车辆、能量转换装置及其放电方法与流程

1.本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种车辆、能量转换装置及其放电方法。


背景技术：

2.随着国家政策的大力支持，新能源汽车在国内不断普及，中国新能源汽车产业已进入规模化发展新阶段及政策和市场共同驱动的快速成长期。新能源汽车的续航里程、充电便捷性是人们考虑购买或租赁新能源汽车极为重要的因素。一方面，由于受电池技术发展的限制，新能源汽车续航里程受到严重制约；另一方面，配套的充电基础设施建设不完善，虽然国内充电桩在不断完善与发展，但是新能源汽车与充电桩比例才达到5:1，无法保证新能源汽车电量耗尽时及时找到充电设施。因此，在特殊情况下的v2v(vehicle-to-vehicle communication，车对车通讯)技术应运而生，v2v技术是一种智能网联技术。它的原理是利用每辆车上所搭载的传输单元通过高速无线网络发出信号，这些信息包括车辆当时的车速、方向、地理位置、路线等，实现车与车之间的交流。但是现阶段v2v充电技术受限于新能源汽车设备，无法进行大功率充电，导致充电效率较低。此外，单独增加升降压电路或者控制盒又导致成本过高。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种车辆、能量转换装置及其放电方法，以解决现有技术中存在车辆对车辆充电技术无法实现大功率充电导致充电效率较低以及单独增加升降压电路或者控制盒导致成本过高的问题。
4.本发明是这样实现的，本发明第一方面提供一种能量转换装置，其特征在于，包括：
5.第一电感，其第一端连接电池模块的第一输出端；
6.第二电感，其第一端连接所述第一电感的第一端；
7.第二开关，其连接在所述第二电感的第一端和充放电口的第一端之间；
8.第一双向h桥，其一端连接所述电池模块的第二输出端和所述充放电口的第二端，其包括并联的第一桥臂和第二桥臂，所述第一电感的第二端连接所述第一桥臂，所述第二电感的第二端连接所述第二桥臂；
9.第三开关，其连接在所述第一电感的第一端和所述充放电口的第一端之间。
10.本发明第二方面提供一种能量转换装置的放电方法，基于第一方面所述的能量转换装置，当所述能量转换装置的充放电口连接待充电车辆时，所述放电方法包括：
11.获取所述电池模块的电压和所述待充电车辆的电压，并根据所述电池模块的电压和所述待充电车辆的电压选择放电方式，其中，所述充电方式包括升压放电、降压放电以及等压放电；
12.控制所述第二开关、所述第三开关、所述第一桥臂以及所述第二桥臂使所述电池模块输出直流电，并使所述电池模块按照所选择的放电方式对所述待充电车辆进行放电。
13.本发明第三方面提供一种车辆，所述车辆还包括第一方面所述的能量转换装置、电池模块以及充放电口，所述电池模块的一端与所述能量转换装置的一端共接于所述充放电口的一端，所述电池模块的另一端与所述能量转换装置的另一端共接于所述充放电口的另一端。
14.本发明提供一种车辆、能量转换装置及其放电方法，通过设置第一电感、第二电感以及第一双向h桥，进而与待充电车辆组成不同的充放电回路，检测到电池模块的电压不高于待充电车辆电压时，采用第一电感对电压模块的电压进行升压后再给待充电车辆电压充电，检测到电池模块的电压高于待充电车辆电压时，使电池模块为第二电感充电后由第二电感给待充电车辆充电，实现了无论电池模块的电压高低，都可以给待充电车辆充电，并且兼容性适应性较强，不需要额外增加外部升压或者降压电路，减少了外加电路的成本，实现不同电压平台车辆之间的充放电，同时无需外加高压逆变转换装置或线缆上控制盒就能实现大功率的充电。
附图说明
15.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本发明实施例一提供的一种能量转换装置的结构示意图；
17.图2是本发明实施例一提供的一种能量转换装置的另一结构示意图；
18.图3是本发明实施例一提供的一种能量转换装置的另一结构示意图；
19.图4是本发明实施例一提供的一种能量转换装置的电路图；
20.图5是本发明实施例二提供的一种能量转换装置的控制方法的流程图；
21.图6是本发明实施例二提供的一种能量转换装置与待充电车辆连接的电路图；
22.图7是本发明实施例二提供的一种能量转换装置与待充电车辆连接的电流路径图；
23.图8是本发明实施例二提供的一种能量转换装置与待充电车辆连接的另一电流路径图；
24.图9是本发明实施例二提供的一种能量转换装置与待充电车辆连接的另一电流路径图。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
26.为了说明本发明的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
27.本发明实施例一提供一种能量转换装置10，如图1所示，包括：
28.第一电感11，其第一端连接电池模块20的第一输出端和充放电口30的第一端；
29.第一开关14，其第一端与电池模块20的第一输出端连接；
30.第二电感12，其第一端连接第一开关14的第二端；
31.第二开关15，其连接在第二电感12的第一端和充放电口30的第一端之间；
32.第一双向h桥13，其一端连接电池模块20的第二输出端和充放电口30的第二端，其包括并联的第一桥臂131和第二桥臂132，第一电感11的第二端连接第一桥臂131，第二电感12的第二端连接第二桥臂132；
33.第三开关16，其连接在第一电感11的第一端和充放电口30的第一端之间。
34.其中，电池模块20用于向车辆提供动力；充放电口30用于外部供电设备通过充放电口30对电池模块20充电，或者电池模块20通过充放电口30对外部用电设备(例如车辆)放电；第一电感11用于储存电能以及释放电能，当第一电感11存储电能后与电池模块20一起放电时，可以实现升压放电；第二电感12用于储存电能以及释放电能，当第二电感12单独放电时，可以实现降压放电；第一双向h桥13包括第一桥臂和第二桥臂，每相桥臂包括两个功率开关，功率开关可以是晶体管、igbt、mos管等器件类型，功率开关可以实现双向导通，功率开关的控制端连接每个功率开关的控制端。第二开关15连接在第二电感12与充放电口30之间，可以控制第二电感12输出或者停止输出能量。第三开关16连接在电池模块20与充放电口30之间，用于控制电池模块20进行对外放电或者对电池模块20进行充电。通过第二开关实现对第二电感12输出能量的控制，通过第三开关控制电池模块20输出或停止输出能量，实现了对能量转换装置10的精确控制。通过控制第二开关15、第三开关16以及四个功率开关实现电池模块20、第一电感11、第二电感12、第一桥臂131、第二桥臂与外部用电设备形成不同的充放电回路，进而对外部用电设备进行升压、等压、降压放电；控制模块可以包括整车控制器、电机控制器的控制电路和bms电池管理器电路，三者通过can线连接，控制模块中的不同模块根据所获取的外部用电设备信息控制第一双向h桥13中功率开关的导通和关断以实现不同电流回路的导通。
35.作为一种实施方式，如图2所示，能量转换装置10包括控制模块50，控制模块50连接电池模块20、第一桥臂131的控制端、第二桥臂132的控制端、第一开关14的控制端、第二开关15的控制端、第三开关16的控制端以及第四开关17的控制端，当充放电口30连接待充电车辆时，控制模块50用于：
36.获取电池模块20的电压和待充电车辆的电压，并根据电池模块20的电压和待充电车辆的电压选择放电方式，其中，充电方式包括升压放电、降压放电以及等压放电；
37.控制第二开关15、第三开关16、第一桥臂131以及第二桥臂132使电池模块20输出直流电，并使电池模块20按照所选择的放电方式对待充电车辆进行放电。
38.其中，当控制模块50检测到待充电车辆接入充放电口30时，控制模块比较电池模块20的电压和待充电车辆的电压，根据比较结果选择不同的充电方式对待充电车辆进行放电，当电池模块20的电压不高于待充电车辆的电压时，可以采用直流升压放电的方式为待充电车辆进行放电，由于第一电感11可以存储电能，可以通过控制第一桥臂131和第二桥臂132中功率开关导通，通过电池模块20对第一电感11进行充电，再使电池模块20和第一电感11对待充电车辆进行放电，在放电过程中由于第一电感11也输出电能，实现了升压放电，通过控制第一桥臂131和第二桥臂132使该充电过程和放电过程交替进行实现对待充电车辆进行升压放电。当控制模块检测到电池模块20的电压高于待充电车辆的电压时，可以采用直流降压放电的方式为待充电车辆进行放电，由于第二电感12可以存储电能，可以通过控
制第一桥臂131和第二桥臂中功率开关导通，通过电池模块20对第二电感12进行充电，再使第二电感12对待充电车辆进行放电，在放电过程中由于仅第二电感12也输出电能，实现了降压放电，通过控制第一桥臂131和第二桥臂132使该充电过程和放电过程交替进行实现对待充电车辆进行降压放电。
39.本发明实施例一通过设置第一电感11、第二电感12、第二开关15、第三开关16、以及第一双向h桥13，进而与待充电车辆组成不同的充放电回路，检测到电池模块20的电压不高于待充电车辆电压时，采用第一电感11对电压模块的电压进行升压后再给待充电车辆电压充电，检测到电池模块20的电压高于待充电车辆电压时，使电池模块20为第二电感12充电后由第二电感12给待充电车辆充电，实现了无论电池模块20的电压高低，都可以给待充电车辆充电，并且兼容性适应性较强，同时不需要额外增加外部升压或者降压电路，减少了外加电路的成本，实现不同电压平台车辆之间的充放电，同时无需外加高压逆变转换装置或线缆上控制盒就能实现大功率的充电。
40.进一步的，作为一种实施方式，第一桥臂131包括串联连接的第一功率开关和第二功率开关，第一电感l1的第二端连接第一功率开关的第二端和第二功率开关的第一端；
41.第二桥臂132包括串联连接的第三功率开关和第四功率开关，第二电感l2的第二端连接第三功率开关的第二端和第四功率开关的第一端；
42.第一功率开关的第一端和第三功率开关的第一端共接形成第一双向h桥13的第一汇流端；第二功率开关的第二端和第四功率开关的第二端共接形成第一双向h桥的第二汇流端，第二汇流端与电池模块20的第二输出端和充放电口30的第二端连接。
43.作为一种实施方式，当控制模块50进行升压放电时，第一开关14和第三开关16处于断开状态，第二开关15和第四开关17处于导通状态，电池模块20、第一电感11、第二功率开关、待充电车辆形成第一储能电路，电池模块20、第一电感11、第二功率开关、第三功率开关、第二电感12、第二开关15、待充电车辆、第四开关17形成第一放电电路；
44.控制模块控制第一功率开关、第三功率开关、第四功率开关中的桥臂处于关断状态，并控制第二功率开关的桥臂交替导通和关断，使第一储能电路和第一放电电路交替工作。
45.作为一种实施方式，当控制模块50进行降压放电时，第一开关14和第三开关16处于断开状态，第二开关15和第四开关17处于导通状态，电池模块20、第一电感11、第二功率开关、第三功率开关、第二电感12、第二开关15、待充电车辆、第四开关17形成第二储能电路，第二电感12、第二开关15、待充电车辆、第四开关17、第四功率开关形成第二放电电路；
46.控制模块50控制第一功率开关、第二功率开关、第三功率开关中的桥臂处于关断状态，并控制第四功率开关的桥臂交替导通和关断，使第二储能电路和第二放电电路交替工作。
47.其中，当能量转换装置10进行升压放电时，控制模块50控制第一开关14和第三开关16处于断开状态，第二开关15和第四开关17处于导通状态，控制第一功率开关和第四功率开关的桥臂关断，控制第三功率开关的桥臂导通，控制第二功率开关的桥臂导通时，电池模块20、第一电感11、第二功率开关、待充电车辆形成第一储能电路，电池模块20对第一电感11进行储能，再控制第二功率开关的桥臂关断时，电池模块20、第一电感11、第二功率开关、第三功率开关、第二电感12、第二开关15、待充电车辆、第四开关17形成第一放电电路，
电池模块20和第一电感11对待充电车辆进行放电，通过pwm信号控制第二功率开关导通和关断，实现能量转换装置10对待充电车辆进行升压放电。当能量转换装置10进行降压放电时，控制模块控制第三开关16处于断开状态，第二开关15处于导通状态，控制第一功率开关、第二功率开关、第四功率开关关断，控制第三功率开关导通时，电池模块20、第一电感11、第二功率开关、第三功率开关、第二电感12、第二开关15、待充电车辆形成第二储能电路，电池模块20对第二电感12进行储能，再控制第三功率开关关断时，第二电感12、第二开关15、待充电车辆、第四功率开关形成第二放电电路，通过pwm信号控制第四功率开关导通和关断，实现能量转换装置10对待充电车辆进行降压放电。
48.作为一种实施方式，当控制模块50进行等压放电时，第三开关16处于导通状态，第二开关15处于关断状态，电池模块20、第三开关16、待充电车辆形成第三放电电路。
49.其中，能量转换装置对待充电车辆进行等压放电时，两车的电池两端直接连接，电池模块20直接对待充电车辆中的电池进行充电。
50.进一步的，作为一种实施方式，能量转换装置10还包括：
51.第一电容，其连接在第一汇流端和第二汇流端之间。
52.第一双向h桥13连接电机控制器，电机控制器连接电机；
53.能量转换装置处于驱动状态时，电池模块20、第一电感11、第二电感12、第一双向h桥13、第一电容、电机控制器以及电机作为驱动电路的一部分；
54.能量转换装置处于放电状态时，电池模块20、第一电感11、第二电感12、第一双向h桥13、第二开关15、第三开关16、待充电车辆放电电路；
55.第一电感11、第二电感12、第一双向h桥13复用于驱动电路和放电电路中。
56.其中，电机控制器为三相逆变器，第一电容的两端连接三相逆变器，用于存储电能进而通过三相逆变器实现驱动电机，三相逆变器包括第一功率开关单元、第二功率开关单元、第三功率开关单元、第四功率开关单元、第五功率开关单元以及第六功率开关单元，每个功率开关单元的控制端连接控制模块，第一功率开关单元、第三功率开关单元以及第五功率开关单元的输入端共接并构成三相逆变器的第一端，第二功率开关单元、第四功率开关单元以及第六功率开关单元的输出端共接并构成三相逆变器的第二端，三相交流电机的第一相线圈连接第一功率开关单元的输出端和第四功率开关单元的输入端，三相交流电机的第二相线圈连接第三功率开关单元的输出和第六功率开关单元的输入端，三相交流电机的第三相线圈连接第五功率开关单元的输出端和第二功率开关单元的输入端。
57.本实施方式在第一双向h桥13的两端依次连接第一电容、三相逆变器和三相交流电机，通过复用第一电感11、第二电感12、第一双向h桥13实现电池模块20通过三相逆变器驱动三相交流电机，即可以进行充放电，又可以输出动力驱动车辆。
58.进一步的，作为一种实施方式，如图3所示，能量转换装置还包括：
59.第一开关14，其连接在电池模块20的第一输出端和第二电感12的第一端之间，控制模块50还连接第一开关14的控制端。
60.第一开关14用于使第二电感12连接电池模块20，第一开关14导通时，电池模块20对第二电感12进行充电，充电后电池模块20再和第二电感12一起进行放电，进而实现升压放电，即通过设置第一开关14可以实现第二电感12作为第一电感11的备份电感。
61.本实施方式通过增加第一开关实现第二电感12对第一电感11的备份，提升了电路
的可靠性。
62.进一步的，作为一种实施方式，如图3所示，能量转换装置还包括：
63.第四开关17，其连接在电池模块20的第二输出端和充放电口30的第二端之间，控制模块50还连接第四开关17的控制端。
64.通过设置第四开关17与第三开关16配合，实现控制电池模块20通过充放电口30对外进行放电。
65.进一步的，作为一种实施方式，电池模块20包括：
66.电池；
67.主正接触器，其第一端连接电池的正极；
68.预充开关，其第一端连接电池的正极；
69.预充电阻，其第一端连接预充开关的第二端；
70.熔断器，其第一端连接主正接触器的第二端和预充电阻的第二端。
71.能量转换装置还包括：
72.第二电容，其第一端连接熔断器的第二端，其第二端连接电池的负极，第二电容的第一端分别为电池模块20的第一输出端和第二输出端。
73.其中，控制预充开关和主负接触器导通使电池通过预充电阻和熔断器对第二电容进行充电，再控制预充开关断开，控制主正接触器导通，使电池对第二电容进行充电。
74.本实施方式通过设置预充开关和预充电阻避免电池对第二电容直接充电，再导通主正接触器使电池对第二电容进行充电，保证电池模块的安全性。
75.图4为本发明实施例提供的能量转换装置的一种举例的电路图，为方便说明能量转换装置，上图忽略了其它电器设备，能量转换装置包括第一电感a-l1、第二电感a-l2、第一双向h桥、第一电容c1、第一开关a-ks4、第二开关a-ks3、第三开关a-ks1、第四开关a-ks2，电池模块包括电池e1、预充开关k1、主正接触器k2、主负接触器k3、预充电阻r1、熔断器fs1、第二电容c2，电池e1的正极连接预充开关k1的第一端和主正接触器k2的第一端，预充开关k1的第二端连接主正接触器k2的第一端和熔断器fs1的第一端，熔断器fs1的第二端连接第二电容c2的第一端、第一开关a-ks4的第一端、第三开关a-ks1的第一端、第一电感a-l1的第一端，主负接触器k3的第二端连接第二电容c2的第二端、第四开关a-ks2的第一端，第一开关a-ks4的第二端连接第二电感a-l2的第一端和第二开关a-ks3的第一端，第三开关a-ks1的第二端连接第二开关a-ks3的第二端和充电座的第一端，第四开关a-ks2的第二端连接充电座的第二端，第一双向h桥包括第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂包括串联连接的第一功率开关a-s2和第二功率开关a-s3，所述第一功率开关a-s2和所述第二功率开关a-s3的第一中点与第一电感a-l1连接；第二桥臂包括串联连接的第三功率开关a-s4和第四功率开关a-s5，所述第三功率开关a-s4和所述第四功率开关a-s5的第二中点与所述第二电感a-l2连接；第一功率开关a-s2的第一端和所述第三功率开关a-s4的第一端共接形成第一双向h桥的第一汇流端；第二功率开关a-s3的第二端和所述第四功率开关a-s5的第二端共接形成第一双向h桥的第二汇流端，所述第二汇流端与主负接触器k3的第二端连接。其中控制模块的具体控制方法请参照以下实施例。
76.本发明实施例二提供一种基于实施例一提供的能量转换装置，如图5所示，当能量转换装置的充放电口连接待充电车辆时，放电方法包括：
77.步骤s11.获取电池模块的电压和待充电车辆的电压，并根据电池模块的电压和待充电车辆的电压选择放电方式，其中，充电方式包括升压放电和降压放电以及等压放电。
78.步骤s12.控制第二开关、第三开关、第一桥臂以及第二桥臂使电池模块输出直流电，并使电池模块按照所选择的放电方式对待充电车辆进行放电。
79.根据电池模块的电压和待充电车辆的电压选择放电方式，包括：
80.当检测到电池模块的电压与待充电车辆的电压的差值大于第一预设电压值时选择降压放电方式；
81.控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一桥臂以及第二桥臂使电池模块输出直流电，并使电池模块按照所选择的放电方式对待充电车辆进行放电，包括：
82.控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一桥臂以及第二桥臂使电池模块对第二电感的充电过程以及第二电感对待充电车辆的放电过程交替进行，以将电池模块的放电电压进行降压后再对待充电车辆进行放电。
83.根据电池模块的电压和待充电车辆的电压选择放电方式，包括：
84.当检测到所述电池模块的电压与所述待充电车辆的电压的差值小于第二预设电压值时选择升压放电方式；
85.控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一桥臂以及第二桥臂使电池模块输出直流电，并使电池模块按照所选择的放电方式对待充电车辆进行放电，包括：
86.控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第一桥臂以及第二桥臂使电池模块对第一电感的充电过程以及电池模块和第一电感对待充电车辆的放电过程交替进行，以将电池模块的放电电压进行升压后再对待充电车辆进行放电。
87.根据电池模块的电压和待充电车辆的电压选择放电方式，包括：
88.当检测到电池模块的电压与待充电车辆的电压的差值不大于第一预设电压值以及不小于第二预设电压值时选择等压放电方式；
89.控制第二开关、第三开关、第一桥臂以及第二桥臂使所述电池模块输出直流电，并使电池模块按照所选择的放电方式对待充电车辆进行放电，包括：
90.控制第三开关处于导通状态以及第二开关处于关断状态，使电池模块通过第三开关对待充电车辆进行放电。
91.其中，上述放电方法的执行主体为控制模块，当控制模块检测到待充电车辆接入充放电口时，控制模块比较电池模块的电压和待充电车辆的电压，根据比较结果选择不同的充电方式对待充电车辆进行放电，当检测到所述电池模块的电压与待充电车辆的电压的差值大于第一预设电压值时，可以采用直流升压放电的方式为待充电车辆进行放电，由于第一电感可以存储电能，可以通过控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关的开关状态以及控制第一桥臂和第二桥臂中功率开关导通，通过电池模块对第一电感进行充电，再使电池模块和第一电感对待充电车辆进行放电，在放电过程中由于第一电感也输出电能，实现了升压放电，通过控制第一桥臂和第二桥臂使该充电过程和放电过程交替进行实现对待充电车辆进行升压放电。当检测到所述电池模块的电压与所述待充电车辆的电压的差值小于第二预设电压值时，可以采用直流降压放电的方式为待充电车辆进行放电，由于第二电感可以存储电能，可以通过控制控制第一开关、第二开关、第三开关、第四开关的开关状态以及第一桥臂和第二桥臂中功率开关导通，通过电池模块对第二电感进行充电，再使第
二电感对待充电车辆进行放电，在放电过程中由于仅第二电感也输出电能，实现了降压放电，通过控制第一桥臂和第二桥臂使该充电过程和放电过程交替进行实现对待充电车辆进行降压放电，当检测到电池模块的电压与待充电车辆的电压的差值不大于第一预设电压值以及不小于第二预设电压值时选择等压放电方式，通过电池模块直接对带充电车辆的电池进行充电。
92.下面通过具体的电路结构对本发明实施例的技术方案进行具体说明：
93.图6为本发明实施例提供的车对车充电的一种举例的电路图，a车辆包括第一电池模块、第一能量装置、第一双向h桥、第一充电座，第一能量转换装置包括第一电感a-l1、第二电感a-l2、第一双向h桥、第一电容c1、第一开关a-ks4、第二开关a-ks3、第三开关a-ks1、第四开关a-ks2，第一电池模块包括电池e1、预充开关k1、主正接触器k2、主负接触器k3、预充电阻r1、熔断器fs1、第二电容c2，电池e1的正极连接预充开关k1的第一端和主正接触器k2的第一端，预充开关k1的第二端连接主正接触器k2的第一端和熔断器fs1的第一端，熔断器fs1的第二端连接第二电容c2的第一端、第一开关a-ks4的第一端、第三开关a-ks1的第一端、第一电感a-l1的第一端，主负接触器k3的第二端连接第二电容c2的第二端、第四开关a-ks2的第一端，第一开关a-ks4的第二端连接第二电感a-l2的第一端和第二开关a-ks3的第一端，第三开关a-ks1的第二端连接第二开关a-ks3的第二端和充电座的第一端，第四开关a-ks2的第二端连接充电座的第二端，第一双向h桥包括第一桥臂和第二桥臂，第一桥臂包括串联连接的第一功率开关a-s2和第二功率开关a-s3，所述第一功率开关a-s2和所述第二功率开关a-s3的第一中点与第一电感a-l1连接；第二桥臂包括串联连接的第三功率开关a-s4和第四功率开关a-s5，所述第三功率开关a-s4和所述第四功率开关a-s5的第二中点与所述第二电感a-l2连接；第一功率开关a-s2的第一端和所述第三功率开关a-s4的第一端共接形成第一双向h桥的第一汇流端；第二功率开关a-s3的第二端和所述第四功率开关a-s5的第二端共接形成第一双向h桥的第二汇流端，所述第二汇流端与主负接触器k3的第二端连接。
94.b车辆包括第二电池模块、第二能量装置、第二双向h桥、第二充电座，第二能量转换装置包括第三电感b-l1、第四电感b-l2、第二双向h桥、第三电容c3、第五开关b-s1、第六开关b-ks3、第七开关b-ks1、第八开关b-ks2，第二电池模块包括电池e2、预充开关k4、主正接触器k5、主负接触器k6、预充电阻r2、熔断器fs2、第四电容c4，电池e2的正极连接预充开关k4的第一端和主正接触器k5的第一端，预充开关k4的第二端连接预充电阻r2的第一端，预充电阻r2的第二端连接主正接触器k5的第一端和熔断器fs2的第一端，熔断器fs2的第二端连接第四电容c4的第一端、第五开关b-s1的第一端、第八开关b-ks2的第一端、第三电感b-l1的第一端，主负接触器k6的第二端连接第四电容c4的第二端、第七开关b-ks1的第一端，第五开关b-s1的第二端连接第四电感b-l2的第一端和第六开关b-ks3的第一端，第六开关b-ks3的第二端连接第八开关b-ks2的第二端和第二充电座的第一端，第期开关b-ks1的第二端连接第二充电座的第二端，第二双向h桥包括第三相桥臂和第四相桥臂，第三相桥臂包括串联连接的第五功率开关b-s2和第六功率开关b-s3，所述第五功率开关b-s2和所述第六功率开关b-s3的第一中点与第三电感b-l1连接；第四相桥臂包括串联连接的第七功率开关b-s4和第八功率开关b-s5，所述第七功率开关b-s4和所述第八功率开关b-s5的第二中点与所述第四电感b-l2连接；第五功率开关b-s2的第一端和所述第七功率开关b-s4的第一端
共接形成第二双向h桥的第一汇流端；第六功率开关b-s3的第二端和所述第八功率开关b-s5的第二端共接形成第二双向h桥的第二汇流端，所述第二汇流端与主负接触器k6的第二端连接，第一汇流端和第二汇流端之间还连接第三电容。
95.如图6所示，两车完成物理连接后，车辆激活v2v模式，禁止车辆进入驱动模式，并建立can握手通信。通过can发送车辆电池电压/soc等信息，并自动识别出soc较低的车辆为被充电的车辆，soc较高的车辆为提供充电能量的车辆。提供充电能量的车辆根据被充电车辆的电池电压大小，选择充电模式。例如，a车辆为提供充电的车辆，b车辆为待充电车辆，当a车辆的电池电压大于b车辆的电池电压，进入降压放电模式。当a车辆的电池电压等于b车辆的电池电压，进入等压放电模式。当a车辆的电池电压小于b车辆的电池电压，进入升压放电模式。
96.工作模式一，升压放电模式：
97.a车为电压平台v1的车辆，b车为电压平台v2的车辆，其中v1＜v2，a车放电给b车充电，如图7所示，a车中的控制模块控制主正接触器k2、主负接触器k3、第一开关a-s1、第三开关a-ks1断开，控制第二开关a-ks3和第四开关a-ks2导通，通过pwm控制信号控制第一功率开关a-s2和第四功率开关a-s5的桥臂处于关断状态，控制第三功率开关a-s4的桥臂导通，控制第二功率开关a-s3的桥臂交替导通和关断。b车中的控制模块控制主正接触器k5、主负接触器k6、第七开关b-ks1、第八开关b-ks2导通，其余开关和功率开关均关断。当控制第二功率开关a-s3的桥臂处于导通状态时，电池e1、主正接触器k2、熔断器fs1、第一电感a-l1、第二功率开关a-s3、主负接触器k3形成第一储能电路，此时，电池e1对第一电感a-l1进行储能；如图8所示，当控制第二功率开关a-s3的桥臂处于关断状态时，电池e1、主正接触器k2、熔断器fs1、第一电感a-l1、第一功率开关a-s2、第三功率开关a-s4、第二电感a-l2、第二开关a-ks3、充电座m1、充电座m2、第八开关b-ks2、熔断器fs2、主正接触器k5、电池e2、主负接触器k6、第七开关b-ks1、充电座m2、充电座m1、第四开关a-ks2、主负接触器k3形成第一放电电路，电池e1和第一电感a-l1同时对电池e2进行升压放电。
98.该工作模式下，第二电感a-l2作为普通电感不进行能量储存，第一电感a-l1作为储能电感进行能量储存，第一功率开关a-s2的桥臂断开通过续流二极管进行能量流动，通过对第二功率a-s3进行开关控制，实现对第一电感a-l1的能量储存与适当，将a车辆中电池的高电压升压为适合b车充电的电压。
99.工作模式二、相同电压充电模式：
100.a车、b车均为电压平台v的车辆，a车放电给b车充电，两车电压相同时无需进行电压转换即可完成车对车充放电。但是两个电池包直接连接有极高风险，因此将a车电压提高至后再对b车进行充电，因此，该充电模式与升压放电模式的控制方法相同，可参见工作模式一。
101.工作模式三，降压放电模式：
102.如图6所示，a车为电压平台v1的车辆，b车为电压平台v2的车辆，其中v1＞v2，a车放电给b车充电，a车与b车的充电通过v2v高压连接电缆进行连接。如图8所示，a车内，控制模块控制第一开关a-s1、第三开关a-ks1断开，控制主正接触器k2、主负接触器k3、第二开关a-ks3和第四开关a-ks2导通，通过pwm控制信号控制第一功率开关a-s2、第二功率开关a-s3、第四功率开关a-s5的桥臂处于关断状态，控制第三功率开关a-s4的桥臂交替导通和关
断。b车中的控制模块控制主正接触器k5、主负接触器k6、第七开关b-ks1、第八开关b-ks2导通，其余开关和功率开关均关断。如图9所示，当控制第三功率开关a-s4的桥臂处于导通状态时，当控制第二功率开关a-s3的桥臂处于导通状态时，电池e1、主正接触器k2、熔断器fs1、第一电感a-l1、第一功率开关a-s2、第三功率开关a-s4、第二电感a-l2、第二开关a-ks3、充电座m1、充电座m2、第八开关b-ks2、熔断器fs2、主正接触器k5、电池e2、主负接触器k6、第七开关b-ks1、充电座m2、充电座m1、第四开关a-ks2、主负接触器k3形成第二储能电路，电池e1对第二电感a-l2进行充电；当控制第三功率开关a-s4的桥臂处于关断状态时，第二电感a-l2、第二开关a-ks3、充电座m1、充电座m2、第八开关b-ks2、熔断器fs2、主正接触器k5、电池e2、主负接触器k6、第七开关b-ks1、充电座m2、充电座m1、第四功率开关a-s5形成第二放电电路，第二电感a-l2对电池e2进行放电。
103.该工作模式下，第一电感a-l1作为普通电感不进行能量储存，第一功率开关a-s2断开，通过续流二极管进行能量流动，通过对第三功率开关a-s4进行开关控制，实现对第二电感a-l2的能量储存与适当，将电池e1的高电压v1降低为适合b车充电的电压v2。
104.本公开另一种实施例提供一种车辆，车辆还包括上述实施例一提供的能量转换装置、电池模块以及充放电口，电池模块的一端与能量转换装置的一端共接于充放电口的一端，电池模块的另一端与能量转换装置的另一端共接于充放电口的另一端。
105.以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种能量转换装置，其特征在于，包括：第一电感，其第一端连接电池模块的第一输出端；第二电感，其第一端连接所述第一电感的第一端；第二开关，其连接在所述第二电感的第一端和充放电口的第一端之间；第一双向h桥，其一端连接所述电池模块的第二输出端和所述充放电口的第二端，其包括并联的第一桥臂和第二桥臂，所述第一电感的第二端连接所述第一桥臂，所述第二电感的第二端连接所述第二桥臂；第三开关，其连接在所述第一电感的第一端和所述充放电口的第一端之间。2.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置还包括控制模块，所述控制模块连接所述电池模块、所述第一桥臂的控制端、所述第二桥臂的控制端、所述第二开关的控制端以及所述第三开关的控制端，当所述充放电口连接待充电车辆时，所述控制模块用于：获取所述电池模块的电压和所述待充电车辆的电压，并根据所述电池模块的电压和所述待充电车辆的电压选择放电方式，其中，所述充电方式包括升压放电、降压放电以及等压放电；控制所述第二开关、所述第三开关、所述第一桥臂以及所述第二桥臂使所述电池模块输出直流电，并使所述电池模块按照所选择的放电方式对所述待充电车辆进行放电。3.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一桥臂包括串联连接的第一功率开关和第二功率开关，所述第一电感的第二端连接所述第一功率开关的第二端和所述第二功率开关的第一端；所述第二桥臂包括串联连接的第三功率开关和第四功率开关，所述第二电感的第二端连接所述第三功率开关的第二端和所述第四功率开关的第一端；所述第一功率开关的第一端和所述第三功率开关的第一端共接形成所述第一双向h桥的第一汇流端；所述第二功率开关的第二端和所述第四功率开关的第二端共接形成所述第一双向h桥的第二汇流端，所述第二汇流端与所述电池模块的第二输出端和所述充放电口的第二端连接。4.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，当所述控制模块进行升压放电时，所述第三开关处于断开状态，所述第二开关处于导通状态，所述电池模块、所述第一电感、所述第二功率开关、所述待充电车辆形成第一储能电路，所述电池模块、所述第一电感、所述第二功率开关、所述第三功率开关、所述第二电感、所述第二开关、所述待充电车辆形成第一放电电路。5.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，当所述控制模块进行降压放电时，所述第三开关处于断开状态，所述第二开关处于导通状态，所述电池模块、所述第一电感、所述第二功率开关、所述第三功率开关、所述第二电感、所述第二开关、所述待充电车辆形成第二储能电路，所述第二电感、所述第二开关、所述待充电车辆、所述第四功率开关形成第二放电电路。6.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，当所述控制模块进行等压放电时，所述第三开关处于导通状态，所述第二开关处于关断状态，所述电池模块、所述第三开关、所述待充电车辆形成第三放电电路。
7.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，其还包括：第一电容，其连接在所述第一汇流端和所述第二汇流端之间。8.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置还包括：第一开关，其连接在所述电池模块的第一输出端和所述第二电感的第一端之间，所述控制模块还连接所述第一开关的控制端。9.根据权利要求2所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置还包括：第四开关，其连接在所述电池模块的第二输出端和所述充放电口的第二端之间，所述控制模块还连接所述第四开关的控制端。10.根据权利要求7所述的能量转换装置，其特征在于，所述第一双向h桥连接电机控制器，所述电机控制器连接电机；所述能量转换装置处于驱动状态时，所述电池模块、所述第一电感、所述第二电感、所述第一双向h桥、所述电机控制器以及所述电机作为驱动电路的一部分；所述能量转换装置处于放电状态时，所述电池模块、所述第一电感、所述第二电感、所述第一双向h桥、所述第二开关、所述第三开关、待充电车辆作为放电电路的一部分；所述第一电感、所述第二电感、所述第一双向h桥复用于所述驱动电路和所述放电电路中。11.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述电池模块包括：电池；主正接触器，其第一端连接所述电池的正极；预充开关，其第一端连接所述电池的正极；预充电阻，其第一端连接所述预充开关的第二端；熔断器，其第一端连接所述主正接触器的第二端和所述预充电阻的第二端。12.根据权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，所述能量转换装置还包括：第二电容，其连接在所述电池模块的第一输出端和第二输出端之间。13.一种能量转换装置的放电方法，基于权利要求1所述的能量转换装置，其特征在于，当所述能量转换装置的充放电口连接待充电车辆时，所述放电方法包括：获取所述电池模块的电压和所述待充电车辆的电压，并根据所述电池模块的电压和所述待充电车辆的电压选择放电方式，其中，所述充电方式包括升压放电、降压放电以及等压放电；控制所述第二开关、所述第三开关、所述第一桥臂以及所述第二桥臂使所述电池模块输出直流电，并使所述电池模块按照所选择的放电方式对所述待充电车辆进行放电。14.如权利要求13所述的放电方法，其特征在于，所述根据所述电池模块的电压和所述待充电车辆的电压选择放电方式，包括：当检测到所述电池模块的电压与所述待充电车辆的电压的差值大于第一预设电压值时选择降压放电方式；控制所述第二开关、所述第三开关、所述第一桥臂以及所述第二桥臂使所述电池模块输出直流电，并使所述电池模块按照所选择的放电方式对所述待充电车辆进行放电，包括：控制所述第二开关、所述第三开关、所述第一桥臂以及所述第二桥臂使所述电池模块对所述第二电感充电过程以及所述第二电感对所述待充电车辆的放电过程交替进行，以将
所述电池模块的放电电压进行降压后再对所述待充电车辆进行放电。15.如权利要求13所述的放电方法，其特征在于，所述根据所述电池模块的电压和所述待充电车辆的电压选择放电方式，包括：当检测到所述电池模块的电压与所述待充电车辆的电压的差值小于第二预设电压值时选择升压放电方式；控制所述第二开关、所述第三开关、所述第一桥臂以及所述第二桥臂使所述电池模块输出直流电，并使所述电池模块按照所选择的放电方式对所述待充电车辆进行放电，包括：控制所述第二开关、所述第三开关、所述第一桥臂以及所述第二桥臂使所述电池模块对所述第一电感的充电过程以及所述电池模块和所述第一电感对所述待充电车辆的放电过程交替进行，以将所述电池模块的放电电压进行升压后再对所述待充电车辆进行放电。16.如权利要求13所述的放电方法，其特征在于，所述根据所述电池模块的电压和所述待充电车辆的电压选择放电方式，包括：当检测到所述电池模块的电压与所述待充电车辆的电压的差值不大于第一预设电压值以及不小于第二预设电压值时选择等压放电方式；控制所述第二开关、所述第三开关、所述第一桥臂以及所述第二桥臂使所述电池模块输出直流电，并使所述电池模块按照所选择的放电方式对所述待充电车辆进行放电，包括：控制所述第三开关处于导通状态以及所述第二开关处于关断状态，使所述电池模块通过所述第三开关对所述待充电车辆进行放电。17.一种车辆，其特征在于，所述车辆还包括权利要求1至12任意一项所述的能量转换装置、电池模块以及充放电口，所述电池模块的一端与所述能量转换装置的一端共接于所述充放电口的一端，所述电池模块的另一端与所述能量转换装置的另一端共接于所述充放电口的另一端。

技术总结
本发明提供一种车辆、能量转换装置及其放电方法，通过设置第一电感、第二电感以及第一双向H桥，进而与待充电车辆组成不同的充放电回路，检测到电池模块的电压不高于待充电车辆电压时，采用第一电感对电压模块的电压进行升压后再给待充电车辆电压充电，检测到电池模块的电压高于待充电车辆电压时，使电池模块为第二电感充电后由第二电感给待充电车辆充电，实现了无论电池模块的电压高低，都可以给待充电车辆充电，并且兼容性适应性较强，不需要额外增加外部升压或者降压电路，减少了外加电路的成本，实现不同电压平台车辆之间的充放电，同时无需外加高压逆变转换装置或线缆上控制盒就能实现大功率的充电。就能实现大功率的充电。就能实现大功率的充电。


技术研发人员：薛鹏辉 王俊龙 郑乐平 王亮 陈明文
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：2021.12.24
技术公布日：2023/6/28