３４３１をいずれもオンに制御し、第一の組電池２１１と、上アーム３４１１、３４２１及び３４３１と巻線３２１～３２３と巻線３１１～３１３と下アーム３３１２、３３２２及び３３３２との間の放電回路を形成する。

【0268】

また、スイッチモジュール２４０のＭ相アームの上アームと充放電切り替えモジュール２３０のＭ相アームの下アームとをオンに制御し、給電モジュール２１０と充放電切り替えモジュール２３０のＭ相アームの下アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータとスイッチモジュール２４０のＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する。図２５又は２２に示す回路構造は、上アーム３３１１、３３２１、３３３１と下アーム３４１２、３４２２、３４３２とをオンに制御し、第一の組電池２１１と下アーム３４１２、３４２２及び３４３２と巻線３２１～３２３と巻線３１１～３１３と上アーム３３１１、３３２１及び３３３１との間の充電回路を形成する。

【0269】

図２５と図２６に示す実施例では、巻線３１１～３１３に流入する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第一のモータの振動雑音を効果的に抑制することができる。類似的に、巻線３２１～３２３から流出する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第二のモータの振動雑音を効果的に抑制することができる。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0270】

選択的に、上記第一のＭ相モータは六相モータであり、第二のＭ相モータは三相モータであってもよい。エネルギー貯蔵モジュール２５０は六相モータにおけるすべての巻線であり、第二のエネルギー貯蔵素子２６０は三相モータにおけるすべての巻線である。

【0271】

選択的に、第一のＭ相モータは三相モータであり、第二のＭ相モータは六相モータであり、エネルギー貯蔵モジュール２５０は三相モータにおけるすべての巻線であり、第二のエネルギー貯蔵素子２６０は六相モータにおけるすべての巻線であってもよい。

【0272】

選択的に、第一のＭ相モータは六相モータであり、第二のＭ相モータは六相モータであり、エネルギー貯蔵モジュール２５０は六相モータにおけるすべての巻線であり、エネルギー貯蔵モジュール２５０は別の六相モータにおけるすべての巻線である。

【0273】

上記第一のＭ相モータと第二のＭ相モータは、他のいずれか相モータの組み合わせ方式であってもよく、本出願の実施例は、これに対して限定しない。

【0274】

本出願の別のいくつかの実施例では、モータを利用して電池を加熱する充放電回路においては、二つ以上の組電池が含まれてもよい。図２７は、二つ以上の組電池を含む充放電回路の概略的ブロック図を示す。

【0275】

図２７に示すように、充放電回路は、給電モジュール２１０と、スイッチモジュール２４０と、エネルギー貯蔵モジュール２５０と、充放電切り替えモジュール２３０とを含む。

【0276】

具体的には、給電モジュール２１０は第一の組電池２１１及び第二の組電池２１２を含む。第一の組電池２１１と第二の組電池２１２との間に第十のスイッチが接続されていて（図示せず、点線は接続関係が可変であることを表す）、第十のスイッチの開閉により第一の組電池２１１と第二の組電池２１２との間の接続関係を変える。具体的には、第十のスイッチが閉じられる場合、第一の組電池２１１と、第二の組電池２１２とは、並列に接続され、遮断時には第一の組電池２１１と、第二の組電池２１２とは、直列に接続される。組電池は、複数の電池モジュールを含むセットであってもよく、複数の電池コアを含む電池モジュールであってもよい。スイッチモジュール２４０は、インバータにより実現されてもよく、Ｍ相アームを含み、Ｍは正の整数であり、各相アームは、上アームと下アームとを含み、例えば三相アームは三つの上アーム及び三つの下アームを含む。エネルギー貯蔵モジュール２５０は、Ｍ相モータを含んでもよく、例えばＭ相モータは三相巻線を有する三相巻線モータである。充放電切り替えモジュール２３０は、第一の切り替え回路２３１と、第二の切り替え回路２３２とを含む。二重組電池を含む充放電回路において、第一の切り替え回路２３１は第一の上アーム２３１１を含み、第二の切り替え回路２３２は第一の下アーム２３２１を含む。第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１との構造は、並列に接続される三極管とフリーホイールダイオードであってもよく、スイッチのみを含んでもよい。

【0277】

一つの例では、図２８に示すように、第一の組電池２１１とスイッチモジュール２４０に含まれるＭ相アームとは、並列に接続され、ここで、第一の組電池２１１の第一端とＭ相アームの上アームとは、同一の線に接続され、Ｍ相アームの上下アームの接続点は、それぞれＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続され、充放電切り替えモジュール２３０の上下アームの接続点は、Ｍ相モータの中性点と接続される。充放電切り替えモジュール２３０の上下アームの接続点は、導線でＭ相モータの中性点と直接接続されてもよい。充放電切り替えモジュール２３０の上下アームの接続点と、Ｍ相モータの中性点との間に第二のエネルギー貯蔵素子２６０が接続されてもよく、第二のエネルギー貯蔵素子２６０は、少なくとも一つのインダクタを含み、又は直列に接続されるインダクタとキャパシタなどを含んでもよい。充放電切り替えモジュール２３０の上下アームの接続点と、Ｍ相モータの中性点との間に、第九のスイッチが設置されてもよい。

【0278】

第二の組電池２１２の第一端と、充放電切り替えモジュール２３０の第一の上アーム２３１１とは、同一の線に接続され、第二の組電池２１２の第二端と、第一の組電池２１１の第二端と、Ｍ相アームと、充放電切り替えモジュール２３０の第一の下アーム２３２１とは、同一の線に接続され、第十のスイッチＫ４は、第一の組電池２１１の第一端と第二の組電池２１２の第一端との間に設置される。

【0279】

具体的には、Ｍ相アームは、アーム４３１、アーム４３２及びアーム４３３を含む三相アームであってもよく、それに応じて、Ｍ相モータは、三相巻線、即ちそれぞれ巻線４１１、巻線４１２及び巻線４１３を含む三相巻線モータである。

【0280】

モータを利用して給電モジュール２１０を加熱する必要がある場合、第十のスイッチＫ４を遮断し、この時第一の組電池２１１と、第二の組電池２１２とは、直列に接続される。Ｍ相アームの上アーム又は下アーム、及び充放電切り替えモジュール２３０の第一の上アーム２３１１と第一の下アーム２３２１を制御することにより、第一の組電池２１１と第二の組電池２１２の充放電制御を実現することができる。第一の周期に、第一の組電池２１１が放電し、第二の組電池２１２が充電するとする。この時、第一の組電池２１１の放電電流はその正極から流出し、アーム４３１～４３３の上アーム４３１１、４３２１、４３３１を経て、巻線４１１～４１３に入り、充電電切り替えモジュール２３０の第一の上アーム２３１１を経て第二の組電池２１２の正極に入り、且つ第二の組電池２１２の負極から流出し、最終的に第一の組電池２１１の負極に戻る。

【0281】

図２９に示すように、第二の周期に、第一の組電池２１１が充電し、第二の組電池２１２が放電するとする。この時、第二の組電池２１２の放電電流はその正極から流出し、充放電切り替えモジュール２３０の第一の上アーム２３１１を経て巻線４１１～４１３に入り、アーム４３１～４３３の上アーム４３１１、４３２１、４３３１を経て第一の組電池２１１の正極に入り、且つ第一の組電池２１１の負極から流出し、最終的に第二の組電池２１２の負極に戻る。

【0282】

本実施例では、二重組電池の設計により、加熱電流の大きさ及び加熱電流の周波数に対するモータインダクタンスの拘束を効果的に低減させることができ、二重電池の加熱方式により、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギーをタイムリーにそのうちの一つの電池に逃がすことができ、電池の加熱電流を予め設定される加熱周波数に応じて一つの安定した加熱電流の大きさに維持することができるように、即ち充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を発生させることができ、それによって電池が異なる温度、ＳＯＣ状態で、加熱電流の周波数の調節により、加熱レートを大幅に上昇させることができる。

【0283】

図３０は、ツインモータを利用して二重組電池を加熱する充放電回路の回路構造、即ちＭモータがツインモータである場合の回路トポロジーを示す。

【0284】

具体的には、図３０に示すように、Ｍ相モータは、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータを含むツインモータであり、第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続される。具体的には、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータは、いずれも三相巻線モータであってもよく、第一のＭ相モータは巻線４１１、巻線４１２及び巻線４１３を含み、第二のＭ相モータは巻線４４１、巻線４４２及び巻線４４３を含む。巻線４１１、４１２、４１３の共通接続点は、巻線４４１、４４２、４４３の共通接続点と接続される。

【0285】

スイッチモジュール２４０に含まれるＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ第一のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。具体的には、スイッチモジュール２４０におけるＭ相アームは、アーム４３１、アーム４３２及びアーム４３３を含む。具体的には、アーム４３１の上アーム４３１１と下アーム４３１２との接続点は、巻線４１１の一端と繋がり、アーム４３２の上アーム４３２１と下アーム４３２２との接続点は、巻線４１２の一端と繋がり、アーム４３３の上アーム４３３１と下アーム４３３２との接続点は、巻線４１３の一端と繋がる。

【0286】

充放電切り替えモジュール２３０もＭ相アームを含み、そのＭ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ第二のＭ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続される。具体的には、充放電切り替えモジュール２３０は、アーム４２１、アーム４２２及びアーム４２３を含む。アーム４２１の上アーム４２１１と下アーム４２１２との接続点は、巻線４４１の一端と繋がり、アーム４２２の上アーム４２２１と下アーム４２２２との接続点は、巻線４４２の一端と繋がり、アーム４２３の上アーム４２３１と下アーム４２３２との接続点は、巻線４４３の一端と繋がり、巻線４４１の他端、巻線４４２の他端、巻線４４３の他端、巻線４１１の他端、巻線４１２の他端及び巻線４１３の他端の共通接続点が接続される。

【0287】

図３０の実施例では、巻線４１１～４１３に流入する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第一のモータの振動雑音を効果的に抑制することができる。類似的に、巻線４４１～４４３から流出する電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータ回路を利用して動力電池を加熱するプロセスにおいて、第二のモータの振動雑音を効果的に抑制することができる。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0288】

図３１は、本出願の実施例による充放電システム５００の概略的ブロック図を示す。この充放電システム５００は、制御モジュール５３０と、上記いずれか一つの実施例における充放電回路２００とを含む。

【0289】

制御モジュール５３０は、充放電回路２００に命令を送信し、給電モジュール２１０が充放電を行うように制御するために用いられる。図３１に示すように、充放電回路２００は、給電モジュール２１０と、スイッチモジュール２４０と、エネルギー貯蔵モジュール２５０と、充放電切り替えモジュール２３０とを含む。制御モジュール５３０は、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０と接続され、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０に充放電イネーブル信号を送信し、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０のオン又はオフを制御することによって、充放電回路２００に交互に切り替わる充電回路又は放電回路を形成するために用いられる。

【0290】

一つの例では、制御モジュール５３０は、完成車コントローラ又は車両コントローラ（Ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｕｎｉｔ、ＶＣＵ）及び／又はモータコントローラを含んでもよい。

【0291】

一つの例では、給電モジュール２１０は動力電池である。

【0292】

充放電システム５００を利用して給電モジュール２１０を加熱する時、制御モジュール５３０は、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０にイネーブル信号を送信し、充放電回路におけるスイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０のオン又はオフを制御することによって、充電回路又は放電回路を形成する。

【0293】

充放電回路に一つの組電池のみが含まれる場合、スイッチモジュール２４０は少なくとも一組のスイッチアームを含み、充放電切り替えモジュール２３０は、第一の切り替え回路２３１と、第二の切り替え回路２３２とを含み、制御モジュール５３０から送信されたイネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームをオンにするか又は下アームをオンにするとともに、充放電切り替えモジュール２３０の第一の切り替え回路２３１をオンにするか又は第二の切り替え回路２３２をオンにし、充電回路又は放電回路を形成させ、充電回路又は放電回路を繰り返し切り替え、給電モジュール２１０を充放電し、それによって電流が給電モジュール２１０の内部を流れる時に発生した熱を利用して加熱する。

【0294】

充放電回路が少なくとも二つの組電池を含む場合、制御モジュール５３０から送信されたイネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームをオンにするか又は下アームをオンにするとともに、充放電切り替えモジュール２３０の第一の切り替え回路２３１をオンにする又は第二の切り替え回路２３２をオンにし、充電回路又は放電回路を形成させ、充電電回路又は放電回路を介して第一の組電池又は第二の組電池を充放電し、充放電は、第一の組電池と第二の組電池との充放電状態を切り替えることを含み、ここで、充放電状態は、第一の組電池を充電するとともに、第二の組電池を放電すること、又は第一の組電池を放電するとともに、前記第二の組電池を充電することを含む。

【0295】

一つの例では、制御モジュール５３０は、動力電池の充電状態ＳＯＣを決定するために用いられる。充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣ）とは、電池が一定の放電倍率で、同じ条件で定格容量に対する残余電力量の割合である。ＳＯＣは電池管理システムの重要なパラメータの一つであり、自動車全体の充放電制御ポリシーと電池バランス作動の根拠でもある。しかしながら、リチウム電池自体の構造の複雑性のため、その充電状態は直接測定によって得られず、電池のいくつかの外部特性、例えば電池の内部抵抗、温度、電流などの関連パラメータに基づいて、関連する特性曲線又は計算式を利用してＳＯＣに対する推定作動を完了することしかできない。

【0296】

一つの例では、制御モジュール５３０は、電池管理システムＢＭＳから送信された、動力電池が加熱条件を満たしていることを指示するための加熱要求を受信するためにも用いられる。

【0297】

一つの例では、電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）から送信された加熱要求を受信することによって、制御モジュール５３０はタイムリーに動力電池を加熱し、車両のような動力装置の使用への影響を回避することができる。

【0298】

一つの例では、制御モジュール５３０は、動力電池の温度が予め設定される温度に達し又は動力電池の温度上昇が異常となった場合に、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０に加熱停止信号を送信し、充電回路又は放電回路が遮断され、それによって動力電池の加熱を停止するためにも用いられる。

【0299】

一つの例では、完成車コントローラがＢＭＳから送信された加熱要求を受信すると、完成車コントローラは、動力電池の加熱を指示するための制御信号をモータコントローラに送信してもよく、即ち制御信号は、充電回路に充電回路又は放電回路を形成させるように、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０にイネーブル信号を送信するようモータコントローラに指示するために用いられる。

【0300】

本実施例のシステムは、制御モジュール５３０によってスイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０の制御を実現し、車両の状態に応じて充放電を行うタイミングを決め、電池が動力電池を加熱できることを確保するとともに、充放電電流の大きさが等しく且つ位相が同じになるように制御することにより、モータの振動雑音を効果的に抑制することができる。同時に、モータが運転しないようにし、モータのうちのロータ発熱の問題を解決することもでき、それによって電池の自己加熱の使用時間を延長した。

【0301】

図３２に示すように、本出願の別のいくつかの実施例では、充放電システム５００は、充放電回路２００と接続される充電装置１４０をさらに含み、充電装置１４０は、充放電回路２００を介して給電モジュール２１０に含まれる組電池へ充電するために用いられる。この充電装置１４０は、充電スタンド、充電機又は他の電動車両を含むが、それらに限らない。充放電回路２００は充電装置１４０と繋がり、充電装置１４０は、充放電回路２００を介して動力電池へ充電するために用いられる。

【0302】

充放電回路２００が加熱モードと充電モードを同時に備えているため、それが動力電池を加熱するために用いられるだけでなく、充電装置１４０が動力電池へ充電するプロセスにおいて、充電電圧を調節することもできる。このように、充電装置１４０の電圧と動力電池の電圧とがマッチングしない場合、例えば充電装置１４０の電圧が動力電池の電圧よりも低いか又は高い場合、充電装置１４０は充放電回路２００を介して動力電池の昇圧充電又は降圧充電を行い、充電装置１４０と動力電池との適合性を向上させることができる。

【0303】

例えば、充電装置１４０の電圧が動力電池の電圧よりも低い場合、制御モジュール５３０は、スイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０を制御し、充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ充電する回路、及び充電装置１４０とエネルギー貯蔵モジュール２５０が給電モジュール２１０へ同時に充電する回路を形成する。

【0304】

さらに、例えば、充電装置１４０の電圧が動力電池の電圧よりも高い場合、制御モジュール５３０はスイッチモジュール２４０及び充放電切り替えモジュール２３０を制御し、充電装置１４０が給電モジュール２１０とエネルギー貯蔵モジュール２５０に充電する回路、及びエネルギー貯蔵モジュール２５０が給電モジュール２１０へ充電する回路を形成する。

【0305】

一つの実現方式では、図３２に示すように、エネルギー貯蔵モジュール２５０がインダクタＬ１であることを例に、その第二端は、スイッチチューブＶ１５を介して充電装置１４０の一端と接続され、スイッチモジュール２４０の第二端は、充電装置１４０の他端と接続され、充電装置１４０は、充放電回路２００を介して第一の組電池２１１に充電するために用いられる。図３３におけるキャパシタＣ３は、充電装置１４０のキャパシタであってもよく、例えば充電プロセスにおいて電圧の安定化の役割を果たすことができる。

【0306】

一つの実現方式では、スイッチチューブＶ１７はさらに、モード切り替えのスイッチとしてもよく、充放電回路２００が加熱モードにある場合、制御モジュール５３０は、スイッチチューブＶ１７を閉じるように制御し、充放電回路２００が充電モードにある場合、制御モジュール５３０は、スイッチチューブＶ１３を遮断するように制御する。

【0307】

理解すべきこととして、スイッチチューブＶ１７がモード切り替えのスイッチとする場合、その両端にフリーホイールダイオードＤ１５を接続すべきではない。この時、一つの加熱周期は以下のプロセスのみを含んでもよく、即ちスイッチチューブＶ１２とスイッチチューブＶ１７を同時に閉じ、第一の組電池２１１がインダクタＬ１へ放電するための、第一の組電池２１１、スイッチチューブＶ１７、インダクタＬ１とスイッチチューブＶ１２を含む回路を形成し、その後に、スイッチチューブＶ１２とスイッチチューブＶ１７も遮断し、インダクタＬ１が第一の組電池２１１へ充電するための、第一の組電池２１１、フリーホイールダイオードＤ１６、インダクタＬ１とフリーホイールダイオードＤ１１を含む回路を形成する。この時、スイッチチューブＶ１２の両端には、フリーホイールダイオードＤ１２が接続されなくてもよい。

【0308】

又は、別の実現方式では、図３４に示すように、スイッチモジュール２４０の第一端と充放電切り替えモジュール２３０の第一端との間に、モード切り替えのスイッチとしてスイッチチューブＶ１６が接続されてもよい。加熱モードでは、スイッチチューブＶ１６が閉じられる一方、充電モードでは、スイッチチューブＶ１６が遮断される。

【0309】

充放電回路２００が加熱モードから充電モードに切り替える時、制御モジュール５３０は、スイッチモジュール２４０の上アームを遮断し、例えばスイッチチューブＶ１７又はスイッチチューブＶ１６を遮断するように制御し、充電装置１４０の電圧が第一の組電池２１１の電圧よりも低い時、スイッチチューブＶ１２と第一のスイッチチューブＶ１５を閉じ、スイッチチューブＶ１１とスイッチチューブＶ１８を遮断するように制御し、充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０へ充電するための、充電装置１４０、エネルギー貯蔵モジュール２５０と第二のスイッチチューブＶ１２を含む回路を形成し、及び、スイッチチューブＶ１１と第一のスイッチチューブＶ１５を閉じ、スイッチチューブＶ１２とスイッチチューブＶ１８を遮断するように制御し、充電装置１４０とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ同時に充電するための、充電装置１４０、エネルギー貯蔵モジュール２５０、スイッチチューブＶ１１と第一の組電池２１１を含む回路を形成するためにも用いられる。

【0310】

これで分かるように、充電装置１４０の電圧が第一の組電池２１１の電圧よりも低い場合、合理的な制御タイミングを設定し、各サブアームのオンと遮断を制御することにより、各充電周期に充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０に充電する第一の段階、及び充電装置１４０とエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１に同時に充電する第二の段階を形成する。このように、充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０に充電する第一の段階では、エネルギー貯蔵モジュール２５０に一定の電力量が記憶されるため、エネルギー貯蔵モジュール２５０は第二の段階で充電装置１４０とともに、第一の組電池２１１に共同で充電し、充電装置１４０と第一の組電池２１１との間の電圧差を減少し、充電効率を向上させることができる。

【0311】

さらに、制御モジュール５３０は、充電装置１４０の電圧が第一の組電池２１１の電圧よりも高い場合、スイッチチューブＶ１１と第一のスイッチチューブＶ１５を閉じ、スイッチチューブＶ１２とスイッチチューブＶ１８を遮断するように制御し、充電装置１４０が第一の組電池２１１とエネルギー貯蔵モジュール２５０へ充電するための、充電装置１４０、エネルギー貯蔵モジュール２５０、スイッチチューブＶ１１と第一の組電池２１１を含む回路を形成し、及び、スイッチチューブＶ１１を閉じ、スイッチチューブＶ１２、スイッチチューブＶ１８と第一のスイッチチューブＶ１５を遮断するように制御し、エネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ充電するための、エネルギー貯蔵モジュール２５０、スイッチチューブＶ１１、第一の組電池２１１とフリーホイールダイオードＤ１８を含む回路を形成するためにも用いられる。

【0312】

これで分かるように、充電装置１４０の電圧が第一の組電池２１１の電圧よりも高い場合、合理的な制御タイミングを設定し、各サブアームのオンと遮断を制御することにより、各充電周期に充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０と第一の組電池２１１に充電する段階、及びエネルギー貯蔵モジュール２５０のみが第一の組電池２１１に充電する段階を形成する。一方、充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０と第一の組電池２１１に充電する時、エネルギー貯蔵モジュール２５０が一部の電圧を吸収することができるため、充電装置１４０と第一の組電池２１１との間の電圧差が適切に減少し、他方、充電装置１４０の電圧が第一の組電池２１１の電圧よりも大きいため、充電装置１４０が第一の組電池２１１を持続的に大電圧で充電することを回避するために、充電装置１４０とエネルギー貯蔵モジュール２５０は第一の組電池２１１を交互に充電してもよい。ここで、充電装置１４０がエネルギー貯蔵モジュール２５０と第一の組電池２１１に充電する時、エネルギー貯蔵モジュール２５０に一定の電力量が記憶されることができるため、この部分の電力量に基づいて、エネルギー貯蔵モジュール２５０は単独で第一の組電池２１１に充電することができる。

【0313】

図３３と３４は、いずれも図９に示す充放電回路をベースに充電装置１４０を接続したものであり、理解すべきこととして、図１２－１５、１９－２６及び２８－３０に示す充放電回路が充電装置１４０を接続し、上記図９に示す回路構造が充電装置１４０を接続することで達成できる技術的効果を実現することができる。

【0314】

一つの実現方式では、図３５に示すように、第一の組電池２１１は、駆動回路１４１に電源を提供するために、モータの駆動回路１４１とも繋がる。図３５において三相モータを例に、その駆動回路１４１は、スイッチチューブＶ１、スイッチチューブＶ２、スイッチチューブＶ３、スイッチチューブＶ４、スイッチチューブＶ５とスイッチチューブＶ６からなるアームを含み、モータの巻線Ａ１、巻線Ｂ１と巻線Ｃ１を接続するインバータ回路である。

【0315】

これで分かるように、充放電回路を利用して第一の組電池２１１を加熱する時、第一の組電池２１１は、依然として第一の組電池２１１と繋がるモータの駆動回路１４１に電源を提供し、それによって走行中に第一の組電池２１１の加熱を実現することができる。

【0316】

上記の記述に基づいて、追加の充放電回路を設置し、この充放電回路を利用して第一の組電池２１１を加熱すると、モータは車両の走行を正常に駆動し、走行加熱を実現することができる。具体的には、合理的な制御タイミングを設計して充放電回路における各アームを制御することにより、第一の組電池２１１が充放電回路におけるエネルギー貯蔵モジュール２５０に放電する回路、及びこのエネルギー貯蔵モジュール２５０が第一の組電池２１１へ充電する回路を形成し、それによってエネルギー貯蔵モジュール２５０を効果的に利用し、動力電池に対する加熱を実現する。

【0317】

充電装置１４０が充放電回路を介して第一の組電池２１１に充電する時、充放電回路が充電モードに入り、この時、充放電回路を利用して第一の組電池２１１を加熱することができないため、モータの駆動回路１４１を利用して第一の組電池２１１を加熱することができる。モータの作動損失で発生した熱を利用して冷却液を加熱する方式と異なり、このような場合に、駆動回路１４１におけるＩＧＢＴを制御することで、充放電回路を形成し、それによって第一の組電池２１１の加熱を実現することができる。例えば、ＶＣＵがＢＭＳから送信された加熱要求を受信したが、充放電回路が充電モードにある場合、ＶＣＵはモータの駆動回路１４１を制御して第一の組電池２１１を加熱するようにモータコントローラに通知してもよく、例えば駆動回路１４１におけるＩＧＢＴ、即ちスイッチチューブＶ１からスイッチチューブＶ６のオンオフを制御し、駆動回路１４１を介して第一の組電池２１１を加熱する。

【0318】

つまり、上記の加熱モードと充電モードに加えて、充放電回路はさらに、他のモード、即ち充電加熱モードを有してもよい。充放電回路が充電加熱モードにある時、充電装置１４０は充放電回路を介して第一の組電池２１１に充電するとともに、モータの駆動回路１４１を介して第一の組電池２１１を加熱する。

【0319】

一つの実現方式では、空間ベクトル制御法（Ｓｐａｃｅ Ｖｅｃｔｏｒ Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、ＳＶＰＷＭ）により駆動回路１４１における各アームのスイッチチューブの制御信号を生成し、モータ巻線に流入する電流が交流電流に変調されるように、この制御信号により各アームのスイッチチューブのオンオフ状態を制御してもよい。例示的に、巻線電流の直軸電流成分を交変電流に制御し、及び巻線電流の横軸電流成分を０に制御することで、モータ巻線の電流を交流電流に変調してもよい。

【0320】

駆動回路１４１とモータとの間の三相接続線に収集されたいずれか二相電流ｉａとｉｂを取得し、いずれか二相電流ｉａとｉｂは駆動回路１４１からモータに流れる。モータコントローラは、収集された電流をａｂｃ座標系からｄｑ座標系に変換し、そしてｄｑ座標系で分解して直軸成分ｉｄと横軸成分ｉｑを得る。横軸成分ｉｑ、直軸成分ｉｄ、横軸信号所与値ｉ＿ｑ＾＊、及び直軸信号所与値ｉ＿ｄ＾＊を利用して、オンにする必要のあるスイッチチューブの変調信号を得る。ここで、横軸信号所与値ｉ＿ｑ＾＊は０に等しい。このように、モータ巻線エネルギー貯蔵を利用して、第一の組電池２１１の充放電を実現することができる。

【0321】

モータの駆動回路１４１を利用して第一の組電池２１１を加熱するプロセスにおいて、電圧変動が生じる。しかしながら、充放電回路の存在により、充電装置１４０が充放電回路を介して第一の組電池２１１に出力する電圧を、電池加熱プロセスにおける電圧変動に伴って動的に調節し、電池加熱プロセスによる充電装置１４０への影響を減少することができる。

【0322】

理解すべきこととして、本出願の実施例に記載の「接続」又は「繋がり」は、直接接続、又は間接接続であってもよく、本出願は、これに対して限定しない。例えば、第一の上アーム２３１１の第一端と第二の上アーム２４１１の第一端との繋がりは、図９に示すように、第一の上アーム２３１１の第一端と第二の上アーム２４１１の第一端との間が直接に電気的な接続されてもよく、図１２に示すように、第一の上アーム２３１１の第一端と第二の上アーム２４１１の第一端とが他の素子、例えばスイッチチューブＫ４を介して繋がられてもよい。

【0323】

図１２－１５に示す二つの組電池を含む充放電回路においてついて、モータの駆動回路１４１と繋がり、駆動回路１４１に電源を提供し、それによって動力自動車を走行させるために用いられてもよい。

【0324】

一つの実現方式では、給電モジュール２１０の電池管理システム（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍ、ＢＭＳ）は、給電モジュール２１０に含まれる組電池の状態情報、例えば電池温度、充電状態（Ｓｔａｔｅ ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣ）、電圧信号、電流信号などを収集し、この状態情報に基づいて給電モジュール２１０を加熱する必要があるかどうかを決定する。給電モジュール２１０を加熱する必要があると決定する場合、ＢＭＳは完成車コントローラ（Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、ＶＣＵ）に加熱要求を送信してもよい。ＶＣＵは、ＢＭＳから送信された加熱要求に応じて、給電モジュール２１０に含まれる組電池の加熱をオンにするかどうかを決定する。

【0325】

例えば、ＶＣＵは、ＢＭＳから送信された加熱要求を受信した後に、組電池のＳＯＣに基づいて、給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱するかどうかを決定してもよい。ここで、組電池の電力量が十分であり、即ちＳＯＣが比較的高く、例えば一つの閾値よりも高い場合、給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱してもよい。

【0326】

さらに、例えば、給電モジュール２１０に含まれる組電池の電力量が不足していて、即ちＳＯＣが比較的低い、例えば一つの閾値よりも低い場合、電池の加熱損失を低減させるために、動力電池を加熱しなくてもよい。モータコントローラ、例えばマイクロプログラムコントローラ（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｇｒａｍｍｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、ＭＣＵ）は、モータの電圧と電流などの情報に基づいて、モータ状態を決定し、ＶＣＵに送信してもよい。そのため、この時にモータが正常な作動の状態にある場合、モータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０を加熱又は保温することができ、例えば走行中にモータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０の冷却液を加熱し、それによってこの冷却液によって給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱又は保温する。

【0327】

又は、給電モジュール２１０に含まれる組電池のＳＯＣが比較的低い場合、給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱し、且つ加熱周期の長さを調整し、又は、加熱周波数を調整してもよい。

【0328】

本出願は、充放電回路の使用シナリオを限定するものではなく、本出願の実施例の充放電回路は、任意の必要な場合に、給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱するために用いられてもよい。

【0329】

給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱するプロセスにおいて、ＢＭＳはさらに、給電モジュール２１０に含まれる組電池の温度に異常があるかどうかを監視することができる。組電池の温度に異常がある場合、ＢＭＳがＶＣＵに温度異常の情報を送信することができるため、ＶＣＵは給電モジュール２１０に含まれる組電池の加熱を停止するよう制御する。この時、モータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱する又は保温することができ、例えばモータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０の冷却液を加熱し、それによって冷却液によって給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱又は保温する。

【0330】

給電モジュール２１０に含まれる組電池を加熱するプロセスにおいて、給電モジュール２１０に含まれる組電池の温度がすでに要求を満たした場合、ＶＣＵは給電モジュール２１０に含まれる組電池の加熱を停止するよう制御することができる。この時、モータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０に含まれる組電池を保温することができ、例えばモータの作動損失で発生した熱を利用して給電モジュール２１０の冷却液を加熱し、それによって冷却液によって給電モジュール２１０に含まれる組電池を保温する。

【0331】

本出願の別のいくつかの実施例は、電力消費機器をさらに提供し、この電力消費機器は、上記各実施例における充放電システムを含む。この電力消費機器は、動力電池を使用する自動車、船舶又は航空機などの機器であってもよい。電力消費機器が低温環境にある場合、電力消費機器における動力電池は、温度が低すぎるため放電容量が著しく低下してしまい、且つ低温環境で動力電池を充電することができず、低温環境での電力消費機器の正常な使用に影響を与える。本出願の実施例の電力消費機器では、充放電回路を介して動力電池を加熱し、充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成し、それによって充放電回路において交流電流を発生させ、この交流電流が動力電池を流れ、動力電池の内部抵抗に熱を発生させ、それによって動力電池に対する加熱を実現する。

【0332】

以上は、本出願の実施例の充放電回路の回路構造及びこの回路構造を含む充放電システムを詳細に記述し、以下は、図面を結び付けながら本出願の実施例の充放電制御方法を詳細に記述する。上記各装置の実施例に記述された技術的特徴は、いずれも以下の方法の実施例に適用される。

【0333】

この充放電制御方法の実行本体は制御モジュールであり、ここで、制御モジュールは、ＶＣＵ又はＭＣＵ又はドメインコントローラなどを含んでもよく、ＢＭＳ、ＶＣＵとＭＣＵを含んでもよく、ＢＭＳ、ＶＣＵとＭＣＵが協力してこの充放電制御方法を実行する。本出願では、ＢＭＳ、ＶＣＵとＭＣＵの三者が協力することを例にこの充放電制御方法の完全なプロセスを詳細に説明する。

【0334】

ここで、モータコントローラＭＣＵは、充放電回路におけるスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールを直接制御するものであり、ＢＭＳ又はＶＣＵが組電池を加熱する必要があると判断する場合、ＢＭＳ又はＶＣＵは制御命令をＭＣＵに送信してもよく、この制御命令は、組電池が加熱条件を満たしていることを指示するために用いられ、この加熱条件は、組電池の温度が一定の閾値よりも低く且つ組電池の充電状態値ＳＯＣが一定の充電閾値よりも大きいなどを含んでもよい。ＭＣＵは、ＢＭＳ又はＶＣＵから送信されたこの制御命令を受信した後に、充放電回路におけるスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに充放電イネーブル信号を送信する。

【0335】

制御モジュールは、充放電イネーブル信号を送信し、充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールのオン又はオフを制御し、充放電回路において交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させることで、交流波形の電流を発生させる。電流が組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、それによって組電池を加熱する目的を達成する。ここで、制御モジュールは、モータコントローラＭＣＵ、完成車コントローラＶＣＵ、電池管理システムＢＭＳ又はドメインコントローラなどのうちのいずれか一つを含む。

【0336】

図９、１９－２６に示す充放電回路構造には、第一の組電池のみが含まれ、これらの回路構造では、第一の組電池を放電する段階では、エネルギー貯蔵モジュールは電気エネルギーを貯蔵し、充電段階では、エネルギー貯蔵モジュールは、貯蔵された電気エネルギーを第一の組電池に回生する。エネルギー貯蔵モジュールがエネルギーを満タンクに貯蔵した直後に放電する必要があり、電流を一つの安定した加熱電流の大きさに維持することができないため、第一の組電池のみを含む充放電回路において発生させた交流電流の波形は、三角波と、疑似三角波と、正弦波と、疑似正弦波とのうちの少なくとも一つである。

【0337】

この方法の実施例では、制御モジュールは、充電回路と放電回路を交互に切り替えるように制御するために、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充電イネーブル信号と放電イネーブル信号を交互に送信してもよい。充電回路と放電回路を切り替える周波数を制御することにより、回路全体において発生させた交流電流の周波数を調節することによって、組電池の加熱レートを向上させる。

【0338】

具体的には、制御モジュールは、放電イネーブル信号を送信する時に計時を開始し、所定時間後に充電イネーブル信号を送信してもよい。次に、制御モジュールは、充電イネーブル信号を送信する時に計時を開始し、所定時間後に放電イネーブル信号を再送信するというように、放電イネーブル信号と充電イネーブル信号を順に繰り返し送信する。

【0339】

充放電切り替えモジュールは、直列に接続される第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、各組のスイッチアームが上アームと下アームとを含む充放電回路において、交互に切り替わる充電回路と放電回路は、
スイッチモジュールの各組の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第二の切り替え回路と給電モジュールとの間の回路と、スイッチモジュールの各組の下アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の切り替え回路と給電モジュールとの間の回路と、交互に切り替えスイッチモジュールの各組の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第二の切り替え回路と給電モジュールとの間の回路と、スイッチモジュールの各組の下アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の切り替え回路と給電モジュールとの間の回路とを含む。交互に切り替えることにより充放電回路において交流電流を形成し、交流電流が給電モジュールにおける組電池を流れ、組電池の内部抵抗を発熱させ、組電池の自己加熱の効果を達成する。

【0340】

一つの実現方式では、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含む。図９、１９と２０に記載の充放電回路において示すように、この回路構造において、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールは、放電イネーブル信号をスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールは制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとをオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを遮断し、給電モジュールと第一の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールは、充電イネーブル信号をスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュール制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとをオンにし、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、給電モジュールと第一の下アームとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0341】

上記回路構造について、充放電回路の切り替えは別の実現方式が存在してもよく、即ち第一の段階では、制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームと第一の下アームとをオンにし、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の下アームとの間の放電回路を形成する。制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの下アームと第一の上アームとをオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの下アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の上アームとの間の充電回路を形成する。

【0342】

別の実現方式では、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第三のダイオードを含み、第二の切り替え回路は第五のスイッチを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含む。図２１と２２に示す充放電回路の構造では、この回路構造において、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールは、放電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールは制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームと第五のスイッチとをオンにし、各組のスイッチアームの下アームを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第五のスイッチとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールは、充電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュール制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの下アームをオンにし、各組のスイッチアームの上アームと第五のスイッチとを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの下アームとエネルギー貯蔵モジュールと第三のダイオードとの間の充電回路を形成する。

【0343】

また別の実現方式では、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第七のスイッチを含み、第二の切り替え回路は第四のダイオードを含み、第四のダイオードの陽極は第一の組電池の負極と接続され、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含む。図２３と２４に示す充放電回路の構造では、この構造において、加熱周期は第一の段階と第二の段階とを含む。第一の段階では、制御モジュールは、放電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールは制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、第七のスイッチ及び各組のスイッチアームの下アームをオンにし、各組のスイッチアームの上アームを遮断し、給電モジュールと第七のスイッチとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームをオンにし、第七のスイッチと各組のスイッチアームの下アームを遮断し、給電モジュールと第四のダイオードとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0344】

図２３と２４に示す充放電回路の構造では、第四のダイオードの向きを逆方向に設定し、即ち第四のダイオードの陰極が第一の組電池の負極と接続されてもよい。この変形構造において、加熱周期は第一の段階と第二の段階とを含む。第一の段階では、制御モジュールは、放電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールは制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アームをオンにし、第七のスイッチと各組のスイッチアームの下アームを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第四のダイオードとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールは、充電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュール制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、第七のスイッチ及び各組のスイッチアームの下アームをオンにし、各組のスイッチアームの上アームを遮断し、給電モジュールと各組のスイッチアームの下アームとエネルギー貯蔵モジュールと第七のスイッチとの間の充電回路を形成する。

【0345】

本出願の別のいくつかの実施例では、エネルギー貯蔵モジュールは、第一のＭ相モータと第二のＭ相モータとを含み、スイッチモジュールはＭ相アームを含み、充放電切り替えモジュールはＭ相アームを含み、第一のＭ相モータのＭ相巻線は、スイッチモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、第二のＭ相モータのＭ相巻線は、充放電切り替えモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続される。図２５と２６に示すように、この回路構造において、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールは、放電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールは制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンにし、給電モジュールとスイッチモジュールのＭ相アームの上アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールは、充電イネーブル信号をスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに送信し、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュール制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとスイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンにし、給電モジュールとスイッチモジュールのＭ相アームの下アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0346】

別の実現方式では、ツインモータを含む上記充放電回路構造について、第一の段階では、制御モジュールから送信された放電イネーブル信号に応答し、充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとスイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンにし、給電モジュールとスイッチモジュールのＭ相アームの下アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の放電回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールから送信された充電イネーブル信号に応答し、スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンにし、給電モジュールと充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームと第一のＭ相モータと第二のＭ相モータとスイッチモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する。

【0347】

上記では、図面を結び付けながら第一の組電池のみを含む充放電回路の制御方法を記述した。以下では、図面を結び付けながら少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含む充放電回路の制御プロセスを詳細に記述する。図１２－１５、２８－３０に示す充放電回路構造には、第一の組電池と第二の組電池とが含まれ、これらの回路構造の各加熱周期において、一つの段階では、第一の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに充電し、及び第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第二の組電池に同時に充電する可能性がある。別の段階では、第二の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに充電し、及び第二の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第一の組電池に同時に充電する可能性がある。二重電池の設置は、エネルギー貯蔵モジュールの加熱電流の大きさ及び加熱電流の周波数に対する拘束を効果的に低減させることができ、二重電池の加熱方式により、電池の加熱電流を予め設定される加熱周波数に応じて一つの安定した加熱電流の大きさに維持することができるように、エネルギー貯蔵モジュールのエネルギーをタイムリーにそのうちの一つの電池に逃がすことができ、それによって電池が異なる温度、ＳＯＣ状態で、加熱電流の周波数の調節により、加熱レートを大幅に上昇させることができる。加熱電流の大きさを一つの安定した値に維持することができるため、二重組電池の充放電回路において発生させた交流電流の波形は、矩形波又は疑似矩形波である。

【0348】

この方法の実施例では、給電モジュールは、少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含み、充電電回路又は放電回路を介して第一の組電池又は第二の組電池を充放電し、充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を形成し、充放電は、第一の組電池と第二の組電池との充放電状態を切り替えることを含み、充放電状態は、第一の組電池を充電するとともに、第二の組電池を放電すること、又は、第一の組電池を放電するとともに、第二の組電池を充電することを含む。

【0349】

二つの組電池を含む実施例では、図１２－１５及び２８－３０に示すように、第二の組電池の第一端は、充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、第二の組電池の第二端は、第一の組電池の第二端、スイッチモジュールの第二端、充放電切り替えモジュールの第二端と同一の線に接続され、第一の組電池の第一端は、スイッチモジュールの第一端と接続され、第一の組電池の第一端と第二の組電池の第一端との間に第十のスイッチが接続されている。制御モジュールは、第一の組電池と第二の組電池が加熱条件を満たしていると決定する場合、第十のスイッチを遮断するように制御し、第一の組電池と第二の組電池とを直列に接続させる。

【0350】

第十のスイッチにより、第一の組電池と第二の組電池との間の接続方式を制御することができる。第十のスイッチが遮断される場合、第一の組電池と第二の組電池とが直列に接続され、第十のスイッチが閉じられる場合、第一の組電池と第二の組電池とが並列に接続される。第一の組電池と第二の組電池を加熱する必要がある場合、第十のスイッチを遮断するように制御することにより、直列に接続される第一の組電池と第二の組電池を加熱する。外部への給電が必要な場合、第十のスイッチを閉じるように制御し、並列に接続される第一の組電池と第二の組電池により外部への給電を行う。

【0351】

一つの実現方式では、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、エネルギー貯蔵モジュールの一端は、第一の上アームと第一の下アームの接続点と接続され、エネルギー貯蔵モジュールの他端は、スイッチアームの上下アームの接続点と接続される。図１２、１３、２８－３０に示すように、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールから送信された第一のイネーブル信号に応答し、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの下アームをいずれもオンにし、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれも遮断し、第一の組電池と第一の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、第一の組電池をエネルギー貯蔵モジュールへ放電させる。第二の段階では、制御モジュールから送信された第二のイネーブル信号に応答し、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれもオンにし、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの下アームをいずれも遮断し、第一の組電池と第一の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの上アームと第二の組電池との充電回路を形成し、第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールを第二の組電池へ充電させる。ここで、制御モジュールは、第二の組電池への充電時間を制御するために、各組のスイッチアームの上アームのオン又は下アームのオンを繰り返し切り替えてもよい。

【0352】

さらに、加熱周期は、第三の段階と第四の段階とをさらに含んでもよい。第三の段階では、制御モジュールから送信された第三のイネーブル信号に応答し、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれもオンにし、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの下アームをいずれも遮断し、第二の組電池と各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の下アームとの間の放電回路を形成し、第二の組電池をエネルギー貯蔵モジュールへ放電させる。第四の段階では、制御モジュールから送信された第四のイネーブル信号に応答し、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれもオンにし、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの下アームをいずれも遮断し、第二の組電池と各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の上アームと第一の組電池との充電回路を形成し、第二の組電池とエネルギー貯蔵モジュールを第一の組電池へ充電させる。ここで、制御モジュールは、第一の組電池への充電時間を制御するために、第一の上アームのオン又は第一の下アームのオンを繰り返し切り替えてもよい。

【0353】

図１２、１３、２８－３０に示す回路構造について、別の制御方式を採用してもよく、即ち第一の段階では、制御モジュールから送信された第一のイネーブル信号に応答し、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれもオンにし、第一の下アーム及び各組のスイッチアームの下アームを遮断し、第一の組電池と各組のスイッチアームの上アームとエネルギー貯蔵モジュールと第一の上アームと第二の組電池との間の充放電回路を形成し、第一の組電池をエネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールを第二の組電池へ充電させる。第二の段階では、制御モジュールから送信された第二のイネーブル信号に応答し、第一の上アーム及び各組のスイッチアームの上アームをいずれもオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、第一の組電池と第一の上アームとエネルギー貯蔵モジュールと各組のスイッチアームの上アームと第二の組電池との充放電回路を形成し、第二の組電池をエネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び第二の組電池とエネルギー貯蔵モジュールを第一の組電池へ充電させる。

【0354】

別の二重組電池の実現方式では、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第一端は、スイッチモジュールの第一端と接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端は、充放電切り替えモジュールの第一端と接続される。図１４に示すように、スイッチモジュールの第一端と充放電切り替えモジュールの第一端は、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールの、第一の組電池の正極と同一の線に接続される端であってもよい。この回路構造において、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールから送信された第一のイネーブル信号に応答し、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを同時にオンにし、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、第一の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電する回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールから送信された第二のイネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの下アーム及び第一の下アームを同時にオンにし、各組のスイッチアームの上アーム及び第一の上アームを遮断し、第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第二の組電池へ充電する回路を形成する。

【0355】

さらに、上記加熱周期は、第三の段階と第四の段階とをさらに含んでもよい。第三の段階では、制御モジュールから送信された第三のイネーブル信号に応答し、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを同時にオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを遮断し、第二の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電する回路を形成する。第四の段階では、制御モジュールから送信された第四のイネーブル信号に応答し、第一の下アームと各組のスイッチアームの下アームとを同時にオンにし、第一の上アームと各組のスイッチアームの上アームを遮断し、第二の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第一の組電池へ充電する回路を形成する。

【0356】

本出願の実施例は、別の二重組電池を含む充放電回路の制御方式をさらに提供し、この充放電回路において、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第一端は、スイッチモジュールの第二端と接続され、エネルギー貯蔵モジュール２５０の第二端は、充放電切り替えモジュールの第二端と接続される。図１５に示すように、スイッチモジュールの第二端及び充放電切り替えモジュールの第二端は、いずれも第一の組電池の負極と同一の線に接続される端であってもよい。

【0357】

この回路構造において、加熱周期は、第一の段階と第二の段階とを含んでもよい。第一の段階では、制御モジュールから送信された第一のイネーブル信号に応答し、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを同時にオンにし、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、第二の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電する回路を形成する。第二の段階では、制御モジュールから送信された第二のイネーブル信号に応答し、各組のスイッチアームの上アーム及び第一の上アームを同時にオンにし、各組のスイッチアームの下アーム及び第一の下アームを遮断し、第二の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第一の組電池へ充電する回路を形成する。

【0358】

上記加熱周期は、第三の段階と第四の段階とをさらに含んでもよい。第三の段階では、制御モジュールから送信された第三のイネーブル信号に応答し、第一の上アームと各組のスイッチアームの下アームとを同時にオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの上アームとを遮断し、第一の組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電する回路を形成する。第四の段階では、制御モジュールから送信された第四のイネーブル信号に応答し、第一の上アームと各組のスイッチアームの上アームを同時にオンにし、第一の下アームと各組のスイッチアームの下アームとを遮断し、第一の組電池とエネルギー貯蔵モジュールが第二の組電池へ充電する回路を形成する。

【0359】

制御モジュールは、予め設定される周波数でスイッチモジュールと充放電切り替えモジュールに上記第一のイネーブル信号と第二のイネーブル信号を送信し、又は予め設定される周波数で上記第三のイネーブル信号と第四のイネーブル信号を送信し、又は予め設定される周波数で上記第一のイネーブル信号、第二のイネーブル信号、第三のイネーブル信号と第四のイネーブル信号を送信してもよい。それによって二重組電池を含む充放電回路において、一つの組電池がエネルギー貯蔵モジュールに放電し、及びこの組電池及びエネルギー貯蔵モジュールが別の組電池に同時に充電するように交互に制御する。

【0360】

本出願のいくつかの実施例では、エネルギー貯蔵モジュールと充放電切り替えモジュールとの間に第九のスイッチ、図２１と２３におけるスイッチＫが接続されている。制御モジュールが、給電モジュールに含まれる組電池が加熱条件を満たしていると決定する場合、まず第九のスイッチを閉じるように制御し、それからスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御することによって、充放電回路において放電回路と充電回路を交互に切り替える。充放電プロセスにおいて、制御モジュールはさらに、給電モジュールに含まれる組電池が加熱停止条件を満たすかどうかをリアルタイムで監視し、この加熱停止条件は、組電池の温度が所望の温度に達したこと、又は組電池の温度上昇が異常であることなどを含んでもよい。制御モジュールが、組電池が加熱停止条件を満たしていると決定する場合、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールが現在の充電回路又は放電回路を遮断するように制御するとともに、第九のスイッチを遮断するように制御する。

【0361】

本出願の実施例では、制御モジュールが、充放電回路が給電モジュールに含まれる組電池を加熱するように制御する前に、まず給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定する。各組電池の充電状態値が予め設定される閾値以上であると決定する場合、制御モジュールは、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充放電イネーブル信号を交互に送信する。

【0362】

即ち、組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値よりも大きい場合にのみ組電池を加熱し、組電池の電力量が低すぎて加熱に必要な放電電気エネルギーをサポートできない状況を回避する。

【0363】

上記の、給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定する前に、制御モジュールはさらに、給電モジュールの温度が予め設定される温度閾値よりも小さいかどうかを決定する必要がある。組電池の温度が予め設定される温度閾値よりも小さい時に、放電容量が大幅に低下し、且つ組電池が低温環境でも充電できないため、給電モジュールの温度が予め設定される温度閾値よりも小さいと決定する場合に、給電モジュールの組電池を加熱する必要があり、この時、さらに給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定し、各組電池の充電状態値が予め設定される充電閾値以上であると決定する場合、充放電回路が組電池を加熱するように制御する。

【0364】

ここで、予め設定される充電閾値は、加熱プロセスにおいて組電池の放電をサポートするために必要な最小充電量であってもよい。

【0365】

エネルギー貯蔵モジュールが車両自体のモータを直接使用して加熱プロセスに参加する実施の形態では、加熱プロセスはモータの正常な運行に影響を与え、車両走行に影響を与える可能性がある。そのため、モータをエネルギー貯蔵モジュールとして使用する充放電回路構造において、制御モジュールはスイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに充放電イネーブル信号を送信する前に、モータの作動状態をさらに取得し、この作動状態は、ＶＣＵによって取得されてもよく、ＭＣＵによって取得されてもよい。取得された作動状態が、モータが現在駆動状態にあることを指示する場合、制御モジュールは、モータの正常な運転に影響を与えないように、組電池の加熱プロセスを起動しない。取得された作動状態が、モータが現在非駆動状態にあることを指示する場合、制御モジュールは、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充放電イネーブル信号を交互に送信する。

【0366】

本出願の別のいくつかの実施例では、制御モジュールはさらに、動力電池加熱システムが故障しているかどうかを検出し、モータが非駆動状態にあり、且つ動力電池加熱システムが故障していない場合、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに充放電イネーブル信号を送信する。

【0367】

説明すべきこととして、本出願の実施例では、電池加熱システムが故障していることは、モータ、モータコントローラ、スイッチモジュール及び熱伝導回路などのうちのいずれか一つに故障が発生していることである。一方、熱伝導回路に故障が発生していることは、相互接続弁の破損、熱伝導回路における媒体の不足などの問題を含むが、それらに限らない。

【0368】

選択的に、シフト位置情報とモータ回転数情報を取得し、これに基づいてモータが駆動状態にあるか非駆動状態にあるかを判断してもよい。具体的には、現在のシフト位置がＰレンジであり且つ車速が０であると判定する場合、モータが非駆動状態にあることを示し、現在のシフト位置がＰレンジではなく又は車速が０ではないと判定する場合、モータが駆動状態にあることを示す。

【0369】

シフト位置情報とモータ回転数情報により判断し、いずれか一つの条件を満たさない場合、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールに充放電イネーブル信号を送信せず、車両が正常な走行状態で動力電池を加熱し、さらに車両性能に影響を与えることを防止する。

【0370】

車両に搭載されたモータを加熱に使用しない充放電回路では、組電池の加熱がモータの正常な運行に影響しないため、車両静止又は車両走行のプロセスにおいて、いずれも組電池を加熱することができる。

【0371】

本出願のいくつかの実施例では、上記制御モジュールはモータコントローラＭＣＵであり、車両コントローラＶＣＵが組電池を加熱する必要があることを検出すると、車両コントローラは制御信号をＭＣＵに送信する。ＭＣＵは、車両コントローラから送信された制御信号を受信する。ＭＣＵはこの制御信号を解析し、給電モジュールに加熱することをこの制御信号が指示すると決定する場合、制御モジュールは、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充放電イネーブル信号を交互に送信する。

【0372】

別のいくつかの実施例では、上記制御モジュールは車両コントローラＶＣＵ又はモータコントローラＭＣＵである。電池管理システムＢＭＳは、組電池を加熱する必要があり且つ加熱条件を満たしていることを検出すると、要求データをＶＣＵに送信し、ＶＣＵはこの要求データを受信し、この要求データが給電モジュールのみが加熱条件を満たしている場合、ＶＣＵは、ＭＣＵのみが加熱を起動するための制御命令をＭＣＵに送信する。ＭＣＵは、この制御命令を受信した後に、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充放電イネーブル信号を交互に送信する。

【0373】

又は、ＢＭＳが組電池を加熱する必要があり且つ加熱条件を満たしていることを検出すると、電池管理システムは要求データをＭＣＵに直接送信する。ＭＣＵは、電池管理システムから送信された要求データを受信し、この要求データを解析し、給電モジュールが加熱条件を満たしていることをこの要求データが指示すると決定する場合、予め設定される周波数で充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに充放電イネーブル信号を交互に送信する。

【0374】

上記いずれか一つの実施例により、給電モジュールに含まれる組電池を加熱するプロセスにおいて、制御モジュールは、給電モジュールに含まれる各組電池の温度が加熱停止条件を満たすかどうかを決定するために、リアルタイムで各組電池の状態をさらに監視し、加熱停止条件は、組電池が予め設定される温度に達していること又は組電池の温度上昇が異常であることを含む。組電池の温度が加熱停止条件を満たしていると決定する場合、制御モジュールは、充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールに加熱停止信号を送信し、加熱停止信号は、充放電切り替えモジュールとスイッチモジュールが現在の充放電回路を遮断するようにトリガーする。それによって組電池の温度が予め設定される温度まで上昇し、又はいずれか一つの組電池の温度上昇が異常となった場合に、タイムリーで加熱プロセスを停止し、加熱し続けによる組電池又は充放電回路における他のデバイスの破損を回避することができる。

【0375】

本出願の別のいくつかの実施例では、充放電システムは、充電装置をさらに含み、図３３－３５に示すように、これらの図に示す回路構造に加えて、上記の他の各実施例における充放電回路においては、いずれも充電装置が接続されてもよく、この充電装置は、充放電回路を介して給電モジュールに含まれる組電池を充電するために用いられる。

【0376】

この充電装置は、充電スタンド、充電機又は他の電動車両などであってもよい。充電装置と給電モジュールとの間の充電回路に、充電装置の出力電圧と給電モジュールの組電池の需要電圧とがマッチングしない可能性があり、充電装置の電圧が組電池の需要電圧よりも高いか又は低い場合がある。これに基づいて、本出願の実施例は、充放電回路を利用して充電装置と組電池との間の充電電圧を調節してもよい。

【0377】

具体的には、充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも低い場合、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールを制御し、充電装置がエネルギー貯蔵モジュールに充電する回路、及び充電装置とエネルギー貯蔵モジュールが給電モジュールに同時に充電する回路を形成する。充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも高い場合、スイッチモジュールと充放電切り替えモジュールを制御し、充電装置が給電モジュールとエネルギー貯蔵モジュールに充電する回路、及びエネルギー貯蔵モジュールが給電モジュールに充電する回路を形成する。

【0378】

図３３－３５に示すように、エネルギー貯蔵モジュールとスイッチモジュールと接続される端は、第一のスイッチチューブを介して充電装置の一端と接続され、スイッチモジュールの第二端は、充電装置の他端と接続される。スイッチモジュールの第二端は、スイッチモジュールと第一の組電池の負極と接続される端であってもよい。充電装置は、加熱モジュールを介して給電モジュールに充電するために用いられ、加熱モジュールは、スイッチモジュール及びエネルギー貯蔵モジュールを含む。スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と第二の切り替え回路とを含む。

【0379】

充電装置と充放電回路の上記接続構造に基づいて、制御モジュールは各組のスイッチアームの上アームを遮断するように制御する。充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも低い場合、第一の段階では、第二の切り替え回路と第一のスイッチチューブとをオンに、第一の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、充電装置、エネルギー貯蔵モジュールと第二の切り替え回路を含む回路を形成し、充電装置がエネルギー貯蔵モジュールに充電するために用いられる。また、第二の段階では、第一の切り替え回路と第一のスイッチチューブとをオンに、第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、充電装置、エネルギー貯蔵モジュール、第一の切り替え回路と給電モジュールを含む回路を形成し、充電装置とエネルギー貯蔵モジュールが給電モジュールに同時に充電するために用いられる。

【0380】

一つの実現方式では、スイッチモジュールの各組のスイッチアームの下アームに、並列に接続されるスイッチとダイオードとが含まれる。充電装置の電圧が給電モジュールの電圧よりも高い場合、第一の段階では、制御モジュールは、第一の切り替え回路と第一のスイッチチューブを閉じ、第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームを遮断するように制御し、充電装置、エネルギー貯蔵モジュール、第一の切り替え回路と給電モジュールを含む回路を形成し、充電装置が給電モジュールとエネルギー貯蔵モジュールに充電するために用いられる。また、第二の段階では、第一の切り替え回路を閉じ、第二の切り替え回路、各組のスイッチアームの下アームと第一のスイッチチューブを遮断するように制御し、エネルギー貯蔵モジュール、第一の切り替え回路、給電モジュールと各組のスイッチアームの下アームにおけるダイオードを含む回路を形成し、エネルギー貯蔵モジュールが給電モジュールに充電するために用いられる。

【0381】

本出願の実施例による組電池の加熱の制御フローを理解しやすくするために、以下では、モータを利用して電池を加熱する実施の形態を例に、図面３６を結び付けながら簡単に説明する。図３６に示すように、電池加熱制御プロセスは、以下のステップを含む。

【0382】

Ｓ６０１、ＢＭＳは、電池パックの温度、ＳＯＣ、電圧信号及び電流信号などを含む電池パラメータを収集する。

【0383】

Ｓ６０２、ＢＭＳは、電池の各パラメータに基づいて加熱条件を満たすかどうかを判断し、満たす場合、ＳＯＣ状態に基づいて該当する加熱要求をＶＣＵに送信し、例えばＶＣＵに予め設定される温度まで加熱する時に必要な電力を送信する。

【0384】

Ｓ６０３、ＢＭＳ又はＶＣＵは、電池ＳＯＣが第一の閾値よりも大きいかどうかを判断する。

【0385】

Ｓ６０４、ＳＯＣが第一の閾値よりも大きい場合、モータ回路を流れる交流電流によって発生する熱を利用して動力電池を加熱する。

【0386】

Ｓ６０５、ＳＯＣが第一の閾値以下である場合、モータ回路を流れる直流電流によって発生する熱を利用して動力電池を加熱する。

【0387】

Ｓ６０４の後に、ＶＣＵは第一のモータの現在作動状態を読み取る。

【0388】

例えば、第一のモータが駆動状態（即ち作動状態）にある場合、ＶＣＵは駆動信号をモータコントローラに送信する。この時、モータコントローラは、スイッチモジュール及び充放電切り替えモジュールイネーブル信号を送信し、スイッチモジュールのＭ相アームの上アーム又は下アームをオンに、及び充放電切り替えモジュールの第一の切り替え回路又は第二の切り替え回路をオンに制御する。

【0389】

一つの例では、モータコントローラは周期的にイネーブル信号を送信し、それによってスイッチモジュールのアーム及び充放電切り替えモジュールのオン又は遮断を制御し、さらに充電回路と放電回路の切り替えを実現し、動力電池電流のインバータ制御を実現する。

【0390】

Ｓ６０６、ＢＭＳは組電池の温度異常の有無を判断し、ある場合、温度上昇が異常となった情報をＶＣＵに送信し、ＶＣＵは温度上昇が異常となった情報をモータコントローラに転送し、加熱を停止する。

【0391】

Ｓ６０７、Ｓ６０６で温度上昇に異常がないと判断する場合、ＢＭＳは組電池の温度が要求に達しているかどうかを判断し、要求に達している場合、ＶＣＵは加熱停止情報をモータコントローラに転送し、加熱を停止し、そうでなければ、Ｓ６０１～Ｓ６０６のステップを繰り返す。

【0392】

本出願の実施例は、比較的低温の動力電池を加熱するシナリオに用いられてもよい。例えば、動力電池を加熱することにより、動力電池の温度を上昇させ、組電池が正常に使用可能な温度に到達させる具体的なシナリオに用いられてもよい。具体的には、本出願の実施例では、電池充電状態（Ｓｔａｔｅ Ｏｆ Ｃｈａｒｇｅ、ＳＯＣ）が第一の閾値よりも大きい場合、回路を流れる電流を交流電流に変調し、交流電流を利用して動力電池の内部抵抗により発熱させてもよく、それによって動力電池を加熱し、加熱効率を向上させることができ、電池ＳＯＣが第一の閾値未満である場合、即ち電池の電力量が不足している場合、直流電流を利用して巻線に熱を発生させて動力電池を加熱することにより、電力量消費を低減させ、動力電池加熱システムの柔軟性を向上させることができる。

【0393】

図３７は、本出願の実施例の充放電システムの制御回路７００の概略的ブロック図を示す。図３７に示すように、制御回路７００はプロセッサ７１０を含み、選択的に、制御回路７００は、メモリ７２０をさらに含み、ここで、メモリ７２０は命令を記憶するために用いられ、プロセッサ７１０は、命令を読み取って命令に基づいて前述の本出願の様々な実施例の制御方法を実行するために用いられる。

【0394】

本出願の実施例は、可読記憶媒体をさらに提供し、前述の本出願の様々な実施例の方法を実行するためのコンピュータプログラムを記憶するために用いられる。

【0395】

当業者であれば意識できるように、本明細書に開示された実施例を結び付けて記述された各例のユニット及びアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、又はコンピュータソフトウェアと電子ハードウェアの組み合わせで実現されることができる。これらの機能がハードウェア方式で実行されるかソフトウェア方式で実行されるかは、技術案の特定の応用及び設計拘束条件によるものである。当業者は、各特定の応用に対して異なる方法を使用して、記述された機能を実現することができるが、このような実現は、本出願の範囲を超えると考えられるべきではない。

【0396】

当業者であればはっきりと分かるように、記述の利便性および簡潔性のために、以上に記述されたシステム、装置とユニットの具体的な作動プロセスは、前述方法の実施例における対応するプロセスを参照すればよく、ここでこれ以上説明しない。

【0397】

本出願によるいくつかの実施例では、掲示されたシステム、装置と方法が他の方式によって実現され得ると理解すべきである。例えば、以上に記述された装置の実施例は、例示的なものに過ぎず、例えば前記ユニットの区分は、単なる論理的機能区分であり、実際に実現する時、別の区分方式があってもよく、例えば複数のユニット又はアセンブリは、別のシステムに結合されてもよく、又は統合されてもよく、又はいくつかの特徴が無視されてもよく、又は実行されなくてもよい。また、表示又は討論された同士間の結合又は直接的な結合又は通信接続は、いくつかのインターフェース、装置又はユニットによる間接的な結合又は通信接続であってもよく、電気的、機械的、又は他の形式であってもよい。

【0398】

前記分離部材として説明されたユニットは、物理的に分離されてもよく、又は分離されなくてもよく、ユニットとして表示された部材は、物理的ユニットであってもよく、又はそうではなくてもよく、一つの箇所に位置してもよく、又は複数のネットワークユニットに分布してもよい。実際の必要に応じてそのうちの一部又はすべてのユニットを選択して本実施例の方案の目的を実現することができる。

【0399】

また、本出願の各実施例における各機能ユニットが一つの処理ユニットに統合されてもよく、各ユニットが物理的に単独で存在してもよく、二つ以上のユニットが一つのユニットに統合されてもよい。

【0400】

前記機能がソフトウェア機能ユニットの形式で実現されかつ独立した製品として販売又は使用される場合、一つのコンピュータ可読記憶媒体に記憶されてもよい。このような理解を踏まえて、本出願の技術案は、実質には又は従来の技術に寄与した部分又は技術案の部分がソフトウェア製品の形式によって具現化されてもよい。コンピュータソフトウェア製品は、一つの記憶媒体に記憶され、一台のコンピュータ機器（パーソナルコンピュータ、サーバ、又はネットワーク機器などであってもよい）に本出願の各実施例の前記方法の全部又は一部のステップを実行させるための若干の命令を含む。前述した記憶媒体は、Ｕディスク、モバイルハードディスク、リードオンリーメモリ（Ｒｅａｄ－Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ、ＲＡＭ）、磁気ディスク又は光ディスクなどの様々なプログラムコードを記憶可能な媒体を含む。

【0401】

上述したように、本出願の具体的な実施の形態に過ぎず、本出願の保護範囲はこれに限らず、いかなる当業者が本出願に掲示された技術範囲内で容易に想到できる変化又は置き換えは、いずれも本出願の保護範囲内に含まれるべきである。そのため、本出願の保護範囲は、特許請求の保護範囲に準ずるべきである。

【手続補正2】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

充放電回路であって、
給電モジュールと、加熱モジュールと、充放電切り替えモジュールとを含み、
前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、
前記加熱モジュールは、エネルギー貯蔵モジュール及びスイッチモジュールを含み、
前記少なくとも第一の組電池と、前記スイッチモジュールと、前記充放電切り替えモジュールとは、並列に接続され、
前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールと接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続され、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において交流波形の電流を発生させるために用いられる、充放電回路。

【請求項2】

前記充放電切り替えモジュールは、直列に接続される第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、
前記第一の切り替え回路と前記第二の切り替え回路との接続点は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端と接続され、
前記第一の切り替え回路と前記第二の切り替え回路は、前記充放電イネーブル信号のトリガーでオン又はオフされるために用いられる、請求項１に記載の充放電回路。

【請求項3】

前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、
前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端と接続され、
前記第一の上アームと前記第一の下アームとは、前記充放電イネーブル信号のトリガーでオン又は遮断されるために用いられる、請求項２に記載の充放電回路。

【請求項4】

前記第一の上アームは、並列に接続される第一のスイッチと、第一のダイオードとを含み、前記第一の下アームは、並列に接続される第二のスイッチと、第二のダイオードとを含み、
前記第一のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第一のダイオードの陽極は、前記第二のダイオードの陰極と接続され、前記第二のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続される、請求項３に記載の充放電回路。

【請求項5】

前記第一の上アームは第三のスイッチを含み、前記第一の下アームは第四のスイッチを含む、請求項３に記載の充放電回路。

【請求項6】

前記第一の切り替え回路は第三のダイオードを含み、前記第二の切り替え回路は第五のスイッチを含み、
前記第三のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第三のダイオードの陽極は、前記第五のスイッチの一端と接続され、前記第五のスイッチの他端は、前記第一の組電池の負極と接続される、請求項２に記載の充放電回路。

【請求項7】

前記第一の切り替え回路は、第六のスイッチをさらに含み、前記第六のスイッチの一端は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第六のスイッチの他端は、前記第三のダイオードの陰極と接続される、請求項６に記載の充放電回路。

【請求項8】

前記第一の切り替え回路は第七のスイッチを含み、前記第二の切り替え回路は第四のダイオードを含み、
前記第七のスイッチの一端は、前記第一の組電池の正極と接続され、前記第七のスイッチの他端は、前記第四のダイオードの陰極と接続され、前記第四のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続される、請求項２に記載の充放電回路。

【請求項9】

前記第二の切り替え回路は、第八のスイッチをさらに含み、
前記第八のスイッチは、前記第四のダイオードと前記第一の組電池の負極との間に直列に接続される、請求項８に記載の充放電回路。

【請求項10】

前記エネルギー貯蔵モジュールは第一のエネルギー貯蔵素子を含み、前記第一のエネルギー貯蔵素子は少なくとも一つのインダクタを含み、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第一端は、前記スイッチモジュールと接続され、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端は、前記充放電切り替えモジュールと接続される、請求項１に記載の充放電回路。

【請求項11】

前記エネルギー貯蔵モジュールは、第二のエネルギー貯蔵素子をさらに含み、前記第二のエネルギー貯蔵素子は、前記第一のエネルギー貯蔵素子の第二端と前記充放電切り替えモジュールとの間に接続される、請求項１０に記載の充放電回路。

【請求項12】

前記エネルギー貯蔵モジュールと前記充放電切り替えモジュールとの間に、第九のスイッチが接続されており、前記第九のスイッチは、前記第二のエネルギー貯蔵素子と直列に接続される、請求項１１に記載の充放電回路。

【請求項13】

前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールにおける第一のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチアームの数と等しく、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチアームと一対一に対応して接続され、
各前記エネルギー貯蔵デバイスの第二端の接続点は、前記充放電切り替えモジュールと接続される、請求項１に記載の充放電回路。

【請求項14】

各組の前記スイッチアームは、いずれも上アームと下アームとを含み、且つ上アームと下アームは、いずれも並列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、又は、上アームと下アームは、いずれもスイッチを含む、請求項１３に記載の充放電回路。

【請求項15】

前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチレッグを含み、前記少なくとも一組のスイッチレッグは、直列に接続されるスイッチとダイオードとを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールにおける第一のエネルギー貯蔵素子は、少なくとも一つのエネルギー貯蔵デバイスを含み、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチレッグの数に等しく、前記エネルギー貯蔵デバイスは、前記スイッチレッグと一対一に対応して接続される、請求項１に記載の充放電回路。

【請求項16】

前記エネルギー貯蔵モジュールはＭ相モータを含み、前記スイッチモジュールはＭ相アームを含み、Ｍは正の整数であり、
ここで、前記Ｍ相アームと、前記給電モジュール及び前記充放電切り替えモジュールとは、並列に接続され、
前記Ｍ相アームの上下アームの接続点は、それぞれ前記Ｍ相モータのＭ相巻線と一対一に対応して接続され、
前記充放電切り替えモジュールは、前記Ｍ相巻線の接続点と接続される、請求項１に記載の充放電回路。

【請求項17】

前記Ｍ相モータは、第一のＭ相モータ及び第二のＭ相モータを含み、
前記第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、前記第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続される、請求項１６に記載の充放電回路。

【請求項18】

前記給電モジュールは第一の組電池を含み、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、充放電イネーブル信号に応答するために用いられ、前記充放電回路において発生させた交流電流の波形は、三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つを含む、請求項１に記載の充放電回路。

【請求項19】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含み、
前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールは、第一の充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を発生させるために用いられ、又は、第二の充放電イネーブル信号に応答し、前記充放電回路において三角波形と、疑似三角波と、正弦波形と、疑似正弦波形とのうちのいずれか一つの波形の交流電流を発生させるために用いられ、
ここで、前記第一の充放電イネーブル信号に対応する充放電周波数は、前記第二の充放電イネーブル信号に対応する充放電周波数よりも大きい、請求項１に記載の充放電回路。

【請求項20】

前記第二の組電池の第一端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、前記第二の組電池の第二端と、前記第一の組電池の第二端と、前記スイッチモジュールの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端とは、同一の線に接続され、
前記第一の組電池の第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、
前記第一の組電池の第一端と前記第二の組電池の第一端との間に、第十のスイッチが接続されている、請求項１９に記載の充放電回路。

【請求項21】

前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、又は、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第二端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第二端と接続される、請求項１９に記載の充放電回路。

【請求項22】

充放電システムであって、制御モジュールと、請求項１に記載の充放電回路とを含み、前記制御モジュールは、前記充放電回路に命令を送信することで、充放電を行うように給電モジュールを制御するために用いられる、充放電システム。

【請求項23】

充放電制御方法であって、
請求項２２に記載の充放電システムに用いられ、前記方法は、
充放電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールとをオン又はオフに制御し、前記充放電回路に交互に切り替わる充電回路と放電回路を形成させることで、交流波形の電流を発生させることを含む、充放電制御方法。

【請求項24】

予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充電イネーブル信号と放電イネーブル信号を交互に送信することで、前記充電回路と放電回路を交互に切り替えるように制御する、請求項２３に記載の方法。

【請求項25】

前記充放電切り替えモジュールは、直列に接続される第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、各組のスイッチアームは、上アームと下アームとを含み、
前記交互に切り替わる充電回路と放電回路は、
前記スイッチモジュールの各組の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第二の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路と、
前記スイッチモジュールの各組の下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールとの間の回路とを含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項26】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第一の下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成し、及び／又は、
放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームと前記第一の下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アームと前記第一の上アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームとの間の充電回路を形成する、請求項２３に記載の方法。

【請求項27】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第三のダイオードを含み、前記第二の切り替え回路は第五のスイッチを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームと前記第五のスイッチとをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第五のスイッチとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第三のダイオードとの間の充電回路を形成する、請求項２３に記載の方法。

【請求項28】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第七のスイッチを含み、前記第二の切り替え回路は第四のダイオードを含み、前記第四のダイオードの陽極は、前記第一の組電池の負極と接続され、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、
放電イネーブル信号を送信し、前記第七のスイッチ及び各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第七のスイッチと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームをオンに制御し、前記給電モジュールと前記第四のダイオードと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームとの間の充電回路を形成し、又は、
前記第四のダイオードの陰極は、前記第一の組電池の負極と接続され、
放電イネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第四のダイオードとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記第七のスイッチ及び各組の前記スイッチアームの下アームをオンに制御し、前記給電モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第七のスイッチとの間の充電回路を形成する、請求項２３に記載の方法。

【請求項29】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池を含み、前記エネルギー貯蔵モジュールは、第一のＭ相モータと第二のＭ相モータとを含み、前記スイッチモジュールはＭ相アームを含み、前記充放電切り替えモジュールはＭ相アームを含み、前記第一のＭ相モータのＭ相巻線は、前記スイッチモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、前記第二のＭ相モータのＭ相巻線は、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームと一対一に対応して接続され、第一のＭ相モータのＭ相巻線の接続点は、第二のＭ相モータのＭ相巻線の接続点と接続され、
放電イネーブル信号を送信し、前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成し、及び／又は、
放電イネーブル信号を送信し、前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記スイッチモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの上アームとの間の放電回路を形成し、
充電イネーブル信号を送信し、前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームとをオンに制御し、前記給電モジュールと前記充放電切り替えモジュールのＭ相アームの下アームと前記第一のＭ相モータと前記第二のＭ相モータと前記スイッチモジュールのＭ相アームの上アームとの間の充電回路を形成する、請求項２３に記載の方法。

【請求項30】

前記給電モジュールは、少なくとも第一の組電池と第二の組電池とを含み、
前記充電回路又は前記放電回路を介して前記第一の組電池又は前記第二の組電池を充放電し、前記充放電回路において矩形波又は疑似矩形波の交流電流を形成し、
前記充放電は、前記第一の組電池と前記第二の組電池の充放電状態を切り替えることを含み、前記充放電状態は、前記第一の組電池を充電するとともに、前記第二の組電池を放電すること、又は、前記第一の組電池を放電するとともに、前記第二の組電池を充電することを含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項31】

前記第二の組電池の第一端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、前記第二の組電池の第二端と、前記第一の組電池の第二端と、前記スイッチモジュールの第二端と、前記充放電切り替えモジュールの第二端とは、同一の線に接続され、前記第一の組電池の第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記第一の組電池の第一端と前記第二の組電池の第一端との間に、第十のスイッチが接続されており、前記方法は、
前記第一の組電池と前記第二の組電池が加熱条件を満たしていると決定し、前記第十のスイッチを遮断するように制御することをさらに含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項32】

前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの一端は、前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの他端は、前記スイッチアームの上下アームの接続点と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの下アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの下アームとの間の放電回路を形成し、前記第一の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、
第二のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記第二の組電池との間の充電回路を形成し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第二の組電池へ充電させる、請求項３１に記載の方法。

【請求項33】

各組の前記スイッチアームの上アームのオン又は下アームのオンを繰り返し切り替えることで、前記第二の組電池への充電時間を制御することをさらに含む、請求項３２に記載の方法。

【請求項34】

第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第二の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の下アームとの間の放電回路を形成し、前記第二の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させることと、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第二の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームと前記第一の組電池との間の充電回路を形成し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第一の組電池へ充電させることとをさらに含む、請求項３２に記載の方法。

【請求項35】

前記第一の上アームのオン又は前記第一の下アームのオンを繰り返し切り替えることで、前記第一の組電池への充電時間を制御することをさらに含む、請求項３４に記載の方法。

【請求項36】

前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第一端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第一端と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成し、
第二のイネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの下アーム及び前記第一の下アームを同時にオンに制御し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第二の組電池へ充電する回路を形成し、及び／又は、
第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成し、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第一の組電池へ充電する回路を形成する、請求項３１に記載の方法。

【請求項37】

前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの第一端は、前記スイッチモジュールの第二端と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの第二端は、前記充放電切り替えモジュールの第二端と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の下アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第二の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成し、
第二のイネーブル信号を送信し、各組の前記スイッチアームの上アーム及び前記第一の上アームを同時にオンに制御し、前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第一の組電池へ充電する回路を形成し、及び／又は、
第三のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの下アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池が前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電する回路を形成し、
第四のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アームと各組の前記スイッチアームの上アームとを同時にオンに制御し、前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記第二の組電池へ充電する回路を形成する、請求項３１に記載の方法。

【請求項38】

前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記第一の切り替え回路は第一の上アームを含み、前記第二の切り替え回路は第一の下アームを含み、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記エネルギー貯蔵モジュールの一端は、前記第一の上アームと前記第一の下アームとの接続点と接続され、前記エネルギー貯蔵モジュールの他端は、前記スイッチアームの上下アームの接続点と接続され、
第一のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と各組の前記スイッチアームの上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第一の上アームと前記第二の組電池との間の充放電回路を形成し、前記第一の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び前記第一の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第二の組電池へ充電させ、
第二のイネーブル信号を送信し、前記第一の上アーム及び各組の前記スイッチアームの上アームをいずれもオンに制御し、前記第一の組電池と前記第一の上アームと前記エネルギー貯蔵モジュールと各組の前記スイッチアームの上アームと前記第二の組電池との間の充放電回路を形成し、前記第二の組電池を前記エネルギー貯蔵モジュールへ放電させ、及び前記第二の組電池と前記エネルギー貯蔵モジュールを前記第一の組電池へ充電させる、請求項３１に記載の方法。

【請求項39】

前記エネルギー貯蔵モジュールと前記充放電切り替えモジュールとの間に、第九のスイッチが接続されており、
前記給電モジュールに含まれる組電池が加熱条件を満たしていると決定し、前記第九のスイッチを閉じるように制御し、又は、
前記組電池が加熱停止条件を満たしていると決定し、前記第九のスイッチを遮断するように制御する、請求項２３に記載の方法。

【請求項40】

充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
前記給電モジュールの温度が、予め設定される温度閾値よりも小さいかどうかを決定することと、
そうであれば、前記給電モジュールにおける各組電池の充電状態値が、予め設定される充電閾値以上であるかどうかを決定することと、
各組電池の充電状態値が前記予め設定される閾値以上である場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項41】

充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
前記モータの作動状態を取得することと、
前記モータが非駆動状態にあることを前記作動状態が指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項42】

充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
車両コントローラから送信された制御信号を受信することと、
前記制御信号が前記給電モジュールを加熱するよう指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項43】

充放電イネーブル信号を送信する前に、前記方法は、
電池管理システムから送信された要求データを受信することと、
前記給電モジュールが加熱条件を満たしていることを前記要求データが指示する場合、予め設定される周波数で、前記充放電切り替えモジュールと前記スイッチモジュールに、充放電イネーブル信号を交互に送信することとをさらに含む、請求項２３に記載の方法。

【請求項44】

前記充放電システムは、充電装置をさらに含み、前記方法は、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも低い場合、前記スイッチモジュールと前記充放電切り替えモジュールを制御し、前記充電装置が前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電する回路、及び前記充電装置と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ同時に充電する回路を形成することと、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも高い場合、前記スイッチモジュールと前記充放電切り替えモジュールを制御し、前記充電装置が前記給電モジュールと前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電する回路、及び前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ充電する回路を形成することとをさらに含む、請求項２３から３８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項45】

前記エネルギー貯蔵モジュールの、前記スイッチモジュールと接続される端は、第一のスイッチチューブを介して充電装置の一端と接続され、前記スイッチモジュールの第二端は、前記充電装置の他端と接続され、前記充電装置は、前記加熱モジュールを介して前記給電モジュールへ充電するために用いられ、前記スイッチモジュールは、少なくとも一組のスイッチアームを含み、前記充放電切り替えモジュールは、第一の切り替え回路と、第二の切り替え回路とを含み、前記方法は、
各組のスイッチアームの上アームを遮断するように制御することと、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも低い場合、前記第二の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとをオンに、前記第一の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置が前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュールと前記第二の切り替え回路を含む回路を形成することと、
前記第一の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとをオンに、前記第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置と前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ同時に充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールを含む回路を形成することと、及び／又は、
前記充電装置の電圧が前記給電モジュールの電圧よりも高い場合、前記第一の切り替え回路と前記第一のスイッチチューブとを閉じ、前記第二の切り替え回路と各組のスイッチアームの下アームとを遮断するように制御し、前記充電装置が前記給電モジュールと前記エネルギー貯蔵モジュールへ充電するための、前記充電装置、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路と前記給電モジュールを含む回路を形成することと、
前記第一の切り替え回路を閉じ、前記第二の切り替え回路、前記各組のスイッチアームの下アームと前記第一のスイッチチューブとを遮断するように制御し、前記エネルギー貯蔵モジュールが前記給電モジュールへ充電するための、前記エネルギー貯蔵モジュール、前記第一の切り替え回路、前記給電モジュールと前記各組のスイッチアームの下アームにおけるダイオードを含む回路を形成することとをさらに含む、請求項４４に記載の方法。

【請求項46】

請求項２２に記載の充放電システムを含む、電力消費機器。

【国際調査報告】