一种汽车的快充升压系统、方法及汽车与流程

1.本发明涉及充电技术领域，特别是一种汽车的快充升压系统、方法及汽车。


背景技术：

2.随着纯电动汽车产业的快速发展，民众对于车辆动力性能的要求越来越高，为满足广大消费者对于车辆加速度能力、最高速度等性能方面日益提高的需求，在严格控制车辆驱动系统成本的前提下，广大纯电动汽车厂商普遍通过提高动力电池输出电压的方式来达到提升车辆驱动系统性能的目的。在提高动力电池输出电压的条件下，保持驱动系统功率转换模块的峰值电流能力不变，此时驱动系统的输出功率将与动力电池的输出电压呈正比，这样一来只需要适当增加驱动系统的耐压能力以及冷却能力便能够获得更高的性能输出。对于目前高输出电压的纯电动汽车动力电池，在实施快速充电的过程中需要外部提供高压直流电源供电，但目前主流的直流快速充电桩受制于基础建设的周期滞后等原因，绝大多数无法达到高压直流的输出能力，这就造成了由于充电基础设施建设滞后影响纯电动汽车性能发展的局面。
3.关于这一问题目前广大纯电动汽车厂商大多通过外加升压电路或利用车辆驱动系统将外部快速直流充电桩的输出电压进行升高，以此来实现对车辆高压动力电池的快速充电功能。其中，外加升压电路方案会增加整车的制造成本，同时由于是单独电路，因此增大了车辆设计的布置难度同时增加了故障点。利用车辆驱动系统构建快充升压电路的解决方案不会增加额外的车辆制造成本，但电机三相绕组中的纹波电流所引起的磁钢损耗较大，进而造成磁钢温度过快过温，另外，通过车辆驱动系统组成的升压电路在工作中过程中如何控制非必要的扭矩输出也是该方案的实施的难点。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题是提供一种汽车的快充升压系统、方法及汽车。提高了快充升压的升压能力，同时还避免了快充升压过程中驱动电机的非预期输出扭矩对汽车造成的安全隐患；
5.为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
6.一种汽车的快充升压系统，包括：
7.快充升压控制盒，所述快充升压控制盒与充电桩电连接；
8.高压动力电池，所述高压动力电池与所述充电桩和所述快充升压控制盒电连接；
9.电机控制器，所述电机控制器与所述高压动力电池电连接；
10.三相驱动电机，所述三相驱动电机与所述电机控制器电连接；汽车的电池管理系统根据充电桩提供的电压小于预设电压值的直流电流向所述快充升压控制盒、所述高压动力电池以及所述电机控制器发送控制信号；当所述控制信号为升压充电信号时，所述控制信号控制所述高压动力电池、电机控制器以及三相驱动电机进行升压充电。
11.可选的，所述快充升压控制盒包括：
12.第一电压表，所述第一电压表的第一端与所述充电桩的负极导通；
13.与所述三相驱动电机电连接的快充升压控制电路；
14.所述快充升压控制电路根据所述控制信号控制升压充电的开启和关闭。
15.可选的，所述快充升压控制盒还包括：
16.与所述第一电压检测表电连接的安全保障电路；
17.所述安全保障电路包括：
18.第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一电压表的第一端导通，所述第一电容的第二端与所述第一电压表的第二端导通；所述第一电容用于在升压充电过程中平抑电流产生的电压波动；
19.场效应管，所述场效应管的漏极与所述第一电容的第一端导通；
20.第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述场效应管的源极导通，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第二端导通；
21.所述场效应管控制所述第一电阻通过热能的形式消耗所述第一电容中电量。
22.可选的，所述快充升压控制电路包括：
23.第一继电开关，所述第一继电开关的第一端与所述第一电压表的第一端导通，所述第一继电开关的第二端与所述三相驱动电机导通；
24.第二电压表，所述第二电压表的第一端与所述第一继电开关的第一端导通，所述第二电压表的第二端与所述第一电压表的第二端导通；
25.第三电压表，所述第三电压表的第一端与所述第一继电开关的第二端导通，所述第三电压表的第二端与所述第二电压表的第二端导通；
26.所述第一继电器控制快充升压的开启和关闭；所述第二电压表和所述第三电压表对所述第一继电开关进行粘连故障检测；
27.当所述控制信号为升压充电信号时，通过第一控制信号控制所述快充升压控制盒中的第一继电开关关闭。
28.可选的，所述高压动力电池包括：
29.第二继电开关，所述第二继电开关的第二端与所述充电桩的正极导通，所述第二继电开关的第一端与所述电机控制器的正极导通；
30.第三继电开关，所述第三继电开关的第一端与所述充电桩的负极导通，所述第三继电开关的第二端与所述电机控制器的负极导通；
31.主负继电开关，所述主负继电开关的第二端与所述第三继电开关的第二端导通；所述主负继电开关用于控制所述高压电池模组的负极的连通与断开；
32.主正继电开关，所述主正继电开关的第二端与所述第二继电开关的第一端导通；所述主正继电开关用于控制所述高压电池模组的正极的连通与断开；
33.高压电池模组，所述高压电池模组的第一端与所述主正继电开关的第一端导通，所述高压电池模组的第二端与所述主负继电开关的第一端导通；所述高压电池模组为所述汽车提供能源；
34.当所述控制信号为升压充电信号时，通过第一控制信号控制所述高压动力电池中的第二继电开关关闭，所述高压动力电池中的所述第三继电开关开启。
35.可选的，所述主正继电电路还包括预充电电路，所述预充电电路包括：
36.预充电电阻，所述预充电电阻的第一端与所述主正继电开关的第一端导通；
37.预充电继电开关，所述预充电继电开关的第一端与所述预充电电阻的第二端导通，所述预充电继电开关的第二端与所述主正继电开关的第二端导通；
38.第五电压表，所述第五电压表的第一端与所述预充电电阻的第二端导通，所述第五电压表的第二端与所述主负继电开关的第一端导通；
39.所述预充电电路用于汽车的高压动力电池接通直流电流时进行预充电。
40.可选的，所述预充电电路还包括：
41.第四电压表，所述第四电压表的第一端与所述第二继电开关的第一端导通，所述第四电压表的第二端与所述主负继电开关的第一端导通；
42.在预充电完成后，所述第四电压表检测所述高压电池模组的输出电压。
43.可选的，所述高压动力电池还包括：
44.熔断器，所述熔断器的第一端与所述高压电池模组的第二端导通，所述，所述熔断器的第二端与所述主负继电开关的第一端导通。
45.可选的，所述高压动力电池还包括绝缘监测电路；所述绝缘监测电路用于对所述高压动力电池进行绝缘监测；
46.所述绝缘监测电路包括：第六电压表和绝缘监测表；
47.所述第六电压表的第一端与所述主正继电开关的第一端导通，所述第六电压表的第二端与所述绝缘监测表的第一端导通，所述绝缘监测表的第二端与所述主负继电开关的第一端导通。
48.可选的，所述电机控制器包括：
49.电流检测表，所述电流检测表的第一端与电机控制器的负极导通；所述电流检测表检测所述电机控制器工作过程中的负极的电流值；
50.开关电路，所述开关电路的第一端与所述电机控制器的正极导通，所述开关电路的第二端与所述三相驱动电机电连接，所述开关电路的第三端与所述电流检测表电连接；所述开关电路用于控制所述电机控制器的快充升压；
51.辅助电路，所述辅助电路的第一端与所述开关电路的第一端电连接，所述辅助电路的第二端与所述开关电路的第三端电连接；
52.第六电压表，所述第六电压表的第一端与所述电机控制器的正极导通，所述第六电压表的第二端与所述电流检测表电连接；所述第六电压表用于检测所述电机控制器的正极和负极之间的电压。
53.可选的，所述辅助电路包括：
54.母线电容，所述母线电容的第一端与所述电机控制器的正极导通，所述母线电容的第二端与所述电流检测表的第二端导通；
55.第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述电机控制器的正极导通，所述母线电容的第二端与所述电流检测表的第二端导通；
56.所述母线电容在快充升压过程中稳定电压，在下电时，所述第二电阻对所述电机控制器进行放电。
57.可选的，所述开关电路包括：第一相开关电路，第二相开关电路以及第三相开关电路；
58.所述第一相开关电路，第二相开关电路以及第三相开关电路均与所述电流检测电路电连接；
59.所述第一相开关电路与所述三相驱动电机的第一相电连接，第二相开关电路与所述三相驱动电机的v相电连接以及第三相开关电路、与所述三相驱动电机的w相电连接；
60.所述第一相开关电路，第二相开关电路以及第三相开关电路均包括：
61.第一晶体管，所述第一晶体管的集电极与所述电机控制器的正极导通；
62.第二晶体管，所述第二晶体管的集电极与所述第一晶体管的发射极导通，所述第二晶体管的发射极与所述电流检测电路的第二端导通。
63.可选的，汽车的快充升压系统，还包括：
64.驻车挡锁止装置，所述驻车挡锁止装置与所述三相驱动电机的动力输出轴连接，所述驻车挡锁止装置与所述电机控制器电连接；
65.所述驻车挡锁止装置接收所述电机控制器的锁止指令或开启指令，并根据所述锁止指令或开启指令控制所述三相驱动电机的动力输出轴锁止或开启。
66.本发明还提供一种汽车的快充升压方法，应用于如上述的汽车的快充升压系统，包括：
67.汽车的电池管理系统根据充电桩提供的电压小于预设电压值的直流电流向快充升压控制盒、高压动力电池以及电机控制器发送控制信号；
68.当所述控制信号为升压充电信号时，所述控制信号控制所述高压动力电池、电机控制器以及三相驱动电机进行升压充电。
69.可选的，所述控制信号控制所述高压动力电池、电机控制器以及三相驱动电机进行升压充电，包括：
70.通过第一控制信号控制所述快充升压控制盒中的第一继电开关关闭，控制所述高压动力电池中的第二继电开关关闭，所述第三继电开关开启；
71.所述电机控制器中的第一晶体管通过第二控制信号控制开启和断开，以使对高压动力电池进行升压充电。
72.可选的，所述第二控制信号的占空比按照以下过程进行调节：
73.获取三相驱动电机的扭矩波动系数和预设期望扭矩波动系数；
74.根据所述扭矩波动系数和预设期望扭矩波动系数，通过第一线性控制器确定修正系数；
75.获取第六电压表的实际电压值和预设期望电压值；
76.根据所述实际电压值和预设期望电压值，通过第二线性控制器确定目标电流值；
77.根据所述目标电流值和预设期望电流值，通过第三线性控制器确定第一晶体管的第二控制信号的占空比。
78.本发明还提供一种汽车，包括如上述的汽车的快充升压系统。
79.本发明的上述方案至少包括以下有益效果：
80.本发明的上述方案，通过快充升压控制盒，快充升压控制盒与充电桩电连接；高压动力电池，高压动力电池与充电桩和快充升压控制盒电连接；电机控制器，电机控制器与高压动力电池电连接；三相驱动电机，三相驱动电机与电机控制器电连接；汽车的电池管理系统根据充电桩提供的电压小于预设电压值的直流电流向所述快充升压控制盒、所述高压动
力电池以及所述电机控制器发送控制信号；当所述控制信号为升压充电信号时，所述控制信号控制所述高压动力电池、电机控制器以及三相驱动电机进行升压充电；本发明的方案提高了快充升压的升压能力，快充升压过程中纹波电流更小，解决了快充升压过程电机磁钢温升过快的问题，同时还避免了快充升压过程中驱动电机的非预期输出扭矩对汽车造成的安全隐患。
附图说明
81.图1是本发明实施例提供的汽车的快充升压系统的结构示意图；
82.图2是本发明提供的具体的实施例中驻车挡锁止装置与驱动电机的连接结构示意图；
83.图3是本发明实施例提供的汽车的快充升压方法的流程示意图；
84.图4是本发明实施例提供的电压闭环控制和电流闭环控制的结构示意图；
85.图5是本发明实施例提供的扭矩波动系数闭环控制的结构示意图；
86.图6是本发明提供的具体的实施例中第一次简化后的汽车的快充升压系统的结构示意图；
87.图7是本发明提供的具体的实施例中第二次简化后的汽车的快充升压系统的结构示意图；
88.图8是本发明提供的具体的实施例中汽车的快充升压系统的电路图；
89.图9是本发明提供的具体的实施例中汽车的快充升压系统的boost升压电路图；
90.图10是本发明提供的具体的实施例中汽车的快充升压系统对驱动电机进行电感储能的boost升压电路图；
91.图11是本发明提供的具体的实施例中将高压动力电池的正负极电位拉低的boost升压电路图；
92.图12是本发明提供的具体的实施例中纯电动汽车的快充升压方法的流程图。
具体实施方式
93.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
94.如图1所示，本发明的实施例提出一种汽车的快充升压系统，包括：
95.快充升压控制盒，所述快充升压控制盒与充电桩电连接；
96.高压动力电池，所述高压动力电池与所述充电桩和所述快充升压控制盒电连接；
97.电机控制器，所述电机控制器与所述高压动力电池电连接；
98.三相驱动电机，所述三相驱动电机与所述电机控制器电连接；
99.汽车的电池管理系统根据充电桩提供的电压小于预设电压值的直流电流向所述快充升压控制盒、所高压动力电池以及所电机控制器发送控制信号；当所述控制信号为升压充电信号时，所述控制信号控制所述高压动力电池、电机控制器以及三相驱动电机进行升压充电。
100.该实施例中，汽车的快充升压系统包括快充升压控制盒、高压动力电池、电机控制器以及三相驱动电机；汽车的电池管理系统(bms，battery management system)用于控制该快充升压系统；当充电桩提供电压小于预设电压值的直流电流时，bms控制快充升压控制盒、高压动力电池、电机控制器以及三相驱动电机构建双向并联boost升压电路(升压斩波电路)，将充电桩输出的直流电流的电压进行升压，为车辆的高压动力电池实施快充升压；提高了快充升压的升压能力，快充升压过程中纹波电流更小，解决了快充升压过程电机磁钢温升过快的问题，同时还避免了快充升压过程中驱动电机的非预期输出扭矩对汽车造成的安全隐患。
101.其中，充电桩优选为直流快速充电桩，用于为汽车的快充升压系统提供规定电压的大功率直流电能；直流快速充电桩根据输出电压的电压值大小，可分为：非高压直流快速充电桩和高压直流快速充电桩；汽车存在一动力电池电压(预设电压值)，当充电桩提供的直流电流的电压值大于或等于动力电池电压时，可以进行快速充电；但是，当充电桩提供的直流电流的电压值小于动力电池电压时，无法基于该直流电流进行快速充电，此时，需要将小于动力电池电压的直流电流进行升压处理，进而实现快充升压。
102.本发明一可选的实施例中，所述快充升压控制盒包括：
103.第一电压表，所述第一电压表的第一端与所述充电桩的负极导通；
104.与所述三相驱动电机电连接的快充升压控制电路；
105.所述快充升压控制电路根据所述控制信号控制升压充电的开启和关闭。
106.本实施例中，快充升压控制盒可串联整个汽车的快充升压系统，控制快充升压的建立与断开；快充升压控制盒包括：第一电压表以及快充升压控制电路；其中，第一电压表用于检测充电桩提供的直流电流的电压值大小，快充升压控制电路用于根据控制信号控制升压充电的开启和关闭；
107.需要说明的是，该控制信号由bms根据充电桩提供的直流电流的电压值大小与预设电压值的大小关系而定的；当充电桩提供的直流电流的电压值大于预设电压值时，快充升压控制电路根据控制信号控制升压充电的开启；当充电桩提供的直流电流的电压值小于预设电压值时，快充升压控制电路根据控制信号控制升压充电的关闭。
108.本发明一可选的实施例中，所述快充升压控制盒还包括：
109.与所述第一电压检测表电连接的安全保障电路；
110.所述安全保障电路用于保障充电系统的高压安全。
111.所述安全保障电路包括：
112.第一电容，所述第一电容的第一端与所述第一电压表的第一端导通，所述第一电容的第二端与所述第一电压表的第二端导通；所述第一电容用于在升压充电过程中平抑电流产生的电压波动；
113.场效应管，所述场效应管的漏极与所述第一电容的第一端导通；
114.第一电阻，所述第一电阻的第一端与所述场效应管的源极导通，所述第一电阻的第二端与所述第一电容的第二端导通；
115.所述场效应管控制所述第一电阻通过热能的形式消耗所述第一电容中电量。
116.本实施例中，快充升压控制盒还包括安全保障电路，该安全保障电路用于实现快充升压控制盒的放电功能，在快充升压过程结束后对快充升压控制盒内部存储的电量予以
泄放，以此来保障系统的高压安全；
117.安全保障电路包括第一电容、场效应管以及第一电阻；第一电容用于在快充升压过程中平抑电流产生的电压波动；快充升压过程中场效应管均处于断开状态，当快充升压过程完成后，第一电容由于快充升压过程存储了一定的电量，该电量需要进行泄放，此时，使场效应管处于闭合状态，第二电容中存储的电量通过第一电阻以热量的形式被消耗掉，以此来保障系统的高压安全；
118.另外，需要说明的是，由于第一电容的第一端与第一电压表的第一端导通，第一电容的第二端与第一电压表的第二端导通，即第一电容与第一电压表并联，因此，第一电压表还可以用于检测第一电容的电量大小。
119.本发明一可选的实施例中，所述快充升压控制电路包括：
120.第一继电开关，所述第一继电开关的第一端与所述第一电压表的第一端导通，所述第一继电开关的第二端与所述三相驱动电机导通；
121.第二电压表，所述第二电压表的第一端与所述第一继电开关的第一端导通，所述第二电压表的第二端与所述第一电压表的第二端导通；
122.第三电压表，所述第三电压表的第一端与所述第一继电开关的第二端导通，所述第三电压表的第二端与所述第二电压表的第二端导通；
123.所述第一继电器控制快充升压的开启和关闭；所述第二电压表和所述第三电压表对所述第一继电开关进行粘连故障检测；
124.当所述控制信号为升压充电信号时，通过第一控制信号控制所述快充升压控制盒中的第一继电开关关闭。
125.本实施例中，快充升压控制盒的快充升压控制电路包括第一继电开关、第二电压表以及第三电压表，通过第一继电开关的闭合与断开控制快充升压的建立与断开，第二电压表和第三电压表用于对第一继电开关进行粘连故障检测，以便于当第一继电开关出现粘连故障时，能够及时的做出告警，避免了可能因为第一继电开关的粘连故障而导致的安全问题；当bms向第一继电开关发送的控制信号为升压充电信号时，通过第一控制信号控制快充升压控制盒中的第一继电开关关闭。
126.本发明一可选的实施例中，所述高压动力电池包括：
127.第二继电开关，所述第二继电开关的第二端与所述充电桩的正极导通，所述第二继电开关的第一端与所述电机控制器的正极导通；
128.第三继电开关，所述第三继电开关的第一端与所述充电桩的负极导通，所述第三继电开关的第二端与所述电机控制器的负极导通；
129.主负继电开关，所述主负继电开关的第二端与所述第三继电开关的第二端导通；所述主负继电开关用于控制所述高压电池模组的负极的连通与断开；
130.主正继电开关，所述主正继电开关的第二端与所述第二继电开关的第一端导通；所述主正继电开关用于控制所述高压电池模组的正极的连通与断开；
131.高压电池模组，所述高压电池模组的第一端与所述主正继电开关的第一端导通，所述高压电池模组的第二端与所述主负继电开关的第一端导通；所述高压电池模组为所述汽车提供能源；
132.当所述控制信号为升压充电信号时，通过第一控制信号控制所述高压动力电池中
的第二继电开关关闭，所述高压动力电池中的述第三继电开关开启。
133.本实施例中，高压动力电池包括第二继电开关、第三继电开关、主负继电开关、主正继电开关以及高压电池模组；其中，第二继电开关的第一端与电机控制器的正极导通，这里的电机控制器的正极即为第一电压表的第二端，第二继电开关的第二端与所述充电桩的正极导通；第三继电开关的第一端与充电桩的负极导通，第三继电开关的第二端与电机控制器的负极导通，这里的电机控制器的负极即为第一电压表的第一端；第二继电开关和第三继电开关的开启和关闭由快充升压控制盒控制；高压电池模组的第二端(负极)与第二继电开关导通，高压电池模组的第二端与第二继电开关之间还设置有主负继电开关，该主负继电开关用于控制高压电池模组的负极的连通与断开；高压电池模组的第一端(正极)与第三继电开关导通，高压电池模组的第一端与第三继电开关之间还设置有主正继电开关，该主正继电开关用于控制高压电池模组的正极的连通与断开；高压电池模组可存储充电桩提供的电能，为汽车的运行提供能源；
134.需要说明的是，第二继电开关和第三继电开关是用于实现快充升压的继电开关，其中，当汽车连接的充电桩为高压直流快速充电桩时(即充电桩提供的直流电流的电压值大于或等于预设电压值)，bms的控制信号为升压充电信号，则控制第二继电开关和第三继电开关闭合，此时利用充电桩输出的直流电流进行电池快充，当汽车连接的充电桩为非高压直流快速充电桩时(即充电桩提供的直流电流的电压值小于预设电压值)，则控制第二继电开关闭合，第三继电开关断开，此时，快充升压控制盒、高压动力电池、电机控制器以及三相驱动电机组成的电路回路可实现快充升压。
135.进一步地，本发明一可选的实施例中，所述主正继电电路还包括预充电电路，所述预充电电路包括：
136.预充电电阻，所述预充电电阻的第一端与所述主正继电开关的第一端导通；
137.预充电继电开关，所述预充电继电开关的第一端与所述预充电电阻的第二端导通，所述预充电继电开关的第二端与所述主正继电开关的第二端导通；
138.第五电压表，所述第五电压表的第一端与所述预充电电阻的第二端导通，所述第五电压表的第二端与所述主负继电开关的第一端导通；
139.所述预充电电路用于汽车的高压动力电池接通直流电流时进行预充电。
140.该实施例中，由于高压动力电池的高压电池模组在电源接通瞬间，高压电池模组两端的电压不会突变，而高压电池模组两端的电流会突变，刚接通电源瞬间，高压电池模组两端相当于短路，此时，预充电电路可起到保护元件不会在接通电源瞬间损坏；
141.因此，主正继电电路还包括预充电电路，预充电电路用于汽车的高压动力电池上高压过程中进行预充电；预充电电路包括：预充电电阻、预充电继电开关以及第五电压表；当汽车的高压动力电池上高压时，控制预充电继电开关和主负继电开关闭合，通过第五电压表检测预充电过程中高压电池模组的电压，当汽车的高压动力电池下高压时，高压电池模组的电压可停止预充电，断开预充电继电开关，闭合主正继电开关，通过预充电电路可以有效地防止高压动力电池在充电桩的电源接通瞬间可能会对元器件造成的影响。
142.本发明一可选的实施例中，所述预充电电路还包括：
143.第四电压表，所述第四电压表的第一端与所述第二继电开关的第一端导通，所述第四电压表的第二端与所述主负继电开关的第一端导通；
144.在预充电完成后，所述第四电压表检测所述高压电池模组的输出电压。
145.本实施例中，预充电电路还包括第四电压表，该第四电压表的第一端与第二继电开关的第一端导通，第二端与主负继电开关的第一端导通；可用于在预充电完成后检测高压电池模组的输出电压，以保证高压动力电池使用过程中的安全性。
146.本发明一可选的实施例中，所述高压动力电池还包括：
147.熔断器，所述熔断器的第一端与所述高压电池模组的第二端导通，所述，所述熔断器的第二端与所述主负继电开关的第一端导通。
148.本实施例中，高压动力电池还包括熔断器，该熔断器与高压电池模组串联，当高压电池模组的输出电流超过预设电流值后，熔断器将被熔断，实现高压电池模组的被动断电，从而保护高压动力电池的系统安全。
149.本发明一可选的实施例中，所述高压动力电池还包括绝缘监测电路；所述绝缘监测电路用于对所述高压动力电池进行绝缘监测；
150.所述绝缘监测电路包括：第六电压表和绝缘监测表；
151.所述第六电压表的第一端与所述主正继电开关的第一端导通，所述第六电压表的第二端与所述绝缘监测表的第一端导通，所述绝缘监测表的第二端与所述主负继电开关的第一端导通。
152.该实施例中，高压动力电池还包括绝缘监测电路，绝缘监测电路具体包括第六电压表和绝缘监测表，第六电压表和绝缘监测表串联连接，第六电压表的第一端与主正继电开关的第一端导通，第六电压表的第二端与绝缘监测表的第一端导通，绝缘监测表的第二端与主负继电开关的第一端导通；绝缘监测电路实现了高压动力电池的系统绝缘监测。
153.本发明一可选的实施例中，所述电机控制器包括：
154.电流检测表，所述电流检测表的第一端与电机控制器的负极导通；所述电流检测表检测所述电机控制器工作过程中的负极的电流值；
155.开关电路，所述开关电路的第一端与所述电机控制器的正极导通，所述开关电路的第二端与所述三相驱动电机电连接，所述开关电路的第三端与所述电流检测表电连接；所述开关电路用于控制所述电机控制器的快充升压；
156.辅助电路，所述辅助电路的第一端与所述开关电路的第一端电连接，所述辅助电路的第二端与所述开关电路的第三端电连接；
157.第六电压表，所述第六电压表的第一端与所述电机控制器的正极导通，所述第六电压表的第二端与所述电流检测表电连接；所述第六电压表用于检测所述电机控制器的正极和负极之间的电压。
158.本实施例中，电机控制器包括：电流检测表、开关电路、辅助电路以及第六电压表；电机控制器中的电流检测表、开关电路以及第六电压表构成功率转换模块，电流检测表用于检测工作过程中电机控制器的直流母线端(负极)的电流值，第六电压表用于检测电机控制器的正极和负极之间的电压，开关电路用于控制电机控制器的快充升压，当快充升压控制盒根据控制信号控制电机控制器进行快充升压时，开关电路可以调整boost升压电路(升压斩波电路)的充放电。
159.本发明一可选的实施例中，所述辅助电路包括：
160.母线电容，所述母线电容的第一端与所述电机控制器的正极导通，所述母线电容
的第二端与所述电流检测表的第二端导通；
161.第二电阻，所述第二电阻的第一端与所述电机控制器的正极导通，所述母线电容的第二端与所述电流检测表的第二端导通；
162.所述母线电容在快充升压过程中稳定电压，在下电时，所述第二电阻对所述电机控制器进行放电。
163.本实施例中的辅助电路包括母线电容和第二电阻，其中，母线电容在快充升压过程中为boost升压电路(升压斩波电路)稳定电压，当电机控制器在下电(断开电源)时，第二电阻将电机控制器存储的电能释放掉。
164.本发明一可选的实施例中，所述开关电路包括：第一相开关电路，第二相开关电路以及第三相开关电路；
165.所述第一相开关电路，第二相开关电路以及第三相开关电路均与所述电流检测表电连接；
166.所述第一相开关电路与所述三相驱动电机的第一相电连接，第二相开关电路与所述三相驱动电机的v相电连接以及第三相开关电路、与所述三相驱动电机的w相电连接；
167.所述第一相开关电路，第二相开关电路以及第三相开关电路均包括：
168.第一晶体管，所述第一晶体管的集电极与所述电机控制器的正极导通；
169.第二晶体管，所述第二晶体管的集电极与所述第一晶体管的发射极导通，所述第二晶体管的发射极与所述电流检测表的第二端导通；
170.当所述控制信号为升压充电信号时，通过第二控制信号控制所述电机控制器中的第一晶体管的开启和断开，以使对高压动力电池进行升压充电。
171.该实施例中，开关电路用于控制电机控制器的快充升压，开关电路包括第一相开关电路(u相开关电路)，第二相开关电路(v相开关电路)以及第三相开关电路(w相开关电路)；u相开关电路，v相开关电路以及w相开关电路均包括串联连接第一晶体管和第二晶体管，第一晶体管的集电极与电机控制器的正极导通，第二晶体管的集电极与第一晶体管的发射极导通，第二晶体管的发射极与电流检测电路的第二端导通；当控制信号为升压充电信号时，第二控制信号控制第一晶体管的开启和断开，此时，第一晶体管用于控制由高压动力电池、充电桩、母线电容、与第一晶体管连接的第二晶体管以及三相驱动电机构成的boost升压电路中，三相驱动电机中的电感的充电和放电；
172.三相驱动电机中的电感充电过程中，使得boost升压电路的回路中高压动力电池中高压电池模组两端的电压差值增大，实现了升压充电。
173.需要说明的是，第一晶体管和第二晶体管均为绝缘栅双极型晶体管(igbt)。
174.当快充升压控制盒根据控制信号控制电机控制器进行快充升压时，开关电路可以调整第一晶体管的集电极和发射极闭合，第二晶体管的集电极和发射极闭合，对三相驱动电机中的电感进行充电；开关电路可以调整第一晶体管的集电极和发射极断开，第二晶体管的集电极和发射极闭合，对三相驱动电机中的电感进行放电，使得高压动力电池的正负极之间的电压被提升，实现快充升压。
175.其中，u相开关电路，v相开关电路以及w相开关电路分别与三相驱动电机的u相、v相以及w相电连接；
176.三相驱动电机包括u相电感、v相电感以及w相电感，三相驱动电机中中的u相电感、
v相电感以及w相电感分别与u相开关电路，v相开关电路以及w相开关电路电连接；另外，三相驱动电机中的任意一相引出一条线路，该线路与快充升压控制盒中的第一继电开关的第一端电连接，用于建立快充升压回路。
177.如图1所示，一个具体的实施例中，汽车的快充升压系统包括快充升压控制盒、高压动力电池、电机控制器以及驱动电机；直流快速充电桩为汽车的快充升压系统提供直流电流；快充升压控制盒、高压动力电池、电机控制器、驱动电机以及直流快速充电桩相互之间均电连接；
178.其中，快充升压控制盒包括电压表v5、电容c2、场效应管k1、电阻r3电压表v6、电压表v7以及继电器s6；
179.电压表v5的第一端与直流快速充电桩的负极导通，电压表v5的第二端与高压动力电池的导通，该电压表v5用于在快充升压过程中检测直流快速充电桩的输出电压；
180.电容c2、场效应管k1以及电阻r3构成安全保障电路，当快充升压过程完成后，电容c2存储了一定的电量，该电量需要进行泄放，此时，使场效应管k1处于闭合状态，电容c2中存储的电量通过电阻r3以热量的形式被消耗掉，保障了快充升压控制盒的高压安全；
181.电压表v6、电压表v7以及继电器s6构成快充升压控制电路，继电器s6根据控制信号控制快充升压的开启和关闭，电压表v6和电压表v7分别检测继电器s6两端的电压值，对继电器s6进行粘连故障检测；
182.高压动力电池包括继电器s4、继电器s5、主负继电器s1、主正继电器s2、继电器s3、电阻r1、电压表v3、电压表v2、电压表v1、绝缘监测表i1、熔断器f1以及高压电池模组b1；
183.快充升压控制盒根据控制信号控制第二继电开关和第三继电开关的开启和关闭，实现快充升压的开启和关闭；主负继电器s1和主正继电器s2分别设置于高压电池模组b1的负极和正极上，分别用于控制高压电池模组b1的负极和正极的导通与断开；
184.继电器s3、电阻r1以及电压表v2构成主负继电器s1的预充电电路，当汽车的高压动力电池上高压时，控制继电器s3和主负继电器s1闭合，通过电压表v2检测预充电过程中高压电池模组b1的电压，当汽车的高压动力电池下高压时，高压电池模组b1的电压可停止预充电，断开继电器s3，闭合主正继电器s2；
185.电压表v3设置在主负继电器s1的第一端和主正继电器s2的第二端之间，用于检测预充电完成后的高压电池模组的输出电压；
186.电压表v1和绝缘监测表i1构成绝缘监测电路，对高压动力电池的系统绝缘监测，保证了高压动力电池的安全；
187.熔断器f1与高压电池模组b1串联，保证了高压电池模组b1的输出电流在预设范围内；
188.电机控制器包括电流表a1、晶体管k
u1
、晶体管k
u2
、晶体管k
v1
、晶体管k
v2
、晶体管k
w1
、晶体管k
w2
、电容c1、电阻r2以及电压表v4；
189.电流表a1检测电机控制器的负极的电流值；
190.晶体管k
u1
和晶体管k
u2
构成驱动电机的u相对应的开关电路，晶体管k
v1
和晶体管k
v2
构成驱动电机的v相对应的开关电路，晶体管k
w1
和晶体管k
w2
构成驱动电机的w相对应的开关电路；晶体管k
u1
的发射极和晶体管k
u2
的集电极之间引出一条线路与驱动电机的u相电感导通，晶体管k
v1
的发射极和晶体管k
v2
的集电极之间引出一条线路与驱动电机的v相电感导
通，晶体管k
w1
的发射极和晶体管k
w2
的集电极之间引出一条线路与驱动电机的w相电感导通；
191.电容c1和电阻r2构成辅助电路，用于电容c1在快充升压过程中稳定电压，在下电时，电阻r2对电机控制器进行放电；
192.电压表v4用于检测电机控制器的正极和负极之间的电压值；
193.驱动电机包括u相电感、v相电感以及w相电感，其中，任意一相的引出一条线路与快充升压控制盒中的继电器s6导通；
194.当控制信号控制快充升压系统进行快充升压时，控制继电器s4、继电器s6处于闭合状态，继电器s5处于断开状态，此时，高压动力电池、电机控制器以及驱动电机构成boost升压电路，通过控制boost升压电路进行充放电，即可实现将高压动力电池的正负极的电压差值拉大，实现快充升压；
195.基于图1所示的汽车的快充升压系统，采用双向并联技术，利用电机控制器的开关电路和三相驱动电机的三相绕组组成双向并联boost升压电路，升压过程中在三相驱动电机的纹波电流较小、低磁钢损耗，磁钢的温升速率较低，能够更好的满足车辆长时间快充升压需求。
196.本发明一可选的实施例中，汽车的快充升压系统还包括：
197.驻车挡锁止装置，所述驻车挡锁止装置与所述三相驱动电机的动力输出轴连接，所述驻车挡锁止装置与所述电机控制器电连接；
198.所述驻车挡锁止装置接收所述电机控制器的锁止指令或开启指令，并根据所述锁止指令或开启指令控制所述三相驱动电机的动力输出轴锁止或开启。
199.本实施例中，汽车的快充升压系统还包括驻车挡锁止装置，用于在快充升压过程中将三相驱动电机的动力输出轴进行物理锁止，从而避免快充升压过程中由于驱动电机非预期的扭矩输出所带来的安全隐患；
200.驻车挡锁止装置与三相驱动电机的动力输出轴相连接，其中，驻车挡锁止装置的作用为驻车，驻车挡锁止装置通过将三相驱动电机的动力输出轴实施物理锁止来实现车辆的驻车功能。
201.如图2所示，一个具体的实施例中，纯电动汽车的快充升压物理锁止系统包括：p(驻车)挡锁止装置、驱动电机以及电机控制器；其中，驱动电机和电机控制器结合高压动力电池等可共同实现其纯电动汽车的快充升压功能；p挡锁止装置与驱动电机的动力输出轴连接，与电机控制器电连接；当p挡锁止装置接收到电机控制器的锁止指令或开启指令，可根据锁止指令或开启指令控制驱动电机的动力输出轴锁止或开启，从而避免快充升压过程中由于驱动电机非预期的扭矩输出所带来的安全隐患。
202.如图3所示，本发明还提供一种汽车的快充升压方法，应用于如上述的汽车的快充升压系统，包括：
203.步骤31，汽车的电池管理系统根据充电桩提供的电压小于预设电压值的直流电流向快充升压控制盒、高压动力电池以及电机控制器发送控制信号；
204.步骤32，当所述控制信号为升压充电信号时，所述控制信号控制所述高压动力电池、电机控制器以及三相驱动电机进行升压充电。
205.该实施例中，基于上述的汽车的快充升压系统，bms用于向快充升压系统发送控制
信号，控制该快充升压系统进行升压快充；当充电桩向所述快充升压控制盒提供电压小于预设电压值的直流电流，bms根据该直流电流，向快充升压控制盒、高压动力电池以及电机控制器发送控制信号，该控制信号指示快充升压控制盒、高压动力电池、电机控制器以及三相驱动电机进行升压充电；提高了快充升压的升压能力，快充升压过程中纹波电流更小，解决了快充升压过程电机磁钢温升过快的问题，同时还避免了快充升压过程中驱动电机的非预期输出扭矩对汽车造成的安全隐患。
206.本发明一可选的实施例中，步骤32，包括：
207.步骤331，通过第一控制信号控制所述快充升压控制盒中的第一继电开关关闭，控制所述高压动力电池中的第二继电开关关闭，所述第三继电开关开启；
208.步骤332，所述电机控制器中的第一晶体管通过第二控制信号控制开启和断开，以使对高压动力电池进行升压充电。
209.本实施例中，当快充升压控制盒和高压动力电池接收到的控制信号为升压充电信号时，通过第一控制信号控制快充升压控制盒中的第一继电开关关闭，第二继电开关关闭，第三继电开关开启；此时，高压动力电池、电机控制器以及驱动电机共同构成boost升压电路，通过第二控制信号控制第一晶体管的开启和断开实现控制boost升压电路进行充放电，实现了将高压动力电池的正负极的电压差值拉大，进而实现了快充升压；
210.需要说明的是，通过控制u相的第一晶体管和v相的第一晶体管导通与关断可实现快充升压，即控制一个关断周期内u相的第一晶体管和v相的第一晶体管的第二控制信号的占空比来实现快充升压，第一晶体管的第二控制信号为脉冲信号；
211.对于汽车的快充升压控制，基于汽车的需求在电机控制器与高压动力电池电连接的直流高压母线中按照指令产生预期电压值，以此实现对高压动力电池的充电，基于汽车安全角度，需要在汽车的快充升压充电过程中避免汽车的非预期移动，通过p挡锁止装置将电机的动力输出轴实施锁止，从而杜绝了车辆的非预期移动，在此基础上为进一步的提高快充升压控制过程中的汽车安全性，引入基于驱动电机输出的扭矩波动系数的闭环控制措施，在输出的扭矩波动系数较大时通过降低充电电流(降低充电功率)的方式来削弱驱动电机的非预期输出扭矩，以此来保障整个快充升压过程的安全；
212.具体的，本发明一可选的实施例中，第一晶体管的第二控制信号的占空比根据以下过程调节：
213.获取快充升压过程中的扭矩波动系数和预设期望扭矩波动系数；
214.根据所述扭矩波动系数和预设期望扭矩波动系数，通过第一线性控制器(第一pi控制器)确定修正系数b；
215.获取快充升压过程中的第六电压表的实际电压值和预设期望电压值；
216.根据所述实际电压值和预设期望电压值，通过第二线性控制器(第二pi控制器)确定目标电流值i
×
b；
217.根据所述目标电流值和预设期望电流值，通过第三线性控制器(第三pi控制器)确定第一晶体管的第二控制信号的占空比d。
218.该实施例中，为了对高压动力电池的电源功率控制，采用快充升压过程中驱动电机输出的扭矩波动系数，进行快充升压的三闭环控制，分别针对驱动电机输出的预设期望扭矩波动系数、预设期望电压值以及预设期望电流值确定第一线性控制器、第二线性控制
器以及第三线性控制器，形成三闭环控制，以实现快充升压功能；
219.如图4和图5所示，图4和图5示出了占空比的调节架构，主要分为电压闭环控制、电流闭环控制以及扭矩波动系数闭环控制，共三个pi(线性)闭环控制；
220.电压闭环控制中，uc表示预设期望电压值，即升压控制的目标电压，u表示电机控制器采集到的实际电压值，对这两个电压的差值通过第二pi(线性)控制器进行pi调节，得到预设期望母线电流i＝i
×
b；
221.电流闭环控制中，ir表示电机控制器的实际电流值，利用实际电流值ir与预设期望电流值i之间的差值通过第二pi控制器进行pi调节，得到电机控制器的第一晶体管的第二控制信号的占空比指令d，该占空比指令d用于同步实现第一晶体管的导通与关断，实现双相并联快充升压控制；
222.扭矩波动系数闭环控制中，通过快充升压过程中驱动电机输出的扭矩波动系数对实际电流i进行修正，通过调整扭矩波动系数可实现降低快充升压控制过程中的电流，进而削弱驱动电机的非预期扭矩输出。tc表示驱动电机输出的预设期望扭矩波动系数，t表示实际的扭矩波动系数，经过第三pi控制器的pi调节后得到电流指令修正系数b，该系数用于预设期望母线电流i。
223.本发明一可选的实施例中，电压闭环控制中，对扭矩波动系数和预设期望扭矩波动系数通过第二pi控制器进行pi调节的过程如下：
224.通过公式确定目标电流值；
225.其中，i
int
为目标电流值，
△
u(t)为快充升压过程中实际电压值和预设期望电压值的差值，即
△
u(t)＝u
c-u，k
p-u
表示电压闭环控制中的比例系数，k
p-u
＞0，k
i-u
表示电压闭环控制中的积分系数，k
i-u
＞0，h表示pwm控制周期。
226.进一步的，目标电流值i
int
的范围通过以下过程进行确定：
227.定义i
max
为最大电流值，i
min
为最小电流值，其中，i
max
＞i
min
＞0，则目标电流值i
int
的范围为：其中，i表示经过电压闭环控制得到的目标电流值。
228.本发明一可选的实施例中，电流闭环控制中，对实际电压值和预设期望电压值通过第三pi控制器进行pi调节的过程如下：
229.通过公式确定占空比；
230.其中，d
int
为占空比，
△
i(t)为快充升压过程中实际电压值和预设期望电压值的差值，即
△
i(t)＝i-ir，k
p-i
表示电流闭环控制的比例系数，k
p-i
＞0；k
i-i
表示电流闭环控制的积分系数，k
i-i
＞0；h表示pwm控制周期。
231.进一步的，占空比d的范围通过以下过程进行确定：
232.定义d
max
为最大占空比，d
min
为最小占空比，其中，d
max
＞d
min
＞0，则占空比d的范围
为：其中，d表示经过电流闭环控制得到的占空比。
233.本发明一可选的实施例中，扭矩波动系数闭环控制中，确定扭矩波动系数的过程如下：
234.通过公式计算得到扭矩的平均值；其中，t
ave
表示i个控制周期内驱动电机输出的扭矩的平均值，tq表示驱动电机当前的输出扭矩值；
235.根据所述扭矩的平均值，通过公式计算得到扭矩波动系数；其中，t表示扭矩波动系数，t≥0。
236.进一步的，扭矩波动系数的范围如下：
237.其中，
△
t为扭矩波动系数和预设期望扭矩波动系数之间的差值，t为扭矩波动系数，tc为预设期望扭矩波动系数；
238.当快充升压控制过程中实际的扭矩波动系数t不超过tc时，则认为当前的扭矩波动系数t在预期范围内，不需要进行pi调节，此时令
△
t＝0，若实际的扭矩波动系数t超过预设期望扭矩波动系数tc，则需要pi调节介入；
239.通过第一pi控制器进行pi调节的过程如下：
240.通过公式确定修正系数；
241.其中，b
int
表示修正系数，k
p-b
表示闭环控制的比例系数，k
p-b
＞0；k
i-b
表示闭环控制的积分系数，k
i-b
＞0；
242.修正系数b
int
的范围通过以下过程进行确定：
243.定义第一边界b
max
与第二边界b
min
，b
max
＞b
min
＞0；
244.则修正系数b
int
的范围为
245.其中，bk为限制值，由于在实施快充升压控制过程中，扭矩波动系数不稳定因此限制值bk需要进行归一化处理，这里的归一化处理包括：
246.当扭矩波动系数非常大时，通过第一pi控制器输出的修正系数b
int
也较大，对应的限制值bk也较大，若限制值bk达到b
max
，通过公式使得修
正系数b为0.5，此时在电流闭环控制中降低充电电流的大小来削弱驱动电机的输出扭矩；
247.当扭矩波动系数较小时，通过第一pi控制器输出的修正系数b
int
也较小，若对应的限制值bk若达到b
min
，通过公式使得修正系数b为1，此时考虑到扭矩波动程度较小，因此保持当前的充电电流，不用削弱驱动电机的输出扭矩。
248.如图1、6以及7所示，又一具体的实施例中，当bms向快充升压控制盒发送进行快充升压的控制信号时，快充升压控制盒控制继电器s4和继电器s6闭合，继电器s6断开，基于图1简化掉电流检测、电压检测、绝缘监测、稳压、预充电、主动放电等电路后，可得到如图6所示的第一次简化后的快充升压系统；
249.进一步地，由于快充升压控制盒的负极在这里仅起到连接作用，同时由于继电器s5断开，高压动力电池与直流快速充电桩的负极之间的线路无意义，基于图6进一步简化，可得到如图7所示的第二次简化后的快充升压系统；
250.如图7所示，直流快速充电桩的正极与高压动力电池的正极以及电机控制器的正极相连接，形成等电位；
251.直流快速充电桩的负极与驱动电机的w相绕组相连接，经电机定子绕组线圈、电机控制器的开关电路与高压动力电池的负极相连接，使得电机控制器与驱动电机组成boost升压电路，提高了高压动力电池的正负极两端的电压差，通过将直流快速充电桩的输出电压进行提升实现对汽车的升压快速充电。
252.如图1、7、8、9、10、11所示，再一具体的实施例中，在快充升压控制过程中，电机控制器的开关电路中的第一晶体管均处于断开状态(即集电极和发射极之间断开)，此时，将图7所示的电路连接关系转化为如图8所示的电路图，图8中k
u1
与k
v1
分别为电机控制器的开关电路中对应于u相与v相的第一晶体管，电机控制器的开关电路中对应于u相与v相的第二晶体管(k
u2
与k
v2
)均处于断开状态，根据晶体管的工作特性可等效为续流二极管，即图8中的du和dv；在快充升压过程中，k
u1
与k
v1
的开关状态同步，此时驱动电机中的u相绕组(电感)、v相绕组并联后与w相绕组串联；
253.基于图8进一步简化，可得到如图9所示的快充升压系统的boost升压电路图，其中，k表示u相的第一晶体管k
u1
、v相的第一晶体管k
v1
的并联等效晶体管开关k，通过控制该晶体管开关k的闭合与导通实现快充升压功能；
254.这里，对图9的快充升压系统的boost升压电路图进行说明：
255.如图10所示，控制u相的第一晶体管k
u1
、v相的第一晶体管k
v1
导通(即晶体管开关k闭合)，此时，充电桩的正极输出电流经过驱动电机的绕组电感线圈流回充电桩的负极，即图7中的电流i1对驱动电机实现电感储能；
256.如图11所示，然后控制u相的第一晶体管k
u1
、v相的第一晶体管k
v1
断开(即晶体管开关k断开)，此时，在驱动电机的绕组电感线圈的续流作用下，经续流二极管d产生电流i2，由于该电流i2的存在，导致电容c1负极端的电位拉低，充电桩的正极与高压动力电池的正极处于等电位，高压动力电池的负极与电容c1的负极处于等电位，实现了高压动力电池的正负极间的电压差提升，从而实现升压充电的功能。
257.如图12所示，又一具体的实施例中，纯电动汽车的快充升压方法包括：
258.步骤121，bms根据汽车的主控制器确定快充升压的需求；
259.步骤122，若汽车存在快充升压的需求，则由电机控制器向p(驻车)挡锁死装置发送控制指令，使p挡锁死装置对驱动电机的输出轴实施物理锁止，以防止快充升压控制过程中由于驱动电机的非预期输出扭矩导致车辆的移动，以及由此带来的安全隐患；
260.步骤123，电机控制器按照预定控制逻辑实施快充升压控制；
261.步骤124，在快充升压过程中继续进行快充升压控制需求的判断；
262.步骤125，当检测到汽车没有快充升压的需求时，电机控制器停止快充升压控制；否则，继续执行步骤123；
263.步骤126，将p挡锁死装置恢复至之前的状态。
264.需要说明的是，该方法是与上述汽车的快充升压系统对应的方法，上述汽车的快充升压系统的实施例中的所有实现方式均适用于该方法的实施例中，也能达到相同的技术效果。
265.本发明还提供一种汽车，包括如上述的汽车的快充升压系统。
266.需要说明的是，该汽车是与上述汽车的快充升压系统对应的汽车，上述汽车的快充升压系统的实施例中的所有实现方式均适用于该汽车的实施例中，也能达到相同的技术效果。
267.以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。