一种新能源车辆的充放电系统及新能源车辆的制作方法

本发明涉及电动车辆充电，具体涉及一种新能源车辆的充放电系统及新能源车辆。

背景技术：

1、随着能源和环境问题的日益严峻，新能源汽车已逐步成为汽车行业的主要方向，依靠电池储存的电能作为动力来源的电动车辆具有广泛的应用前景，但是，与燃油车几分钟内即可完成加油相比，电动车辆即使采用快充充电方式，也需要较长时间才能充满电，影响用户的使用体验。

2、为了提高快充能力，3c或5c等更高倍率充电动力电池平台成为整车的开发方向，目前直流快充充电桩有三种规格：500v、750v和1000v，其中500v、750v充电桩普遍最大电流为250a，充电桩的电流将限制电动车辆进一步提升充电倍率。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种新能源车辆的充放电系统及新能源车辆，以改善电动车辆的充电倍率难以进一步提升的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种新能源车辆的充放电系统，包括动力电池系统、第一高压配电模块、电机、逆变器和控制器，动力电池系统包括第一降压开关和串联连接的多个动力电池组，第一高压配电模块包括主正开关和主负开关，逆变器包括并联连接的第一功率开关和第一二极管以及并联连接的第二功率开关和第二二极管；主正开关串联于动力电池系统的正极连接端和直流充电座的一端之间，主负开关串联于动力电池系统的负极连接端和直流充电座的另一端之间；第一功率开关的一个连接端和第一二极管的负极均连接主正开关，第二功率开关的一个连接端和第二二极管的正极均连接主负开关，第一功率开关的另一个连接端、第一二极管的正极、第二功率开关的另一个连接端和第二二极管的负极均连接电机的一侧，电机的另一侧与第一降压开关的另一端连接；在第一降压开关的一端与正极连接端连接的情况下，控制器用于在第一外部设备的电压大于动力电池系统的电压时，控制主正开关断开，控制主负开关和第一降压开关闭合，以及按第一频率控制第一功率开关和第二二极管交替导通，使第一外部设备为动力电池系统充电；在第一降压开关的一端与负极连接端连接的情况下，控制器用于在第一外部设备的电压大于动力电池系统的电压时，控制主负开关断开，控制主正开关和第一降压开关闭合，以及按第一频率控制第二功率开关和第一二极管交替导通，使第一外部设备为动力电池系统充电。

3、在本实施例中，在第一外部设备为动力电池系统充电时，电机和逆变器组成的降压电路将第一外部设备的电压降压至更低的电压，为了保持相同的功率输出，充电过程中的电流会相应地增加，进而提升充电效率。

4、在一种可选的实施方式中，在第一降压开关的一端与正极连接端连接的情况下，控制器还用于在动力电池系统的电压小于第二外部设备的电压时，控制主正开关断开，控制主负开关和第一降压开关闭合，以及按第二频率控制第二功率开关和第一二极管交替导通，使动力电池系统为第二外部设备充电；在第一降压开关的一端与负极连接端连接的情况下，控制器还用于在动力电池系统的电压小于第二外部设备的电压时，控制主负开关断开，控制主正开关和第一降压开关闭合，以及按第二频率控制第一功率开关和第二二极管交替导通，使动力电池系统为第二外部设备充电。

5、在本实施例中，通过逆变器和电机组成的升压电路，能够使动力电池系统为第二外部设备提供电能，减少了电动车辆因附件没有充电设施导致的电量耗尽的情况，使电动车辆的充电方式更灵活便捷。

6、在一些可选的实施方式中，新能源车辆的充放电系统还包括：第二高压配电模块，第二高压配电模块包括快充正开关和快充负开关；快充正开关和主正开关串联之后连接正极连接端和直流充电座的一端，快充负开关和主负开关串联之后连接负极连接端和直流充电座的另一端，第一功率开关的一个连接端和第一二极管的负极均连接快充正开关，第二功率开关的一个连接端和第二二极管的正极均连接快充负开关。

7、在一种可选的实施方式中，第二高压配电模块还包括升压开关、第一电容和电容开关；升压开关的一端连接电机的另一侧和第一降压开关的另一端，升压开关的另一端通过串联的第一电容和电容开关连接快充正开关的一端，且升压开关的另一端连接快充负开关的另一端，或升压开关的另一端通过串联的第一电容和电容开关连接快充负开关的一端，且升压开关的另一端连接快充正开关的另一端；在升压开关的另一端通过串联的第一电容和电容开关连接快充正开关的一端，且升压开关的另一端连接快充负开关的另一端的情况下，控制器还用于在第一外部设备的电压小于动力电池系统的电压时，控制第一降压开关和快充负开关断开，控制主正开关、主负开关、升压开关和快充正开关闭合，以及按第三频率控制第一功率开关和第二二极管交替导通，使第一外部设备为动力电池系统充电；在升压开关的另一端通过串联的第一电容和电容开关连接快充负开关的一端，且升压开关的另一端连接快充正开关的另一端的情况下，控制器还用于在第一外部设备的电压小于动力电池系统的电压时，控制第一降压开关和快充正开关断开，控制主正开关、主负开关、升压开关和快充负开关闭合，以及按第三频率控制第二功率开关和第一二极管交替导通，使第一外部设备为动力电池系统充电。

8、在本实施例中，通过设置升压开关，在第一外部设备的电压小于动力电池系统的电压的情况下，新能源车辆充放电系统也能够实现充电，提升新能源车辆充放电系统的适用性。

9、在一种可选的实施方式中，在升压开关的另一端通过串联的第一电容和电容开关连接快充正开关的一端，且升压开关的另一端连接快充负开关的另一端的情况下，控制器还用于在动力电池系统的电压大于第二外部设备的电压时，控制第一降压开关和快充负开关断开，控制主正开关、主负开关、升压开关和快充正开关闭合，以及按第四频率控制第二功率开关和第一二极管交替导通，使动力电池系统为第二外部设备充电；在升压开关的另一端通过串联的第一电容和电容开关连接快充负开关的一端，且升压开关的另一端连接快充正开关的另一端的情况下，控制器还用于在动力电池系统的电压大于第二外部设备的电压时，控制第一降压开关和快充正开关断开，控制主正开关、主负开关、升压开关和快充负开关闭合，以及按第四频率控制第一功率开关和第二二极管交替导通，使动力电池系统为第二外部设备充电。

10、在本实施例中，通过控制升压开关等开关器件，在动力电池系统的电压大于第二外部设备的电压时，新能源车辆充放电系统也能够实现为第二外部设备充电，提升新能源车辆充放电系统的适用性。

11、在一种可选的实施方式中，动力电池系统还包括中间开关，中间开关的一端与其中一个动力电池组的负极连接，并将多个动力电池组分为第一动力电池组和第二动力电池组，中间开关的另一端连接第一降压开关的另一端和电机的另一侧；控制器，还用于控制中间开关、主正开关和主负开关闭合，按第五频率控制第一功率开关和第二二极管交替闭合，使第一动力电池组为第二动力电池组充电。

12、在一种可选的实施方式中，控制器，还用于控制中间开关、主正开关和主负开关闭合，按第五频率控制第二功率开关和第一二极管交替闭合，使第二动力电池组为第一动力电池组充电。

13、在一种可选的实施方式中，动力电池系统还包括第二降压开关；第二降压开关的另一端与电机的另一侧连接，在第一降压开关的一端与正极连接端连接的情况下，第二降压开关的一端与负极连接端连接，在第一降压开关的一端与负极连接端连接的情况下，第二降压开关的一端与正极连接端连接，在第一降压开关闭合时，第二降压开关断开。

14、在一种可选的实施方式中，控制器，还用于在第一外部设备的电压大于动力电池系统的电压时，控制第一降压开关断开，控制主正开关和主负开关闭合，使第一外部设备为动力电池系统充电。

15、在一种可选的实施方式中，电机为三相电机，电机的一侧包括u相、v相及w相，电机的另一侧为三相电机的中线；第一功率开关包括并联设置的第一子开关、第二子开关及第三子开关，第二功率开关包括并联设置的第四子开关、第五子开关及第六子开关；其中，第一子开关的另一个连接端和第四子开关的另一个连接端均连接u相，第二子开关的另一个连接端和第五子开关的另一个连接端均连接v相，第三子开关的另一个连接端和第六子开关的另一个连接端均连接w相，第一功率开关导通为第一子开关、第二子开关和第三子开关中的至少一个导通，第二功率开关导通为第四子开关、第五子开关及第六子开关中的至少一个导通。

16、在一种可选的实施方式中，第一高压配电模块还包括分流器和/或智能保险；主正开关的一端通过分流器和/或智能保险与正极连接端连接；和/或，主负开关的一端通过分流器和/或智能保险与负极连接端连接。

17、在一种可选的实施方式中，第一高压配电模块还包括电阻和预充开关，新能源车辆的充放电系统还包括第二电容；电阻的一端连接主正开关的一端，电阻的另一端连接预充开关的一端，预充开关的另一端连接主正开关的另一端和第二电容的一端，第二电容的另一端连接主负开关的另一端。

18、在一种可选的实施方式中，第一降压开关为第一降压继电器，主正开关为主正继电器，主负开关为主负继电器。

19、第二方面，本发明提供了一种新能源车辆，新能源车辆包括上述第一方面或其对应的任一实施方式的新能源车辆的充放电系统。

20、本发明提供的新能源车辆的充放电系统，在第一外部设备为动力电池系统充电时，通过电机和逆变器组成的降压电路，能够将第一外部设备的电压降压至更低的电压，提升充电过程中的电流，进而提升充电倍率。

技术特征：

1.一种新能源车辆的充放电系统，其特征在于，包括动力电池系统、第一高压配电模块、电机、逆变器和控制器，所述动力电池系统包括第一降压开关和串联连接的多个动力电池组，所述第一高压配电模块包括主正开关和主负开关，所述逆变器包括并联连接的第一功率开关和第一二极管以及并联连接的第二功率开关和第二二极管；

2.根据权利要求1所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，新能源车辆的充放电系统还包括：第二高压配电模块，所述第二高压配电模块包括快充正开关和快充负开关；

4.根据权利要求3所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，所述第二高压配电模块还包括升压开关、第一电容和电容开关；

5.根据权利要求4所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，所述动力电池系统还包括中间开关，所述中间开关的一端与其中一个动力电池组的负极连接，并将所述多个动力电池组分为第一动力电池组和第二动力电池组，所述中间开关的另一端连接所述第一降压开关的另一端和所述电机的另一侧；

7.根据权利要求6所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，所述动力电池系统还包括第二降压开关；

9.根据权利要求1所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，

10.根据权利要求1至9中任一项所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，所述电机为三相电机，所述电机的一侧包括u相、v相及w相，所述电机的另一侧为所述三相电机的中线；

11.根据权利要求1至9中任一项所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，所述第一高压配电模块还包括分流器和/或智能保险；

12.根据权利要求11所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，所述第一高压配电模块还包括电阻和预充开关，所述新能源车辆的充放电系统还包括第二电容；

13.根据权利要求1至9中任一项所述的新能源车辆的充放电系统，其特征在于，所述第一降压开关为第一降压继电器，所述主正开关为主正继电器，所述主负开关为主负继电器。

14.一种新能源车辆，其特征在于，所述新能源车辆包括如权利要求1至13中任一项所述的新能源车辆的充放电系统。

技术总结
本发明涉及电动车辆充电技术领域，公开了一种新能源车辆的充放电系统及新能源车辆，系统包括动力电池系统、第一高压配电模块、电机、逆变器和控制器，动力电池系统包括第一降压开关和串联连接的多个动力电池组，第一高压配电模块包括主正开关和主负开关，逆变器包括并联连接的第一功率开关和第一二极管以及并联连接的第二功率开关和第二二极管；在第一降压开关的一端与正极连接端连接的情况下，控制器用于控制主正开关断开，控制主负开关和第一降压开关闭合，以及按第一频率控制第一功率开关和第二二极管交替导通，使第一外部设备为动力电池系统充电。本发明能够提升充电电流，进而提升充电倍率。

技术研发人员：刘光生,徐海清,王保,仲亮
受保护的技术使用者：广州小鹏汽车科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23