[發明專利]一種電動汽車充電與驅動集成拓撲

有效

• 申請號: 201510072068.5
• 申請日: 2015-02-11
• 公開（公告）號: CN104670040B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: 李春杰;黃文新
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18;H02J7/34
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔

技術領域

本發明涉及中大功率電動汽車充電與驅動領域，尤其涉及一種電動汽車充電與驅動集成拓撲。

背景技術

目前很多電動汽車都設立獨立的充電器和電機驅動，比如比亞迪電動客車K9A，它的結構如圖1所示，充電系統為三相交流電輸入，充電系統和電機驅動系統是相互獨立的，互不影響。當充電系統工作時，電機驅動系統停止工作；當電機驅動系統工作時，充電系統停止工作。由于車載充電器是被安裝在電動汽車上，所以，不僅增加了電動汽車的體積重量，還增加了整個電動汽車的成本。為了解決這個問題，引入了集成化技術。目前，充電和電機驅動集成化的方式主要包括兩種：第一種，如圖2所示，充電系統和電機驅動系統共用電力電子變換器這部分，這種結構見美國專利US8441229(B2)，即，整流器和三相交錯的DC/DC變換器。這種結構需要增加額外的電感器，體積大，成本高，控制復雜，不具有電氣隔離，適用于中小功率的電動汽車。第二種，如圖3所示，利用電機的線圈繞組作為充電系統的升壓電感，不具有電氣隔離，可靠性較差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對背景技術中的缺陷，提供一種電動汽車充電與驅動集成拓撲，使得電動客車、巴士等中大功率電動汽車不再需要獨立的充電器和電機驅動系統，減小了電動汽車的體積重量以及成本，而且具有電氣隔離，安全性較強。

本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案：

一種電動汽車充電與驅動集成拓撲，包含動力電池、第一至第三變換器、第一至第五接觸器、第一至第三電容、電感、功率管、二極管、磁組合變壓器、輸出不控整流橋和交流電機；

所述交流電機包含三對接線端子，即第一至第三對接線端子；

所述磁組合變壓器包含第一至第三原邊繞組以及一個副邊繞組；

所述第一至第三變換器均包括變換器電感、第一至第二變換器電容、不控整流橋和高頻逆變器，所述高頻逆變器包含第一至第二輸入端以及第一至第二輸出端，其中，變換器電感一端和第一接觸器相連，另一端分別和第一變換器電容的一端、不控整流橋的一個輸入端相連；所述第一變換器電容的另一端分別和不控整流橋的另一個輸入端、中線N端相連；所述不控整流橋的一個輸出端分別和第二變換器電容的正端、第三接觸器相連；所述不控整流橋不控整流橋的另一個輸出端分別與第二變換器電容的負端、高頻逆變器的第二輸入端相連；所述高頻逆變器的第一輸入端分別和第三接觸器、第二接觸器相連；

所述第一接觸器第一至第三主觸點的一端分別和第一至第三變換器中的變換器電感對應相連，第一至第三主觸點的另一端分別和外部三相交流電對應相連；

所述第三接觸器第一至第三主觸點的一端分別和第一至第三變換器中第二變換器電容的正端對應相連，第一至第三主觸點的另一端分別和第一至第三變換器中高頻逆變器的第一輸入端對應相連；

所述第二接觸器第一至第三主觸點的一端分別和第一至第三變換器中高頻逆變器的第一輸入端對應相連,第一至第三主觸點的另一端相互連接并分別和第三電容的正端、第四接觸器第一輔助常開觸點的一端相連；

所述動力電池的正端分別和第一電容的一端、電感的一端相連，負端分別和第一電容的另一端、第二電容的負端、第三接觸器第一輔助常閉觸點的一端、輸出不控整流橋的一個輸出端相連；

所述第三接觸器第一輔助常閉觸點的另一端和N端相連；

所述電感的另一端分別和第二接觸器第三輔助常開觸點的一端、第二接觸器第二輔助常閉觸點的一端相連；

所述第二接觸器第三輔助常閉觸點的另一端和輸出不控整流橋的另一個輸出端相連；

所述第二接觸器第三輔助常開觸點的另一端分別和功率管的發射極，二極管的陽極、第三電容的負端相連；

所述磁組合變壓器的副邊繞組的正端分別和功率管的集電極、二極管的陰極、輸出不控整流橋的一個輸入相連，負端分別和第二電容的正端、第四接觸器第二輔助常開觸點的一端、第四接觸器第三輔助常開觸點的一端、第五接觸器第一輔助常開觸點的一端相連；

所述第五接觸器第一輔助常開觸點的另一端和輸出不控整流橋的另一個輸入端相連；

所述第四接觸器第二輔助常開觸點的另一端分別和第四接觸器第二輔助常閉觸點的一端、磁組合變壓器第一原邊繞組的同名端相連；

所述第四接觸器第三輔助常開觸點的另一端分別和第四接觸器第三輔助常閉觸點的一端、磁組合變壓器第二原邊繞組的同名端、第二接觸器第四輔助常開觸點的一端相連；

所述第二接觸器第四輔助常開觸點的另一端和第二接觸器第一輔助常閉觸點的一端、磁組合變壓器的第三原邊繞組的同名端相連；