特表 2024-538900 二重巻線モータの制御とＯＢＣ充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造

(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】2024-10-28

(54)【発明の名称】二重巻線モータの制御とＯＢＣ充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造

(51)【国際特許分類】

   H02J 7/00 20060101AFI20241018BHJP

   B60L 53/24 20190101ALI20241018BHJP

【ＦＩ】

H02J7/00 L

H02J7/00 P

B60L53/24

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023570071

(86)(22)【出願日】2022-09-21

(85)【翻訳文提出日】2023-11-10

(86)【国際出願番号】 CN2022120259

(87)【国際公開番号】W WO2024060073

(87)【国際公開日】2024-03-28

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】520448452

【氏名又は名称】浙大城市学院

(74)【代理人】

【識別番号】100128347

【弁理士】

【氏名又は名称】西内 盛二

(72)【発明者】

【氏名】及 非凡

(72)【発明者】

【氏名】宋 清玉

(72)【発明者】

【氏名】李 ▲艶▼君

【テーマコード（参考）】

5G503

5H125

【Ｆターム（参考）】

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503DA07

5G503FA06

5G503GB03

5G503GB06

5H125AA01

5H125AC11

5H125AC22

5H125BB02

5H125BC21

5H125BE02

5H125CD04

5H125DD02

5H125EE51

5H125FF16

(57)【要約】

【課題】本発明は、二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造を提供する。
【解決手段】特定のリレーのオンオフの状態を制御することにより、二重巻線モータの制御トポロジーと車載充電器による充電トポロジーとの間の双方向の切り替えを実現する。二重巻線モータ制御モードにおいて、トポロジー構造は、電池モジュール、二重巻線モータパワー制御モジュール１、二重巻線モータパワー制御モジュール２、二重巻線モータ巻線モジュール１、二重巻線モータ巻線モジュール２に分けられ、車載充電器充電モードにおいて、トポロジー構造は、商用電源モジュール、ＰＦＣインバータ回路モジュール、逆変換モジュール、絶縁トランスモジュール、整流モジュール、電池モジュールに分けられる。本発明は、極めて大きな程度に１セットのハードウェア機器を多重化するとともに二重巻線モータの制御及び車載充電器による充電の機能需要を満たし、機器スペースを節約して車載充電効率を向上させつつ、十分なコストメリットを有する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造であって、
二重巻線モータ制御モードにおいて、前記多重化トポロジー構造は、電池モジュール、第１の二重巻線モータパワー制御モジュール、第１の二重巻線モータ巻線モジュール、第２の二重巻線モータパワー制御モジュール及び第２の二重巻線モータ巻線モジュールを含み、スイッチング素子に対する制御操作により、電池モジュールが第１の二重巻線モータパワー制御モジュールと第２の二重巻線モータパワー制御モジュールとを直流駆動することは、実現され、第１の二重巻線モータパワー制御モジュールと第２の二重巻線モータパワー制御モジュールとのそれぞれが第１の二重巻線モータ巻線モジュールと第２の二重巻線モータ巻線モジュールとを同時にＰＷＭ駆動する機能は、更に実現され、
車載充電器充電モードにおいて、前記多重化トポロジー構造は、商用電源モジュール、ＰＦＣインバータ回路モジュール、逆変換モジュール、絶縁トランスモジュール、整流モジュール及び電池モジュールを含み、スイッチング素子に対する制御により、第１の二重巻線モータパワー制御モジュールのＶ相上下アーム、Ｗ相上下アームは、インバータ回路を構成し、ＰＦＣインバータ回路出力電圧に対する逆変換を実現し、第２の二重巻線モータパワー制御モジュールのＶ相上下アーム、Ｗ相上下アームは、二相アームを構成し、第２の二重巻線モータパワー制御モジュールにおける第２のコンデンサに接続されて整流回路を構成し、絶縁トランスから出力された高周波交流電力に対する整流を実現し、スイッチング素子に対する制御により、第１の二重巻線モータ巻線モジュールにおける二相巻線は、直列接続されて共同して絶縁トランスの一次側を構成し、第２の二重巻線モータ巻線モジュールにおける二相巻線は、直列接続されて共同して絶縁トランスの二次側を構成し、２グループの三相巻線の導線巻き数の配置により、絶縁トランスモジュールの昇圧機能は、実現されることを特徴とする二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造。

【請求項2】

第１のスイッチ、第２のスイッチがオンに制御されることにより、電池モジュールは、第１の二重巻線モータパワー制御モジュールと第２の二重巻線モータパワー制御モジュールとに同時に接続されて２パスの直流駆動を実現し、第４のスイッチ、第７のスイッチがオフに制御されることにより、商用電源モジュールの入力は、遮断されることを特徴とする請求項１に記載の二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造。

【請求項3】

第１の二重巻線モータパワー制御モジュールと第２の二重巻線モータパワー制御モジュールは、スイッチング素子の操作制御によって三相インバータ回路構造を構成するとともに、電池モジュールの直流駆動によって所要のＰＷＭ波を発生させることを特徴とする請求項１に記載の二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造。

【請求項4】

第２の二重巻線モータパワー制御モジュールにおける一相アームに第５のスイッチ、第９のスイッチを配置してこの２つのスイッチをオンに制御することにより、三相インバータアームの並列接続を実現することを特徴とする請求項１に記載の二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造。

【請求項5】

第１の二重巻線モータ巻線モジュールにおける一相巻線とスター接続の中点との間には、第３のスイッチが配置され、第２の二重巻線モータ巻線モジュールにおける一相アームの中点と第２の二重巻線モータ巻線モジュールにおける一相巻線との間には、第８のスイッチが配置され、この２つのスイッチのオンオフを制御することにより、二重巻線モータ制御モードにおける巻線スター接続と、車載充電器充電モードにおける巻線直列接続とは、絶縁トランスの一次側及び二次側の構造切り替えをなすことを特徴とする請求項１に記載の二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造。

【請求項6】

第１の二重巻線モータ巻線モジュールにおける一相巻線とスター接続の中点との間には、第４のスイッチが配置され、第２の二重巻線モータ巻線モジュールにおける一相アームの中点と第２の二重巻線モータ巻線モジュールにおける一相巻線との間には、第７のスイッチが配置され、この２つのスイッチをオンに制御することにより、車載充電器充電モードにおける商用電源の交流パワーの入力を実現することを特徴とする請求項１に記載の二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造。

【請求項7】

第２の二重巻線モータパワー制御モジュールの一相アームには、第６のスイッチ、第１０のスイッチが配置され、この２つのスイッチのオンオフを制御することにより、第２の二重巻線モータパワー制御モジュールにおける一相アーム、第１の二重巻線モータパワー制御モジュールにおける一相アーム、及び第１のコンデンサの並列接続による三相インバータブリッジと、ＰＦＣインバータ回路ブリッジ構造との切り替えを実現することを特徴とする請求項１に記載の二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造。

【請求項8】

対応するスイッチング素子のオンオフを制御することにより、第１の二重巻線モータ巻線モジュールにおける逆変換出力のための三相アーム中の二相アームと、車載充電器充電モードにおける逆変換モジュールのブリッジ回路構造との切り替えを実現し、
対応するスイッチング素子のオンオフを制御することにより、第２の二重巻線モータ巻線モジュールにおける逆変換出力のための三相アーム中の二相アームと、車載充電器充電モードにおける整流モジュールのブリッジ回路構造との切り替えを実現することを特徴とする請求項１に記載の二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造。

【請求項9】

二重巻線モータ制御モードにおいて、
電池モジュールは、第１のスイッチ及び第２のスイッチをオンに制御することにより、第１の二重巻線モータパワー制御モジュールと第２の二重巻線モータパワー制御モジュールとの三相アームの上下２端を同時に接続して直流パワーの伝達を同時に実現し、
第２の二重巻線モータパワー制御モジュールは、第５のスイッチ及び第９のスイッチをオンに制御し、且つ第６のスイッチ及び第１０のスイッチをオフに制御することにより、第２の二重巻線モータパワー制御モジュール内の三相アームの接続を実現し、それに加えて第７のスイッチをオフに制御し且つ第８のスイッチをオンに制御することにより、第２の二重巻線モータパワー制御モジュールの三相アームの中点を第２の二重巻線モータ巻線モジュールの三相巻線にそれぞれ接続し、各アームは、パワースイッチングトランジスタと還流ダイオードとを接続して形成され、各相アームのパワースイッチングトランジスタのゲートを制御することにより、ＰＷＭ波の出力を実現し、第２の二重巻線モータ巻線モジュールは、三相巻線のスター接続によって形成され、
第１の二重巻線モータ巻線モジュールは、第３のスイッチをオンに制御し、且つ第４のスイッチをオフに制御することにより、第１の二重巻線モータ巻線モジュールの三相巻線のスター接続を実現することを特徴とする請求項１に記載の二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造。

【請求項10】

車載充電器充電モードにおいて、
商用電源モジュールは、第４のスイッチ及び第７のスイッチをオンに制御し、且つ第１のスイッチ及び第２のスイッチをオフに制御することにより、商用電源をＰＦＣインバータ回路モジュールの両端に接続して交流パワーの入力を実現し、
ＰＦＣインバータ回路モジュールは、第３のスイッチ及び第８のスイッチをオフに制御することにより、第１の二重巻線モータ巻線モジュールの一相巻線と第２の二重巻線モータ巻線モジュールの一相巻線とをスター接続方式から分離させてから、第６のスイッチ及び第１０のスイッチをオンに制御し、且つ第５のスイッチ及び第９のスイッチをオフに制御し、第１の二重巻線モータパワー制御モジュールにおけるＵ相上下アーム及び第１のコンデンサ並びに第２の二重巻線モータパワー制御モジュールにおけるＵ相上下アームとともに、ＰＦＣインバータ回路を構成し、各アームパワースイッチングトランジスタのゲートを制御することにより、ＰＦＣ機能を実現することを特徴とする請求項１に記載の二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ制御及び車載充電装置分野に属し、特に二重巻線モータの制御と車載充電器（ＯＢＣ、Ｏｎ Ｂｏａｒｄ Ｃｈａｒｇｅｒ）の充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、世界各国でクリーンエネルギー及びグリーン交通の発展を継続的に推進し、ますます悪化するエネルギー危機及び環境汚染問題に対応する。自動車産業は、変革に直面し、電気自動車は、現代自動車の発展における重要な方向となり、多くの国も電気自動車の普及を積極的に促進している。変革過渡期において、如何に効率的に電気自動車を充電するかは、ユーザのマイル不安を解決する重要な問題である。

【0003】

現在、電気自動車の充電は、主に充電スタンドの充電と車載充電器との２つの形態を含み、充電スタンドの建設は、現在まだ完全ではなく、車載充電器は、ポータブル充電の利点を有し、充電スタンドの大規模な応用を実現する前の過渡状態としてもよい。

【0004】

電気自動車のスペースの制限及びコストの観点から、現在、車内に配備された車載充電器の実際の充電効率は、高くない。従来技術において、多くの科学者も車載充電器の最適化について多くの探索を行って一定の成果を取得したが、依然として大きな改善余地が存在する。

【0005】

これに鑑みて、上記事情に対し、電気自動車のスペースの制限を効果的に解決し、全体のハードウェアコストを低減し、充電効率をできるだけ向上させることができる代替案である新型の車載充電器のを得ることは、望まれている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、従来技術の不足について、二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造を提供する。本発明では、極めて大きい程度に１セットのハードウェア機器を多重化するとともに、二重巻線モータの制御及び車載充電器による充電の機能需要を満たし、機器スペースを節約しつつ十分なコストメリットを有する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の目的は、以下の解決手段によって達成される。本発明は、二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造を提供する。

【0008】

二重巻線モータ制御モードにおいて、前記多重化トポロジー構造は、電池モジュール、二重巻線モータパワー制御モジュール１、二重巻線モータパワー制御モジュール２、二重巻線モータ巻線モジュール１、二重巻線モータ巻線モジュール２に分けられる。

【0009】

前記電池モジュールにおいて、電池ＢＡＴの正負極は、何れも２パス引き出される。正極ＨＶ＋の一方のパスは、第１のスイッチＫ１を介して二重巻線モータパワー制御モジュール１における第１のコンデンサＣ１の上端に接続され、接続点１を引き出して二重巻線モータパワー制御モジュール２の第６のスイッチＫ６に接続され、正極ＨＶ＋の他方のパスは、直接二重巻線モータパワー制御モジュール２における第２のコンデンサＣ２の上端に接続される。負極ＨＶ―の一方のパスは、第２のスイッチＫ２を介して二重巻線モータパワー制御モジュール１における第１のコンデンサＣ１の下端に接続され、接続点２を引き出して二重巻線モータパワー制御モジュール２の第１０のスイッチＫ１０に接続され、負極ＨＶ―の他方のパスは、直接二重巻線モータパワー制御モジュール２における第２のコンデンサＣ２の下端に接続される。

【0010】

前記二重巻線モータパワー制御モジュール１において、第１のコンデンサＣ１の上下端は、三相インバータ回路アームの上下端に接続される。各相アームの基本ユニットは、パワースイッチングトランジスタと還流ダイオードとを接続して構成される。基本ユニットＵＴ１は、Ｕ相上アームとし、基本ユニットＵＢ１は、Ｕ相下アームとし、２グループのユニットは、互いに接続される。Ｕ相アームの中点は、二重巻線モータ巻線モジュール１における一相巻線Ｌａ１に接続される。基本ユニットＶＴ１は、Ｖ相上アームとし、基本ユニットＶＢ１は、Ｖ相下アームとし、２グループのユニットは、互いに接続され、Ｖ相アームの中点は、二重巻線モータ巻線モジュール１における一相巻線Ｌｂ１に接続される。基本ユニットＷＴ１は、Ｗ相上アームとし、基本ユニットＷＢ１は、Ｗ相下アームとし、２グループのユニットは、互いに接続され、Ｗ相アームの中点は、二重巻線モータ巻線モジュール１における一相巻線Ｌｃ１に接続される。

【0011】

前記二重巻線モータ巻線モジュール１において、三相巻線Ｌａ１、Ｌｂ１、Ｌｃ１は、スター接続の方式を用いて接続され、巻線Ｌａ１とスターの中点とを接続するリンクには、双極双投スイッチ（Ｋ３、Ｋ４）が配置され、第３のスイッチＫ３は、巻線Ｌａ１とスターの中点との接続を制御し、第４のスイッチＫ４は、巻線Ｌａ１と接続点Ｎとの接続を制御し、接続点Ｎは、商用電源モジュールＡＣのＮ端に接続される。二重巻線モータ巻線モジュール１の三相巻線Ｌａ１、Ｌｂ１、Ｌｃ１の電気抵抗・インダクタンス特性は、同じである。第４のスイッチＫ４、第７のスイッチＫ７がオフに制御されることにより、商用電源モジュールの入力は、遮断される。

【0012】

前記二重巻線モータパワー制御モジュール２において、第２のコンデンサＣ２の上下端は、三相インバータ回路アームの上下端に接続される。各相アームの基本ユニットは、パワースイッチングトランジスタと還流ダイオードとを接続して構成される。基本ユニットＵＴ２は、Ｕ相上アームとし、基本ユニットＵＢ２は、Ｕ相下アームとし、２グループのユニットは、互いに接続され、Ｕ相アームの上端には、双極双投スイッチ（Ｋ５、Ｋ６）が配置され、第５のスイッチＫ５は、Ｕ相上アームＵＴ２の上端と第２のコンデンサＣ２の上端との接続を制御し、第６のスイッチＫ６は、Ｕ相上アームＵＴ２の上端と接続点１との接続を制御し、Ｕ相アームの下端には、双極双投スイッチ（Ｋ９、Ｋ１０）が配置され、第９のスイッチＫ９は、Ｕ相下アームＵＢ２の下端と第２のコンデンサＣ２の下端との接続を制御し、第１０のスイッチＫ１０は、Ｕ相下アームＵＢ２の下端と接続点２との接続を制御し、Ｕ相アームの中点と二重巻線モータ巻線モジュール２における一相巻線Ｌａ２とを接続するリンクには、双極双投スイッチ（Ｋ７、Ｋ８）が配置され、第７のスイッチＫ７は、Ｕ相アームの中点と接続点Ｌとの接続を制御し、接続点Ｌは、商用電源モジュールＡＣのＬ端に接続され、第８のスイッチＫ８は、Ｕ相アームの中点と二重巻線モータ巻線モジュール２における一相巻線Ｌａ２との接続を制御する。基本ユニットＶＴ２は、Ｖ相上アームとし、基本ユニットＶＢ２は、Ｖ相下アームとし、２グループのユニットは、互いに接続され、Ｖ相アームの中点は、二重巻線モータ巻線モジュール２における一相巻線Ｌｂ２に接続される。基本ユニットＷＴ２は、Ｗ相上アームとし、基本ユニットＷＢ２は、Ｗ相下アームとし、２グループのユニットは、互いに接続され、Ｗ相アームの中点は、二重巻線モータ巻線モジュール２における一相巻線Ｌｃ２に接続される。

【0013】

前記二重巻線モータ巻線モジュール２において、三相巻線Ｌａ２、Ｌｂ２、Ｌｃ２は、スター接続の方式を用いて接続される。二重巻線モータ巻線モジュール２の三相巻線Ｌａ２、Ｌｂ２、Ｌｃ２の電気抵抗・インダクタンス特性は、同じである。二重巻線モータ巻線モジュール１における三相巻線と二重巻線モータ巻線モジュール２における三相巻線との巻き数は、異なり、車載充電器充電モードにおける絶縁トランスモジュールの一次側と二次側との巻き数の比の切り替えを制御するために用いられ、絶縁トランスモジュールの昇圧機能を実現する。

【0014】

車載充電器充電モードにおいて、前記多重化トポロジー構造は、商用電源モジュール、ＰＦＣインバータ回路モジュール、逆変換モジュール、絶縁トランスモジュール、整流モジュール、電池モジュールに分けられる。

【0015】

前記商用電源モジュールにおいて、Ｎ端は、第４のスイッチＫ４を介してＰＦＣインバータ回路モジュールにおける巻線Ｌａ１に接続され、Ｌ端は、第７のスイッチＫ７を介してＰＦＣインバータ回路モジュールにおける第２のアームの中点に接続される。接続点Ｌは、商用電源モジュールＡＣのＬ端に接続され、接続点Ｎは、商用電源モジュールＡＣのＮ端に接続される。

【0016】

前記ＰＦＣインバータ回路モジュールでは、多重化二重巻線モータ制御モードにおいて、二重巻線モータ巻線モジュール１中の巻線Ｌａ１と二重巻線モータ巻線モジュール２中の巻線Ｌａ２とは、第３のスイッチ、第８のスイッチをそれぞれオフに制御することにより、スター接続方式から分離させる。二重巻線モータ巻線モジュール１中の巻線Ｌａ１は、抵抗・インダクタンス素子とし、二重巻線モータパワー制御モジュール１中のＵ相上下アームＵＴ１及びＵＢ１、二重巻線モータパワー制御モジュール２中のＵ相上下アームＵＴ２及びＵＢ２、並びに二重巻線モータパワー制御モジュール１中の第１のコンデンサＣ１を更に含み、二相（二重巻線モータパワー制御モジュール１中のＵ相、二重巻線モータパワー制御モジュール２中のＵ相）アームの上下端は、何れも第１のコンデンサＣ１の上下端に接続される。

【0017】

前記逆変換モジュールは、多重化二重巻線モータ制御モードにおいて、二重巻線モータパワー制御モジュール１中のＶ相上下アームＶＴ１及びＶＢ１、並びにＷ相上下アームＷＴ１及びＷＢ１を含む。

【0018】

前記絶縁トランスモジュールは、多重化二重巻線モータ制御モードにおいて、二重巻線モータ巻線モジュール１中の巻線Ｌｂ１及び巻線Ｌｃ１、並びに二重巻線モータ巻線モジュール２中の巻線Ｌｂ２及び巻線Ｌｃ２を含み、二相巻線Ｌｂ１、Ｌｃ１は、直列接続されてトランスの一次側を構成し、二相巻線Ｌｂ２、Ｌｃ２は、直列接続されてトランスの二次側を構成する。巻線の巻き数を合理的に設定することにより、絶縁トランスモジュールの昇圧需要を実現する。具体的に、二重巻線モータ巻線モジュール１における三相巻線と二重巻線モータ巻線モジュール２における三相巻線との巻き数は、異なり、車載充電器充電モードにおける絶縁トランスモジュールの一次側と二次側との巻き数の比への切り替えを制御するために用いられ、絶縁トランスモジュールの昇圧機能を実現する。

【0019】

前記整流モジュールは、多重化二重巻線モータ制御モードにおいて、二重巻線モータパワー制御モジュール２中のＶ相上下アームＶＴ２及びＶＢ２、Ｗ相上下アームＷＴ２及びＷＢ２、並びに二重巻線モータパワー制御モジュール２中の第２のコンデンサＣ２を含み、二相（二重巻線モータパワー制御モジュール２中のＶ相、Ｗ相）アームの上下端は、第２のコンデンサＣ２の上下端に接続される。

【0020】

前記電池モジュールにおいて、多重化二重巻線モータ制御モードにおける電池は、正負極が第２のコンデンサＣ２の上下端に接続される。

【発明の効果】

【0021】

本発明は、以下の有利な作用効果を有する。
（１）本発明に記載のトポロジー構造は、極めて大きな程度に１セットのハードウェア機器を多重化し、二重巻線モータの制御及び車載充電器の充電機能を同時に実現し、全体のレイアウト空間を有効的に節約する。
（２）本発明に記載のトポロジー構造は、ハードウェアデバイスを多重化し、リレースイッチを少量添加することにより、モータ制御及び電池充電の需要を同時に実現し、全体としてコスト支出を非常に大きく抑える。
（３）本発明のトポロジー構造の充電効率は、一般的に市販されている車載充電器よりも高い。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】二重巻線モータ制御モードにおけるトポロジー構造図である。

【図2】車載充電器充電モードにおけるトポロジー構造図である。

【図3】２つのモードの切り替えのリレー制御の操作条件の模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下では、図面を参照しながら本発明をより詳細に記述する。

【0024】

本発明は、二重巻線モータの制御と車載充電器による充電とを同時に実現する多重化トポロジー構造を提供する。

【0025】

図１に示すように、二重巻線モータ制御モードにおいて、前記多重化トポロジー構造は、電池モジュール、二重巻線モータパワー制御モジュール１、二重巻線モータ巻線モジュール１、二重巻線モータパワー制御モジュール２、二重巻線モータ巻線モジュール２を含む。電池モジュールは、それぞれ二重巻線モータパワー制御モジュール１と二重巻線モータパワー制御モジュール２とを介して、二重巻線モータ巻線モジュール１と二重巻線モータ巻線モジュール２とを同時に駆動制御する。

【0026】

電池モジュールは、電池ＢＡＴの正負極が何れもそれぞれ２パス引き出される。正極ＨＶ＋の一方のパスは、第１のリレーＫ１を介して二重巻線モータパワー制御モジュール１中の第１のコンデンサＣ１の上端に接続され、接続点１を引き出して二重巻線モータパワー制御モジュール２の第６のリレーＫ６に接続され、正極ＨＶ＋の他方のパスは、直接二重巻線モータパワー制御モジュール２中の第２のコンデンサＣ２の上端に接続される。負極ＨＶ―の一方のパスは、第２のリレーＫ２を介して二重巻線モータパワー制御モジュール１中の第１のコンデンサＣ１の下端に接続され、接続点２を引き出して二重巻線モータパワー制御モジュール２の第１０のリレーＫ１０に接続され、負極ＨＶ―の他方のパスは、直接二重巻線モータパワー制御モジュール２中の第２のコンデンサＣ２の下端に接続される。二重巻線モータ制御モードにおいて、第１のリレーＫ１、第２のリレーＫ２をオンに制御し、電池正負極は、それぞれ接続点１、接続点２に接続され、三相インバータ回路へ直流電圧を供給する。

【0027】

二重巻線モータパワー制御モジュール１は、第１のコンデンサＣ１と三相アームとによって構成され、各相は、上下２つのアームに分けられ、各アームは、パワースイッチングトランジスタと還流ダイオードとを接続して形成され、６つのアームは、ＵＴ１及びＵＢ１、ＶＴ１及びＶＢ１、ＷＴ１及びＷＢ１にそれぞれ対応し、三相アームの中点は、それぞれ二重巻線モータ巻線モジュール１の三相巻線Ｌａ１、Ｌｂ１、Ｌｃ１に対応的に接続され、各アームパワートランジスタのゲート信号を制御することにより、二重巻線モータパワー制御モジュール１は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ、パルス幅変調）波を出力して二重巻線モータ巻線モジュール１を駆動する。

【0028】

二重巻線モータ巻線モジュール１は、三相対称巻線Ｌａ１、Ｌｂ１、Ｌｃ１スターを接続して構成され、巻線Ｌａ１とスターの中点とを接続するリンクには、双極双投スイッチ（Ｋ３、Ｋ４）が配置され、第３のリレーＫ３は、巻線Ｌａ１とスターの中点との接続を制御し、第４のリレーＫ４は、巻線Ｌａ１と接続点Ｎとの接続を制御する。第４のリレーＫ４がオフにされ、且つ第３のリレーＫ３がオンにされることにより、二重巻線モータ巻線モジュール１がモータ駆動モードで運転されることは、保証される。第４のリレーＫ４及び第７のリレーＫ７がオフに制御されることにより、商用電源モジュールの入力は、遮断される。二重巻線モータ巻線モジュール１の三相巻線Ｌａ１、Ｌｂ１、Ｌｃ１の電気抵抗・インダクタンス特性は、同じである。

【0029】

二重巻線モータパワー制御モジュール２は、この場合に、第５のリレーＫ５をオンにし、第６のリレーＫ６をオフにし、第７のリレーＫ７をオフにし、第８のリレーＫ８をオンにし、第９のリレーＫ９をオンにし、第１０のリレーＫ１０をオフにする。このリレー状態において、二重巻線モータパワー制御モジュール２は、第２のコンデンサＣ２と三相アームとによって構成され、各相が上下２つのアームに分けられ、各アームがパワースイッチングトランジスタと還流ダイオードとを接続して構成され、６つのアームがそれぞれＵＴ２及びＵＢ２、ＶＴ２及びＶＢ２、ＷＴ２及びＷＢ２に対応する。三相アームの中点は、それぞれ二重巻線モータ巻線モジュール２の三相巻線Ｌａ２、Ｌｂ２、Ｌｃ２に対応的に接続され、各アームパワートランジスタのゲート信号を制御することにより、二重巻線モータパワー制御モジュール２は、ＰＷＭ波を出力して二重巻線モータ巻線モジュール２を駆動する。

【0030】

二重巻線モータ巻線モジュール２は、三相対称巻線Ｌａ２、Ｌｂ２、Ｌｃ２のスター接続によって構成され、二重巻線モータ巻線モジュール２から発されたＰＷＭ駆動によって制御される。二重巻線モータ巻線モジュール２の三相巻線Ｌａ２、Ｌｂ２、Ｌｃ２の電気抵抗・インダクタンス特性は、同じである。

【0031】

図２に示すように、車載充電器充電モードにおいて、前記多重化トポロジー構造は、商用電源モジュール、ＰＦＣインバータ回路モジュール、逆変換モジュール、絶縁トランスモジュール、整流モジュール、電池モジュールを含む。

【0032】

商用電源モジュールは、Ｎ端が第４のリレーＫ４を介してＰＦＣインバータ回路モジュール中の巻線Ｌａ１に接続され、Ｌ端が第７のリレーＫ７を介してＰＦＣインバータ回路モジュール中の第２のアームの中点に接続される。車載充電器充電モードにおいて、第４のリレーＫ４及び第７のリレーＫ７をオンに制御し、第３のリレーＫ３及び第８のリレーＫ８をオフに制御し、商用電源のＮ端を接続点Ｎに接続し、商用電源のＬ端を接続点Ｌに接続し、ＰＦＣインバータ回路へのパワー伝送を実現する。

【0033】

ＰＦＣインバータ回路モジュールは、第３のリレーＫ３及び第８のリレーＫ８をオフに制御することにより、二重巻線モータ巻線モジュール１の一相巻線Ｌａ１と二重巻線モータ巻線モジュール２の巻線Ｌａ２とをスター接続方式から分離させる。二重巻線モータ巻線モジュール１中の巻線Ｌａ１は、抵抗・インダクタンス素子とし、二重巻線モータパワー制御モジュール１中のＵ相上下アームＵＴ１及びＵＢ１、二重巻線モータパワー制御モジュール２中のＵ相上下アームＵＴ２及びＵＢ２、並びに二重巻線モータパワー制御モジュール１中の第１のコンデンサＣ１を更に含む。第６のリレーＫ６、第１０のリレーＫ１０をオンに制御し、第５のリレーＫ５、第９のリレーＫ９をオフに制御することにより、二重巻線モータパワー制御モジュール２のＵ相上下アームをそれぞれ接続点１及び接続点２に接続する。その際、ＵＴ１及びＵＢ１、並びにＵＴ２及びＵＢ２は、共同して二相アームを構成し、二相アームの上下２端は、共同して第１のコンデンサＣ１に並列接続され、ＰＦＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｆａｃｔｏｒ Ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ、力率改善）の逆変換昇圧を共同して実現する。

【0034】

逆変換モジュールは、二重巻線モータパワー制御モジュール１中のＶ相上下アームＶＴ１、ＶＢ１と、Ｗ相上下アームＷＴ１、ＷＢ１とが共同して二相アームを構成し、各パワースイッチングトランジスタのゲート信号を制御することで逆変換機能を実現し、高周波交番電圧を出力する。

【0035】

絶縁トランスモジュールは、第３のリレーＫ３と第８のリレーＫ８とがオフにされたため、二重巻線モータ巻線モジュール１中の巻線Ｌｂ１と巻線Ｌｃ１とが自動的に直列接続されてトランスの一次側を構成し、二重巻線モータ巻線モジュール２中の巻線Ｌｂ２と巻線Ｌｃ２とが自動的に直列接続されてトランスの二次側を構成し、２グループの巻線の巻き数を合理的に設定することにより、絶縁トランスの変圧機能を実現することができる。具体的に、二重巻線モータ巻線モジュール１中の三相巻線と二重巻線モータ巻線モジュール２中の三相巻線との巻き数は、異なり、車載充電器充電モードにおける絶縁トランスモジュールの一次側と二次側との巻き数の比への切り替えを制御するために用いられ、絶縁トランスモジュールの昇圧機能を実現する。

【0036】

整流モジュールは、二重巻線モータパワー制御モジュール２中のＶ相上下アームＶＴ２、ＶＢ２と、Ｗ相上下アームＷＴ２、ＷＢ２とが共同して二相アームを構成し、二相アームの上下２端がそれぞれ第２のコンデンサＣ２の両端に接続され、各パワースイッチングトランジスタのゲート信号を制御することで整流機能を実現し、直流充電電圧を出力して電池へ充電する。

【0037】

電池モジュールは、電池正負極が第２のコンデンサＣ２の上下端に接続される。その際、第１のリレーＫ１、第２のリレーＫ２をオフに制御し、電池は、構造上で整流モジュールのみに接続され、整流モジュールから出力されたパワーを受け取って充電する。

【0038】

図３に示すように、上記多重化トポロジー構造に基づいて、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ５、Ｋ８、Ｋ９をオフにし、且つＫ４、Ｋ６、Ｋ７、Ｋ１０をオンにすると、車載充電器充電モードに切り替わり可能であり、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３、Ｋ５、Ｋ８、Ｋ９をオンにし、且つＫ４、Ｋ６、Ｋ７、Ｋ１０をオフにすると、二重巻線モータ制御モードに切り替わり可能である。

【0039】

本発明の多重化トポロジー構造に関わる全てのリレースイッチは、スイッチング属性を有する如何なるデバイスに置換可能である。

【0040】

本発明は、上記実施形態に限定されない。当業者が、本発明の上記実施形態と同じ又は近似する方式を用いて、進歩性に値する労働を掛けずになした全ての他の実施例は、何れも本発明の保護範囲内に含まれる。

【図1】

【図2】

【図3】

【国際調査報告】