(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気自動車用の電力系統であって、
電池と；
充放電ソケットと；
前記電池の第１の端子と接続される第１のＤＣ端子及び前記電池の第２の端子と接続される第２のＤＣ端子を有する３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと；
前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子と接続される第１の端子及び前記電気自動車のモータと接続される第２の端子を有するモータ制御スイッチと；
前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記ＡＣ端子と接続される第１の端子及び前記充放電ソケットと接続される第２の端子を有する充放電制御モジュールと；
前記充放電制御モジュールの第３の端子及び前記モータ制御スイッチの第３の端子と接続され、且つ前記電力系統の現在動作モードに従って前記充放電制御モジュール及び前記モータ制御スイッチを制御するようになっている制御モジュールと
を含み、
直列に接続され、且つ前記電池の前記第１の端子と前記第２の端子との間を接続する第１のコモンモードキャパシタ及び第２のコモンモードキャパシタを更に含み、前記第１のコモンモードキャパシタと前記第２のコモンモードキャパシタとの間のノードが接地され、ＤＣ−ＤＣ昇圧および減圧モジュールを含まないことを特徴とする電気自動車用の電力系統。
【請求項２】
前記電力系統の前記現在動作モードが運転モードであるとき、前記制御モジュールが、前記モータ制御スイッチをオンに制御し、前記充放電制御モジュールをオフに制御し、
前記電力系統の前記現在動作モードが充放電モードであるとき、前記制御モジュールが、前記モータ制御スイッチをオフに制御し、前記充放電制御モジュールをオンに制御して、前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールを起動させる請求項１に記載の電力系統。
【請求項３】
前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールが、
直列に接続され、且つ前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記第１のＤＣ端子と前記第２のＤＣ端子との間を接続する第１のキャパシタ及び第２のキャパシタであって、第１のノードが、前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタとの間で画定される第１のキャパシタ及び第２のキャパシタと、
直列に接続され、且つ前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記第１のＤＣ端子と前記第２のＤＣ端子との間を接続する第１のＩＧＢＴ及び第２のＩＧＢＴであって、第２のノードが、前記第１のＩＧＢＴと前記第２のＩＧＢＴとの間で画定される第１のＩＧＢＴ及び第２のＩＧＢＴと、
直列に接続され、且つ前記第１のノードと前記第２のノードとの間を接続する第３のＩＧＢＴ及び第４のＩＧＢＴと、
直列に接続され、且つ前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記第１のＤＣ端子と前記第２のＤＣ端子との間を接続する第５のＩＧＢＴ及び第６のＩＧＢＴであって、第３のノードが、前記第５のＩＧＢＴと前記第６のＩＧＢＴとの間で画定される第５のＩＧＢＴ及び第６のＩＧＢＴと、
直列に接続され、且つ前記第１のノードと前記第３のノードとの間を接続する第７のＩＧＢＴ及び第８のＩＧＢＴと、
直列に接続され、且つ前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記第１のＤＣ端子と前記第２のＤＣ端子との間を接続する第９のＩＧＢＴ及び第１０のＩＧＢＴであって、第４のノードが、前記第９のＩＧＢＴと前記第１０のＩＧＢＴとの間で画定される第９のＩＧＢＴ及び第１０のＩＧＢＴと、
直列に接続され、且つ前記第１のノードと前記第４のノードとの間を接続する第１１のＩＧＢＴ及び第１２のＩＧＢＴと
を含み、
前記第２のノード、前記第３のノード、及び前記第４のノードが、前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記ＡＣ端子として構成される請求項１から２のいずれかに記載の電力系統。
【請求項４】
前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと前記充放電制御モジュールとの間を接続し、調波を排除するようになっているフィルタリングモジュールを更に含む請求項３に記載の電力系統。
【請求項５】
前記第１のノードと前記フィルタリングモジュールとの間を接続するフィルタリング制御モジュールを更に含み、
前記制御モジュールが、前記電力系統の前記現在動作モードが運転モードであるときに前記フィルタリング制御モジュールをオフに制御する請求項４に記載の電力系統。
【請求項６】
前記充放電ソケットと前記充放電制御モジュールとの間を接続し、伝導妨害波及び放射妨害波をフィルタリングするようになっているＥＭＩフィルタモジュールを更に含む請求項１から５のいずれかに記載の電力系統。
【請求項７】
前記充放電制御モジュールは、三相の充放電を行うように構成された三相スイッチ、及び／又は、単相の充放電を行うように構成された単相スイッチを更に備えることを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の電力系統。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載の電気自動車用の電力系統を含むことを特徴とする電気自動車。
【請求項９】
電気自動車用のモータコントローラであって、
前記電気自動車用の電池の第１の端子と接続される第１のＤＣ端子及び前記電池の第２の端子と接続される第２のＤＣ端子を有する３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと、
前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子と接続される第１の端子及び前記電気自動車のモータと接続される第２の端子を有するモータ制御スイッチと、
前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記ＡＣ端子と接続される第１の端子及び充放電ソケットと接続される第２の端子を有する充放電制御モジュールと、
前記充放電制御モジュールの第３の端子及び前記モータ制御スイッチの第３の端子と接続され、且つ電力系統の現在動作モードに従って前記充放電制御モジュール及び前記モータ制御スイッチを制御するようになっている制御モジュールと
を含み、
直列に接続され、且つ前記電池の前記第１の端子と前記第２の端子との間を接続する第１のコモンモードキャパシタ及び第２のコモンモードキャパシタを更に含み、前記第１のコモンモードキャパシタと前記第２のコモンモードキャパシタとの間のノードが接地され、ＤＣ−ＤＣ昇圧および減圧モジュールを含まないことを特徴とする電気自動車用のモータコントローラ。
【請求項１０】
前記電力系統の前記現在動作モードが運転モードであるとき、前記制御モジュールが、前記モータ制御スイッチをオンに制御し、前記充放電制御モジュールをオフに制御し、
前記電力系統の前記現在動作モードが充放電モードであるとき、前記制御モジュールが、前記モータ制御スイッチをオフに制御し、前記充放電制御モジュールをオンに制御して、前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールを起動させる請求項９に記載のモータコントローラ。
【請求項１１】
前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールが、
直列に接続され、且つ前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記第１のＤＣ端子と前記第２のＤＣ端子との間を接続する第１のキャパシタ及び第２のキャパシタであって、第１のノードが、前記第１のキャパシタと前記第２のキャパシタとの間で画定される第１のキャパシタ及び第２のキャパシタと、
直列に接続され、且つ前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記第１のＤＣ端子と前記第２のＤＣ端子との間を接続する第１のＩＧＢＴ及び第２のＩＧＢＴであって、第２のノードが、前記第１のＩＧＢＴと前記第２のＩＧＢＴとの間で画定される第１のＩＧＢＴ及び第２のＩＧＢＴと、
直列に接続され、且つ前記第１のノードと前記第２のノードとの間を接続する第３のＩＧＢＴ及び第４のＩＧＢＴと、
直列に接続され、且つ前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記第１のＤＣ端子と前記第２のＤＣ端子との間を接続する第５のＩＧＢＴ及び第６のＩＧＢＴであって、第３のノードが、前記第５のＩＧＢＴと前記第６のＩＧＢＴとの間で画定される第５のＩＧＢＴ及び第６のＩＧＢＴと、
直列に接続され、且つ前記第１のノードと前記第３のノードとの間を接続する第７のＩＧＢＴ及び第８のＩＧＢＴと、
直列に接続され、且つ前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記第１のＤＣ端子と前記第２のＤＣ端子との間を接続する第９のＩＧＢＴ及び第１０のＩＧＢＴであって、第４のノードが、前記第９のＩＧＢＴと前記第１０のＩＧＢＴとの間で画定される第９のＩＧＢＴ及び第１０のＩＧＢＴと、
直列に接続され、且つ前記第１のノードと前記第４のノードとの間を接続する第１１のＩＧＢＴ及び第１２のＩＧＢＴと
を含み、
前記第２のノード、前記第３のノード、及び前記第４のノードが、前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの前記ＡＣ端子として構成される請求項９から１０のいずれかに記載のモータコントローラ。
【請求項１２】
前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと前記充放電制御モジュールとの間を接続し、調波を排除するようになっているフィルタリングモジュールを更に含む請求項１１に記載のモータコントローラ。
【請求項１３】
前記第１のノードと前記フィルタリングモジュールとの間を接続するフィルタリング制御モジュールを更に含み、
前記制御モジュールが、前記電力系統が運転モードであるときに前記フィルタリング制御モジュールをオフに制御する請求項１２に記載のモータコントローラ。
【請求項１４】
前記充放電ソケットと前記充放電制御モジュールとの間を接続し、伝導妨害波及び放射妨害波をフィルタリングするようになっているＥＭＩフィルタモジュールを更に含む請求項９から１３のいずれかに記載のモータコントローラ。
【請求項１５】
前記充放電制御モジュールは、三相の充放電を行うように構成された三相スイッチ、及び／又は、単相の充放電を行うように構成された単相スイッチを更に備えることを特徴とする請求項９から１４のいずれかに記載のモータコントローラ。
【請求項１６】
負荷、電力グリッド、又は他の電気自動車と接続される請求項９から１５のいずれかに記載のモータコントローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本願は、２０１３年６月２８日に中華人民共和国国家知識産権局に出願された中国特許出願第２０１３１０２６８７９９．８号及び同第２０１３１０２６９９５２．９号の優先権及び利益を主張し、これらの全文を参照により本明細書に援用する。
【０００２】
本発明の実施形態は、一般的に、電気自動車の分野に関し、より具体的には、電気自動車用の電力系統、前記電気自動車用の電力系統を含む電気自動車、及び電気自動車用のモータコントローラに関する。
【背景技術】
【０００３】
現在、電気自動車の充電は、充電ステーションを訪れることによって行われている。しかし、充電ステーションの数が限られているので、電気自動車の充電は不便であり、このことが、電気自動車の普及に悪影響を及ぼしている。
【０００４】
現在、電気自動車は、低電力（例えば、３．３ＫＷ、７ＫＷ、３０ＫＷ）のＡＣ電気又は高電力のＤＣ電気によって充電されている。しかし、ＤＣ充電ステーションにおける充電は、効率が悪く、充電時間が長く、コストが高く、且つカバー領域が広いという問題点があるので、充電ステーションを普及させるのは非常に困難である。更に、電気自動車のスペースは限られているので、体積が制約される車載充電器は、高充電力の要件を満たすことができない。
【０００５】
それに加えて、現在、電気自動車の充電にはＤＣ−ＤＣモジュールを含む充電装置が用いられているが、これは、電気自動車の急速充電の必要性を満たすことができない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本開示の実施形態は、関連技術における既存の問題点のうちの少なくとも１つを少なくともある程度解決することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の第１の広範な態様の実施形態によれば、電気自動車用の電力系統が提供される。前記電力系統は、電池と；充放電ソケットと；電気自動車用の前記電池の第１の端子と接続される第１のＤＣ端子及び前記電池の第２の端子と接続される第２のＤＣ端子を有する３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと；前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子と接続される第１の端子及び電気自動車のモータと接続される第２の端子を有するモータ制御スイッチと；前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子と接続される第１の端子及び前記充放電ソケットと接続される第２の端子を有する充放電制御モジュールと；前記充放電制御モジュールの第３の端子及び前記モータ制御スイッチの第３の端子と接続され、且つ前記電力系統の現在動作モードに従って前記充放電制御モジュール及び前記モータ制御スイッチを制御するようになっている制御モジュールとを含む。
【０００８】
本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統を用いると、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールを使用することによって、コモンモード電圧が低下し、漏洩電流が減少し、調波が弱まる。更に、ＤＣ−ＤＣ昇圧及び減圧モジュールが必ずしも必要ではないので、高電力充電が実現し、バス電圧が低下し、駆動効率が改善され、充電時間が短縮される。その結果、充電ステーションが不十分であることによって引き起こされる充電の不便さの問題は解消され、ユーザが電気自動車を便利に使用できるようになり、電気自動車の適用範囲及び機能が改善される。
【０００９】
本開示の第２の広範な態様の実施形態によれば、電気自動車が提供される。前記電気自動車は、本開示の第１の広範な態様の実施形態に係る電力系統を含む。
【００１０】
本開示の実施形態に係る電気自動車を用いると、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールを使用することによって、コモンモード電圧が低下し、漏洩電流が減少し、調波が弱まる。更に、ＤＣ−ＤＣ昇圧及び減圧モジュールが必ずしも必要ではないので、高電力充電が実現し、バス電圧が低下し、駆動効率が改善され、充電時間が短縮される。その結果、充電ステーションが不十分であることによって引き起こされる充電の不便さの問題は解消され、ユーザが電気自動車を便利に使用できるようになり、電気自動車の適用範囲及び機能が改善される。
【００１１】
本開示の第３の広範な態様の実施形態によれば、電気自動車用のモータコントローラが提供される。前記電気自動車用のモータコントローラは、電気自動車用の電池の第１の端子と接続される第１のＤＣ端子及び前記電池の第２の端子と接続される第２のＤＣ端子を有する３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと；前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子と接続される第１の端子及び前記電気自動車のモータと接続される第２の端子を有するモータ制御スイッチと；前記３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子と接続される第１の端子及び充放電ソケットと接続される第２の端子を有する充放電制御モジュールと；充放電制御モジュールの第３の端子及び前記モータ制御スイッチの第３の端子と接続され、且つ電力系統の現在動作モードに従って前記充放電制御モジュール及び前記モータ制御スイッチを制御するようになっている制御モジュールとを含む。
【００１２】
本開示の実施形態に係る電気自動車用のモータコントローラを用いると、エネルギー装置において３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールを使用することによって、コモンモード電圧が低下し、漏洩電流が減少し、調波が弱まる。更に、エネルギー制御装置においてＤＣ−ＤＣ昇圧及び減圧モジュールが必ずしも必要ではないので、高電力充電が実現し、バス電圧が低下し、駆動効率が改善され、充電時間が短縮される。その結果、充電ステーションが不十分であることによって引き起こされる充電の不便さの問題は解消され、ユーザが電気自動車を便利に使用できるようになり、電気自動車の適用範囲及び機能が改善される。
【００１３】
本開示の実施形態の更なる態様及び利点の一部を以下の明細書に提供し、一部は以下の明細書から明らかになるか、又は本開示の実施形態の実施から習得される。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本開示の実施形態のこれら及び他の態様及び利点は、添付図面を参照して記載される以下の明細書から明らかになり、そして、より容易に理解されるであろう。
【図１】図１は、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統の概略図である。
【図２】図２は、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統の回路図である。
【図３】図３は、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統の概略図である。
【図４】図４は、本開示の実施形態に係る制御モジュールの概略図である。
【図５】図５は、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統の機能を決定するフローチャートである。
【図６】図６は、モータ駆動制御機能を実行する、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統を示す概略図である。
【図７】図７は、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統の充放電機能を起動させるかどうかを決定するフローチャートである。
【図８】図８は、本開示の実施形態に係る充電モードにおける電気自動車用の電力系統を制御するフローチャートである。
【図９】図９は、電気自動車の充電を終了するときの、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統を制御するフローチャートである。
【図１０】図１０は、本開示の実施形態に係る電気自動車と電源装置との間の接続の回路図である。
【図１１】図１１は、本開示の実施形態に係る電気自動車の充電を制御する方法のフローチャートである。
【図１２】図１２は、本開示の実施形態に係る充放電ソケットの概略図である。
【図１３】図１３は、本開示の実施形態に係るオフグリッドオンロード放電プラグの概略図である。
【図１４】図１４は、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力搬送通信システムのブロック図である。
【図１５】図１５は、電力搬送通信装置のブロック図である。
【図１６】図１６は、８個の電力搬送通信装置と対応する制御装置との間の通信の概略図である。
【図１７】図１７は、電力搬送通信システムによってデータを受信する方法のフローチャートである。
【図１８】図１８は、電気自動車用のモータコントローラと本開示の実施形態に係る電気自動車の他の部品との間の接続を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本開示の実施形態について詳細に言及する。本開示の実施形態を図示するが、図中、明細書全体を通して、同一の又は類似の要素、及び同一の又は類似の機能を有する要素には同様の参照番号を付す。図面に従って本明細書に記載する実施形態は、説明及び例示のためのものであり、本開示を限定すると解釈すべきではない。
【００１６】
本開示の様々な構造を実現するようになっている複数の実施形態又は実施例を、以下の明細書に提供する。本開示の公開を簡略化するために、特定の実施形態の構成要素及び配置を以下に記載するが、これは、説明のためだけに提供されるものであり、本開示を限定すると解釈すべきではない。更に、本開示は、簡略且つ明確にするために異なる実施形態において参照番号及び／又は参照文字を繰り返し用いることがあるが、この繰り返しは、複数の実施形態及び／又は配置の関係を示すものではない。更に、実施形態の記載において、第１の特徴「上」に第２の特徴が存在するという構造は、直接接触している第１の特徴及び第２の特徴によって形成される実施形態を含み得、また、第１の特徴及び第２の特徴が直接接触してはいない場合もある第１の特徴と第２の特徴との間に形成される別の実施形態も含み得る。
【００１７】
特に指定又は限定しない限り、本開示の記載では、用語「実装」、「接続」、及び「連結」は、電気的接続又は機械的接続、２つの要素間の内部通信、直接接続又は中間体を介する間接的接続等、広く理解し得ることに留意すべきである。当業者は、具体的な状況に従って本開示における具体的な意味を理解すべきである。
【００１８】
以下の明細書及び図面を参照して、本開示の実施形態のこれら及び他の態様が明確になるであろう。本明細書及び図面では、本開示に係る実施形態の原理の手段を示すために幾つかの具体的な実施形態について記載するが、それは、本開示に係る実施形態の範囲を限定するものではないと理解すべきである。対照的に、本開示の実施形態は、添付の特許請求の範囲の趣旨及び原理の範囲内の全ての変形例、代替例、及び改変例を含む。
【００１９】
本開示の実施形態に係る電力系統、モータコントローラ、及び前記電力系統を有する電気自動車について、図面を参照して以下に説明する。
【００２０】
図１に示す通り、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統は、電池１０と、充放電ソケット２０と、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０と、モータ制御スイッチ４０と、充放電制御モジュール５０と、制御モジュール６０とを含む。
【００２１】
３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０は、電池１０の第１の端子と接続される第１のＤＣ端子ａ１と電池１０の第２の端子と接続される第２のＤＣ端子ａ２とを有する。３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０は、ＤＣ−ＡＣ変換を実行するようになっている。モータ制御スイッチ４０は、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０のＡＣ端子ａ３と接続される第１の端子と電気自動車用のモータＭと接続される第２の端子とを有する。充放電制御モジュール５０は、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０のＡＣ端子ａ３と接続される第１の端子と充放電ソケット２０と接続される第２の端子とを有する。制御モジュール６０は、それぞれ、モータ制御スイッチ４０及び充放電制御モジュール５０と接続されており、且つ電力系統の現在動作モードに従ってモータ制御スイッチ４０及び充放電制御モジュール５０を制御するようになっており、その結果、電気自動車の運転モードと充放電モードとを切り換えることができる。
【００２２】
更に、本開示の幾つかの実施形態では、電力系統の現在動作モードは、運転モード及び充放電モードを含み得る。言い換えれば、電気自動車の動作モードは、運転モード及び充放電モードを含み得る。充放電モードとは、電気自動車が充電モード又は放電モードであることを意味することに留意すべきである。
【００２３】
電力系統が運転モードであるとき、制御モジュール６０は、モータ制御スイッチ４０をオンに制御して正常にモータＭを駆動し、充放電制御モジュール５０をオフに制御する。モータ制御スイッチ４０は、モータに二相入力で接続されている２個のスイッチＫ３及びＫ４を含んでいてもよく、又は更にはモータの制御が実現可能である限り、１個のスイッチを含んでいてもよいことに留意すべきである。したがって、他の実施形態について、本明細書に詳細には記載しない。
【００２４】
電力系統が充放電モードであるとき、制御モジュール６０は、モータ制御スイッチ４０をオフに制御してモータＭを停止させ、充放電制御モジュール５０をオンに制御して、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０を起動させる。その結果、外部電源が電池１０を正常に充電することができる。３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０の第１のＤＣ端子ａ１及び第２のＤＣ端子ａ２は、それぞれ、電池１０のＤＣバスの正端子及び負端子と接続される。
【００２５】
本開示の実施形態では、図２に示す通り、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０は、第１のキャパシタＣ１と、第２のキャパシタＣ２と、第１のＩＧＢＴ１〜第１２のＩＧＢＴ１２とを含む。
【００２６】
具体的には、第１のキャパシタＣ１及び第２のキャパシタＣ２は、直列に接続され、第１のキャパシタＣ１は、電池１０の第１の端子と接続される第１の端子及び第２のキャパシタＣ２の第１の端子と接続される第２の端子を有し、第２のキャパシタＣ２は、電池１０の第２の端子と接続される第２の端子を有し、ここで、第１のノードＪ１は、第１のキャパシタＣ１と第２のキャパシタＣ２との間で画定される。言い換えれば、第１のキャパシタＣ１及び第２のキャパシタＣ２は、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０の第１のＤＣ端子ａ１と第２のＤＣ端子ａ２との間を接続する。第１のＩＧＢＴ１及び第２のＩＧＢＴ２は、直列に接続され、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０の第１のＤＣ端子ａ１と第２のＤＣ端子ａ２との間を接続し、ここで、第２のノードＪ２は、第１のＩＧＢＴ１と第２のＩＧＢＴ２との間で画定される。第３のＩＧＢＴ３及び第４のＩＧＢＴ４は、第１のノードＪ１と第２のノードＪ２との間を接続する。第５のＩＧＢＴ５及び第６のＩＧＢＴ６は、直列に接続され、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０の第１のＤＣ端子ａ１と第２のＤＣ端子ａ２との間を接続し、ここで、第３のノードＪ３は、第５のＩＧＢＴ５と第６のＩＧＢＴ６との間で画定される。第７のＩＧＢＴ７及び第８のＩＧＢＴ８は、直列に接続され、第１のノードＪ１と第３のノードＪ３との間を接続する。第９のＩＧＢＴ９及び第１０のＩＧＢＴ１０は、直列に接続され、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０の第１のＤＣ端子ａ１と第２のＤＣ端子ａ２との間を接続し、ここで、第４のノードＪ４は、第９のＩＧＢＴ９と第１０のＩＧＢＴ１０との間で画定される。第１１のＩＧＢＴ１１及び第１２のＩＧＢＴ１２は、直列に接続され、第１のノードＪ１と第４のノードＪ４との間を接続する。第２のノードＪ２、第３のノードＪ３、及び第４のノードＪ４は、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子ａ３として構成される。
【００２７】
図２に示す通り、電気自動車用の電力系統は、更に、第１のコモンモードキャパシタＣ１１と第２のコモンモードキャパシタＣ１２とを含む。第１のコモンモードキャパシタＣ１１及び第２のコモンモードキャパシタＣ１２は、直列に接続され、電池１０の第１の端子と第２の端子との間を接続し、ここで、第１のコモンモードキャパシタＣ１１と第２のコモンモードキャパシタＣ１２との間のノードは接地されている。
【００２８】
一般的に、変圧器を絶縁しないインバータ及びグリッド方式では漏洩電流が大きい。従来の２レベル方式と比べて、本開示の実施形態に係る電力系統は、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０を採用している。３レベル制御を用い、且つ電池１０の第１の端子と第２の端子との間の第１のコモンモードキャパシタＣ１１と第２のコモンモードキャパシタＣ１２とを接続することによって、コモンモード電圧をｈａｌｆｉｎ理論によって低下させることができ、コントローラにおいて一般的な漏洩電流が大きいという既存の問題を解決することもできる。ＡＣ側における漏洩電流を低減することもできるので、様々な国の電気系統の要件を満たすことができる。
【００２９】
本開示の実施形態では、図２に示す通り、電気自動車用の電力系統は、更に、フィルタリングモジュール７０と、フィルタリング制御モジュール８０と、ＥＭＩ−フィルタモジュール９０とを含む。
【００３０】
フィルタリングモジュール７０は、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０と充放電制御モジュール５０との間を接続しており、調波を排除するようになっている。図２に示す通り、フィルタリングモジュール７０は、並列に接続されている誘導器ＬＡ、ＬＢ、ＬＣと、並列に接続されているキャパシタＣ４、Ｃ５、Ｃ６を含み、ここで、誘導器ＬＡは、キャパシタＣ６と直列に接続され、誘導器ＬＢは、キャパシタＣ５と直列に接続され、誘導器ＬＣは、キャパシタＣ４と直列に接続されている。
【００３１】
図２に示す通り、フィルタリング制御モジュール８０は、第１のノードＪ１とフィルタリングモジュール７０との間を接続し、制御モジュール６０は、電力系統が運転モードであるときにフィルタリング制御モジュール８０をオフに制御する。フィルタリング制御モジュール８０は、キャパシタ切換継電器であってよく、接触器Ｋ１０を含んでよい。ＥＭＩフィルタモジュール９０は、充放電ソケット２０と充放電制御モジュール５０との間を接続し、主に、伝導妨害波及び放射妨害波をフィルタリングするようになっている。
【００３２】
図２における接触器Ｋ１０の位置は、単なる例示であることに留意すべきである。本開示の他の実施形態では、接触器Ｋ１０は、接触器Ｋ１０を用いることによってフィルタリングモジュール７０をオフにすることができる限り、他の位置に配置してもよい。例えば、本開示の別の実施形態では、接触器Ｋ１０は、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０とフィルタリングモジュール７０との間を接続することもできる。
【００３３】
本開示の実施形態では、図２に示す通り、充放電制御モジュール５０は、更に、三相又は単相の充放電を実行するようになっている三相スイッチＫ８及び／又は単相スイッチＫ７を含む。
【００３４】
本開示の幾つかの実施形態では、電力系統が運転モードであるとき、制御モジュール６０は、モータＭを正常に駆動するためにモータコントローラ４０をオンに制御し、充放電制御モジュール５０をオフに制御する。この方法では、電池１０からの直流を３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０を介して交流に変換し、前記交流をモータＭに伝送する。モータＭは、回転変圧器復号器技術（ｒｅｖｏｌｖｉｎｇ  ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ  ｄｅｃｏｄｅｒ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）及び空間ベクトルパルス幅変調（ＳＶＰＷＭ）制御アルゴリズムによって制御することができる。
【００３５】
電力系統が充放電モードであるとき、制御モジュール６０は、モータＭを停止させるためにモータ制御スイッチ４０をオフに制御し、充放電制御モジュール５０をオンに制御する。その結果、三相電流又は単相電流等の外部電源が充放電ソケット２０を介して電池１０を正常に充電することができる。言い換えれば、充電接続信号、ＡＣグリッド電力系統、及び車両電池管理情報を検出することによって、双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０を介して制御可能な整流機能を実行することができ、単相電源及び／又は三相電源によって電池１０を充電することができる。
【００３６】
本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統を用いると、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールを採用することによって、コモンモード電圧及び漏洩電流が低減される。更に、エネルギー装置において３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０を使用することによって、コモンモード電圧が低下し、漏洩電流が減少し、調波が弱まる。更に、ＤＣ−ＤＣ昇圧及び減圧モジュール及び予充電モジュールが必ずしも必要ではないので、高電力充電が実現し、バス電圧が低下し、駆動効率が改善され、充電時間が短縮される。例えば、駆動効率は最高９７％になり得、充電時間は、約１０分間に短縮され得る。それに加えて、本開示の実施形態に係る電力系統を用いると、専用の充電池を用いることなしに電気自動車を充電することができるので、電気自動車のコストを下げ、普及を促進する。更に、電気自動車をＡＣ電気で直接充電することができるので、電気自動車の使用及び普及を著しく促進する。
【００３７】
図３に示す通り、ある実施形態では、電力系統は、更に、高電圧分電箱１０１と、ダッシュボード１０２と、バッテリーマネージャ１０３と、全車両信号サンプリング装置１０４とを含んでいてよい。制御モジュール６０は、それぞれ、高電圧分電箱１０１、ダッシュボード１０２、バッテリーマネージャ１０３、及び全車両信号サンプリング装置１０４と接続される。バッテリーマネージャ１０３は、高電圧分電箱１０１及び電池１０と接続される。
【００３８】
本開示の実施形態では、図４に示す通り、制御モジュール６０は、制御パネル２０１と駆動パネル２０２とを含む。制御パネル２０１は、２個の高速デジタル信号処理チップ（即ち、ＤＳＰ１及びＤＳＰ２）を含む。２個のＤＳＰは、接続され、全車両情報インターフェース２０３と通信する。２個のＤＳＰは、駆動パネル２０２における駆動ユニットから送信されるバス電圧サンプリング信号、ＩＰＭ保護信号、及びＩＧＢＴ温度サンプリング信号等を受信し、同時に、パルス幅変調（ＰＷＭ）信号を駆動ユニットに出力するようになっている。
【００３９】
したがって、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力系統は、モータ駆動、車両制御、ＡＣ充電、グリッド接続電力供給、オフグリッドオンロード、及び自動車の相互充電を含む多数の機能を有する。更に、電力系統は、様々な機能モジュールを単に物理的に組み合わせるのではなく、モータ駆動制御システムに基づいて周辺装置を導入することによって確立されるので、スペース及びコストを最大限節約し、電力密度を改善する。
【００４０】
具体的には、電気自動車用の電力系統の機能について以下に簡単に記載する。
【００４１】
１．  モータ駆動機能
３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０を用いて電池１０からのＤＣ電気をＡＣ電気に変換し、前記ＡＣ電気をモータＭに伝送する。モータＭは、回転変圧器復号器技術及び空間ベクトルパルス幅変調（ＳＶＰＷＭ）制御アルゴリズムによって制御することができる。
【００４２】
言い換えれば、電力系統に電力を供給して稼働させるとき、図５に示す通り、電力系統の機能を決定するプロセスは、以下の工程を含む。
【００４３】
工程５０１では、制御モジュール６０に電力を供給する。
【００４４】
工程５０２では、スロットルがゼロであるかどうか、電気自動車のギアがＮであるかどうか、電気自動車のハンドブレーキがかかっているかどうか、及び充電接続信号（即ち、ＣＣ信号）が有効であるかどうか（即ち、充放電ソケット２０が充電ガン等の充電コネクタと接続されるかどうか）を判定し、ｙｅｓであれば工程５０３を実行し、ｎｏであれば、工程５０４を実行する。
【００４５】
工程５０３では、電力系統が充放電制御プロセスに入る。
【００４６】
工程５０４では、電力系統が車両制御プロセスに入る。
【００４７】
工程５０４の後、制御モジュール６０がモータ制御スイッチ４０をオンに制御し、電力系統が運転モードになり、制御モジュール６０が全車両情報をサンプリングし、前記全車両情報に従ってモータＭを駆動する。
【００４８】
モータ駆動制御機能を実施する。図６に示す通り、制御モジュール６０は、電池１０からのＤＣ電気をＡＣ電気に変換し、前記ＡＣ電気をモータＭに伝送するように、ＰＷＭ信号を送信して３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０を制御する。次いで、制御モジュール６０は、回転変圧器を介して回転位置を得、モータＭを正確に稼働させるためにバス電圧、並びにモータのＢ相電流及びＣ相電流をサンプリングする。言い換えれば、制御モジュール６０は、電流センサによってサンプリングされたＢ相電流信号及びＣ相電流信号、並びに回転変圧器からのフィードバック情報に従ってＰＷＭ信号を調整する。その結果、モータＭは正確に稼働することができる。
【００４９】
このように、車両全体のスロットル、ブレーキ、及びギアの情報をサンプリングし、車両の現在稼働状態を判定することによって、加速機能、減速機能、及びエネルギーフィードバック機能を実行することができ、その結果、如何なる条件下でも車両全体を安全且つ確実に稼働させることができるので、車両の安全性、運動性能、及び快適性を確保することができる。
【００５０】
２．  充放電機能
（１）接続確認及び充放電機能の起動
図７に示す通り、電力系統の充放電機能を起動するかどうかを決定するプロセスは、以下の工程を含む。
【００５１】
工程７０１では、充電コネクタと充放電ソケット２０との間の物理的接続を終了させる。
【００５２】
工程７０２では、電源装置が、充電接続信号（即ち、ＣＣ信号）が正常であるかどうかを判定し、ｙｅｓであれば、工程７０３を実行し、ｎｏであれば、もう一度判定するために工程７０２に戻る。
【００５３】
工程７０３では、電源装置が、ＣＰ検出点の電圧が９Ｖであるかどうかを判定し、ｙｅｓであれば工程７０６を実行し、ｎｏであれば、もう一度判定するために工程７０２に戻る。９Ｖは、所定の値であり、単なる例示である。
【００５４】
工程７０４では、制御モジュール６０が、充電接続信号（即ち、ＣＣ信号）が正常であるかどうかを判定し、ｙｅｓであれば、工程７０５を実行し、ｎｏであれば、もう一度判定するために工程７０４に戻る。
【００５５】
工程７０５では、出力充電接続信号及び充電表示ランプ信号をプルダウンする。
【００５６】
工程７０６では、電力系統が充電又は放電機能を実施する。即ち、電力系統が充放電モードになる。
【００５７】
図８に示す通り、充電モードの電力系統を制御するプロセスは、以下の工程を含む。
【００５８】
工程８０１では、電力を供給した後、電力系統全体を稼働させ始めるかどうかを決定し、ｙｅｓであれば、工程８０２を実行し、ｎｏであれば、もう一度判定するために工程８０１に戻る。
【００５９】
工程８０２では、充電コネクタの容量を決定するために、ＣＣ（充電接続）検出点の抵抗を検出する。
【００６０】
工程８０３では、ＣＰ検出点において一定のデューティ比のＰＷＭ信号が検出されるかどうかを判定し、ｙｅｓであれば、工程８０４を実行し、ｎｏであれば、工程８０５を実行する。
【００６１】
工程８０４では、充電接続が正常であり、且つ充電の準備が整ったことを示すメッセージを発信し、ＢＭＳが充電を許可し、且つ充電接触器をオンにすることを示すメッセージを受信し、工程８０６を実行する。
【００６２】
工程８０５では、充電接続に不良が生じる。
【００６３】
工程８０６では、制御モジュール６０が内部スイッチをオンにする。
【００６４】
工程８０７では、ＡＣ外部充電装置が所定の時間（例えば、１．５秒間）ＰＷＭ波を送信しないかどうかを判定し、ｙｅｓであれば、工程８０８を実行し、ｎｏであれば、工程８０９を実行する。
【００６５】
工程８０８では、外部充電装置が外部国家標準充電ポストであり、充電中にＰＷＭ波を発信しないかどうかを判定する。
【００６６】
工程８０９では、ＰＷＭ波を電源装置に送信する。
【００６７】
工程８１０では、ＡＣ入力が所定の時間（例えば、３秒間）正常であるかどうかを判定し、ｙｅｓであれば、工程８１３を実行し、ｎｏであれば、工程８１１を実行する。
【００６８】
工程８１１では、ＡＣ外部充電装置において不良が生じる。
【００６９】
工程８１２では、不良を処理する。
【００７０】
工程８１３では、電力系統が充電段階に入る。
【００７１】
言い換えれば、図７及び８に示す通り、電源装置及び制御モジュール６０がこれら自体、及びこれらにおいて不良が生じていないことを検出した後、ＣＣ信号の電圧を検出することによって充電コネクタの容量を判定し得、ＣＰ信号を検出することによって充電コネクタ全体が接続されているかどうかを判定する。充電コネクタ全体が接続されているかどうかを判定した後、充電コネクタが正常であり、且つ充電の準備が整ったことを示すメッセージを発信し、三相スイッチＫ８をオンに制御する。このようにして、充電又は放電の準備を整える。即ち、ＡＣ充電機能（ＧからＶ、グリッドから車両）、オフグリッドオンロード機能（ＶからＬ、車両から負荷）、グリッド接続機能（ＶからＧ、車両からグリッド）、及び車両間充電機能（ＶからＶ、車両から車両）等の機能を、ダッシュボードを介して設定することができる。
【００７２】
（２）ＡＣ充電機能（ＧからＶ）
電力系統がダッシュボード１０２から充電命令を受けたとき、制御モジュール６０は、充電池の電源容量及び充電ケーブルの容量に従って適切な充電力を設定する。更に、制御モジュール６０は、グリッドの情報をサンプリングし、グリッドの電気系統を決定し、前記グリッドの電気系統に従って制御パラメータを選択する。制御パラメータを選択した後、制御モジュール６０は、接触器Ｋ１０をオンに制御し、次いで、三相スイッチＫ８をオンに制御する。このとき、制御モジュール６０は、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０を制御してＡＣ電気を整流する。バッテリーマネージャによって許容される最高充電電流、充電池によって許容される最高電流容量、及び制御モジュールの最高出力電力から最低充電電流を選択し、所定の標的充電電流として用い、電力系統において閉回路電流制御を実施する。その結果、車載電池を充電することができる。
【００７３】
（３）オフグリッドオンロード機能（ＶからＬ）
電力系統がダッシュボード１０２からＶからＬとの命令を受けたとき、先ず、電池１０の充電状態（ＳＯＣ）が許容可能な放電範囲にあるかどうかを判定する。ｙｅｓであれば、ＶからＬとの命令に従って出力電気系統を選択する。最高出力電力をインテリジェントに選択し、充電コネクタの定格電流に従って制御パラメータを与え、次いで、電力系統は制御プロセスに入る。先ず、制御モジュール６０は、三相スイッチＫ８及び接触器Ｋ１０をオンに制御し、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０がＤＣ電気をＡＣ電気に変換して、専用充電ソケットを介して直接ＡＣ電気によって電気装置に電力を供給することができる。
【００７４】
（４）グリッド接続機能（ＶからＧ）
電力系統がダッシュボード１０２からＶからＧとの命令を受けた場合、先ず、電池１０の充電状態（ＳＯＣ）が許容可能な放電範囲にあるかどうかを判定する。ｙｅｓであれば、ＶからＧとの命令に従って出力電気系統を選択する。最高出力電力をインテリジェントに選択し、充電コネクタの定格電流に従って制御パラメータを与え、電力系統は制御プロセスに入る。先ず、制御モジュール６０は、三相スイッチＫ８及び接触器Ｋ１０をオンに制御し、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０を制御してＤＣ電気をＡＣ電気に変換する。そして、制御モジュール６０は、所定の標的放電電流及び電流サンプリングからフィードバックされた相電流に従って電力系統において閉回路電流制御を実施して、グリッド接続放電を実行する。
【００７５】
（５）車両間充電機能（ＶからＶ）
ＶからＶへの機能は、専用接続プラグを必要とする。電力系統が、充電接続信号（即ち、ＣＣ信号）が有効であり、且つ接続プラグのレベルを検出することによって接続プラグがＶからＶ機能用の専用充電プラグであると判定したとき、電力系統は、ダッシュボードからの命令に対する準備を行う。例えば、車両Ａが車両Ｂを充電すると仮定すると、車両Ａを放電状態に設定する。即ち、車両Ａがオフグリッドオンロード機能を実施するように設定する。車両Ａの制御モジュールは、充電機能が正常であり、且つ充電の準備が整ったことを示すメッセージをバッテリーマネージャ１０３に送信する。バッテリーマネージャ１０３は、充電又は放電回路を制御して予充電を実施し、予充電が終了した後に、充電が許可され、且つ充電接触器がオンになったことを示すメッセージを制御モジュールに送信する。次いで、電力系統は、放電機能を実施し、ＰＷＭ信号を送信する。車両Ｂが充電命令を受けた後、車両Ｂの電力系統は、車両Ａが電力を供給する準備が整ったと判定するＣＰ信号を検出し、制御モジュール６０は、正常接続メッセージをバッテリーマネージャに送信する。メッセージを受信した後、バッテリーマネージャ１０３は、予充電プロセスを終了し、全電力系統の充電の準備が整ったことを制御モジュール６０に通知する。次いで、車両間充電機能（ＶからＶ）が起動し、それによって、車両が互いに充電することができる。
【００７６】
言い換えれば、電力系統に電力が供給された後、ダッシュボード１０２からのＶからＶとの命令が制御モジュール６０によって受信されたとき、充電される車両と通信するために、充電接続信号及び全車両バッテリー管理に関する関連情報を検出し、車両をＡＣ電力出力状態に設定し、充電箱をシミュレートすることによってＣＰ信号を送信する。例えば、車両Ａを放電モードに設定し、車両Ａにおける制御モジュール６０が電源装置をシミュレートしてその機能を実行し、専用の充電ワイヤを介して充電される車両Ｂを車両Ａと接続する。このようにして、車両間充電機能を実行する。
【００７７】
ある実施形態では、図９に示す通り、電気自動車の充電が終了したときに電力系統を制御するプロセスは、以下の工程を含む。
【００７８】
工程１３０１では、電源装置が電源スイッチをオフにしてＡＣ電気の出力を停止させ、工程１３０５を実行する。
【００７９】
工程１３０２では、制御モジュールが充電を停止させ、除荷を実施し、工程１３０３を実行する。
【００８０】
工程１３０３では、除荷が終了した後、内部スイッチをオフにし、充電終了メッセージを発信する。
【００８１】
工程１３０４では、電力供給停止リクエストを発信する。
【００８２】
工程１３０５では、充電を終了する。
【００８３】
図１０に示す通り、電気自動車１０００を充電するために、電源プラグ３０２を介して電気自動車１０００の車両プラグ３０３を電源装置３０１に接続する。電気自動車１０００の電力系統は、検出点３を介してＣＰ信号を検出し、検出点４を介してＣＣ信号を検出する。電源装置３０１は、検出点１を介してＣＰ信号を検出し、検出点２を介してＣＣ信号を検出する。充電が終了した後、電源プラグ３０２及び車両プラグ３０３の両方における内部スイッチＳ２をオフに制御する。
【００８４】
別の実施形態では、並列に接続されている複数の電力系統を電気自動車で使用して電池を充電することができる。例えば、並列に接続されている２つの電力系統を用いて電池を充電し、２つの電力系統は、共通の制御モジュールを使用する。
【００８５】
本開示の実施形態では、電気自動車用の充電システムは、電池１０と、第１の充電ブランチと、第２の充電ブランチと、制御モジュール６０とを含む。
【００８６】
第１の充電ブランチは、第１の整流ユニット（即ち、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０）と第１の充電インターフェース（即ち、充電ソケット）とを含む。第２の充電ブランチは、第２の整流ユニット（即ち、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０）と第２の充電インターフェース（即ち、充電ソケット）とを含む。電池は、次いで、第１の整流ユニットを介して第１の充電インターフェースと接続され、第２の整流ユニットを介して第２の充電インターフェースと接続される。制御モジュールは、それぞれ、第１の整流ユニット及び第２の整流ユニットと接続されており、そして、充電信号を受信したとき、グリッドを制御して、それぞれ、第１の充電ブランチ及び第２の充電ブランチを介して電池を充電するようになっている。
【００８７】
更に、図１１に示す通り、本開示の実施形態は、電気自動車の充電を制御する方法を提供する。前記方法は、以下の工程を含む。
【００８８】
工程Ｓ１１０１では、第１の充電ブランチが充放電ソケットを介して電源装置と接続され、且つ第２の充電ブランチが充放電ソケットを介して電源装置と接続されると制御モジュールが判定したとき、制御モジュールは、バッテリーマネージャに充電接続信号を送信する。
【００８９】
工程Ｓ１１０２では、制御モジュールから送信された充電接続信号を受信した後、バッテリーマネージャは、電池が充電を必要としているかどうかを検出及び判定し、ｙｅｓであれば、次の工程を実行する。
【００９０】
工程Ｓ１１０３では、バッテリーマネージャは、充電信号を制御モジュールに送信する。
【００９１】
工程Ｓ１１０４では、充電信号を受信した後、制御モジュールは、グリッドを制御して、それぞれ、第１の充電ブランチ及び第２の充電ブランチを介して電池を充電する。
【００９２】
本開示の上記実施形態に係る電気自動車用の充電系統及び電気自動車の充電を制御する方法を用いると、制御モジュールは、グリッドを制御して、それぞれ、第１の充電ブランチ及び第２の充電ブランチを介して電池を充電する。その結果、電気自動車の充電電力が増加し、充電時間が大幅に短縮されるので、急速充電が実行され、時間が節約される。
【００９３】
幾つかの実施形態では、電気自動車の電力系統は、広い互換性を有し、単相／三相切換機能を実施し、様々な国の様々な電気系統に適応することができる
【００９４】
具体的には、図１２に示す通り、充放電ソケット２０は、２つの充電ソケット（米国規格充電ソケット及び欧州規格充電ソケット等）間を切り換える機能を有する。充放電ソケット２０は、米国規格充電ソケット等の単相充電ソケット５０１と、欧州規格充電ソケット等の三相充電ソケット５０２と、２つの高電圧コネクタＫ５０３及びＫ５０４とを含む。ＣＣ端子、ＣＰ端子、及びＣＥ端子は、単相充電ソケット５０１及び三相充電ソケット５０２用の共通端子である。単相充電ソケット５０１は、それぞれ、コネクタＫ５０３及びＫ５０４を介して三相充電ソケット５０２のＡ相ワイヤ及びＢ相ワイヤと接続されるＬ相ワイヤ及びＮ相ワイヤを有する。単相充電又は放電命令を受けたとき、制御モジュール６０は、コネクタＫ５０３及びＫ５０４をオンに制御し、その結果、三相充電ソケット５０２のＡ相ワイヤ及びＢ相ワイヤが、それぞれ、単相充電ソケット５０１のＬ相ワイヤ及びＮ相ワイヤと接続される。三相充電ソケット５０２は、稼働せず、単相充電ソケット５０１のＬ相ワイヤ及びＮ相ワイヤの代わりに、三相充電ソケット５０２のＡ相ワイヤ及びＢ相ワイヤが充電プラグに接続され、それによって、制御モジュール６０は、単相充電機能を正常に実施することができる。
【００９５】
或いは、図２に示す通り、標準的な７コアソケットを用い、Ｎ相ワイヤとＢ相ワイヤとの間に単相スイッチＫ７を付加する。単相充電又は放電命令を受けたとき、制御モジュール６０は、Ｂ相ワイヤとＮ相ワイヤとを接続させるために単相スイッチＫ７をオンに制御する。次いで、Ａ相ワイヤ及びＢ相ワイヤを、それぞれ、Ｌ相ワイヤ及びＮ相ワイヤとして用い、接続プラグは、専用接続プラグであるか又はＢ相ワイヤ及びＣ相ワイヤが用いられていない接続プラグでなければならない。
【００９６】
言い換えれば、幾つかの実施形態では、電力系統は、グリッド電気系統を得るために、制御モジュール６０を介してグリッドの電圧を検出し、計算によりグリッドの周波数及び単相／三相を決定する。次いで、制御モジュール６０は、充放電ソケット２０及びグリッド電気系統の種類に従って様々な制御パラメータを選択する。更に、制御モジュール６０は、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュール３０を制御して、交流電流を制御可能に整流してＤＣ電気を得、前記ＤＣ電気を電池１０に伝送する。
【００９７】
別の実施形態では、図１３に示す通り、オフグリッドオンロード放電ソケットは、充電プラグに接続されている２コア、３コア、及び４コアのソケットを含んでおり、そして、単相、三相、及び四相の電気を出力するようになっている。
【００９８】
図１４は、本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力搬送通信システムのブロック図である。
【００９９】
図１４に示す通り、電力搬送通信システム２０００は、複数の制御装置１１０と、車両用電力ケーブル１２０と、複数の電力搬送通信装置１３０とを含む。
【０１００】
具体的には、各制御装置１１０は、通信インターフェースを有し、前記通信インターフェースは、例えば、限定するものではないが、直列通信インターフェースＳＣＩであってよい。車両用電力ケーブル１２０は、制御装置１１０に電力を供給し、制御装置１１０は、車両用電力ケーブル１２０を介して互いに通信する。電力搬送通信装置１３０は、それぞれ、制御装置１１０に対応し、制御装置１１０は、それぞれ、自身の通信インターフェースを介して対応する電力搬送通信装置１３０と接続され、電力搬送通信装置１３０は、車両用電力ケーブル１２０を介して互いに接続される。電力搬送通信装置１３０は、搬送信号を復調し、復調された搬送信号を対応する制御装置１１０に送信するために、車両用電力ケーブル１２０から搬送信号を得、また、対応する制御装置１１０から送信された情報を受信及び復調し、復調された情報を車両用電力ケーブル１２０に送信する。
【０１０１】
図１４を参照すると、複数の制御装置１１０は、制御装置１〜制御装置Ｎ（Ｎは、２以上であり且つ整数である）を含む。複数の制御装置１１０に対応する複数の電力搬送通信装置１３０は、電力搬送通信装置１〜電力搬送通信装置Ｎを含む。例えば、制御装置１が制御装置２と通信する必要があるとき、制御装置２は、先ず、電力搬送通信装置２に搬送信号を送信し、電力搬送通信装置２は、搬送信号を復調し、復調された搬送信号を車両用電力ケーブル１２０に送信する。次いで、電力搬送通信装置１は、車両用電力ケーブル１２０から搬送信号を得、復調された搬送信号を制御装置１に送信する。
【０１０２】
図１５に示す通り、各電力搬送通信装置１３０は、逐次接続される結合器１３１、フィルタ１３３、増幅器１３４、及びモデム１３２を含む。
【０１０３】
更に、図１６に示す通り、複数の電力搬送通信装置１３０（例えば、８個の電力搬送通信装置１〜８）は、車両用電力ケーブル束１２１及び車両用電力ケーブル束１２２を介してゲートウェイ３００と接続され、各電力搬送通信装置は、１つの制御装置に対応する。例えば、電力搬送通信装置１は、伝送制御装置１１１に対応し、電力搬送通信装置２は、発電制御装置１１２に対応し、電力搬送通信装置３は、アクティブサスペンション装置１１３に対応し、電力搬送通信装置４は、空調制御装置１１４に対応し、電力搬送通信装置５は、エアバッグ１１５に対応し、電力搬送通信装置６は、ダッシュボードディスプレイ１１６に対応し、電力搬送通信装置７は、不良診断装置１１７に対応し、電力搬送通信装置８は、照明装置１１８に対応する。
【０１０４】
この実施形態では、図１７に示す通り、電力搬送通信システムによってデータを受信する方法は、以下の工程を含む。
【０１０５】
工程２１０１では、システムに電力を供給して起動させ、システムのプログラムは、車両用電力ケーブルからデータを受信する状態に入る。
【０１０６】
工程２１０２では、搬送信号が存在するかどうか、及び搬送信号が正しいかどうかを判定し、ｙｅｓであれば、工程２１０３を実行し、ｎｏであれば、工程２１０４を実行する。
【０１０７】
工程２１０３では、システムは、車両用電力ケーブルから送信されたデータを受信し始め、工程２１０５を実行する。
【０１０８】
工程２１０４では、直列通信インターフェース（ＳＣＩ）を検出し、直列通信インターフェース（ＳＣＩ）にデータが存在するかどうかを判定し、ｙｅｓであれば、工程２１０５を実行し、ｎｏであれば、工程２１０１に戻る。
【０１０９】
工程２１０５では、システムは、データを受信する状態に入る。
【０１１０】
本開示の実施形態に係る電気自動車用の電力搬送通信システムを用いると、車両の内部ケーブル束を増加させることなしに電気自動車における様々な制御システム間でデータを伝送及び共有することができる。更に、通信媒体として電力ケーブルを用いる電力搬送通信により、新規通信ネットワークの構築及び投資が避けられるので、製造コスト及びメンテナンスの困難さが低減される。
【０１１１】
図１８は、本開示の実施形態に係る電気自動車用のモータコントローラと電気自動車の他の部品との間の接続の概略図である。モータコントローラは、ＤＣインターフェースを介して電池と接続され、前記電池を充電するためにＡＣインターフェースを介してグリッドと接続され、負荷又は他の車両を放電させるためにＡＣインターフェースを介して負荷又は他の車両に接続される。本開示の実施形態では、電気自動車用のモータコントローラは、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールと、モータコントローラスイッチと、充放電制御モジュールと、制御モジュールとを含む。
【０１１２】
３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールは、電池の第１の端子に接続されている第１のＤＣ端子と電池の第２の端子に接続されている第２のＤＣ端子とを有する。モータコントローラスイッチは、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子に接続されている第１の端子とモータに接続されている第２の端子とを有する。充放電制御モジュールは、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子に接続されている第１の端子と充放電ソケットに接続されている第２の端子とを有する。制御モジュールは、それぞれ、モータコントローラスイッチ及び充放電制御モジュールと接続されており、そして、電力系統の現在動作モードに従ってモータコントローラスイッチ及び充放電制御モジュールを制御するようになっている。
【０１１３】
本開示の実施形態に係るモータコントローラは、双方向性を有する。即ち、モータコントローラは、外部グリッドによる電気自動車の充電、例えば、ＡＣ電気による電気自動車の直接充電を実行し得るだけではなく、電気自動車の外部装置への放電も実行し得る。したがって、モータコントローラは、様々な機能を有するので、ユーザの使用を大いに促進する。更に、３レベル制御を用いると、コモンモード電圧が大きく低下し、漏洩電流が減少し、調波が弱まり、充電効率が改善される。更に、電気自動車を直接充電するためにＡＣ電気を用いることによって、このシステムには充電発電機が必要なくなるので、充電ステーションのコストが節約される。更に、局所ＡＣ電気モータコントローラを用いることによっていつでもどこでも電気自動車を充電することができる。
【０１１４】
ある実施形態では、電力系統の現在動作モードが運転モードであるとき、制御モジュールは、モータ制御スイッチをオンに制御し、充放電制御モジュールをオフに制御する。電力系統の現在動作モードが充放電モードであるとき、制御モジュールは、モータ制御スイッチをオフに制御し、充放電制御モジュールをオンに制御して、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールを起動させる。
【０１１５】
ある実施形態では、電気自動車用の電力系統は、更に、第１のコモンモードキャパシタ及び第２のコモンモードキャパシタを含む。第１のコモンモードキャパシタ及び第２のコモンモードキャパシタは、直接に接続され、電池の第１の端子と第２の端子との間を接続し、ここでは、第１のコモンモードキャパシタと第２のコモンモードキャパシタとの間のノードが接地されている。
【０１１６】
ある実施形態では、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールは、直列に接続され、且つ３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの第１のＤＣ端子と第２のＤＣ端子との間を接続する第１のキャパシタ及び第２のキャパシタであって、第１のノードが第１のキャパシタと第２のキャパシタとの間で画定される第１のキャパシタ及び第２のキャパシタと；直列に接続され、且つ３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの第１のＤＣ端子と第２のＤＣ端子との間を接続する第１のＩＧＢＴ及び第２のＩＧＢＴであって、第２のノードが第１のＩＧＢＴと第２のＩＧＢＴとの間で画定される第１のＩＧＢＴ及び第２のＩＧＢＴと；直列に接続され、且つ第１のノードと第２のノードとの間を接続する第３のＩＧＢＴ及び第４のＩＧＢＴと；直列に接続され、且つ３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの第１のＤＣ端子と第２のＤＣ端子との間を接続する第５のＩＧＢＴ及び第６のＩＧＢＴであって、第３のノードが、第５のＩＧＢＴと第６のＩＧＢＴとの間で画定される第５のＩＧＢＴ及び第６のＩＧＢＴと；直列に接続され、且つ第１のノードと第３のノードとの間を接続する第７のＩＧＢＴ及び第８のＩＧＢＴと；直列に接続され、且つ３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールの第１のＤＣ端子と第２のＤＣ端子との間を接続する第９のＩＧＢＴ及び第１０のＩＧＢＴであって、第４のノードが、第９のＩＧＢＴと第１０のＩＧＢＴとの間で画定される第９のＩＧＢＴ及び第１０のＩＧＢＴと；直列に接続され、且つ第１のノードと第４のノードとの間を接続する第１１のＩＧＢＴ及び第１２のＩＧＢＴとを含み、ここで、第２のノード、第３のノード、及び第４のノードは、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子として構成される。
【０１１７】
ある実施形態では、電気自動車用の電力系統は、フィルタリングモジュールを含む。フィルタリングモジュールは、３レベル双方向ＤＣ−ＡＣモジュールのＡＣ端子と充放電制御モジュールとの間を接続する。
【０１１８】
ある実施形態では、電気自動車用の電力系統は、フィルタリング制御モジュールを含む。フィルタリング制御モジュールは、第１のノードとフィルタリングモジュールとの間を接続し、制御モジュールは、自動車が運転モードであるとき、フィルタリング制御モジュールをオフに制御する。
【０１１９】
ある実施形態では、電気自動車用の電力系統は、ＥＭＩフィルタモジュールを含む。また、ＥＭＩフィルタモジュールは、充放電ソケットと充放電制御モジュールとの間を接続しており、伝導妨害波及び放射妨害波をフィルタリングするようになっている。
【０１２０】
ある実施形態では、充放電制御モジュールは、更に、三相又は単相充放電を実行するようになっている三相スイッチ及び／又は単相スイッチを含む。
【０１２１】
ある実施形態では、モータコントローラは、電池と接続され、また、負荷、電力グリッド、及び他の電気自動車とも接続される。
【０１２２】
フローチャートに記載されているか又は本明細書に任意の他の方式で記載されている任意の手順又は方法は、特定の論理関数又は手順を実現する実行可能なコードを保存するための１以上のモジュール、部分、又は部品を含むと理解することができる。更に、本開示の有益な実施形態は、実質的に同時に又は関連する機能に従って反対の順序で関数を実行することを含む、実行の順序が記載又は議論するものとは異なる他の実行も含む。これは、本開示の実施形態が属する分野の当業者によって理解されるはずである。
【０１２３】
本明細書に他の方式で記載するか又はフローチャートに図示するロジック及び／又は工程、例えば、論理関数を実現するために実行可能な命令の特定のシーケンス表は、命令実行システム、装置、又は設備（コンピュータに基づくシステム；命令実行システム、装置、及び設備から命令を得、前記命令を実行することができるプロセッサ又は他のシステムを含むシステム等）によって用いられるか、又は命令実行システム、装置、及び設備と組み合わせて用いられる、任意のコンピュータ可読媒体において具体的に達成することができる。
【０１２４】
本開示の各部分は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、又はこれらの組み合わせによって実現できることが理解される。上記実施形態では、複数の工程又は方法が、メモリに保存されているソフトウェア又はファームウェアによって実現され、適切な命令実行システムによって実行され得る。例えば、別の実施形態のようにハードウェアによって実現される場合、工程又は方法は、以下の当技術分野において公知の技術のうちの１つ又は組み合わせによって実現することができる：データ信号の論理関数を実現するための論理ゲート回路を有する別個の論理回路、適切な組み合わせの論理ゲート回路を有するアプリケーションに特化した集積回路、プログラム可能なゲートアレイ（ＰＧＡ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）等。
【０１２５】
当業者は、本開示の上記例示的方法における工程の全て又は一部が、関連するハードウェアにプログラムを命令することによって達成できることを理解するものとする。プログラムは、コンピュータ可読記憶媒体に保存することができ、前記プログラムは、コンピュータで実行するとき、本開示の方法の実施形態における工程のうちの１つ又は組み合わせを含む。
【０１２６】
更に、本開示の実施形態の各関数セルを処理モジュールに統合してもよく、これらセルは物理的に別個に存在してもよく、２以上のセルを処理モジュールに統合してもよい。統合されたモジュールは、ハードウェアの形態で、又はソフトウェア機能モジュールの形態で実現され得る。統合されたモジュールがソフトウェア機能モジュールの形態で実現され、スタンドアローン製品として販売又は使用されるとき、統合されたモジュールをコンピュータ可読記録媒体に保存してよい。
【０１２７】
上述の記録媒体は、読み出し専用メモリ、磁気ディスク、又はＣＤ等であってよい。
【０１２８】
本明細書全体を通して、「ある実施形態」、「幾つかの実施形態」、「１つの実施形態」、「別の実施形態」、「ある例」、「特定の例」、又は「幾つかの例」に対する言及は、実施形態又は実施例に関連して記載されている具体的な機構、構造、材料、又は特徴が本開示の少なくとも１つの実施形態又は実施例に含まれることを意味する。したがって、本明細書全体を通して様々な箇所に記載されている「幾つかの実施形態では」、「１つの実施形態では」、「ある実施形態では」、「別の例では」、「ある例では」、「特定の例では」、又は「幾つかの例では」等のフレーズは、必ずしも本開示の同じ実施形態又は実施例を指すものではない。更に、具体的な機構、構造、材料、又は特徴は、１以上の実施形態又は実施例において任意の好適な方法で組み合わせてよい。
【０１２９】
例示的な実施形態を図示及び記載してきたが、当業者は、上記実施形態を本開示を限定するものと解釈することはできず、また、本開示の趣旨、原理、及び範囲を逸脱することなしに実施形態を変形、代替、及び改変できることを理解するであろう。
【図１】
0006539264.tif 000002
【図２】
0006539264.tif 000003
【図３】
0006539264.tif 000004
【図４】
0006539264.tif 000005
【図５】
0006539264.tif 000006
【図６】
0006539264.tif 000007
【図７】
0006539264.tif 000008
【図８】
0006539264.tif 000009
【図９】
0006539264.tif 000010
【図１０】
0006539264.tif 000011
【図１１】
0006539264.tif 000012
【図１２】
0006539264.tif 000013
【図１３】
0006539264.tif 000014
【図１４】
0006539264.tif 000015
【図１５】
0006539264.tif 000016
【図１６】
0006539264.tif 000017
【図１７】
0006539264.tif 000018
【図１８】
0006539264.tif 000019