[發(fā)明專利]客車電驅(qū)動系統(tǒng)及驅(qū)動方法

有效

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• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103192725A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 陳光宇;丁曉群;洪筱;何健;楊明耀;史靜
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: B60L11/00
• 分類號: B60L11/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發(fā)明涉及汽車驅(qū)動系統(tǒng)，尤其是一種客車電驅(qū)動系統(tǒng)和驅(qū)動方法。

背景技術

由于傳統(tǒng)燃油汽車帶來的石油危機及排放污染問題日益嚴重，國家和企業(yè)寄希望于通過新能源汽車技術有效解決以上問題。作為新能源汽車核心部件之一的電驅(qū)動系統(tǒng)，其技術的先進性、可靠性，直接決定了新能源汽車的整車性能?，F(xiàn)階段，新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)基本由直流電源（如車載鋰離子電池、鎳氫電池等）、逆變器、電機組成，直流電源用于提供車輛行駛所需的電能或儲存電能；逆變器用于直流/交流轉換，控制電機的運行狀態(tài)；電機用于驅(qū)動車輛行駛、電制動等。

在新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)中，現(xiàn)有技術多采用固定直流母線電壓的驅(qū)動方式，即直流電源輸出電壓保持不變。由于系統(tǒng)中直流電源自身特性，母線電壓在系統(tǒng)實際工作中會在一定范圍內(nèi)波動。直流母線固定不變的驅(qū)動方式，導致逆變器直流母線利用率低、驅(qū)動電機的電流紋波大、電機鐵耗大、逆變器開關損耗大等問題，直接影響電驅(qū)動系統(tǒng)效率和性能。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明要提供一種客車電驅(qū)動系統(tǒng)，它能解決現(xiàn)有技術的系統(tǒng)無法改變直流母線電壓，從而導致電機鐵耗和逆變器開關損耗大的問題。

技術方案：本發(fā)明的客車電驅(qū)動系統(tǒng)包括用于存儲系統(tǒng)所需的直流電能超級電容，與所述超級電容電連接的電壓調(diào)節(jié)電路、第二逆變器和控制系統(tǒng)，與所述電壓調(diào)節(jié)電路電連接的薄膜電容，并聯(lián)于所述薄膜電容兩端的第一逆變器，以及與第一逆變器連接的驅(qū)動電機；

所述電壓調(diào)節(jié)電路由相互連接的功率模塊和儲能電感組成，所述第二逆變器與發(fā)電機控制電路和發(fā)電機連接；所述控制系統(tǒng)包括電壓調(diào)節(jié)控制電路和驅(qū)動電機控制電路；?

所述電壓調(diào)節(jié)控制電路和發(fā)電機控制電路同時采集超級電容的電壓和?電流，電壓調(diào)節(jié)控制電路和驅(qū)動電機控制電路同時采集薄膜電容的電壓和?電流，電壓調(diào)節(jié)控制電路和驅(qū)動電機控制電路同時接收驅(qū)動電機控制信號；

所述驅(qū)動電機控制電路依據(jù)驅(qū)動電機運行時線電壓的有效值，向電壓調(diào)節(jié)控制電路提供驅(qū)動電機運行所需的直流母線電壓。

所述超級電容由多塊電容經(jīng)過并、串聯(lián)或混聯(lián)組成。所述第二逆變器依據(jù)發(fā)電機控制信號和超級電容的電壓值控制發(fā)電機發(fā)電。所述的電壓調(diào)節(jié)控制電路與驅(qū)動電機控制電路存在互鎖信號，當電壓調(diào)節(jié)控制電路或驅(qū)動電機控制電路出現(xiàn)故障時，均停止工作。所述的電壓調(diào)節(jié)電路中功率模塊依據(jù)電壓調(diào)節(jié)控制電路的驅(qū)動信號工作。所述的電壓調(diào)節(jié)電路設有直流母線電壓和電流超限保護功能模塊。

本發(fā)明還提供了一種客車電驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法，包括如下步驟：

a.?電壓調(diào)節(jié)控制電路開始工作，功率模塊V1、V2、V3、V4截止；

b.?采集驅(qū)動電機控制信號，判斷電機是否運行，如果電機處于運行狀態(tài)，執(zhí)行步驟c；如果電機非運行狀態(tài)，執(zhí)行步驟a；

c.?判斷第一逆變器是否故障，如果逆變器1處于故障狀態(tài)，執(zhí)行步驟a；如果逆變器1處于非故障狀態(tài)，執(zhí)行步驟d；

d.?采集第一逆變器所需的直流母線電壓，采集薄膜電容處的直流母線電壓、電流，采集超級電容處的直流母線電壓、電流；

e.?判斷系統(tǒng)電流是否超限，如果超限執(zhí)行步驟g；如果不超限執(zhí)行步驟f；

f.?判斷系統(tǒng)電壓是否超限，如果超限執(zhí)行步驟g；如果不超限執(zhí)行步驟h；

g.?電壓調(diào)節(jié)控制電路輸出保護信號，電路運行信號置0，執(zhí)行步驟a；

h.?判斷驅(qū)動電機是否運行于電動狀態(tài)，如果運行于電動狀態(tài)，執(zhí)行步驟i；如果運行于發(fā)電狀態(tài)，執(zhí)行步驟j；

i.?判斷超級電容處的直流母線電壓是否大于等于第一逆變器所需的直流母線電壓，如果大于等于，執(zhí)行步驟k；如果不大于等于，執(zhí)行步驟l；

j.?判斷第一逆變器所需的直流母線電壓是否大于等于超級電容處的直流母線電壓，如果大于等于，執(zhí)行步驟m；如果不大于等于，執(zhí)行步驟n；

k.?計算PWM1占空比，對PWM1占空比進行上、下限限制，?V2、V3、V4截止，V1依據(jù)PWM1斬波工作，執(zhí)行步驟o；

l.?計算PWM4占空比，對PWM4占空比進行上、下限限制，?V1保持導通，V2、V3截止，V4依據(jù)PWM4斬波工作，執(zhí)行步驟o；

m.?計算PWM3占空比，對PWM3占空比進行上、下限限制，V1、V2、V4截止，V3依據(jù)PWM3斬波工作，執(zhí)行步驟o；

n.?計算PWM2占空比，對PWM2占空比進行上、下限限制，V3保持導通，V1、V4截止，V2依據(jù)PWM2斬波工作，執(zhí)行步驟o；