[0001] 本发明涉及电动汽车充电技术领域，尤其是涉及一种电动汽车的充放电管理系统。

[0002] 随着新能源技术的不断发展，电动汽车以其起步快、零排放、噪声小、能耗低等诸多优点，逐渐受到市场的认可与消费者的青睐。

[0003] 然而，由于电动汽车的充电设施(充电桩和充电站)的数量较少且分布不均，当电动汽车亏电时，车辆难以上电挪车，无法行驶至附近的充电设施处进行补电，导致电动汽车的正常行驶受到影响，降低了乘客的用车体验，因此，如何改善电动汽车的亏电救援已成为当下亟待解决的技术问题。

[0044] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0045] 在本申请描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

[0046] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0047] 在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本发明中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

[0048] 本发明一实施例提供了一种电动汽车的充放电管理系统，包括：

[0049] 多个电动汽车，每一所述电动汽车均包括电机、充放电模块和控制器。应当说明的是，由于现有的充电设施在城市中的分布位置极不合理且数量有限，发明人经研究发现，可以利用其它电动汽车与亏电车辆进行电力交互，以此方式实现电动汽车的亏电救援，考虑到800V电压平台的新能源汽车在近两年是一个大趋势，市面上会出现400V平台和800V平台电动汽车并存的场景，因此利用800V平台电动汽车，在不额外增加充电设施的情况下，能够对亏电车辆进行紧急救援，而不受场地和设备的限制。

[0050] 本发明中的控制器对电机的控制策略进行改进，结合充放电模块，能够保证车辆之间进行安全、有效的电力交互。其中，所述充放电模块包括第一电容、EMC滤波电路、电压泄放电路和绝缘检测电路；所述EMC滤波电路、所述电压泄放电路和所述绝缘检测电路串联后形成的支路与所述第一电容并联；所述电机的第一端口与所述第一电容的一端连接，所述电机的第二端口与所述第一电容的另一端连接；

[0051] 所述电机的控制端和所述充放电模块的控制端分别与所述控制器连接，所述控制器被配置为：

[0052] 根据电动汽车的充放电需求，控制所述电机的三相电路中的对应MOS管分别工作于PWM模式和/或关断模式，以使各所述电动汽车构成为能够经由所述充放电模块与其他电动汽车进行电力交互。

[0053] 具体的，请参见图1，图1示出为本发明其中一种实施例中的电动汽车的充放电管理系统的结构示意图，应当说明的是，亏电(充电)车辆和放电车辆的电路拓扑改进均对应于图1。电动汽车包括电机1、充放电模块2和控制器MCU(图未示)，下面先介绍电机1的拓扑结构：

[0054] 电机1的三相电路包括并联的第二电容C2、第一桥臂组A、第二桥臂组B和第三桥臂组C；所述第一桥臂组A包括串联的第一桥臂和第二桥臂，所述第二桥臂组B包括串联的第三桥臂和第四桥臂，所述第三桥臂组C包括串联的第五桥臂和第六桥臂。

[0055] 所述第一桥臂包括并联的第一MOS管Q1和第一二极管D1，所述第二桥臂包括并联的第二MOS管Q2和第二二极管D2，所述第三桥臂包括并联的第三MOS管Q3和第三二极管D3，所述第四桥臂包括并联的第四MOS管Q4和第四二极管D4，所述第五桥臂包括并联的第五MOS管Q5和第五二极管D5，所述第六桥臂包括并联的第六MOS管Q6和第六二极管D6。

[0056] 第二电容C2的一端与V1+连接，第二电容C2的一端还与第一桥臂组A的一端连接，优选地，所述第二电容C2的一端通过熔断器FU1与所述第一桥臂组A的一端连接；第二电容C2的另一端与V1﹣连接，第二电容C2的另一端还与第一桥臂组A的另一端连接。

[0057] 对于电机1的定子绕组线圈，所述第一桥臂和所述第二桥臂之间的连接点通过第一电感L1与所述电机1的第一端口(即中性点，中性点也可根据需求连接开关S2)连接；所述第三桥臂和所述第四桥臂之间的连接点通过第二电感L2与所述电机1的第一端口连接；所述第五桥臂和所述第六桥臂之间的连接点通过第三电感L3与所述电机1的第一端口连接。同时，电机1具有第二端口，所述第二桥臂、所述第四桥臂和所述第六桥臂的一端分别与所述电机的第二端口连接。

[0058] 下面再介绍充放电模块2的拓扑结构：

[0059] 充放电模块2包括第一电容C1、EMC滤波电路21、电压泄放电路22和绝缘检测电路23，EMC滤波电路21优选为EMC滤波器，用于进行滤波减少干扰，电压泄放电路22用于泄放负载电路上的大电容(如果负载电路有大电容，会引起负载电路上的电压下降缓慢，影响充放电效果)，绝缘检测电路23用于进行绝缘监测，以保证充放电的安全有效，上述EMC滤波电路
21、电压泄放电路22和绝缘检测电路23在现有技术中均有介绍，在此不再赘述，同时本实施例为便于显示，在图1中将EMC滤波电路21、电压泄放电路22和绝缘检测电路23合在一起形成支路M。

[0060] 第一电容C1与支路M并联，第一电容C1的一端与上述电机1的第一端口(即中性点)连接，第一电容C1的另一端与上述电机1的第二端口连接。

[0061] 如图所示，所述充放电模块2具有第一端口和第二端口，优选地，所述第一端口通过第一快充接触器K1与所述支路M的第一端连接；所述第二端口通过第二快充接触器K2与所述支路M的第二端连接。

[0062] 优选地，在上述实施例中，所述第一快充接触器K1的一端通过旁路开关S1与所述第二电容C2的一端连接。

[0063] 所述充放电模块2的第一端口和第二端口连接DC充放电口(图中为第一端口通过K1与DC充放电口连接，第二端口通过K2与DC充放电口连接)，DC充放电口用于与外界的充电枪进行电力交互，实现V2V模式或V2L模式。

[0064] V2V(Vehicle to Vehicle)模式：用于当车辆的动力电池包电量过低而无法行驶到附近充电站时，放电车辆利用此模式对亏电车辆进行动力补能；

[0065] V2L(Vehicle to Load)模式：用于当车辆的低压蓄电池电量过低而低压上电挪车时，放电车辆利用此模式对亏电车辆进行搭电，为低压蓄电池充电。

[0066] 优选地，DC枪具有与上述模式匹配的V2L模式接口和V2V模式接口，在此不再赘述。

[0067] 经过上述结构改进，辅以对电机控制器的策略改进，能够实现第一直流电压和第二直流电压之间的转换，进而适用于各电动汽车之间的电力交互，下面对控制器MCU的改进策略进行说明：

[0068] 所述控制器被配置为：根据电动汽车的充放电需求，控制所述电机的三相电路中的对应MOS管分别工作于PWM模式和/或关断模式，以使各所述电动汽车构成为能够经由所述充放电模块与其他电动汽车进行电力交互。

[0069] 可以理解的是，控制器MCU用于对电机的控制策略进行改进，在电动汽车的实际动作过程中，势必还涉及其他模块的工作，例如BMS电池管理模块、VCU整车控制器、HMI显示屏等共同参与，之后会结合图13和图14进行说明。

[0070] 在本实施例中，所述充放电需求包括放电的电动汽车的降压变换需求和充电的电动汽车的升压变换需求，其中，所述充电的电动汽车具体包括：12V低压动力电池的待充电电动汽车、400V电压平台的待充电电动汽车和800V电压平台的待充电电动汽车。

[0071] 优选地，请参见图2，图2示出为本发明其中一种实施例中的800V平台车辆实现DC V2V功能的充放电车辆的结构示意图(上侧为放电车辆，下侧为充电车辆)，其中放电车辆的控制器MCU控制电机工作在Buck降压模式，而充电车辆的控制器MCU控制电机工作在Boost升压模式。此外，放电车辆和充电车辆通过DC枪进行连接(本实施例中DC枪为V2V模式)，两车之间通过快充CAN进行通讯，放电流程和充电流程遵循国标《GB/T 27930‑2015电动车非车载传导系统充电机与电池管理系统之间的通信协议》，在此不再赘述。

[0072] 下面对降压模式和升压模式进行说明：

[0073] 若需要电机1工作于三相交错并联的降压变换器(Buck)模式，此时，分别控制所述第一MOS管、所述第三MOS管和所述第五MOS管工作于所述PWM模式，并分别控制所述第二MOS管、所述第四MOS管和所述第六MOS管工作于所述关断模式；以L1相为例，请参见图3～图7，图3示出为本发明其中一种实施例中的降压模式下PWM为导通的结构示意图，图4示出为本发明其中一种实施例中的降压模式下PWM为关断的结构示意图，图5示出为本发明其中一种实施例中的降压模式下L1相的等效电路结构示意图(图中RL为等效电阻)，图6示出为本发明其中一种实施例中的降压模式下L1相在PWM为导通时的等效电路结构示意图，图7示出为本发明其中一种实施例中的降压模式下L1相在PWM为关断时的等效电路结构示意图，图中箭头对应流向，把高电压转换为低电压，进而实现电动汽车之间的电力交互。

[0074] 若需要电机1工作于三相交错并联的升压变换器(Buck)模式，此时，分别控制所述第一MOS管、所述第三MOS管和所述第五MOS管工作于所述关断模式，并分别控制所述第二MOS管、所述第四MOS管和所述第六MOS管工作于所述PWM模式；以L1相为例，请参见图8～图12，图8示出为本发明其中一种实施例中的升压模式下PWM为导通的结构示意图，图9示出为本发明其中一种实施例中的升压模式下PWM为关断的结构示意图，图10示出为本发明其中一种实施例中的升压模式下L1相的等效电路结构示意图，图11示出为本发明其中一种实施例中的升压模式下L1相在PWM为导通时的等效电路结构示意图，图12示出为本发明其中一种实施例中的升压模式下L1相在PWM为关断时的等效电路结构示意图，图中箭头对应流向，把低电压转换为高电压，进而实现电动汽车之间的电力交互。

[0075] L2相和L3相的原理对应上述L1相，在此不再赘述。

[0076] 本实施例中的充放电管理系统，适用于多种场景，如下表所示：

[0077]

[0078]

[0079] 具体的，请参见图13～图14，图13示出为本发明其中一种实施例中的DC V2L放电的时序图，图14示出为本发明其中一种实施例中DC V2V放电的时序图，图中说明了在进行充放电的过程中，控制器MCU、电池管理系统BMS、整车控制器VCU、人机交互显示屏HMI、DC直流充电口等的动作，本实施例中的DC V2L对外放电功能，不仅可以对已亏电蓄电池进行搭电，还可以扩展为其他直流负载供电，用户可以通过HMI界面设置V2L放电电压，最大电流限制值，以满足不同负载的电压和功率的要求。当然，实际的放电时序需要结合对应的功能进行调整，例如用户电机“允许放电”可以通过车辆中控屏的HMI界面，也可以通过手机APP进行点击，同理，退出DC V2L/V2V对外放电功能的流程可通过以下方式实现：按压充电枪或放电枪上的机械按钮后拔枪、点击放电车辆中控屏的“停止放电”按钮、通过手机APP控制远程停止放电等方式实现，图13和图14仅是一种示例说明，在此不做限定。

[0080] 优选地，DC V2V对外放电功能，放电车辆负责在握手阶段的绝缘检查，在之后的放电过程期间，由充电车辆负责整个系统的绝缘检查。而V2L功能时，由放电车辆对整个放电过程进行绝缘检查，确保整个放电过程的安全性。

[0081] 本发明实施例提供的电动汽车的充放电管理系统，有益效果在于以下所述中的至少一点：在电动汽车内增设充放电模块，充放电模块包括第一电容、EMC滤波电路、电压泄放电路和绝缘检测电路，同时改进电机的控制策略，控制电机的三相电路中的对应MOS管分别工作于PWM模式和/或关断模式，形成三相交错的降压模式和升压模式，从而在电动汽车亏电时，充分利用周侧的有效资源，不再受场地和充电设施的限制，通过放电车辆对充电车辆进行电力交互，实现了电动汽车的紧急救援，车辆得以上电挪车，保障了车辆的正常行驶和乘客的用车体验。

[0082] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。