目前，电动汽车的快速发展也迎来诸多挑战，其最核心的续航能力始终受制于车载电池容量，在电池技术未能获得革命性突破的前提下，充电问题仍是影响电动汽车进一步快速发展的关键。目前，市面上绝大多数电动汽车采用非车载独立充电桩充电，该方式具有充电速度快、可靠性高等优点，但其充电便利性差、城市占地面积大、建设周期长等问题也饱受争议。

在此背景下，车载充电机（OBC）直接通过家用交流电在汽车闲置时对车载电池进行充电，因其充电便利、成本低廉等优势成为众多车企的备选充电方案。然而，目前传统的车载充电机存在体积质量大、汽车行驶过程中冗余等问题，与提高汽车续航、整车轻量化的理念相悖，限制了其发展与应用。

利用电动汽车驱动系统四象限运行特性，将其复用为车载集成充电机（IBC）的理念最早于1985年由美国学者提出，增加一套隔离变压器，复用部分驱动器件，实现了单相交流供电方式下的充电功能。车载集成充电机一般是在电动汽车泊车闲置时，通过继电器或切换开关改变车载驱动系统的电路连接，驱动电机系统被重构为一套充电机，无需添加额外的功率器件，将原本的车载驱动系统通过分时复用的方式实现充电功能，在提高充电便利性的同时，实现充电系统的高度集成化，能够有效解决传统车载充电机在体积、质量和容量上的问题。

电动汽车电气系统中通常包括高压动力电池组、备用电池组、低压电池组以及辅助电源等多种能量源，不同能量源之间的电能转换始终依赖额外的车载变换器完成，不仅占用车内有限空间，更是增加了系统的复杂度，因此针对多能量源的集成充电系统引起了部分学者的研究关注。

但是，由于双电源供电的特点，隔离母线型的开绕组永磁同步电机驱动系统更加适合于双电池车载集成充电机拓扑结构，虽然也有许多文献利用多通道隔离变压器或谐振变换器进行了多电池充电的研究，在实现电气隔离的基础上完成双电池充电的功能，但系统中增加额外的铁心与线圈，提高了系统的复杂度和成本。

针对基于开绕组永磁同步电机和双电池组驱动的电动汽车，南京航空航天大学多电飞机电气系统工信部重点实验室的郭磊、魏佳丹等，提出一种车载双电池集成充电系统，利用开绕组永磁电机绕组易重构、驱动系统功率器件多等优势，进行三相集成充电系统拓扑的设计，并针对双电池充电的控制策略进行研究，在基本控制策略的基础上，开展准直接功率控制（QDPC）策略的研究，实现单位功率因数控制的同时有效抑制充电过程中的转矩脉动。

图1 基于开绕组永磁同步电机的双电池集成充电系统拓扑

他们的实验结果表明，该集成充电系统能够在双通道不同负载比稳态充电时较好地实现功率因数校正功能，不同负载比时无功功率基本保持不变，有功功率随负载比减小而减小，故稳态转矩大小有所变化，但总体不超过1.15 Nm。

图2 双电池集成充电系统准直接功率控制策略框图

图3 集成充电系统实验平台

此外，研究者表示，在变负载和变电压的动态过程中，准直接功率控制策略能够较好地控制有功功率，有效抑制了动态过程中转矩脉动的变化，且由于准直接功率控制策略在静止坐标系下实现，算法结构简单，具有较高的实用价值。

本工作成果发表在2024年第10期电工技术学报，论文标题为“基于开绕组电机的电动汽车双电池集成充电系统准直接功率控制”。本课题得到江苏省自然科学基金和科技创新2025重大专项的支持。