一种动力总成、控制方法及混合动力汽车与流程

1.本技术涉及新能源汽车技术领域，尤其是一种动力总成、控制方法及混合动力汽车。


背景技术：

2.目前，混合动力汽车中的动力总成如图1所示，即动力总成包括发电机m1、与发电机m1连接的发电机控制单元100、dc/dc双向变换器101、电动机m2以及与电动机m2连接的电动机控制单元102。
3.其中，发电机m1由发动机(也可以称为内燃机)驱动，发电机m1在输出扭矩的过程中可以将机械能转换为电能，并且将产生的电能向电动机m2提供，以及将产生的电能经过dc/dc双向变换器101向电池bat1提供。或者，电池bat1也可以经过dc/dc双向变换器101向电动机m2供电。可以看出，动力电池bat1既可以充电也可以放电，但动力电池bat1的充放电都需要经过dc/dc双向变换器101。因此，现有混合动力汽车的动力总成除了包括发电机控制单元100和电动机控制单元102之外，还包括dc/dc双向变换器101，导致动力总成的生产成本高。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种动力总成、控制方法及混合动力汽车，可以降低动力总成的生产成本。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种动力总成，该动力总成包括发电机控制单元(generator control unit，gcu)以及发电机，其中，该gcu包括n个桥臂，发电机包括与该n个桥臂对应的n个发电机绕组。需要解释的是，区别于电动机，发电机与内燃机直接机械接触，可以由内燃机驱动。
6.其中，该动力总成的具体连接关系为：n个桥臂中的每个桥臂包括第一端和第二端；每个桥臂的第一端连接正母线，每个桥臂的第二端连接负母线，每个桥臂的中点连接一个发电机绕组的一端；n个发电机绕组中的每个发电机绕组的另一端连接动力电池的一端，动力电池的另一端连接正母线或负母线。区别于现有技术中动力电池连接专门的dc/dc双向变换器，本技术实施例中的动力电池连接的是发电机绕组，通过复用发电机绕组以及桥臂来实现对动力电池的充放电。即本技术实施例提供了一种新的动力总成的结构，可以节省给动力电池充放电的dc/dc双向变换器，降低了动力总成的生产成本。
7.结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，gcu还包括控制器，上述n个桥臂包括至少一个第一桥臂；该第一桥臂可以根据第一脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)信号导通或关断。其中，该第一pwm信号可以使第一桥臂连接的发电机绕组向动力电池充电，或者该第一pwm信号可以使动力电池经第一桥臂连接的发电机绕组放电。
8.结合第一方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，上述第一pwm信号为控制器根据发电机的工作参数、母线电压以及动力电池的电压确定。其中，该母线电
压是正母线与负母线之间的电压；该发电机的工作参数包括发电机的输出电压、输出电流和转速中的至少一个。
9.结合第一方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，上述第一pwm信号为控制器根据发电机的工作参数、母线电压以及动力电池的电压确定，可以具体实现为：
10.上述第一pwm信号为控制器根据第一调制信号与预设参考信号比较得到。其中，第一调制信号为控制器根据第二调制信号与预设目标值得到；该第二调制信号为控制器根据发电机的工作参数以及母线电压确定；该预设目标值是控制器根据动力电池的电压以及母线电压确定。
11.结合第一方面第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，第一pwm信号使第一桥臂连接的发电机绕组向动力电池充电时，第一调制信号为第二调制信号与预设目标值之和。
12.结合第一方面第三种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，第一pwm信号使动力电池经第一桥臂连接的发电机绕组放电时，第一调制信号为第二调制信号与预设目标值之差。
13.结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，动力总成还包括连接在正母线与负母线之间的母线电容单元；gcu还包括控制器，上述n个桥臂包括至少一个第二桥臂；该第二桥臂可以根据第二pwm信号导通或关断。
14.其中，该第二pwm信号可以使母线电容单元经第二桥臂连接的发电机绕组向动力电池充电。此时，第二桥臂和该第二桥臂连接的发电机绕组可以实现dc/dc变换器的功能，具体实现的是dc/dc变换器中的降压功能，即buck变换器。
15.或者，该第二pwm信号可以使动力电池经第二桥臂连接的发电机绕组放电。此时，第二桥臂和该第二桥臂连接的发电机绕组可以实现dc/dc变换器的功能，具体实现的是dc/dc变换器中的升压功能，即boost变换器。
16.结合第一方面第六种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，上述第二pwm信号为控制器根据母线电压以及动力电池的电压确定；其中，该母线电压为正母线与负母线之间的电压。
17.结合第一方面第一种可能的实现方式至结合第一方面第七种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，上述动力总成还包括电动机控制单元(motor controller unit，mcu)以及电动机；其中，该mcu的输入端连接在正母线与负母线之间，该mcu的输出端连接电动机。
18.结合第一方面第八种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，第一pwm信号使第一桥臂连接的发电机绕组向动力电池充电时，发电机在正母线与负母线之间输出第一电压；mcu根据该第一电压驱动电动机。此时，第一pwm信号可以使第一桥臂连接的发电机绕组向动力电池充电，以及可以使发电机在正母线与负母线之间输出第一电压。即发电机发电，且发电机向动力电池充电。此时，第一桥臂和该第一桥臂连接的发电机绕组可以保证发电机发电系统的功能，即可以实现ac/dc变换器的功能。并且，该第一桥臂和该第一桥臂连接的发电机绕组还可以实现dc/dc变换器的功能，具体实现的是dc/dc变换器中的降压功能，即buck变换器。
19.结合第一方面第八种可能的实现方式，在第十种可能的实现方式中，第一pwm信号使动力电池经第一桥臂连接的发电机绕组放电时，动力电池和发电机在正母线与负母线之间输出第二电压，mcu根据该第二电压驱动电动机。此时，发电机发电，且动力电池放电。第一桥臂和该第一桥臂连接的发电机绕组可以保证发电机发电系统的功能，即可以实现ac/dc变换器的功能。并且，该第一桥臂和该第一桥臂连接的发电机绕组还可以实现dc/dc变换器的功能，具体实现的是dc/dc变换器中的升压功能，即boost变换器。
20.结合第一方面第六种可能的实现方式或结合第一方面第七种可能的实现方式，在第十一种可能的实现方式中，上述动力总成还包括mcu以及电动机；其中，该mcu的输入端连接在正母线与负母线之间，该mcu的输出端连接电动机。第二pwm信号使动力电池经第二桥臂连接的发电机绕组放电时，动力电池在正母线与负母线之间输出第三电压，mcu根据该第三电压驱动电动机。此时，动力电池放电，该第二桥臂和该第二桥臂连接的发电机绕组可以实现dc/dc变换器的功能，具体实现的是dc/dc变换器中的升压功能，即boost变换器。
21.结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第十二种可能的实现方式中，上述每个桥臂包括第三端，每个桥臂的第三端连接正母线与负母线的中性点，该中性点的电压为正母线与负母线之间的电压的一半。
22.第二方面，本技术实施例提供了一种动力总成的控制方法，该动力总成包括发电机控制单元(generator control unit，gcu)以及发电机。该gcu包括n个桥臂，该n个桥臂包括至少一个第一桥臂；该发电机包括与n个桥臂对应的n个发电机绕组；其中，n大于或等于2。
23.该控制方法具体实现为：根据第一脉冲宽度调制(pulse width modulation，pwm)信号导通或关断第一桥臂，使得所述第一桥臂连接的发电机绕组向动力电池充电，或者使得动力电池经所述第一桥臂连接的发电机绕组放电。
24.结合第二方面，在第一种可能的实现方式中，上述n个桥臂中的每个桥臂包括第一端和第二端；每个桥臂的第一端连接正母线，每个桥臂中的第二端连接负母线；在根据第一pwm信号导通或关断第一桥臂之前，上述控制方法还包括：根据发电机的工作参数、母线电压以及动力电池的电压确定上述第一pwm信号；该母线电压为正母线与负母线之间的电压。
25.结合第二方面第一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，上述根据发电机的工作参数、母线电压以及动力电池的电压确定上述第一pwm信号，具体实现为：
26.根据第二调制信号与预设目标值得到第一调制信号；并根据该第一调制信号与预设参考信号比较得到上述第一pwm信号；其中，该第二调制信号为根据发电机的工作参数以及母线电压确定；该预设目标值为根据动力电池的电压以及母线电压确定。
27.结合第二方面第二种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，上述第一调制信号为第二调制信号与预设目标值之和；此时，第一pwm信号使第一桥臂连接的发电机绕组向动力电池充电。
28.结合第二方面第二种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，上述第一调制信号为第二调制信号与预设目标值之差；此时，第一pwm信号使动力电池经第一桥臂连接的发电机绕组放电。
29.结合第二方面，在第五种可能的实现方式中，动力总成还包括连接在正母线与负母线之间的母线电容单元，上述n个桥臂中包括至少一个第二桥臂。
30.上述控制方法还可以具体实现为：根据第二pwm信号导通或关断第二桥臂，使得母线电容单元经第二桥臂连接的发电机绕组向动力电池充电，或者使得动力电池经第二桥臂连接的发电机绕组放电。
31.结合第二方面第五种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，在根据第二pwm信号导通或关断第二桥臂之前，根据母线电压以及动力电池的电压确定上述第二pwm信号；该母线电压为正母线与负母线之间的电压。
32.第三方面，本技术实施例提供了一种混合动力汽车，该混合动力汽车包括动力电池以及结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式中的动力总成。其中，该动力总成中的发电机与动力电池连接。
33.应理解的是，本技术上述多个方面的实现和有益效果可互相参考。
附图说明
34.图1为现有动力总成的结构示意图；
35.图2为本技术实施例提供的混合动力汽车的一结构示意图；
36.图3为本技术实施例提供的动力总成的一结构示意图；
37.图4为本技术实施例提供的动力总成的又一结构示意图；
38.图5为本技术实施例提供的动力总成的又一结构示意图；
39.图6为本技术实施例提供的动力总成的又一结构示意图；
40.图7为本技术实施例提供的动力总成的又一结构示意图；
41.图8为本技术实施例提供的动力总成的又一结构示意图；
42.图9为本技术实施例提供的一波形示意图；
43.图10为本技术实施例提供的一电路状态示意图；
44.图11a和图11b为本技术实施例提供的又一电路状态示意图；
45.图12为本技术实施例提供的又一波形示意图；
46.图13a和图13b为本技术实施例提供的又一电路状态示意图；
47.图14为本技术实施例提供的又一波形示意图；
48.图15a和图15b为本技术实施例提供的又一电路状态示意图；
49.图16为本技术实施例提供的又一波形示意图；
50.图17a和图17b为本技术实施例提供的又一电路状态示意图；
51.图18为本技术实施例提供的动力总成的又一结构示意图；
52.图19为本技术实施例提供的动力总成的又一结构示意图；
53.图20为本技术实施例提供的又一电路状态示意图；
54.图21a和图21b为本技术实施例提供的又一电路状态示意图；
55.图22a和图22b为本技术实施例提供的又一电路状态示意图；
56.图23a和图23b为本技术实施例提供的又一电路状态示意图；
57.图24a和图24b为本技术实施例提供的又一电路状态示意图。
具体实施方式
58.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，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，都属于本技术保护的范围。
59.下面结合附图来对本技术的技术方案的实施作进一步的详细描述。
60.参见图2，图2为本技术实施例提供的混合动力汽车的一结构示意图。如图2所示，混合动力汽车2包括动力总成20和动力电池21。
61.其中，混合动力汽车2是介于纯电动汽车与燃油汽车两者之间的一种新能源汽车。在本技术实施例中，混合动力汽车2中的动力总成20既包括发电机201，还包括电动机202。示例性的，混合动力汽车2可以具体理解为插电式混合动力汽车(plug-in hybrid electric vehicle，phev)。
62.具体实现中，发电机201与内燃机直接机械接触，由内燃机驱动。发电机201在输出扭矩的过程中可以将机械能转换为电能。其中，发电机201可以将电能向动力电池21传输，即对动力电池21充电。或者，发电机201也可以将电能向电动机202传输，即发电机201向电动机202提供驱动电压，使电动机202转动(即电动机202输出扭矩)。或者，发电机201以及动力电池21同时向电动机202传输电能，即发电机201与动力电池21同时对电动机202提供驱动电压，使电动机202输出扭矩。
63.电动机202与传动系统(例如传动轴等)机械接触，则电动机202在输出扭矩的过程中可以通过传动系统驱动混合动力汽车2。
64.区别于现有技术中的动力总成的结构，本技术实施例中的动力电池与发电机之间具有连接关系，动力电池可以通过发电机来进行充放电。即本技术实施例提供了一种新的动力总成的结构。
65.在一些可行的实施方式中，参见图3，图3为本技术实施例提供的动力总成的一结构示意图。如图3所示，本技术实施例提供的动力总成包括发电机控制单元(generator control unit，gcu)300以及发电机m3。
66.具体实现中，gcu 300包括三个桥臂，发电机m3包括与三个桥臂对应的三个发电机绕组(例如发电机绕组n
u3
、n
v3
和n
w3
)。
67.需要说明的是，每个桥臂可以包括两个串联的开关单元，该开关单元可以包括至少一个串联或并联的开关。在具体实践中，开关单元可以根据gcu中的电压和电流选择多个开关串联或并联。其中，该开关可以具体实现为绝缘栅双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，igbt)及其反并联二极管，或者金属氧化物半导体场效应管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，mosfet)等。总的来说，本技术实施例不对开关单元中的开关类型以及开关数量进行限制。
68.本技术实施例以桥臂中包括的开关具体实现为igbt及其反并联二极管为例。三个桥臂中的每个桥臂的第一端连接正母线bus3 ，即开关管q
31
的集电极、开关管q
33
的集电极以及开关管q
35
的集电极连接正母线bus3 。每个桥臂的第二端连接负母线bus3-，即开关管q
32
的发射极、开关管q
34
的发射极以及开关管q
36
的发射极连接负母线bus3-。每个桥臂的中点连接一个发电机绕组的一端，即开关管q
31
的发射极与开关管q
32
的集电极连接发电机绕组n
u3
的一端，开关管q
33
的发射极与开关管q
34
的集电极连接发电机绕组n
v3
的一端，开关管q
35
的发射极与开关管q
36
的集电极连接发电机绕组n
w3
的一端。
69.发电机绕组n
u3
的另一端、发电机绕组n
v3
的另一端以及发电机绕组n
w3
的另一端连接动力电池bat3的一端，动力电池bat3的另一端连接负母线bus3-。
70.可选的，动力总成还包括连接在正母线bus3 与负母线bus3-之间的母线电容单元。需要解释的是，本技术实施例以母线电容单元包括一个电容c
31
为例，在一些可行的实施方式中，该母线电容单元可以是包括至少两个串联或并联的电容。即本技术实施例不对母线电容单元的电容数量以及电容之间的连接方式进行限制。
71.区别于现有技术中动力电池连接专门的dc/dc双向变换器，本技术实施例中的动力电池连接的是发电机中的三个发电机绕组，通过复用发电机绕组以及桥臂来实现对动力电池的充放电。即本技术实施例提供了一种新的动力总成的结构，可以节省给动力电池充放电的dc/dc双向变换器，降低了动力总成的生产成本。
72.并且，现有动力总成中的dc/dc双向变换器需要配备散热装置，本技术实施例在节省dc/dc双向变换器的情况下，自然可以节省dc/dc双向变换器的散热装置。再加上dc/dc双向变换器中包括有多个开关管，dc/dc双向变换器中的开关管也需要控制芯片来控制，本技术实施例在节省dc/dc双向变换器的情况下，自然也可以节省控制dc/dc双向变换器的控制芯片。即动力总成降低的生产成本的总额除了包括dc/dc双向变换器直接带来的生产成本，还包括由于使用dc/dc双向变换器所需的其他配置(例如散热装置和控制芯片等)带来的成本。并且，本技术实施例可以减少对控制芯片的供电以及对dc/dc双向变换器的供电，降低了动力总成的配电的复杂程度，也降低了动力总成的结构的复杂程度。
73.可选的，在一些可行的实施方式中，动力总成的结构还可以具体实现为图4中示出的结构。如图4所示，本技术实施例提供的动力总成包括gcu 400以及发电机m4。
74.具体实现中，gcu 400包括两个桥臂，发电机m4包括与两个桥臂对应的两个发电机绕组(例如发电机绕组n
u4
、n
v4
)。此时，开关管q
41
的集电极和开关管q
43
的集电极连接正母线bus4 ；开关管q
42
的发射极和开关管q
44
的发射极连接负母线bus4-；开关管q
41
的发射极与开关管q
42
的集电极连接发电机绕组n
u4
的一端，开关管q
43
的发射极与开关管q
44
的集电极连接发电机绕组n
v4
的一端，发电机绕组n
u4
的另一端以及发电机绕组n
v4
的另一端连接动力电池bat4的一端，动力电池bat4的另一端连接负母线bus4-。
75.可选的，动力总成还包括连接在正母线bus4 与负母线bus4-之间的母线电容单元(例如电容c
41
)。
76.区别于图3中示出的动力总成，本技术实施例提供的动力总成中包括的发电机是两相交流发电机，而图3中的动力总成包括的是三相交流发电机。因此，本技术实施例提供的gcu对应设置的是两个桥臂。
77.可以看出，本技术实施例中的动力电池连接的也是发电机绕组，也可以通过复用发电机绕组以及桥臂来实现对动力电池的充放电，节省给动力电池充放电的dc/dc双向变换器，降低动力总成的生产成本。
78.可选的，在一些可行的实施方式中，动力总成的结构还可以具体实现为图5中示出的结构。如图5所示，本技术实施例提供的动力总成包括gcu 500以及发电机m5。
79.具体实现中，gcu 500包括四个桥臂，发电机m5包括与四个桥臂对应的四个发电机绕组(例如发电机绕组n
u5
、n
v5
、n
w5
、n
x5
)。此时，开关管q
51
的集电极、开关管q
53
的集电极、开关管q
55
的集电极以及开关管q
57
的集电极连接正母线bus5 ；开关管q
52
的发射极、开关管q
54
的
发射极、开关管q
56
的发射极以及开关管q
58
的发射极连接负母线bus5-；开关管q
51
的发射极与开关管q
52
的集电极连接发电机绕组n
u5
的一端，开关管q
53
的发射极与开关管q
54
的集电极连接发电机绕组n
v5
的一端，开关管q
55
的发射极与开关管q
56
的集电极连接发电机绕组n
w5
的一端，开关管q
57
的发射极与开关管q
58
的集电极连接发电机绕组n
x5
的一端；发电机绕组n
u5
的另一端、发电机绕组n
v5
的另一端、发电机绕组n
w5
的另一端以及发电机绕组n
x5
的另一端连接动力电池bat5的一端，动力电池bat5的另一端连接负母线bus5-。
80.可选的，动力总成还包括连接在正母线bus5 与负母线bus5-之间的母线电容单元(例如电容c
51
)。
81.本技术实施例提供的动力总成中包括的发电机是四相交流发电机，gcu对应设置的是四个桥臂。
82.可以看出，本技术实施例中的动力电池连接的也是发电机绕组，也可以通过复用发电机绕组以及桥臂来实现对动力电池的充放电，节省给动力电池充放电的dc/dc双向变换器，降低动力总成的生产成本。
83.结合图3至图5中示出的动力总成的结构，可以看出动力总成中的发电机可以是两相交流发电机、三相交流发电机或者四相交流发电机等等，即本技术不对发电机的具体实现类型进行限制。那么，动力总成的结构也可以根据不同的发电机类型进行适应性的改变，例如改变桥臂的数量，即gcu还可以具体包括五个桥臂或六个桥臂等等。
84.图3至图5中示出的gcu包括的桥臂是输出两电平的桥臂，在一些可行的实施方式中，也可以对桥臂的类型进行变化，得到多个电平输出的桥臂，从而得到不同的动力总成的结构。
85.在一些可行的实施方式中，参见图6，图6为本技术实施例提供的动力总成的又一结构示意图。如图6所示，本技术实施例提供的动力总成包括gcu 600以及发电机m6。
86.具体实现中，以发电机m6具体实现为三相交流发电机为例，gcu 600包括三个桥臂a，发电机m6包括与三个桥臂a对应的三个发电机绕组(例如发电机绕组n
u6
、n
v6
、n
w6
)。可以看出，gcu 600中包括的三个桥臂a的类型与图3至图5中包括的桥臂类型不同。
87.在本技术实施例中，桥臂a包括第一端、第二端和第三端，桥臂a可以输出三电平。每个桥臂a包括串联的两个开关单元以及分别与两个开关单元连接的两个二极管。其中，两个开关单元串联之后的两端分别为桥臂a第一端和第二端，桥臂a的第一端连接正母线bus6 ，桥臂a的第二端连接负母线bus6-。桥臂a的中点是两个开关单元的串联连接点，连接对应的发电机绕组。桥臂a中的两个二极管的连接点是桥臂a的第三端，桥臂a的第三端接正母线bus6 与负母线bus6-的中性点o。可以理解的是，该中性点o的电压为正母线bus6 与负母线bus6-之间的电压的一半。
88.图6以一个开关单元包括两个串联的开关为例。比如在一个桥臂a中，一个开关单元包括开关管q
61
以及开关管q
62
；另一开关单元包括开关管q
63
和开关管q
64
。则有桥臂a的第一端是开关管q
61
的集电极，此时开关管q
61
的集电极连接正母线bus6 ；开关管q
61
的发射极连接开关管q
62
的集电极；开关管q
62
的发射极与开关管q
63
的集电极之间的连接点是桥臂a的中点，此时开关管q
62
的发射极与开关管q
63
的集电极连接发电机绕组n
u6
的一端；开关管q
63
的发射极连接开关管q
64
的集电极；桥臂a的第二端是开关管q
64
的发射极，此时开关管q
64
的发射极连接负母线母线bus6-。并且，二极管d
61
的阴极连接开关管q
61
的发射极以及开关管q
62
的集电极；二极管d
61
的阳极与二极管d
62
的阴极之间的连接点是桥臂a的第三端，此时，二极管d
61
的阳极与二极管d
62
的阴极接正母线bus6 与负母线bus6-的中性点o，二极管d
62
的阳极连接开关管q
63
的发射极与开关管q
64
的集电极。
89.同理的，在另一桥臂a中，开关管q
65
的集电极连接正母线bus6 ，开关管q
65
的发射极连接开关管q
66
的集电极，开关管q
66
的发射极与开关管q
67
的集电极连接发电机绕组n
v6
的一端，开关管q
67
的发射极连接开关管q
68
的集电极，开关管q
68
的发射极连接负母线母线bus6-。并且，二极管d
63
的阴极连接开关管q
65
的发射极以及开关管q
66
的集电极，二极管d
63
的阳极与二极管d
64
的阴极接正母线bus6 与负母线bus6-的中性点o，二极管d
64
的阳极连接开关管q
67
的发射极以及开关管q
68
的集电极。
90.在又一桥臂a中，开关管q
69
的集电极连接正母线bus6 ，开关管q
69
的发射极连接开关管q
610
的集电极，开关管q
610
的发射极与开关管q
611
的集电极连接发电机绕组n
w6
的一端，开关管q
611
的发射极连接开关管q
612
的集电极，开关管q
612
的发射极连接负母线母线bus6-。并且，二极管d
65
的阴极连接开关管q
69
的发射极以及开关管q
610
的集电极，二极管d
65
的阳极与二极管d
66
的阴极接正母线bus6 与负母线bus6-的中性点o，二极管d
66
的阳极连接开关管q
611
的发射极以及开关管q
612
的集电极。
91.发电机绕组n
u6
的另一端、发电机绕组n
v6
的另一端以及发电机绕组n
w6
的另一端连接动力电池bat6的一端，动力电池bat6的另一端连接负母线bus6-。
92.可选的，动力总成还包括连接在正母线bus6 与负母线bus6-之间的母线电容单元(例如电容c
61
、c
62
、c
63
)。此时，电容c
62
和电容c
63
串联连接在正母线bus6 与负母线bus6-之间，电容c
62
与电容c
63
的串联连接点为中性点o。
93.区别于图3中示出的gcu包括的三个桥臂输出两电平，本技术实施例中提供的gcu包括的三个桥臂a输出三电平。此时，动力总成也可以通过复用发电机绕组以及桥臂来实现对动力电池的充放电，节省给动力电池充放电的dc/dc双向变换器，降低动力总成的生产成本。
94.可选的，在一些可行的实施方式中，参见图7，图7为本技术实施例提供的动力总成的又一结构示意图。如图7所示，本技术实施例提供的动力总成包括gcu 700以及发电机m7。
95.具体实现中，以发电机m7具体实现为三相交流发电机为例，gcu 700包括三个桥臂b，发电机m7包括与三个桥臂b对应的三个发电机绕组(例如发电机绕组n
u7
、n
v7
、n
w7
)。
96.在本技术实施例中，桥臂b包括第一端、第二端和第三端，桥臂b也可以输出三电平。每个桥臂b包括竖桥臂和横桥臂，横桥臂和竖桥臂包括串联的两个开关单元。其中，竖桥臂的中点是桥臂b的中点，在竖桥臂中串联的两个开关单元的两端分别为桥臂b的第一端和第二端；在横桥臂中串联的两个开关单元的一端连接桥臂b的中点，另一端为桥臂b的第三端。
97.图7以一个开关单元包括一个开关为例。比如在一个桥臂b中，竖桥臂包括开关管q
71
和开关管q
72
，横桥臂包括开关管q
73
和开关管q
74
。则有桥臂b的第一端是开关管q
71
的集电极，此时开关管q
71
的集电极连接正母线bus7 ；开关管q
71
的发射极与开关管q
72
的集电极之间的连接点是桥臂b的中点，此时开关管q
71
的发射极与开关管q
72
的集电极连接发电机绕组n
u7
的一端以及开关管q
74
的集电极；开关管q
74
的发射极连接开关管q
73
的发射极；桥臂b的第三端是开关管q
73
的集电极，此时开关管q
73
的集电极接正母线bus7 与负母线bus7-的中性
点o1。
98.同理的，在另一桥臂b中，开关管q
75
的集电极连接正母线bus7 ，开关管q
75
的发射极与开关管q
76
的集电极连接发电机绕组n
v7
的一端以及开关管q
78
的集电极，开关管q
78
的发射极连接开关管q
77
的发射极，开关管q
77
的集电极连接正母线bus7 与负母线bus7-的中性点o1。
99.在又一桥臂b中，开关管q
79
的集电极连接正母线bus7 ，开关管q
79
的发射极与开关管q
710
的集电极连接发电机绕组n
w7
的一端以及开关管q
712
的集电极，开关管q
712
的发射极连接开关管q
711
的发射极，开关管q
711
的集电极连接正母线bus7 与负母线bus7-的中性点o1。
100.发电机绕组n
u7
的另一端、发电机绕组n
v7
的另一端以及发电机绕组n
w7
的另一端连接动力电池bat7的一端，动力电池bat7的另一端连接负母线bus7-。
101.可选的，动力总成还包括连接在正母线bus7 与负母线bus7-之间的母线电容单元(例如电容c
71
、c
72
)。此时，电容c
71
和电容c
72
串联连接在正母线bus7 与负母线bus7-之间，电容c
71
和电容c
72
的串联连接点为中性点o1。
102.区别于图6中可以输出三电平的桥臂a，本技术实施例提供了另一种可以输出三电平的桥臂b。此时，动力总成也可以通过复用发电机绕组以及桥臂来实现对动力电池的充放电，节省给动力电池充放电的dc/dc双向变换器，降低动力总成的生产成本。
103.需要说明的是，图6和图7中gcu包括的桥臂类型应当理解为示例，不应当理解为限制。比如说，在一些可行的实施方式中，桥臂还可以具体实现为除了输出两电平和三电平的桥臂之外的其他多电平桥臂，例如四电平桥臂、五电平桥臂等多电平桥臂，即只要桥臂与发电机绕组既可以实现ac/dc变换器的功能，还可以实现dc/dc变换器的功能即可。
104.综上所述，本技术实施例不对gcu中的桥臂数量以及桥臂类型进行限制。
105.可选的，在一些可行的实施方式中，以gcu中包括三个桥臂以及每个桥臂输出的是两电平为例，即以图3中示出的动力总成的结构为例。在图3中示出的动力总成中增加电驱动模块，可以得到图8中示出的动力总成。此时，本技术实施例提供的动力总成除了包括前文结合图3所描述的gcu 300以及发电机m3之外，还包括电驱动模块。其中，该电驱动模块包括电动机控制单元(motor controller unit，mcu)801和电动机m8。
106.需要解释的是，mcu 801、电动机m8、gcu 300和发电机m3可以一起集成在动力总成内。或者，gcu300和发电机m3可以集成在动力总成内，mcu 801和电动机m8可以单独设置。
107.具体实现中，mcu 801的输入端连接在正母线bus3 与负母线bus3-之间，mcu 801的输出端连接电动机m8。该mcu 801可以将正母线bus3 与负母线bus3-之间的母线电压转换为电动机m8的驱动电压，即mcu 801可以将直流电压转换为交流电压，驱动电动机m8。
108.可选的，在一些可行的实施方式中，正母线bus3 与负母线bus3-之间的母线电压可以是发电机m3提供的，也可以是动力电池bat3和发电机m3共同提供的。
109.相对于图3中示出的动力总成的结构，图8中示出的动力总成还包括mcu和电动机，依然可以实现如图3所描述实施例的技术效果，即可以节省给动力电池充放电的dc/dc双向变换器，降低动力总成的生产成本，且动力总成的结构简单，配电结构简单。
110.下面结合附图对如何具体控制本技术提供的动力总成进行示例性说明。
111.在一些可行的实施方式中，参见图9，图9为本技术实施例提供的一波形示意图。如图9所示，控制器可以根据发电机的工作参数以及母线电压确定每个桥臂的第二调制信号，
例如第二调制信号v
u32
、第二调制信号v
v32
以及第二调制信号v
w32
。此时，母线电压具体是正母线bus3 与负母线bus3-之间的电压。
112.其中，发电机的工作参数可以是预先设置的，该发电机的工作参数包括发电机的输出电压、输出电流和发电机转速中的至少一个。
113.控制器根据发电机的工作参数以及母线电压确定第二调制信号的具体实现方式可以参考现有发电机发电的控制方式，此处不作赘述。
114.可以理解的是，gcu包括控制器和n个桥臂，n大于或等于2。具体实现中，控制器例如可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)、其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
115.控制器将第二调制信号v
u32
与预设参考信号进行比较，如图9所示，预设参考信号为三角波，该预设参考信号的幅度与频率是预先设置的。
116.具体实现中，当第二调制信号v
u32
大于预设参考信号，控制器生成高电平；当第二调制信号v
u32
小于预设参考信号，控制器生成低电平。则控制器可以基于第二调制信号v
u32
与预设参考信号的比较结果，生成t0时刻之前的pwm_q
31
信号。
117.同理的，控制器可以基于第二调制信号v
v32
与预设参考信号的比较结果，生成t0时刻之前的pwm_q
33
信号；控制器可以基于第二调制信号v
w32
与预设参考信号的比较结果，生成t0时刻之前的pwm_q
35
信号。
118.控制器向开关管q
31
发送t0时刻之前的pwm_q
31
信号、向开关管q
33
发送t0时刻之前的pwm_q
33
信号，以及向开关管q
35
发送t0时刻之前的pwm_q
35
信号。此时，发电机m3的三个发电机绕组的电流和为零，发电机m3发电。
119.示例性的，以开关管q
31
、开关管q
33
和开关管q
35
关断，以及开关管q
32
、开关管q
34
和开关管q
36
导通为例，图3中示出的动力总成可以形成图10中示出的电路状态。即发电机m3发电产生的电流从发电机绕组n
u3
流入，从发电机绕组n
v3
和发电机绕组n
w3
流出，在该电路状态中有i
u3
i
v3
i
w3
＝0。此时，发电机m3发电。
120.需要解释的是，图10中示出的电流回路应当理解为示例性的，因为发电机m3发电时产生的电流方向是随机的，发电机产生的电流可以是从发电机绕组n
u3
流出，发电机绕组n
v3
流入，发电机绕组n
w3
流入。无论各个发电机绕组的电流方向如何变化，发电机m3发电时，三个发电机绕组的电流之和为零，即i
u3
i
v3
i
w3
＝0。
121.控制器控制同一个桥臂中的两个开关管的信号是互补的。即控制器向开关管q
32
发送的信号与pwm_q
31
信号互补，向开关管q
34
发送的信号与pwm_q
33
信号互补，向开关管q
36
发送的信号与pwm_q
35
信号互补。
122.可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以在三个桥臂中确定至少一个第一桥臂，并在每个第一桥臂的第二调制信号上叠加预设目标值v1，从而得到每个第一桥臂的第一调制信号。该预设目标值v1是控制器根据动力电池bat3的电压以及母线电压确定的，例如预设目标值v1是动力电池bat3的电压与母线电压之间的比值。
123.图9是以控制器在三个桥臂中确定一个第一桥臂为例，并且具体是以开关管q
31
与开关管q
32
串联所形成的桥臂是第一桥臂为例，从图9可以看出，t0时刻之后的第一调制信号vu31
的幅值比t0时刻之前的第二调制信号v
u32
的幅值增大了预设目标值v1，即预设目标值v1作为正偏置电压，控制器在第二调制信号v
u32
上叠加预设目标值v1，得到第一调制信号v
u31
。
124.此时，控制器将第一调制信号v
u31
与预设参考信号进行比较，生成t0时刻之后的pwm_q
31
信号(即开关管q
31
所在第一桥臂的第一pwm信号)。可以看出，t0时刻之后的pwm_q
31
信号的占空比大于t0时刻之前的pwm_q
31
信号的占空比。即控制器在第二调制信号v
u32
上叠加预设目标值v1，具体是增大了开关管q
31
的控制信号的占空比。
125.除了第一桥臂之外的其他桥臂沿用t0时刻之前的调制信号，即沿用第二调制信号v
v32
以及第二调制信号v
w32
。则pwm_q
33
信号和pwm_q
35
信号在t0时刻前后的占空比没有发生变化。
126.控制器向开关管q
31
发送t0时刻之后的pwm_q
31
信号、向开关管q
33
发送t0时刻之后的pwm_q
33
信号，以及向开关管q
35
发送t0时刻之后的pwm_q
35
信号。发电机m3发电(即在正母线bus3 与负母线bus3-之间输出第一电压)，此时连接在正母线bus3 与负母线bus3-之间的mcu可以根据该第一电压驱动电动机。并且，发电机绕组n
u3
可以向动力电池bat3充电、发电机绕组n
v3
可以向动力电池bat3充电以及发电机绕组n
w3
可以向动力电池bat3充电。此时，第一桥臂和该第一桥臂连接的发电机绕组可以保证发电机发电系统的功能，即还可以实现ac/dc变换器的功能。并且，第一桥臂和该第一桥臂连接的发电机绕组可以实现dc/dc变换器的功能，具体实现的是dc/dc变换器的降压功能，即buck变换器。
127.示例性的，以t1时刻至t2时刻之间的时间段为例，此时pwm_q
31
信号、pwm_q
33
信号和pwm_q
35
信号都为低电平，即开关管q
31
、开关管q
33
和开关管q
35
关断，以及开关管q
32
、开关管q
34
和开关管q
36
导通，动力总成可以形成图11a中示出的电路状态。如图11a所示，假设三个电机绕组的感抗相同，则发电机绕组n
u3
上流过的电流是i
u3
ic/3，发电机绕组n
v3
上流过的电流是i
v3
ic/3，发电机绕组n
w3
上流过的电流是i
w3
ic/3，其中，i
u3
i
v3
i
w3
＝0。此时，发电机m3发电，发电机绕组n
u3
向动力电池bat3充电，并且发电机绕组n
v3
向动力电池bat3充电，发电机绕组n
w3
向动力电池bat3充电。即发电机m3向动力电池bat3充电，充电电流为ic。
128.需要解释的是，发电机m3发电时产生的电流方向是随机的，可以是从发电机绕组n
u3
流出，发电机绕组n
v3
流入，发电机绕组n
w3
流入。无论各个发电机绕组的电流方向如何变化，发电机m3发电时，三个发电机绕组的电流之和为零，即i
u3
i
v3
i
w3
＝0。
129.在t3时刻至t4时刻之间的时间段内，此时pwm_q
31
信号、pwm_q
33
信号和pwm_q
35
信号都为高电平，即开关管q
31
、开关管q
33
和开关管q
35
导通，以及开关管q
32
、开关管q
34
和开关管q
36
关断，动力总成可以形成图11b中示出的电路状态。如图11b所示，各个发电机绕组的电流不可突变，三个发电机绕组上流过的电流依然如图11a中示出的电路状态中流过的电流，即发电机绕组n
u3
上流过的电流是i
u3
ic/3，发电机绕组n
v3
上流过的电流是i
v3
ic/3，发电机绕组n
w3
上流过的电流是i
w3
ic/3，其中，i
u3
i
v3
i
w3
＝0。此时，发电机m3发电，三个发电机绕组处于储能阶段。
130.需要解释的是，在具体实现应用中，控制器可以直接发送t0时刻之后的pwm_q
31
信号、pwm_q
33
信号和pwm_q
35
信号。或者直接发送t0时刻之前的pwm_q
31
信号、pwm_q
33
信号和pwm_q
35
信号。即t0时刻前后的信号可以相对独立存在。
131.可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以具体根据动力电池的电池电量来确定向每个桥臂发送的控制信号。例如，控制器监测到动力电池bat3的电池电量低于预设
充电阈值，则向开关管q
31
发送t0时刻之后的pwm_q
31
信号、向开关管q
33
发送t0时刻之后的pwm_q
33
信号，以及向开关管q
35
发送t0时刻之后的pwm_q
35
信号；当动力电池bat3的电池电量大于或等于预设充电阈值，控制器则向开关管q
31
发送t0时刻之前的pwm_q
31
信号、向开关管q
33
发送t0时刻之前的pwm_q
33
信号，以及向开关管q
35
发送t0时刻之前的pwm_q
35
信号。或者，控制器也可以在接收到动力电池bat3的充电指令的情况下，向开关管q
31
发送t0时刻之后的pwm_q
31
信号、向开关管q
33
发送t0时刻之后的pwm_q
33
信号，以及向开关管q
35
发送t0时刻之后的pwm_q
35
信号。
132.总的来说，在一个第一桥臂的第二调制信号上叠加预设目标值v1，即动力电池的充电控制是复用了三个桥臂中的一个桥臂。本技术实施例通过改变第一桥臂的开关管的导通和关断时间，实现发电机发电以及发电机同时向动力电池充电，即动力总成既可以实现ac/dc变换器的功能，又可以实现buck变换器的功能。
133.可选的，在一些可行的实施方式中，参见图12，图12为本技术实施例提供的又一波形示意图。如图12所示，控制器可以根据发电机的工作参数以及母线电压确定每个桥臂的第二调制信号，例如第二调制信号v
u32
′
、第二调制信号v
v32
′
以及第二调制信号v
w32
′
。
134.控制器根据第二调制信号v
u32
′
与预设参考信号的比较结果，生成t0
′
时刻之前的pwm_q
31
′
信号；控制器根据第二调制信号v
v32
′
与预设参考信号的比较结果，生成t0
′
时刻之前的pwm_q
33
′
信号；控制器根据第二调制信号v
w32
′
与预设参考信号的比较结果，生成t0
′
时刻之前的pwm_q
35
′
信号。
135.控制器向开关管q
31
发送t0
′
时刻之前的pwm_q
31
′
信号、向开关管q
33
发送t0
′
时刻之前的pwm_q
33
′
信号，以及向开关管q
35
发送t0
′
时刻之前的pwm_q
35
′
信号。此时，动力总成也可以形成图10中示出的电路状态，在该电路状态中有i
u3
i
v3
i
w3
＝0，发电机m3发电。
136.可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以将三个桥臂分别作为三个第一桥臂，则控制器在每个第一桥臂的第二调制信号上都叠加预设目标值v1，从而得到每个第一桥臂的第一调制信号。
137.此时，控制器在第二调制信号v
u32
′
上叠加预设目标值v1得到第一调制信号v
u31
′
，在第二调制信号v
v32
′
上叠加预设目标值v1得到第一调制信号v
v31
′
，在第二调制信号v
w32
′
上叠加预设目标值v1得到第一调制信号v
w31
′
。
138.控制器将第一调制信号v
u31
′
与预设参考信号进行比较，生成t0
′
时刻之后的pwm_q
31
′
信号在(即开关管q
31
所在第一桥臂的第一pwm信号)。可以看出，t0
′
时刻之后的pwm_q
31
′
信号的占空比大于t0
′
时刻之前的pwm_q
31
′
信号的占空比。
139.同理的，控制器将第一调制信号v
v31
′
与预设参考信号进行比较，生成t0
′
时刻之后的pwm_q
33
′
信号(即开关管q
33
所在第一桥臂的第一pwm信号)，t0
′
时刻之后的pwm_q
33
′
信号的占空比大于t0
′
时刻之前的pwm_q
33
′
信号的占空比。
140.控制器将第一调制信号v
w31
′
与预设参考信号进行比较，生成t0
′
时刻之后的pwm_q
35
′
信号(即开关管q
35
所在第一桥臂的第一pwm信号)，t0
′
时刻之后的pwm_q
35
′
信号的占空比大于t0
′
时刻之前的pwm_q
35
′
信号的占空比。
141.控制器向开关管q
31
发送t0
′
时刻之后的pwm_q
31
′
信号、向开关管q
33
发送t0
′
时刻之后的pwm_q
33
′
信号，以及向开关管q
35
发送t0
′
时刻之后的pwm_q
35
′
信号。此时，发电机m3发电(即在正母线bus3 与负母线bus3-之间输出第一电压)，且可以向动力电池bat3充电。
142.示例性的，在t1
′
时刻至t2
′
时刻之间的时间段，动力总成依然可以形成图11a中示出的电路状态；在t3
′
时刻至t4
′
时刻之间的时间段，动力总成依然可以形成图11b中示出的电路状态。则动力总成的电路状态可以参考图11a和图11b的描述，此处不作赘述。
143.相对图9中示出的波形示意图，控制器采用图12中示出的波形示意图，具体实现的是动力电池的充电控制复用了三个桥臂。即在三个桥臂中的每个桥臂的第二调制信号上都叠加预设目标值v1，依然可以实现前文结合图9至图11b所描述实施例的效果。并且，本技术实施例复用的是三个桥臂，使得三个桥臂之间可以均流。
144.可选的，在一些可行的实施方式中，可以在三个桥臂中的两个桥臂对应的第二调制信号上叠加预设目标值v1(图中未示出)，即动力电池的充电控制可以复用两个桥臂。此时依然可以形成图11a和图11b的电路状态，发电机发电，且可以向动力电池bat3充电。
145.可选的，在一些可行的实施方式，发电机可以不发电，母线电容单元向动力电池充电。示例性的，此时动力电池回收电动机的制动能量。比如说，在混合动力汽车减速或制动过程中，电动机工作于发电状态，将混合动力汽车的动能转换为电能，由动力电池进行回收。
146.此时，控制器可以在gcu的三个桥臂中确定至少一个第二桥臂，并根据母线电压以及动力电池bat3的电压确定每个第二桥臂的第二pwm信号。
147.可以理解的是，控制器根据母线电压以及动力电池bat3的电压确定第二pwm信号的具体实现方式可以参考现有buck变换器中开关管的控制信号的确定方式，此处不作赘述。
148.其中，电容c
31
向动力电池bat3充电可以分为发电机绕组储能阶段以及动力电池充电阶段。图13a和图13b以三个桥臂分别作为三个第二桥臂为例，在图13a中示出的电路状态中，开关管q
31
、开关管q
33
和开关管q
35
导通，以及开关管q
32
、开关管q
34
和开关管q
36
关断。此时发电机绕组n
u3
、发电机绕组n
v3
和发电机绕组n
w3
处于储能阶段。示例性的，图11b示出的电路状态可以理解为图13a示出的电路状态与图10示出的电路状态之间的叠加。
149.在图13b中示出的电路状态中，开关管q
31
、开关管q
33
和开关管q
35
关断，以及开关管q
32
、开关管q
34
和开关管q
36
导通。假设三个电机绕组的感抗相同，则发电机绕组n
u3
上流过的电流是ic/3，发电机绕组n
v3
上流过的电流是ic/3，发电机绕组n
w3
上流过的电流是ic/3，此时，发电机绕组n
u3
向动力电池bat3充电，发电机绕组n
v3
向动力电池bat3充电，发电机绕组n
w3
向动力电池bat3充电，则动力电池的充电电流可以是ic。即电容c
31
向动力电池bat3充电。示例性的，图11a示出的电路状态可以理解为图13b示出的电路状态与图10示出的电路状态之间的叠加。即每个发电机绕组上流过的电流是发电机产生的电流与动力电池的充电电流的叠加。
150.需要说明的是，图13a和图13b中示出的电路状态应当理解为示例，在其他可行的实施方式中，可以控制三个桥臂中的一个桥臂或两个桥臂，即可实现如buck变换器的功能。
151.可选的，在一些可行的实施方式中，参见图14，图14为本技术实施例提供的又一波形示意图。如图14所示，控制器可以根据发电机的工作参数以及母线电压确定每个桥臂的第二调制信号，例如第二调制信号v
u3b
、第二调制信号v
v3b
以及第二调制信号v
w3b
。
152.控制器基于第二调制信号v
u3b
与预设参考信号的比较结果，生成t5时刻之前的pwm1_q
31
信号；控制器基于第二调制信号v
v3b
与预设参考信号的比较结果，生成t5时刻之前
的pwm1_q
33
信号；控制器基于第二调制信号v
w3b
与预设参考信号的比较结果，生成t5时刻之前的pwm1_q
35
信号。
153.控制器向开关管q
31
发送t5时刻之前的pwm1_q
31
信号、向开关管q
33
发送t5时刻之前的pwm1_q
33
信号，以及向开关管q
35
发送t5时刻之前的pwm1_q
35
信号。此时，动力总成也可以形成图10中示出的电路状态。即以开关管q
31
、开关管q
33
和开关管q
35
关断，以及开关管q
32
、开关管q
34
和开关管q
36
导通为例，在该电路状态中有i
u3
i
v3
i
w3
＝0，发电机m3发电。
154.可选的，在一些可行的实施方式中，区别于发电机m3向动力电池bat3充电，本技术实施例中的动力电池bat3和发电机m3可以共同在正母线bus3 与负母线bus3-之间输出第二电压。其中，该第二电压大于或等于第一电压。
155.具体实现中，控制器可以在三个桥臂中确定至少一个第一桥臂，并在每个第一桥臂的第二调制信号上减去预设目标值v2，从而得到每个第一桥臂的第一调制信号。该预设目标值v2是控制器根据动力电池bat3的电压以及母线电压确定的。例如预设目标值v2是动力电池bat3的电压与母线电压之间的比值。
156.图14是以三个桥臂中包括一个第一桥臂为例，并且具体是以开关管q
31
与开关管q
32
串联所形成的桥臂是第一桥臂为例，从图14可以看出，t5时刻之后的第一调制信号v
u3a
的幅值比t5时刻之前的第二调制信号v
u3b
的幅值减小了预设目标值v2，即预设目标值v2作为负偏置电压，控制器在第二调制信号v
u3b
上减去预设目标值v2，可以得到第一调制信号v
u3a
。
157.此时，控制器将第一调制信号v
u3a
与预设参考信号进行比较，生成t5时刻之后的pwm1_q
31
信号(即开关管q
31
所在第一桥臂的第一pwm信号)。可以看出，t5时刻之后的pwm1_q
31
信号的占空比小于t5时刻之前的pwm1_q
31
信号在的占空比。即控制器在第二调制信号v
u3b
上减去预设目标值v2，具体是减小了开关管q
31
的控制信号的占空比。
158.除了第一桥臂之外的其他桥臂沿用t5时刻之前的调制信号，即沿用第二调制信号v
v3b
以及第二调制信号v
w3b
。则pwm1_q
33
信号和pwm1_q
35
信号在t5时刻前后的占空比没有发生变化。
159.控制器向开关管q
31
发送t5时刻之后的pwm1_q
31
信号、向开关管q
33
发送t5时刻之后的pwm1_q
33
信号，以及向开关管q
35
发送t5时刻之后的pwm1_q
35
信号。此时，发电机m3发电，且动力电池bat3放电。即动力电池bat3和发电机m3共同在正母线bus3 与负母线bus3-之间输出第二电压。此时，第一桥臂和该第一桥臂连接的发电机绕组还可以保证发电机发电系统的功能，即还可以实现ac/dc变换器的功能。并且，第一桥臂和该第一桥臂连接的发电机绕组可以实现dc/dc变换器的功能，具体实现的是dc/dc变换器中的升压功能，即boost变换器。
160.示例性的，以t6时刻至t7时刻之间的时间段为例，此时pwm1_q
31
信号、pwm1_q
33
信号和pwm1_q
35
信号都为低电平，即开关管q
31
、开关管q
33
和开关管q
35
关断，以及开关管q
32
、开关管q
34
和开关管q
36
导通，动力总成可以形成图15a中示出的电路状态。如图15a所示，假设三个电机绕组的感抗相同，则发电机绕组n
u3
上流过的电流是i
u3
i
dc
/3，发电机绕组n
v3
上流过的电流是i
v3
i
dc
/3，发电机绕组n
w3
上流过的电流是i
w3
i
dc
/3，其中，i
u3
i
v3
i
w3
＝0。此时，发电机m3发电，三个发电机绕组处于储能阶段。
161.在t8时刻至t9时刻之间的时间段内，此时pwm1_q
31
信号、pwm1_q
33
信号和pwm1_q
35
信号都为高电平，即开关管q
31
、开关管q
33
和开关管q
35
导通，以及开关管q
32
、开关管q
34
和开
关管q
36
关断，动力总成可以形成图15b中示出的电路状态。如图15b所示，三个发电机绕组上流过的电流依然如图15a中示出的电路状态中流过的电流，即发电机绕组n
u3
上流过的电流是i
u3
i
dc
/3，发电机绕组n
v3
上流过的电流是i
v3
i
dc
/3，发电机绕组n
w3
上流过的电流是i
w3
i
dc
/3，其中，i
u3
i
v3
i
w3
＝0。此时，发电机m3发电；动力电池bat3放电，放电电流是i
dc
。动力电池bat3和发电机m3共同在正母线bus3 与负母线bus3-之间输出第二电压。
162.需要解释的是，在具体实现应用中，控制器可以直接发送t5时刻之后的pwm1_q
31
信号、pwm1_q
33
信号和pwm1_q
35
信号。或者直接发送t5时刻之前的pwm1_q
31
信号、pwm1_q
33
信号和pwm1_q
35
信号。即t5时刻前后的信号可以相对独立存在。
163.可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以根据电动机的转速以及动力电池的电池电量来确定向每个桥臂发送的控制信号。例如，控制器检测电动机的转速大于预设速度，且动力电池的两端电压大于预设放电阈值，则向开关管q
31
发送pwm1_q
31
在t5时刻之后的信号、向开关管q
33
发送pwm1_q
33
在t5时刻之后的信号，以及向开关管q
35
发送pwm1_q
35
在t5时刻之后的信号。
164.总的来说，在三个桥臂中的一个第一桥臂的第二调制信号上减去预设目标值v2，即动力电池的放电控制是复用了三个桥臂中的一个第一桥臂。本技术实施例通过改变第一桥臂的开关管的导通和关断时间，实现发电机发电以及动力电池同时放电，即动力总成既可以实现boost变换器的功能，又可以实现ac/dc变换器的功能。
165.可选的，在一些可行的实施方式中，参见图16，图16为本技术实施例提供的又一波形示意图。如图16所示，控制器可以根据发电机的工作参数以及母线电压确定每个桥臂的第二调制信号，例如第二调制信号v
u3b
′
、第二调制信号v
v3b
′
以及第二调制信号v
w3b
′
。
166.控制器根据第二调制信号v
u3b
′
与预设参考信号的比较结果，生成t5
′
时刻之前的pwm1_q
31
′
信号；控制器根据第二调制信号v
v3b
′
与预设参考信号的比较结果，生成t5
′
时刻之前的pwm1_q
33
′
信号；控制器根据第二调制信号v
w3b
′
与预设参考信号的比较结果，生成t5
′
时刻之前的pwm1_q
35
′
信号。
167.控制器向开关管q
31
发送t5
′
时刻之前的pwm1_q
31
′
信号、向开关管q
33
发送t5
′
时刻之前的pwm1_q
33
′
信号，以及向开关管q
35
发送t5
′
时刻之前的pwm1_q
35
′
信号。此时，动力总成也可以形成图10中示出的电路状态，在该电路状态中有i
u3
i
v3
i
w3
＝0，发电机m3发电。
168.可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以将三个桥臂分别作为三个第一桥臂，则控制器在每个第一桥臂的第二调制信号上都减去预设目标值v2，从而得到每个第一桥臂的第一调制信号。
169.此时，控制器在第二调制信号v
u3b
′
上减去预设目标值v2得到第一调制信号v
u3a
′
，在第二调制信号v
v3b
′
上减去预设目标值v2得到第一调制信号v
v3a
′
，在第二调制信号v
w3b
′
上减去预设目标值v2得到第一调制信号v
w3a
′
。
170.控制器将第一调制信号v
u3a
′
与预设参考信号进行比较，生成t5
′
时刻之后的pwm1_q
31
′
信号(即开关管q
31
所在第一桥臂的第一pwm信号)。可以看出，t5
′
时刻之后的pwm1_q
31
′
信号的占空比小于t5
′
时刻之前的pwm1_q
31
′
信号的占空比。
171.同理的，控制器将第一调制信号v
v3a
′
与预设参考信号进行比较，生成t5
′
时刻之后的pwm1_q
33
′
信号(即开关管q
33
所在第一桥臂的第一pwm信号)，t5
′
时刻之后的pwm1_q
33
′
信号的占空比小于t5
′
时刻之前的pwm1_q
33
′
信号的占空比。
172.控制器将第一调制信号v
w3a
′
与预设参考信号进行比较，生成t5
′
时刻之后的pwm1_q
35
′
信号(即开关管q
35
所在第一桥臂的第一pwm信号)，t5
′
时刻之后的pwm1_q
35
′
信号的占空比小于t5
′
时刻之前的pwm1_q
35
′
信号的占空比。
173.控制器向开关管q
31
发送t5
′
时刻之后的pwm1_q
31
′
信号、向开关管q
33
发送t5
′
时刻之后的pwm1_q
33
′
信号，以及向开关管q
35
发送t5
′
时刻之后的pwm1_q
35
′
信号。此时，发电机m3发电，动力电池bat3放电。动力电池bat3和发电机m3共同在正母线bus3 与负母线bus3-之间输出第二电压。
174.示例性的，在t6
′
时刻至t7
′
时刻之间的时间段，动力总成依然可以形成图15a中示出的电路状态；在t8
′
时刻至t9
′
时刻之间的时间段，动力总成依然可以形成图15b中示出的电路状态。则动力总成的电路状态可以参考图15a和图15b的描述，此处不作赘述。
175.相对图14中示出的波形示意图，控制器采用图16中示出的波形示意图，具体实现的是动力电池的放电控制复用了三个桥臂。即在三个桥臂中的每个桥臂的第二调制信号上都减去动力电池的预设目标值v2，依然可以实现前文结合图14至图15b所描述实施例的效果。并且，本技术实施例复用的是三个桥臂，使得三个桥臂之间可以均流。
176.可选的，在一些可行的实施方式中，可以在三个桥臂中的两个桥臂的第二调制信号上减去预设目标值v2(图中未示出)，即动力电池的放电控制可以复用两个桥臂。此时依然可以形成图15a和图15b的电路状态，发电机发电，且动力电池bat3放电。
177.可选的，在一些可行的实施方式，发电机可以不发电，动力电池放电。示例性的，此时动力电池bat3向母线输出第三电压，即动力电池向电动机提供功率，对应的混合动力汽车的工况是纯电动模式。
178.此时，控制器可以在gcu的三个桥臂中确定至少一个第二桥臂，并根据母线电压以及动力电池bat3的电压确定每个第二桥臂的第二pwm信号。
179.可以理解的是，控制器根据母线电压以及动力电池bat3的电压确定第二pwm信号的具体实现方式可以参考现有boost变换器中开关管的控制信号的确定方式，此处不作赘述。
180.其中，动力电池bat3向母线输出第三电压可以分为发电机绕组储能阶段以及动力电池放电阶段。图17a和图17b以三个桥臂分别作为三个第二桥臂为例，在图17a中示出的电路状态中，开关管q
31
、开关管q
33
和开关管q
35
关断，以及开关管q
32
、开关管q
34
和开关管q
36
导通。此时发电机绕组n
u3
、发电机绕组n
v3
和发电机绕组n
w3
处于储能阶段。示例性的，图15a示出的电路状态可以理解为图17a示出的电路状态与图10中示出的电路状态之间的叠加。
181.在图17b中示出的电路状态中，开关管q
31
、开关管q
33
和开关管q
35
导通，以及开关管q
32
、开关管q
34
和开关管q
36
关断。此时，动力电池bat3通过三个发电机绕组向电容c
31
提供电压，即在正母线bus3 与负母线bus3-之间输出第三电压。示例性的，图15b示出的电路状态可以理解为图17b示出的电路状态与图10示出的电路状态之间的叠加。即每个发电机绕组上流过的电流是发电机产生的电流与动力电池的放电电流的叠加。
182.需要说明的是，图17a和图17b中示出的电路状态应当理解为示例，在其他可行的实施方式中，可以控制三个桥臂中的一个桥臂或两个桥臂，即可实现如boost变换器的功能。
183.综上所述，在前文结合图10至图17b所描述的实施例中，动力电池bat3的一端是正
极，连接发电机绕组；动力电池bat3的另一端是负极，连接负母线bus3-。
184.可选的，在一些可行的实施方式中，动力电池的一端可以是负极，连接发电机绕组；动力电池的另一端可以是正极，连接正母线。
185.此时，动力总成的结构可以参见图18，如图18所示，本技术实施例提供的动力总成包括gcu 1800以及发电机m18。可以看出，图18中的动力总成与前文结合图3至图17b中示出的动力总成的区别在于，动力电池的另一端连接的是正母线。
186.则有，三个桥臂中的每个桥臂的第一端连接正母线bus18 ，即开关管q
181
的集电极、开关管q
183
的集电极以及开关管q
185
的集电极连接正母线bus18 。每个桥臂的第二端连接负母线bus18-，即开关管q
182
的发射极、开关管q
184
的发射极以及开关管q
186
的发射极连接负母线bus18-。每个桥臂的中点连接一个发电机绕组的一端，即开关管q
181
的发射极与开关管q
182
的集电极连接发电机绕组n
u18
的一端，开关管q
183
的发射极与开关管q
184
的集电极连接发电机绕组n
v18
的一端，开关管q
185
的发射极与开关管q
186
的集电极连接发电机绕组n
w18
的一端。
187.发电机绕组n
u3
的另一端、发电机绕组n
v3
的另一端以及发电机绕组n
w3
的另一端连接动力电池bat18的一端，动力电池bat18的另一端连接正母线bus18 。
188.同理的，动力总成还可以包括连接在正母线bus18 与负母线bus18-之间的母线电容单元(例如电容c
181
)。
189.可选的，可以在图18中示出的动力总成中增加电驱动模块，得到图19中示出的动力总成。此时，动力总成除了包括前文结合图18所描述的gcu 1800以及发电机m18之外，还包括mcu 1901和电动机m19。
190.需要解释的是，mcu 1901、电动机m19、gcu 1800和发电机m18可以一起集成在动力总成内。或者，gcu 1800和发电机m18可以集成在动力总成内，mcu 1901和电动机m19可以单独设置。
191.具体实现中，mcu 1901的输入端连接在正母线bus18 与负母线bus18-之间，mcu 1901的输出端连接电动机m19。该mcu 1901可以将正母线bus18 与负母线bus18-之间的母线电压转换为电动机m19的驱动电压，即mcu 1901可以将直流电压转换为交流电压，驱动电动机m19。
192.可选的，在一些可行的实施方式中，正母线bus18 与负母线bus18-之间的母线电压可以是发电机m18提供的，也可以是动力电池bat18和发电机m18共同提供的。
193.此时，图9、图12、图14和图16中示出的波形示意图依然适用于图18和图19中的动力总成的结构。
194.在一些可行的实施方式中，控制器向每个桥臂发送图9中示出的t0时刻之前的信号，即控制器向开关管q
181
发送t0时刻之前的pwm_q
31
信号、向开关管q
183
发送t0时刻之前的pwm_q
33
信号，以及向开关管q
185
发送t0时刻之前的pwm_q
35
信号。此时，发电机m18的三个发电机绕组的电流和为零，发电机m18发电。
195.示例性的，以开关管q
181
、开关管q
183
和开关管q
185
关断，以及开关管q
182
、开关管q
184
和开关管q
186
导通为例，图18中示出的动力总成可以形成图20中示出的电路状态。即发电机m18发电产生的电流从发电机绕组n
u18
流入，从发电机绕组n
v18
和发电机绕组n
w18
流出，在该电路状态中有i
u18
i
v18
i
w18
＝0。此时，发电机m18发电。
196.可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以每个桥臂发送图9中示出的t0时刻之后的信号，即控制器向开关管q
181
发送t0时刻之后的pwm_q
31
信号、向开关管q
183
发送t0时刻之后的pwm_q
33
信号，以及向开关管q
185
发送t0时刻之后的pwm_q
35
信号。此时，发电机m18发电和动力电池bat18可以共同在正母线bus18 与负母线bus18-之间输出第二电压。
197.示例性的，以t1时刻至t2时刻之间的时间段为例，此时pwm_q
31
信号、pwm_q
33
信号和pwm_q
35
信号都为低电平，即开关管q
181
、开关管q
183
和开关管q
185
关断，以及开关管q
182
、开关管q
184
和开关管q
186
导通，动力总成可以形成图21a中示出的电路状态。如图21a所示，假设三个电机绕组的感抗相同，则发电机绕组n
u18
上流过的电流是i
u18
i
dc18
/3，发电机绕组n
v18
上流过的电流是i
v18
i
dc18
/3，发电机绕组n
w18
上流过的电流是i
w18
i
dc18
/3，其中，i
u18
i
v18
i
w18
＝0。此时，发电机m18发电；动力电池bat18放电，放电电流是i
dc18
。动力电池bat18和发电机m18共同在正母线bus18 与负母线bus18-之间输出第二电压。
198.在t3时刻至t4时刻之间的时间段内，此时pwm_q
31
信号、pwm_q
33
信号和pwm_q
35
信号都为高电平，即开关管q
181
、开关管q
183
和开关管q
185
导通，以及开关管q
182
、开关管q
184
和开关管q
186
关断，动力总成可以形成图21b中示出的电路状态。如图21b所示，每个发电机绕组的电流不可突变，三个发电机绕组上流过的电流依然如图21a中示出的电路状态中流过的电流，即发电机绕组n
u18
上流过的电流是i
u18
i
dc18
/3，发电机绕组n
v18
上流过的电流是i
v18
i
dc18
/3，发电机绕组n
w18
上流过的电流是i
w18
i
dc18
/3，其中，i
u18
i
v18
i
w18
＝0。此时，发电机m18发电，三个发电机绕组处于储能阶段。
199.同理的，控制器向每个桥臂发送图12中示出的t0
′
时刻之后的信号，即控制器向开关管q
181
发送t0
′
时刻之后的pwm_q
31
′
信号、向开关管q
183
发送t0
′
时刻之后的pwm_q
33
′
信号，以及向开关管q
185
发送t0
′
时刻之后的pwm_q
35
′
信号。
200.示例性的，在t1
′
时刻至t2
′
时刻之间的时间段，动力总成依然可以形成图21a中示出的电路状态；在t3
′
时刻至t4
′
时刻之间的时间段，动力总成依然可以形成图21b中示出的电路状态。则动力总成的电路状态可以参考图21a和图21b的描述，此处不作赘述。
201.可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以在三个桥臂中确定至少一个第二桥臂，并根据母线电压以及动力电池bat18的电压确定每个第二桥臂的第二pwm信号。此时，控制器根据母线电压以及动力电池bat18的电压确定第二pwm信号的具体实现方式可以参考现有boost变换器中开关管的控制信号的确定方式。
202.其中，电容c
181
向动力电池bat18充电可以分为发电机绕组储能阶段以及动力电池充电阶段。图22a和图22b以三个桥臂分别作为三个第二桥臂为例，在图22a中示出的电路状态中，开关管q
181
、开关管q
183
和开关管q
185
导通，以及开关管q
182
、开关管q
184
和开关管q
186
关断。此时发电机绕组n
u18
、发电机绕组n
v18
和发电机绕组n
w18
处于储能阶段。示例性的，图21b示出的电路状态可以理解为图22a示出的电路状态与图20示出的电路状态之间的叠加。
203.在图22b中示出的电路状态中，开关管q
181
、开关管q
183
和开关管q
185
关断，以及开关管q
182
、开关管q
184
和开关管q
186
关断。此时，动力电池bat18通过三个发电机绕组向电容c
181
提供电压，即在正母线bus18 与负母线bus18-之间输出第三电压。示例性的，图21a示出的电路状态可以理解为图22b示出的电路状态与图20示出的电路状态之间的叠加。即每个发电机绕组上流过的电流是发电机产生的电流与动力电池的放电电流的叠加。
204.需要说明的是，图22a和图22b中示出的电路状态应当理解为示例，在其他可行的
实施方式中，可以控制三个桥臂中的一个桥臂或两个桥臂，即可实现如boost变换器的功能。
205.可选的，在一些可行的实施方式中，控制器向每个桥臂发送图14中示出的t5时刻之前的信号，即控制器向开关管q
181
发送t5时刻之前的pwm1_q
31
信号、向开关管q
183
发送t5时刻之前的pwm1_q
33
信号，以及向开关管q
185
发送t5时刻之前的pwm1_q
35
在信号。此时，以开关管q
181
、开关管q
183
和开关管q
185
关断，以及开关管q
182
、开关管q
184
和开关管q
186
导通为例，动力总成也可以形成图20中示出的电路状态，在该电路状态中有i
u18
i
v18
i
w18
＝0，发电机m18发电。
206.可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以向每个桥臂发送图14中示出的t5时刻之后的信号，即控制器向开关管q
181
发送t5时刻之后的pwm1_q
31
信号、向开关管q
183
发送t5时刻之后的pwm1_q
33
信号，以及向开关管q
185
发送t5时刻之后的pwm1_q
35
信号。此时，发电机m18发电(即在正母线bus18 与负母线bus18-之间输出第一电压)，且可以向动力电池bat18充电。
207.示例性的，以t6时刻至t7时刻之间的时间段为例，此时pwm1_q
31
信号、pwm1_q
33
信号和pwm1_q
35
信号都为低电平，即开关管q
181
、开关管q
183
和开关管q
185
关断，以及开关管q
182
、开关管q
184
和开关管q
186
导通，动力总成可以形成图23a中示出的电路状态。如图23a所示，假设三个电机绕组的感抗相同，则发电机绕组n
u18
上流过的电流是i
u18
i
c18
/3，发电机绕组n
v18
上流过的电流是i
v18
i
c18
/3，发电机绕组n
w18
上流过的电流是i
w18
i
c18
/3，其中，i
u18
i
v18
i
w18
＝0。此时，发电机m18发电。并且，发电机绕组n
u18
向动力电池bat18充电，发电机绕组n
v18
向动力电池bat18充电，发电机绕组n
w18
向动力电池bat18充电。即发电机m18向动力电池bat18充电，充电电流为i
c18
。
208.在t8时刻至t9时刻之间的时间段内，此时pwm1_q
31
信号、pwm1_q
33
信号和pwm1_q
35
信号都为高电平，即开关管q
181
、开关管q
183
和开关管q
185
导通，以及开关管q
182
、开关管q
184
和开关管q
186
关断，动力总成可以形成图23b中示出的电路状态。如图23b所示，三个发电机绕组上流过的电流依然如图23a中示出的电路状态中流过的电流，即发电机绕组n
u18
上流过的电流是i
u18
i
c18
/3，发电机绕组n
v18
上流过的电流是i
v18
i
c18
/3，发电机绕组n
w18
上流过的电流是i
w18
i
c18
/3，其中，i
u18
i
v18
i
w18
＝0。此时，发电机m18发电，三个发电机绕组处于储能阶段。
209.同理的，控制器向每个桥臂发送图16中示出的t5
′
时刻之后的信号，即控制器向开关管q
181
发送t5
′
时刻之后pwm1_q
31
′
信号、向开关管q
183
发送t5
′
时刻之后的pwm1_q
33
′
信号，以及向开关管q
185
发送t5
′
时刻之后pwm1_q
35
′
信号。
210.示例性的，在t6
′
时刻至t7
′
时刻之间的时间段，动力总成依然可以形成图23a中示出的电路状态；在t8
′
时刻至t9
′
时刻之间的时间段，动力总成依然可以形成图23b中示出的电路状态。则动力总成的电路状态可以参考图23a和图23b的描述，此处不作赘述。
211.可选的，在一些可行的实施方式中，控制器可以在gcu的三个桥臂中确定至少一个第二桥臂，并根据母线电压以及动力电池bat18的电压确定每个第二桥臂的第二pwm信号。此时，控制器根据母线电压以及动力电池bat18的电压确定第二pwm信号的具体实现方式可以参考现有buck变换器中开关管的控制信号的确定方式。
212.其中，电容c
181
向动力电池bat18充电可以分为发电机绕组储能阶段以及动力电池
充电阶段。图24a和图24b以三个桥臂分别作为三个第二桥臂为例，在图24a中示出的电路状态中，开关管q
181
、开关管q
183
和开关管q
185
关断，以及开关管q
182
、开关管q
184
和开关管q
186
导通。假设三个电机绕组的感抗相同，则发电机绕组n
u18
上流过的电流是i
c18
/3，发电机绕组n
v18
上流过的电流是i
c18
/3，发电机绕组n
w18
上流过的电流是i
c18
/3，此时，发电机绕组n
u18
向动力电池bat18充电，发电机绕组n
v18
向动力电池bat18充电，发电机绕组n
w18
向动力电池bat18充电，则动力电池的充电电流可以是i
c18
。即电容c
181
向动力电池bat18充电。
213.在图24b中示出的电路状态中，开关管q
181
、开关管q
183
和开关管q
185
导通，以及开关管q
182
、开关管q
184
和开关管q
186
关断。此时，发电机绕组n
u18
、发电机绕组n
v18
和发电机绕组n
w18
处于储能阶段。
214.可以理解的是，图3至图17b中示出的动力总成与图18至图24b中示出的动力总成的区别点在于，动力电池连接的是正母线还是负母线。因此，图18至图24b所示的动力总成也可以实现如图3至图17b所描述实施例的有益效果，两者之间可以相互参考，此处不作赘述。
215.需要说明的是，上述术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
216.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。