[實用新型]電動汽車無刷雙饋電機驅動裝置

無效

• 申請號: 200920249006.7
• 申請日: 2009-11-30
• 公開（公告）號: CN201626316U
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 丁惜瀛;孫宜標;楊樹平;龔淑秋;王宏利;閆秀恪
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;B60L15/20;B60L15/28;H02P27/06;H02P6/16
• 代理公司: 沈陽亞泰專利商標代理有限公司 21107
• 代理人: 郭元藝

技術領域

本實用新型屬電動汽車及混合動力汽車驅動系統及其控制技術領域，涉及一種可應用于混合動力汽車、電力機車等高性能調速系統的電動汽車無刷雙饋電機驅動裝置。

背景技術

電機驅動系統是電動汽車的關鍵部件，在車載蓄電池技術尚未取得突破的前提下，它決定著整車的運行性能。目前的電動汽車使用的電機主要有感應電機、開關磁阻電機和永磁電機三種。感應電機結構簡單，可靠性高，矢量控制、直接轉矩控制的應用又使之具有了類似于直流電機的優良特性，但能流控制靈活性差。繞線式感應電機運行控制靈活性高，但存在電刷。開關磁阻電機結構簡單、堅固，既具有異步電機矢量控制系統的高效率、高可靠性，又具有直流調速系統的良好控制特性，但是其噪聲大、轉矩脈動嚴重，采用它驅動汽車，平穩性較差；永磁電機具有高效、高控制精度、高轉矩密度、低噪聲的特點，在電動汽車驅動方面具有較高的應用價值，但永磁電機需檢測轉子磁極位置，高速運行較為復雜；永磁材料屬于稀缺資源，價格昂貴；而且永磁體有退磁問題，造價亦比較高，這些都制約了永磁電機的在汽車中的應用。

傳統雙饋電機的最大缺點是存在電刷，無刷雙饋電機在結構上克服了繞線電機雙饋運行的致命弱點，但其應用尚很局限，目前雙饋電機的應用大多集中在發電運行，而無刷雙饋電機應用于電動汽車和混合動力汽車的驅動系統尚未見報道。

實用新型內容

本實用新型旨在克服現有技術的不足之處而提供一種電動汽車雙饋電機驅動裝置；其可提高汽車高速區的控制力矩，擴大調速范圍，提升能量回收率；通過降低電機驅動系統的能耗，進而提高電動汽車的續航里程；當逆變電路出現故障時，不須增加設備即可為汽車提供低速冗余運行，雖增加一套逆變裝置，但通過對系統各種運行狀態下的能流分析可優化兩個逆變器的容量，使每個兩個逆變器的容量減低，由于大容量逆變器與小容量逆變器的價格是非線性升高的，因此總的逆變器成本不會有大的增加。

為達到上述目的，本實用新型電動汽車無刷雙饋電機驅動裝置是這樣實現的：

一種電動汽車無刷雙饋電機驅動裝置，它包括無刷雙饋電機、定子逆變器、轉子逆變器、定子/轉子繞組繼電控制電路、電機驅動及控制模塊、電動汽車整車控制器、蓄電池、電池管理單元及電流電壓轉速傳感器；

所述定子逆變器及轉子逆變器的端口分別接蓄電池的端口；無刷雙饋電機的定、轉子依次由定子逆變器及轉子逆變器從蓄電池吸收能量或向蓄電池回饋能量；

所述電機驅動及控制模塊的端口分別接定子逆變器及轉子逆變器的端口，由所述電機驅動及控制模塊向定子逆變器及轉子逆變器提供PWM控制信號；

所述電動汽車整車控制器接收電機驅動及控制模塊提供的電機運行狀態信號，并向其發出轉矩控制命令；

所述電流電壓轉速傳感器及電池管理單元依次向電機驅動及控制模塊發出反饋信號及電池管理信號；

所述電機驅動及控制模塊的端口接定子/轉子繞組繼電控制電路的端口；定子/轉子繞組繼電控制電路依據所述電機驅動及控制模塊的指令控制無刷雙饋電機的運行模式；

所述定子/轉子繞組繼電控制電路由電機驅動及控制模塊根據整車控制器提供的信息控制所述無刷雙饋電機的驅動方式。

作為一種優選方案，本實用新型所述電機驅動及控制模塊包括：中央處理模塊、電流/電壓信號調理/變換電路、光電編碼器信號調理電路、定子/轉子逆變器隔離驅動電路；電流電壓傳感器所采集的反饋信號經電流/電壓信號調理/變換電路濾波并變換，轉速傳感器所采集的反饋信號經光電編碼器信號調理電路進行整形及倍頻后，輸入至中央處理模塊；由中央處理模塊計算定子逆變器及轉子逆變器的PWM驅動信號，經定子/轉子逆變器隔離驅動電路進行功率放大后輸出至定子逆變器及轉子逆變器。

作為另一種優選方案，本實用新型所述電壓/電流轉速傳感器包括：霍爾式電壓/電流傳感器及增量式光電編碼器。

進一步地，本實用新型所述中央處理模塊采用DSP-TMS320F2812芯片，利用其內置的12個PWM輸出端子同時控制雙饋電機定、轉子的輸入電壓。

更進一步地，本實用新型所述定子逆變器及轉子逆變器采用IGBT開關元件。

另外，本實用新型在所述電動汽車電機驅動及控制模塊中設有定子/轉子逆變器故障檢測分析單元；所述定子/轉子逆變器故障檢測分析單元的端口經中央處理單元接定子逆變器及轉子逆變器的端口；所述定子/轉子逆變器故障檢測分析單元實時監測定子逆變器及轉子逆變器的工作狀態，并將故障狀態信號送入整車控制器。