放电电路、充放电系统和车辆的制作方法

1.本公开涉及充放电技术领域，具体地，涉及一种放电电路、充放电系统和车辆。


背景技术：

2.如今，电动汽车由于其绿色、环保的优点，在汽车市场领域当中占据重要地位。电动汽车是指以动力电池为动力，用电机驱动车轮行驶的车辆，电池的充放电对于电动汽车至关重要。在电动汽车充放电时，需要单独配备充放电系统(例如车载充电机)。但是，单独配备充放电系统提高了电动汽车的成本。


技术实现要素：

3.为了解决相关技术中存在的问题，本公开提供了一种放电电路、充放电系统和车辆。
4.为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，应用于车辆，所述放电电路包括：
5.h桥电路；
6.车内放电口，所述车内放电口的第一端连接在所述h桥电路的第一桥臂的中点，所述车内放电口的第二端连接在所述h桥电路的第二桥臂的中点；
7.第一开关单元，所述第一开关单元的第一端分别与所述h桥电路的第一汇流端和所述h桥电路的第二汇流端连接，所述第一开关单元的第二端连接至电池；
8.第一电感，设置在所述车内放电口和所述h桥电路之间。
9.可选地，所述第一开关单元包括第一开关和第二开关，所述第一开关连接在所述h桥电路的第一汇流端和所述电池的正极之间，所述第二开关连接在所述h桥电路的第一汇流端和所述电池的负极之间。
10.可选地，所述h桥电路的第一桥臂包括第一开关管和第二开关管，所述 h桥电路的第二桥臂包括第三开关管和第四开关管；
11.控制所述第一开关和所述第二开关导通，所述电池的正极端的电流依次经过所述第一开关管、所述第一电感、所述车内放电口、所述第四开关管流入所述电池的负极端；或者，所述电池的正极端的电流依次经过所述第三开关管、所述车内放电口、所述第一电感、所述第二开关管流入所述电池的负极端。
12.可选地，所述放电电路还包括升压模块，设置在所述第一开关单元和所述电池之间，所述升压模块包括全桥开关、第二电感、第三电感和升压电容；
13.所述全桥开关的第一端与所述h桥电路的第一汇流端连接，所述全桥开关的第二端与所述h桥电路的第二汇流端连接；
14.所述全桥开关的第二桥臂的中点通过所述第二电感与所述电池的正极端连接，所述全桥开关的第一桥臂的中点通过所述第三电感与所述电池的负极端连接；
15.所述升压电容的第一端连接所述第二电感和所述第三电感，所述升压电容的第二
端连接所述电池的负极端。
16.可选地，所述h桥电路为车载充电机的充电dc模块的h桥电路，所述升压模块为电机驱动电路的升压dc模块。
17.可选地，所述放电电路还包括控制器；
18.所述控制器，用于在所述电池的电池电压小于预设电压阈值的情况下，控制所述升压模块和所述h桥电路工作，以使所述电池通过所述车内放电口进行交流放电；
19.所述控制器，用于在所述电池的电池电压大于或等于所述预设电压阈值的情况下，控制所述h桥电路工作，以使所述电池通过所述车内放电口进行交流放电。
20.根据本公开实施例的第二方面，提供一种充放电系统，包括交流充电口、第一逆变器和第二逆变器以及本公开实施例的第一方面所述的放电电路；
21.所述交流充电口的第一端连接在所述第一逆变器的桥臂中点，所述交流充电口的第二端连接在所述第二逆变器的桥臂中点；
22.所述第一逆变器的第一汇流端和所述第二逆变器的第一汇流端连接，所述第一逆变器的第二汇流端和所述第二逆变器的桥臂中点连接，其中，所述第一逆变器为电机的逆变器，所述第二逆变器为空调压缩机的逆变器；
23.所述h桥电路的第一汇流端与所述第一逆变器的第一汇流端和所述第二逆变器的第一汇流端连接；
24.所述h桥电路的第二汇流端与所述第一逆变器的第二汇流端和所述第二逆变器的桥臂中点连接。
25.可选地，所述电机还包括第一电控线圈，所述空调压缩机还包括第二电控线圈；
26.所述第一电控线圈连接在所述第一逆变器的桥臂中点，所述第二电控线圈连接在所述第二逆变器的桥臂中点；
27.所述交流充电口的第一端的电流经过所述第一电控线圈流出，并经所述第二电控线圈流入所述交流充电口的第二端。
28.可选地，所述系统还包括第四电感；所述第四电感设置在所述交流充电口与所述第一逆变器之间；
29.通过控制所述第一逆变器中的开关管和所述第二逆变器中的开关管的通断，使所述交流充电口的第一端的电流经过所述第四电感以及所述第一逆变器的开关管流出，并经所述第二逆变器的开关管流入所述交流充电口的第二端。
30.可选地，所述充放电系统还包括直流充电口，所述直流充电接口包括直流正极口和直流负极口；
31.所述直流正极口与所述第一逆变器的桥臂中点连接；
32.所述直流负极口与所述第二逆变器的桥臂中点连接。
33.可选地，所述充放电系统还包括变压器，所述变压器设置在所述h桥电路和升压模块之间；
34.所述h桥电路的第一桥臂的中点与所述变压器的原边的第一端连接，所述h桥电路的第二桥臂的中点与所述变压器的原边的第二端连接；
35.全桥开关的第一桥臂的中点与所述变压器的副边的第二端连接，所述全桥开关的第二桥臂的中点与所述变压器的副边的第一端连接。
36.根据本公开实施例的第三方面，提供一种车辆，所述车辆上设置有电机和空调压缩机，以及本公开实施例第二方面提供的充放电系统，所述充放电系统中的第一逆变器为所述电机的逆变器，所述充放电系统中的第二逆变器为所述空调压缩机的逆变器。
37.通过上述技术方案，本公开中的放电电路包括：h桥电路，车内放电口，第一开关单元和第一电感，车内放电口的第一端连接在h桥电路的第一桥臂的中点，车内放电口的第二端连接在h桥电路的第二桥臂的中点，第一开关单元的第一端分别与h桥电路的第一汇流端和h桥电路的第二汇流端连接，第一开关单元的第二端连接至电池，第一电感设置在车内放电口和h桥电路之间。本公开可以通过复用车辆本身的h桥电路来实现车内放电功能，能够满足车内放电的使用需求，降低电池进行车内放电的成本，便于在车辆上使用车内设备。
38.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
39.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
40.图1是根据一示例性实施例示出的一种放电电路的示意图。
41.图2是根据一示例性实施例示出的另一种放电电路的示意图。
42.图3是根据一示例性实施例示出的一种充放电系统的示意图。
43.图4是根据一示例性实施例示出的另一种充放电系统的示意图。
具体实施方式
44.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
45.图1是根据一示例性实施例示出的一种充放电系统的框图。如图1所示，应用于车辆，该放电电路1包括：h桥电路11。
46.车内放电口12，车内放电口12的第一端连接在h桥电路11的第一桥臂的中点，车内放电口的第二端连接在h桥电路11的第二桥臂的中点。
47.第一开关单元13，第一开关单元13的第一端分别与h桥电路11的第一汇流端和h桥电路11的第二汇流端连接，第一开关单元13的第二端连接至电池2。
48.第一电感l1，设置在车内放电口12和h桥电路11之间。
49.示例地，当前，电动汽车上实现充放电功能的车载充电机、驱动车辆行驶的电控电机以及为车内乘员提供舒适环境的空调压缩机，在整车上是相互独立存在的。然而，根据车辆实际使用工况可知，车载充电机、电控电机和空调压缩机三个部件存在异时工作，例如当车辆驻车进行充电时，车载充电机需要工作，而电控电机不需工作，空调压缩机可半功率工作。这会浪费器件性能，使整车资源利用率较低，增加了车辆能耗。同时相互独立的车载充电机、电控电机和空调压缩机，会增加整车重量和车辆成本，并降低车辆内部可使用空间。因此，在实现车辆充放电功能时，可以通过对空调压缩机、电控电机和车载充电机的部分拓扑进行复用，来在保证车辆原有功能正常的情况下，最大化复用整车资源，对空调压缩机、电控电机和车载充电机进行集成，能够避免浪费器件性能，提高了器件利用率，使整车各部件集成化，以提高整车资源利用率，降低车辆能耗和车辆成本，并且可以减少零部件在整车
布置体积，提高车辆内部可使用空间，同时空调压缩机、电控电机和车载充电机的结构外壳也会集成，可以降低整车重量。
50.具体地，可以通过车辆上已有的h桥电路11、车内放电口12、第一开关单元13和第一电感l1构建用于实现车内放电的放电电路1。其中，第一开关单元13可以包括第一开关k1和第二开关k2，第一开关k1连接在h 桥电路11的第一汇流端和电池2的正极之间，第二开关k2连接在h桥电路11的第一汇流端和电池2的负极之间。h桥电路11的第一桥臂包括第一开关管q13和第二开关管q14，h桥电路11的第二桥臂包括第三开关管q15 和第四开关管q16。
51.用户可以根据实际需求向放电电路1发送车内充电指令，以便放电电路 1根据车内充电指令进入车内交流放电模式，并对h桥电路11、第一开关单元13和电池2进行控制，以使电池2通过车内放电口13对车内设备进行交流放电。具体地，在电池2的电池电压能够满足车内设备的供电需求时，可以通过控制第一开关k1和第二开关k2导通，电池2的正极端的电流依次经过第一开关管q13、第一电感l1、车内放电口12、第四开关管q16流入电池2的负极端，或者，电池2的正极端的电流依次经过第三开关管q15、车内放电口12、第一电感l1、第二开关管q14流入电池2的负极端。
52.其中，车内放电口13可以是双孔插座或者usb(英文：universal serialbus，中文：通用串行总线)接口等，该车内设备例如可以是笔记本电脑、电饭锅等交流设备。该充放电指令可以是用户通过在与车辆连接的终端(或车载主机)进行预设操作发出的指令。该车辆可以是任一种使用电池作为能源的新能源车辆，该车辆可以是电动车辆，不限于纯电动车辆或混合动力车辆，还可以是电动列车或电动自行车等。该终端例如可以是智能手机、平板电脑、智能手表、智能手环、pda(英文：personal digital assistant，中文：个人数字助理)等终端设备。
53.在一种场景中，如图2所示，放电电路1还可以包括升压模块15，设置在第一开关单元13和电池2之间，升压模块15包括全桥开关151、第二电感l2、第三电感l3和升压电容c1。
54.全桥开关151的第一端与h桥电路11的第一汇流端连接，全桥开关151 的第二端与h桥电路11的第二汇流端连接。
55.全桥开关151的第二桥臂的中点通过第二电感l2与电池2的正极端连接，全桥开关151的第一桥臂的中点通过第三电感l3与电池2的负极端连接。
56.升压电容c1的第一端连接第二电感l2和第三电感l3，升压电容c1 的第二端连接电池2的负极端。
57.示例地，h桥电路11可以为车辆上的车载充电机的充电dc模块的h 桥电路，升压模块15可以为车辆上的电机驱动电路的升压dc模块。
58.进一步的，当电池2的电池电压较小时，可能难以满足车内设备的供电需求，为了确保车内放电功能的正常使用，可以通过升压模块15来对电池2 输出的直流电进行升压，并将升压后的直流电通过h桥电路11转换为车内设备所需的交流电。具体地，放电电路还可以包括控制器16，控制器16与升压模块15和h桥电路11。控制器16，用于在电池2的电池电压小于预设电压阈值的情况下(此时电池2的电池电压无法满足车内设备的供电需求，需要使用升压模块15来对电池2输出的直流电进行升压)，控制升压模块15 和h桥电路11工作，以使电池2通过车内放电口12进行交流放电。控制器 16，用于在电池2的电池电压大于或等于预设电压阈值的情况下(此时电池 2的电池电压能够满足车内设备的供电需求，不需要使
用升压模块15来对电池2输出的直流电进行升压)，控制h桥电路11工作，以使电池2通过车内放电口进行交流放电。其中，预设电压阈值可以是311v或155v。
59.综上所述，本公开中的放电电路包括：h桥电路，车内放电口，第一开关单元和第一电感，车内放电口的第一端连接在h桥电路的第一桥臂的中点，车内放电口的第二端连接在h桥电路的第二桥臂的中点，第一开关单元的第一端分别与h桥电路的第一汇流端和h桥电路的第二汇流端连接，第一开关单元的第二端连接至电池，第一电感设置在车内放电口和h桥电路之间。本公开可以通过复用车辆本身的h桥电路来实现车内放电功能，能够满足车内放电的使用需求，降低电池进行车内放电的成本，便于在车辆上使用车内设备。
60.图3是根据一示例性实施例示出的一种充放电系统的示意图。如图3所示，该充放电系统3包括交流充电口31、第一逆变器32和第二逆变器33 以及图1或图2所示的放电电路1。
61.交流充电口31的第一端连接在第一逆变器32的桥臂中点，交流充电口 31的第二端连接在第二逆变器33的桥臂中点。
62.第一逆变器32的第一汇流端和第二逆变器33的第一汇流端连接，第一逆变器32的第二汇流端和第二逆变器33的第二汇流端连接，其中，第一逆变器32为电机的逆变器，第二逆变器33为空调压缩机的逆变器。
63.h桥电路11的第一汇流端与第一逆变器32的第一汇流端和第二逆变器 33的第一汇流端连接。
64.h桥电路11的第二汇流端与第一逆变器32的第二汇流端和第二逆变器 33的第二汇流端连接。
65.并且，电机还包括第一电控线圈34，空调压缩机还包括第二电控线圈 35。
66.第一电控线圈34连接在第一逆变器32的桥臂中点，第二电控线圈35 连接在第二逆变器33的桥臂中点。
67.交流充电口31的第一端的电流经过第一电控线圈34流出，并经第二电控线圈35流入交流充电口31的第二端。
68.进一步的，该系统3还包括第四电感36，第四电感36设置在交流充电口31与第一逆变器32之间。
69.通过控制第一逆变器32中的开关管和第二逆变器33中的开关管的通断，使交流充电口31的第一端的电流经过第四电感36以及第一逆变器32 的开关管流出，并经第二逆变器33的开关管流入交流充电口31的第二端。
70.另外，充放电系统3还包括变压器37，变压器37设置在h桥电路11 和升压模块15之间。
71.h桥电路11的第一桥臂的中点与变压器37的原边的第一端连接，h桥电路11的第二桥臂的中点与变压器37的原边的第二端连接。
72.全桥开关151的第一桥臂的中点与变压器37的副边的第二端连接，全桥开关151的第二桥臂的中点与变压器37的副边的第一端连接。
73.举例来说，如图3所示，第一电控线圈34可以包括线圈绕组l1、l2 和l3，第一逆变器32可以包括开关管q1、q2、q3、q4、q5、q6，第二电控线圈35可以包括线圈绕组l4、l5和l6，第二逆变器33可以包括开关管q7、q8、q9、q10、q11、q12。构建充放电系统3，实际上是通过保
留车载充电机主电路拓扑的h桥电路11、升压模块15和变压器37，并复用电机的第一逆变器32和第一电控线圈34以及空调压缩机的第二逆变器33和第二电控线圈35，同时将变压器37的副边通过升压模块15连接到电池2。通过这样的方式，可以在保证车辆原有充放电功能正常的情况下，最大化复用整车资源，对空调压缩机、电控电机和车载充电机进行集成，能够避免浪费器件性能，使整车资源利用合理化，降低了车辆能耗和车辆成本，并且可以减少零部件在整车布置体积，提升车辆内部可使用空间，同时空调压缩机、电控电机和车载充电机的结构外壳也会集成，可以降低整车重量。
74.在检测到交流充电口31插入交流充电枪时，充放电系统3可以进入交流充电模式，并对第一逆变器32、第二逆变器33、第一电控线圈34和第二电控线圈35进行控制，以通过交流充电口31为电池2充电。或者，用户可以根据实际需求向充放电系统3发送交流放电指令，以便充放电系统3根据交流放电指令进入车外交流放电模式，并对第一逆变器32、第二逆变器33、第一电控线圈34、第二电控线圈35和电池2进行控制，以使电池2可以通过交流充电口31进行车外交流放电(例如对车辆外部进行交流220v放电)。
75.其中，第一逆变器32、第二逆变器33、第一电控线圈34和第二电控线圈35用于在充放电系统3的不同工作模式下构成pfc回路，以使电池2通过交流充电口31进行单相交流充放电。
76.具体地，当充放电系统3处于交流充电模式时，可以选择空调压缩机(第二逆变器33和第二电控线圈35)作为pfc回路的高频桥臂，选择电机(第一逆变器32和第一电控线圈34)作为工频桥臂，来构成pfc回路。充电桩为充放电系统提供单相交流电，单相交流电通过交流充电口31输入充放电系统3，空调压缩机和电机构成的pfc回路可以将输入的单相交流电整流为直流电，再将直流电传输至放电电路1进行升压或降压，并将升压或降压得到的直流电来为电池2进行充电，实现对电池2的交流充电功能。
77.当充放电系统3处于车外交流放电模式时，电池2可以向放电电路1输出直流电，由放电电路1对电池2输出的直流电进行升压或降压，再将升压或降压后的直流电经过pfc回路逆变为交流电，并通过交流充电口31对外部设备进行交流放电，实现对外部设备的交流放电功能。
78.图4是根据一示例性实施例示出的另一种充放电系统的示意图。如图4 所示，充放电系统3还包括直流充电口38，直流充电接口39包括直流正极口391和直流负极口392。
79.直流正极口391与第一逆变器的桥臂中点连接；
80.直流负极口392与第二逆变器的桥臂中点连接。
81.举例来说，充放电系统3还具有直流充电功能。在检测到直流充电口38 插入直流充电枪时，充放电系统3可以进入直流充电模式，充电桩可以为充放电系统3提供直流电，第一逆变器32、第一电控线圈34和升压模块15 可以对直流充电口38输入的直流电进行升压，来为电池2提供直流电，实现对电池2的直流充电功能。
82.综上所述，本公开中的充放电系统包括空调压缩机、电控电机、电压变换电路、电池和车内放电口，电控电机和空调压缩机连接有外部接口，用于在充放电系统的不同工作模式下构成不同的回路，电压变换电路连接于电控电机和空调压缩机，用于在充放电过程中进行电压变换，车内放电口连接于电压变换电路，用于连接车内设备，电池连接于电压变换电路，用于在不同工作模式下通过外部接口进行充放电，或者用于通过电压变换电路和
车内放电口向车内设备放电。本公开可以通过复用车辆本身的空调压缩机、电控电机来实现车外充放电功能，并通过复用车辆本身的电压变换电路来实现车内放电功能，能够降低电池进行车外充放电的成本，同时可以满足车内放电的使用需求，便于在车辆上使用车内设备。
83.本公开还提供一种车辆，该车辆上设置有电机和空调压缩机以及图1
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图4所示的任一种充放电系统3，充放电系统3中的第一逆变器为该电机的逆变器，充放电系统3中的第二逆变器为该空调压缩机的逆变器。
84.关于上述实施例中的车辆，其中充放电系统3执行操作的具体方式已经在有关该系统的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
85.以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
86.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
87.此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。