具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

图2示出了一种能量转换装置100的示意图。如图2所示，所述能量转换装置包括：三相逆变器10，电机20和储能元件30，所述三相逆变器10，所述电机20、所述储能元件30与电池2000连接形成电池加热电路，其中，所述三相逆变器10包括第一桥臂、第二桥臂和第三桥臂，所述电机包括第一电机绕组、第二电机绕组和第三电机绕组。

图3是根据本公开一示例性实施例示出的一种能量转换装置的控制方法的流程图。如图3所示，所述方法包括步骤301和步骤302。

在步骤301中，获取车辆状态。

在步骤302中，在所述车辆状态为预设状态的情况下，控制所述三相逆变器中的所述第一桥臂和所述第二桥臂的通断，使所述电池与所述储能元件之间进行充电和放电，以实现所述电池的自加热，在加热期间，通过控制所述第一桥臂、所述第二桥臂使所述第一电机绕组和所述第二电机绕组中通过的电流值满足预设条件，以使所述电机产生的扭矩为零，其中，所述第三桥臂处于关断状态，所述第三电机绕组上的电流为零。

该预设状态可以为例如车辆电池需要加热的状态，其中，可以包括在车辆静止且车辆电池需要加热的状态，还可以包括车辆电池在充电过程中且车辆电池需要加热的状态。

在该车辆状态为预设状态的情况下，可以通过控制如图2所示的能量转换装置来对车辆电池进行加热。

其中，该能量转换装置100与该车辆电池200之间的连接关系可以有两种，分别如图4和图5所示。

在一种可能的实施方式中，该能量转换装置100与该车辆电池200之间的连接关系可以如图4所示，其中，该三相逆变器10中包括功率开关管VT1～VT6，续流管VD1～VD6，开关管VT1、续流管VD1、开关管VT4、续流管VD4组成一相桥臂，开关管VT3、续流管VD3、开关管VT6、续流管VD6组成一相桥臂，开关管VT5、续流管VD5、开关管VT2、续流管VD2组成一相桥臂，该三相逆变器10中的所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述第一汇流端连接所述电池200的正极，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的第二端共接形成第二汇流端，所述第二汇流端连接所述电池200的负极，该电机20中的所述第一电机绕组、所述第二电机绕组和所述第三电机绕组的第一端分别一一对应连接至所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的中点，即分别如图4所示的中点A、中点B和中点C，所述第一电机绕组、所述第二电机绕组和所述第三电机绕组的第二端连接至所述储能元件30的第一端，所述储能元件的第二端连接至所述第二汇流端。

其中，在车辆状态为所述预设状态的情况下，所述电池200与所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第一电机绕组、所述第二电机绕组以及所述储能元件30形成电池加热电路。所述第一桥臂和所述第二桥臂为所述三相逆变器10中的任意两相桥臂，也即该第一桥臂和该第二桥臂可以为该中点A所在的桥臂和该中点B所在的桥臂，也可以为该中点A所在的桥臂和该中点C所在的桥臂，还可以为该中点B所在的桥臂和该中点C所在的桥臂。相应的，该第一电机绕组和该第二电机绕组也可以为该电机20中的任意两个电机绕组，只要是与该第一桥臂的中点和该第二桥臂的中点对应连接即可。在该实施方式中，电池加热电路的三相逆变器和电机可以复用车辆电机驱动电路中的三相逆变器和电机，其中，电机驱动电路中的母线电容图中未示出。

在另一种可能的实施方式中，该能量转换装置100与该车辆电池200之间的连接关系可以如图5所示，其中，该三相逆变器10中包括功率开关管VT1～VT6，续流管VD1～VD6，开关管VT1、续流管VD1、开关管VT4、续流管VD4组成一相桥臂，开关管VT3、续流管VD3、开关管VT6、续流管VD6组成一相桥臂，开关管VT5、续流管VD5、开关管VT2、续流管VD2组成一相桥臂，该三相逆变器10中的所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述第一汇流端连接所述储能元件30的第一端，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的第二端共接形成第二汇流端，所述第二汇流端连接所述储能元件30的第二端，该电机20中的所述第一电机绕组、所述第二电机绕组和所述第三电机绕组的第一端分别一一对应连接至所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的中点，即分别如图5所示的中点D、中点E和中点F，该电机20中的所述第一电机绕组、所述第二电机绕组和所述第三电机绕组的第二端连接至所述电池200的正极，所述电池200的负极连接至所述第二汇流端。

其中，在车辆状态为所述预设状态的情况下，所述电池200与所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第一电机绕组、所述第二电机绕组以及所述储能元件30形成电池加热电路。所述第一桥臂和所述第二桥臂为所述三相逆变器10中的任意两相桥臂，也即该第一桥臂和该第二桥臂可以为该中点D所在的桥臂和该中点E所在的桥臂，也可以为该中点D所在的桥臂和该中点F所在的桥臂，还可以为该中点E所在的桥臂和该中点F所在的桥臂。相应的，该第一电机绕组和该第二电机绕组也可以为该电机20中的任意两个电机绕组，只要是与该第一桥臂的中点和该第二桥臂的中点连接即可。在该实施方式中，电池加热电路的三相逆变器和电机可以复用车辆电机驱动电路中的三相逆变器和电机，并且电池加热电路中的储能元件30复用了电机驱动电路中的母线电容。

无论是对上述两种实施例所示出的哪一种能量转换装置100来进行控制以实现电池200的自加热，都需要在实现该电池200的加热期间，通过控制该能量转换装置100中的三相逆变器10中的第一桥臂和第二桥臂，与该第一桥臂和该第二桥臂连接的所述电机20中的第一电机绕组和所述第二电机绕组中通过的电流值满足预设条件，以使所述电机产生的扭矩为零。并且，在该电池200的加热期间，该三相逆变器10中的第三桥臂处于关断状态，该电机20中的第三电机绕组上的电流为零。

通过上述技术方案，在使用电机的两相电机绕组对电池进行加热的情况下，能够通过控制该能量转换装置中与第一电机绕组和第二电机绕组连接的第一桥臂和第二桥臂，来使该第一电机绕组和该第二电机绕组中通过的电流值满足预设条件，从而来控制该能量转换装置中的电机产生的扭矩为零，既可以借用电机驱动电路实现电池加热的功能，又能避免电机输出脉动扭矩，进而避免影响电机的寿命，且保证了车辆安全。

图6是根据本公开又一示例性实施例示出的一种能量转换装置的控制方法的流程图。如图6所示，所述方法还包括步骤601。

在步骤601中，在车辆状态为预设状态的情况下，控制三相逆变器中的第一桥臂和第二桥臂的通断，使电池与储能元件之间进行充电和放电，以实现电池的自加热，在加热期间，分别控制所述第一桥臂的占空比和所述第二桥臂的占空比，使所述第一电机绕组和所述第二电机绕组中通过的电流值满足所述预设条件，以使所述电机产生的扭矩为零，其中，第三桥臂处于关断状态，第三电机绕组上的电流为零。

也即，可以通过控制该第一电机绕组和该第二电机绕组分别连接的第一桥臂和第二桥臂的占空比，来调节该第一电机绕组和该第二电机绕组中产生的电流值。该第一桥臂和该第二桥臂分别对应的占空比可以根据该预设条件来确定。

在一种可能的实施方式中，所述预设条件为满足以下公式：

i₁+i₂＝i_m， (2)

其中，所述i₁为所述第一电机绕组上的目标电流值，所述i₂为所述第二电机绕组上的目标电流值，θ为所述电机的转子角度，i_m为电机N线的电流值。

由于电机20中的三相电机绕组在通过电流时存在空间矢量，从而会导致该电机20输出脉动扭矩。在利用电机驱动电路对电池进行自加热时，若电机20输出脉动扭矩会存在安全隐患，因此需要通过控制该电机20中的电流来使得该空间矢量为零，进而使得该电机产生的扭矩为零。

具体的，可以先将该电机20中的三相电机绕组的电流i₁,i₂,i₃，通过第一坐标变换，从自然坐标系变换到静止坐标系下，变换为i_α,i_β，其变换公式如下公式(3)所示：

再将i_α,i_β通过第二坐标变换，从静止坐标系变换到同步旋转坐标系下，得到空间矢量i_q的表达式，其变换公式如下所示：

最终就可以得到用电机20中的三相电机绕组中的电流i₁,i₂,i₃来表示的在该同步旋转坐标系下的i_q的表达式：

为了使得该电机20产生的扭矩为零，则需要使得i_q＝0，而又因为在加热期间第三桥臂处于关断状态，第三电机绕组上的电流为零，即i₃＝0，由此则可以根据上述i_q的表达式(5)得到上述预设条件中的公式(1)。具体地，第一坐标变换为Clark变换，第二坐标变换为Park变换。

由于在该能量转换装置100在实现电池的自加热时，对于加热期间该电池200与所述储能元件30之间进行充电和放电，控制该第一桥臂、所述第二桥臂使所述第一电机绕组和所述第二电机绕组中通过的电流值满足预设条件中的该公式(1)，以使所述电机产生的扭矩为零，并且该第一电机绕组和所述第二电机绕组中通过的电流值的和与流过电机N线的电流值保持一致，即满足该预设条件中的该公式(2)，从而使得该能量转换装置100能够更安全地对该电池200进行自加热。其中，电机N线为三相电机绕组共接形成的第二端引出线。

图7是根据本公开又一示例性实施例示出的一种能量转换装置的控制方法的流程图。如图7所示，所述方法还包括步骤701。

在步骤701中，在车辆状态为预设状态的情况下，控制三相逆变器中的第一桥臂和第二桥臂的通断，使电池与储能元件之间进行充电和放电，以实现电池的自加热。在加热期间，根据流经第一电机绕组的目标电流值与占空比对应关系，以及根据流经第二电机绕组的目标电流值与占空比对应关系，分别获取第一桥臂和所述第二桥臂对应的目标占空比，基于目标占空比分别控制第一桥臂和所述第二桥臂的通断，以使电机产生的扭矩为零，其中，第三桥臂处于关断状态，第三电机绕组上的电流为零。

也即，在根据如图6所示的步骤601中的方法，通过分别控制第一桥臂的占空比和该第二桥臂的占空比，使得第一电机绕组和该第二电机绕组中通过的电流值满足该预设条件的情况下，具体的，可以先根据上述预设条件中的公式(1)和公式(2)，得到分别对应该第一电机绕组和该第二电机绕组的目标电流值，然后再根据该目标电流值来确定分别与该第一桥臂和该第二桥臂对应的目标占空比。其中，该目标电流值和占空比之间的对应关系可以是预先根据该能量转换装置100和电池200的实际情况设置好的对应关系表，在确定了该第一电机绕组和该第二电机绕组的目标电流值的情况下，直接在该对应关系表中查找与之对应的目标占空比即可，也可以是根据控制过程中当前时刻的目标电流值与上一时刻的电流输入值进行在线实时闭环调节。

通过上述技术方案，预先设置好该目标电流值与占空比的对应关系，从而就能够更加快速且准确地控制该能量转换装置100对电池200进行自加热的过程中产生的扭矩为零，保证了该能量转换装置100对该电池200进行自加热时的安全。

在一种可能的实施方式中，为了保证该第一电机绕组和该第二电机绕组中通过的电流值满足该预设条件的情况下，还可以通过调节该第一桥臂和该其第二桥臂的开关频率来调节电池自加热的加热效率。具体的，在对该第一桥臂和该第二桥臂的占空比进行控制时，该第一桥臂和该第二桥臂导通/关断的开关频率可以是高频也可以是低频，采用低频控制方式时桥臂的过流能力更强，采用高频控制方式时电流波形更平滑，产生的纹波更小。

在一种可能的实施方式中，所述如图4和图5中所示的该储能元件30可以为电容。在该储能元件30为电容的情况下，在通过占空比控制该能量转换装置100对电池进行自加热之前，由于电容电压不能突变，如果该第一桥臂和第二桥臂的占空比变化过快，会导致电流急剧增加，电流冲击过大，或者该电容和电机20中的第一电机绕组和第二电机绕组之间出现电流振荡问题，所以在通过占空比控制该能量转换装置100对电池进行自加热之前，需要经历先对该能量转换装置100进行软启动，也即，先给定该第一桥臂和该第二桥臂一个极小的占空比，使得该能量转换装置100慢慢建立起电池20的充放电电流，然后对占空比慢慢增加，使得电池200的充放电电流逐步增加，以完成软启动，从而就能够起到防止该能量转换装置100和电池200过流和过压的问题。

在一种可能的实施方式中，通过控制所述第一桥臂和所述第二桥臂的上桥臂同时导通，或控制所述第一桥臂和所述第二桥臂的下桥臂同时导通，以使所述电池200与所述储能元件20进行充电或放电。也即，该能量转换装置100中的该三相逆变器10中的第一桥臂和第二桥臂在对该电池200进行自加热的过程中，其上桥臂和下桥臂是同时导通的。以图4为例，其中储能元件30为电容，该能量转换装置100对电池进行自加热的过程中可能出现的状态包括以下四种。

状态一：三相逆变器10中的三相桥臂中的任意两个桥臂的上桥臂导通，下桥臂断开，另外一个桥臂的上、下桥臂均断开。此时，电流由电池200正极流出，经过导通的两相上桥臂和与该两相上桥臂分别连接的第一电机绕组和第二电机绕组之后，流回到电池200负极，且电流值不断增加至最大值，第一电机绕组和第二电机绕组储能增加，如图8a所示。

状态二：控制三相逆变器10的两相上桥臂断开，其下桥臂导通，另外一个桥臂的上、下桥臂均断开。此时，由于电机绕组的电流不能突变，电流由电机绕组流向电容，经过导通的两相下桥臂后流回与该两相下桥臂分别连接的第一电机绕组和第二电机绕组，在该过程中电流不断减小至零，第一电机绕组和第二电机绕组储能降低至零，电容电压升高至某一最大值，如图8b所示。

状态三：保持三相逆变器10的两相上桥臂断开，下桥臂导通。此时，电流由电容的正极流出，经过与导通的两相下桥臂分别连接的第一电机绕组和第二电机绕组和该导通的两相下桥臂之后，流向到电容负极，在该过程中电流先增加后不断减小，电容电压不断降低，如图8c所示。

状态四：控制三相逆变器10的两相上桥臂导通，其下桥臂断开，另外一个桥臂的上、下桥臂均断开，与状态一中的三相桥臂的导通断开状态相同。此时，电流由电容流出，经过与导通的两相上桥臂分别连接的第一电机绕组和第二电机绕组和该导通的两相上桥臂，流向电池，在该过程中电流不断减小至零，如图8d所示。

在一种可能的实施方式中，所述电机20为车辆的驱动电机，所述第一电机绕组、所述第二电机绕组和所述第三电机绕组为所述驱动电机的电机绕组。

图9是根据本公开一示例性实施例示出的一种能量转换装置的控制装置的结构框图。其中，所述能量转换装置100如图1所示。该控制装置300如图9所示，包括获取模块301，被配置为获取车辆状态；控制模块302，被配置为在所述车辆状态为预设状态的情况下，控制所述三相逆变器中的所述第一桥臂和所述第二桥臂的通断，使所述电池与所述储能元件之间进行充电和放电，以实现所述电池的自加热，在加热期间，通过控制所述第一桥臂和所述第二桥臂使所述第一电机绕组和所述第二电机绕组中通过的电流值满足预设条件，以使所述电机产生的扭矩为零，其中，所述第三桥臂处于关断状态，所述第三电机绕组上的电流为零。

通过上述技术方案，能够通过控制该能量转换装置中与第一电机绕组和第二电机绕组连接的第一桥臂和第二桥臂，来使该第一电机绕组和该第二电机绕组中通过的电流值满足预设条件，从而来控制该能量转换装置中的电机产生的扭矩为零，避免了电机脉动扭矩的出现，进而避免影响电机的寿命，且保证了车辆安全。

在一种可能的实施方式中，所述控制模块302还被配置为：分别控制所述第一桥臂的占空比和所述第二桥臂的占空比，使所述第一电机绕组和所述第二电机绕组中通过的电流值满足所述预设条件，以使所述电机产生的扭矩为零

在一种可能的实施方式中，所述预设条件为满足以下公式：

i₁+i₂＝i_m，

其中，所述i₁为所述第一电机绕组上的目标电流值，所述i₂为所述第二电机绕组上的目标电流值，θ为所述电机的转子角度，i_m为电机N线的电流值。

在一种可能的实施方式中，所述控制模块302还被配置为：根据流经所述第一电机绕组的目标电流值与占空比对应关系，以及根据流经所述第二电机绕组的目标电流值与占空比对应关系，分别获取第一桥臂和所述第二桥臂对应的目标占空比，基于所述目标占空比分别控制所述第一桥臂和所述第二桥臂的通断，以使电机产生的扭矩为零。

在一种可能的实施方式中，该能量转换装置100与该车辆电池200之间的连接关系可以如图3所示：所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述第一汇流端连接所述电池的正极，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的第二端共接形成第二汇流端，所述第二汇流端连接所述电池的负极，所述第一电机绕组、所述第二电机绕组和所述第三电机绕组的第一端分别一一对应连接至所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的中点，所述第一电机绕组、所述第二电机绕组和所述第三电机绕组的第二端连接至所述储能元件的第一端，所述储能元件的第二端连接至所述第二汇流端；在所述预设状态下，所述电池与所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第一电机绕组、所述第二电机绕组以及所述储能元件形成电池加热电路；其中，所述控制模块302还被配置为：在加热期间，通过控制所述第一桥臂、所述第二桥臂的占空比，使所述第一电机绕组和所述第二电机绕组中同时通过的电流值满足所述预设条件，以使所述电机产生的扭矩为零。

在一种可能的实施方式中，该能量转换装置100与该车辆电池200之间的连接关系可以如图4所示：所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的第一端共接形成第一汇流端，所述第一汇流端连接所述储能元件的第一端，所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的第二端共接形成第二汇流端，所述第二汇流端连接所述储能元件的第二端，所述第一电机绕组、所述第二电机绕组和所述第三电机绕组的第一端分别一一对应连接至所述第一桥臂、所述第二桥臂和所述第三桥臂的中点，所述第一电机绕组、所述第二电机绕组和所述第三电机绕组的第二端连接至所述电池的正极，所述电池的负极连接至所述第二汇流端；在所述预设状态下，所述电池与所述第一桥臂、所述第二桥臂、所述第一电机绕组、所述第二电机绕组以及所述储能元件形成电池加热电路；其中，所述控制模块302还被配置为：在加热期间，通过控制所述第一桥臂、所述第二桥臂的占空比，使所述第一电机绕组和所述第二电机绕组中同时通过的电流值满足所述预设条件，以使所述电机产生的扭矩为零。

在一种可能的实施方式中，所述控制模块302还被配置为：控制所述第一桥臂和所述第二桥臂的上桥臂同时导通，或控制所述第一桥臂和所述第二桥臂的下桥臂同时导通，以使所述电池与所述储能元件进行充电或放电。

在一种可能的实施方式中，所述第一桥臂和所述第二桥臂为所述三相逆变器中的任意两相桥臂。

在一种可能的实施方式中，所述电机为车辆的驱动电机，所述第一电机绕组、所述第二电机绕组和所述第三电机绕组为所述驱动电机的电机绕组。

在一种可能的实施方式中，所述储能元件为电容。

本公开还提供一种车辆，包括以上所述的能量转换装置的控制装置300。

关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。