[发明专利]电机驱动和电池充电装置以及车辆

说明书

本申请涉及一种电机驱动和电池充电装置以及车辆。所述装置包括：具有多个线圈的电机、连接至多个线圈的整流电路，以及高压电池。逆变器由高压电池的输出电压产生驱动电流，并且在电机运转时将驱动电流供应至电机。在高压电池进行充电时，整流电路对外部电源的交流电流进行整流，电机和逆变器对通过整流电路整流的电流的功率因数进行补偿，利用电机和逆变器的输出电流对高压电池进行充电。

技术领域

本发明涉及电机驱动和电池充电装置以及车辆，并且更具体地涉及这样的电机驱动和电池充电装置以及车辆，其能够从外部交流(AC)电源对车辆电池进行充电。

背景技术

通常，车辆指的是构造为利用石化燃料、电力等作为动力源在公路或铁路上行驶的移动设备或传送设备。利用石化燃料的车辆由于石化燃料的燃烧而会排放细粉尘、水蒸汽、二氧化碳、一氧化碳、碳氢化合物、氮、氮氧化物和/或硫氧化物。已知水蒸汽和二氧化碳是全球变暖的原因，已知细粉尘、一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和/或硫氧化物是可能对人有危害的空气污染物。

由于这种排放，最近已经开发出利用替代石化燃料的环保能源的车辆。例如，正在开发利用石化燃料和电力二者的混合动力电动车辆(HEV)、仅利用电力的电动车辆(EV)等。分别在HEV和EV的每一个中设置配置为向电机(其配置为使车辆移动)供电的高压电池和配置为向车辆的电气部件供电的低压电池。另外，HEV和EV中的每一个通常包括变换器，该变换器配置为将高压电池的电压转换为低压电池的电压，以将来自高压电池的电力供应至低压电池。

发明内容

因此，本发明的一个方面提供了一种不利用附加充电装置从外部交流(AC)电源对车辆电池进行充电的电机驱动和电池充电装置以及车辆。本发明的另一个方面提供了一种能够利用驱动电机和逆变器从外部AC电源对车辆电池进行充电的电机驱动和电池充电装置以及车辆。本发明的另一方面提供了一种能够利用驱动电机和逆变器减少车辆电池充电时间的电机驱动和电池充电装置以及车辆。本发明的其它方面将在下面的描述中部分地阐述，并且部分的本发明的其它方面将从描述中显而易见，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种电机驱动和电池充电装置可以包括：电机、整流电路、高压电池和逆变器；所述电机具有多个线圈；所述整流电路连接至所述多个线圈；所述逆变器配置为由所述高压电池的输出电压产生驱动电流，并且在所述电机运转时向所述电机供应所述驱动电流，其中，在所述高压电池进行充电时，所述整流电路配置为对外部电源的交流电流(AC)进行整流，所述电机和所述逆变器配置为对通过整流电路整流的电流的功率因数进行补偿，并且所述高压电池可以利用电机和逆变器的输出电流来进行充电。

所述装置还可以包括第一开关和控制器，所述第一开关设置在整流电路和多个线圈之间；所述控制器配置为在电机运转时关断第一开关，并且在高压电池进行充电时接通第一开关。所述装置还可以包括：高压直流(DC)-DC变换器(HDC)、DC支撑(DC-link)电容器、低压电池和低压DC-DC变换器(LDC)；所述高压直流(DC)-DC变换器配置为在电机运转时增大高压电池的输出电压；所述DC支撑电容器配置为将通过HDC增大的电压施加至所述逆变器；所述低压DC-DC变换器(LDC)配置为减小高压电池的输出电压并且将减小的电压施加至低压电池。

LDC可以包括：三绕组变压器、全桥电路和低压DC-DC整流电路；所述三绕组变压器具有第一线圈、第二线圈和第三线圈；所述全桥电路配置为由高压电池的输出电压产生AC电流，并且将AC电流输出至第一线圈；所述低压DC-DC整流电路配置为对从第二线圈输出的AC电流进行整流，并且将经整流的电流输出至低压电池，其中，所述第三线圈可以连接至HDC。在高压电池进行充电时，DC支撑电容器可以利用电机和逆变器的输出电流来充电，而在高压电池进行充电时，HDC可以配置为由DC支撑电容器的输出电压产生AC电流，并且将AC电流输出至第三线圈，而在高压电池进行充电时，全桥电路可以配置为对从第一线圈输出的AC电流进行整流，并且将经整流的电流输出至高压电池。