[發明專利]一種電動汽車多功能集成電力電子系統

有效

• 申請號: 201210288075.5
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102826054A
• 公開（公告）日: 2012-12-19
• 發明（設計）人: 徐國卿;梁嘉寧;蹇林旎;李衛民;常明;王亮榮
• 申請（專利權）人: 深圳先進技術研究院
• 主分類號: B60R16/02
• 分類號: B60R16/02;B60L15/00;H02P27/06;H02M7/797;H02M3/335;H02J7/10
• 代理公司: 北京三聚陽光知識產權代理有限公司 11250
• 代理人: 張建綱

技術領域

本發明涉及電力電子技術，具體地說是一種用于電動汽車的集成多功能的電力電子系統。

背景技術

隨著能源危機和環境危機的日益嚴重，新能源以其節能環保的優點日益受到人們的關注。新能源汽車則成為綠色交通發展的趨勢。由于傳統的汽車領域，國內發展較晚，國外大型的汽車企業占據著不可取代的優勢。而新能源汽車，近幾年開始發展，各個國家和地區都處于起步階段，因此新能源汽車也為我國汽車產業縮小差距、提升產業國際競爭力、實現彎刀超車提供難得的歷史性機遇。目前，電動汽車成為新能源汽車的主流。電動汽車的發展依賴于整車集成技術以及電機、電池等零部件技術的發展。隨著電動汽車集成度的提升，電動汽車的整車成本有望大大降低。

電動汽車動力系統關系著電動汽車動力的來源，是電動汽車的關鍵技術之一。電動汽車動力系統的重要組成部分是蓄電池組和驅動電機逆變器，蓄電池組用于存儲電能，驅動電機逆變器用于將蓄電池的直流電轉變成交流電，驅動電機運行。蓄電池組直接連接到驅動電機逆變器的輸入端，為其提供電能，因此，驅動電機逆變器的電壓為蓄電池兩端的電壓。在使用過程中，由于蓄電池的特性，蓄電池兩端的電壓會隨著電量的輸出而降低。而對于驅動電機逆變器來說，其輸入電壓的浮動會影響整個驅動電機系統的工作穩定性和工作效率。為了提高電動汽車驅動系統的效率和穩定性，降低能量在傳輸和變換過程中的損失，驅動電機逆變器的輸入電壓應盡量保持一致和穩定。但是對于動力蓄電池來說，蓄電池組是由多個電池單體串并聯而成，對電池單體的一致性要求很高，過多的串聯電池會降低蓄電池供電系統的可靠性，但是電池設置過少又會影響電動汽車的連續運行里程。為了降低電池串聯帶來的問題，國內外多采用250V-380V作為電池的輸出電壓。在電動汽車內部除了上述驅動電機運行的高壓蓄電池組外，還設有為車內低壓設備供電的低壓蓄電池，因此高壓蓄電池還負責在需要時為低壓電池充電的任務。

在中國專利文獻CN101499673B中公開了一種用于電動汽車的具有補償充電的多功能一體化充電機，包括整流橋、逆變充電電路、控制電路、接觸器組、動力電池和輔助電池以及制動回饋能量檢測、動力電池能量檢測和輔助電池能量檢測電路，整流橋的輸出端與逆變充電電路相連。在該技術方案中，將補償充電等四種充電功能高度集成在一臺充電機內，提高了充電機的集成度。但是，在該技術方案中，仍無法解決高壓蓄電池組電壓不穩定與驅動電機逆變器的輸入端電壓需要保持恒定的問題，此外，該技術方案中的充電機內雖然集成了電池充電的功能，但是需要單獨設置，與其他設備的集成度并不高。

發明內容

為此，?本發明所要解決的一個問題是現有技術中的電動汽車的動力系統集成度不高，浪費空間和電氣元件，從而提出一種具有較高的集成度、節省空間、電氣元件可以分時復用、提高使用率的多功能集成電力電子系統。

本發明所要解決的另一個問題是現有技術中無法解決高壓蓄電池組電壓不穩定與驅動電機逆變器的輸入端電壓需要保持恒定的技術問題，從而可以保持驅動電機逆變器的輸入端電壓穩定一致的集成電力電子系統。

為解決上述技術問題，本發明提供一種電動汽車多功能集成電力電子系統，包括：

儲能裝置，存儲有電能，向驅動電機進行供電；

雙向變換器，與所述儲能裝置連接，將直流電進行升壓或降壓變換的雙向能量變換?；

驅動電機逆變器，與所述雙向變換器和驅動電機連接，將所述雙向變換器進行升壓處理后的電能進行逆變，為所述驅動電機進行供電；

電網連接器，與所述雙向變換器連接和電網連接，通過所述雙向變換器為所述儲能裝置進行充電；

控制器，包括驅動模塊和控制模塊，所述控制模塊內設置有電機驅動模式、剎車能量回饋模式和電網接入智能充電模式，所述驅動模塊與所述雙向變換器和驅動電機逆變器連接，所述控制模塊根據不同的控制模式發送控制指令并通過驅動模塊驅動所述雙向變換器和所述驅動電機逆變器動作。

本發明所述的電動汽車多功能集成電力電子系統，所述雙向變換器包括依次串聯在所述儲能裝置的正負極之間的第一電容和兩個電力電子開關；在所述兩個電力電子開關的中心點和所述儲能裝置的正極之間串聯有一個電感；在所述第一電容的正極和所述儲能裝置的負極之間還設置有兩個串聯的電容。

本發明所述的電動汽車多功能集成電力電子系統，所述電力電子開關為IGBT開關或MOSFET開關或三極管，每個所述電力電子開關反向并聯設置一個二極管，所述二極管集成在所述電力電子開關內部或外置。