[發(fā)明專利]一種集成充電機(jī)功能的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610213220.1
• 申請(qǐng)日: 2016-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105743175B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王政;劉博辰;張玥;程明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H02J7/00
• 分類號(hào): H02J7/00;H02M3/335
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，特別是一種集成充電機(jī)功能的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著石油能源危機(jī)以及碳排放和其它汽車尾氣有害物質(zhì)造成的環(huán)境問(wèn)題日益加重，電動(dòng)車、特別是插電式混合動(dòng)力車已經(jīng)成為全球汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要方向和研究熱點(diǎn)。儲(chǔ)能單元是電動(dòng)車的“能源心臟”，儲(chǔ)能單元的性能不僅依賴于儲(chǔ)能模塊本身，同樣也和充電機(jī)緊密相關(guān)。目前充電機(jī)主要分為車載型和充電站兩類。隨著對(duì)電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程要求的不斷增加，電動(dòng)車儲(chǔ)能容量及充電容量也要不斷擴(kuò)大。因此相比傳統(tǒng)汽車加油，電動(dòng)車充電需要更長(zhǎng)的時(shí)間。如果采用充電站模式充電，為了適應(yīng)電動(dòng)車規(guī)模不斷擴(kuò)大的需求，將需要興建大量的充電站，成本非常昂貴。而車載型充電機(jī)充電靈活，可以在任何有合適充電插座的地方進(jìn)行充電。大容量車載充電機(jī)只需要配置大容量充電插座，相比建造集中充電站成本低很多。但是充電容量的增大將造成車載充電機(jī)體積、重量和成本的增加，這給電動(dòng)車制造帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

另一方面，作為電動(dòng)車的“核心動(dòng)力”，電機(jī)驅(qū)動(dòng)對(duì)于電動(dòng)車運(yùn)行性能至關(guān)重要。電動(dòng)車空間受到成本、機(jī)動(dòng)性等方面限制，電機(jī)驅(qū)動(dòng)必須滿足緊湊型設(shè)計(jì)要求，電機(jī)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩密度要求高。電動(dòng)車儲(chǔ)能容量有限，為了在有限儲(chǔ)能條件下獲得較長(zhǎng)行駛里程，電機(jī)驅(qū)動(dòng)必須高效運(yùn)行。電動(dòng)車工況復(fù)雜且涉及乘客人身安全，因此對(duì)電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)的可靠性和容錯(cuò)運(yùn)行要求高。同時(shí)，電動(dòng)車平穩(wěn)舒適的行駛要求對(duì)電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)和噪聲抑制提出了更高的要求。

電動(dòng)車空間、重量的限制和電機(jī)驅(qū)動(dòng)及充電機(jī)容量、性能要求的不斷增加形成了矛盾，對(duì)電動(dòng)車設(shè)計(jì)造成了巨大的技術(shù)挑戰(zhàn)，阻礙了電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。因此，如何從電動(dòng)車電機(jī)驅(qū)動(dòng)和車載充電機(jī)功能集成及性能提高方面尋找技術(shù)突破、提出技術(shù)創(chuàng)新，進(jìn)而解決電動(dòng)車空間限制和高性能要求之間的矛盾，對(duì)于電動(dòng)車技術(shù)的發(fā)展和整體電動(dòng)車產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)都具有重要的作用。為此，本發(fā)明提出研究集成充電機(jī)功能的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，并對(duì)系統(tǒng)中電機(jī)和電力電子變換電路進(jìn)行創(chuàng)新性綜合設(shè)計(jì)，具有重要的科學(xué)意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)和車載充電機(jī)這兩個(gè)電動(dòng)車主要能量轉(zhuǎn)換部件在功能集成沒(méi)有完善、無(wú)緊湊設(shè)計(jì)、高效可靠運(yùn)行沒(méi)有兼?zhèn)涞膯?wèn)題。

技術(shù)方案：本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種集成充電機(jī)功能的電動(dòng)車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括：

位于雙三相混合永磁電機(jī)側(cè)的雙三相電機(jī)繞組端口分別由兩個(gè)獨(dú)立的電壓源型逆變器饋電，兩套電機(jī)繞組中性點(diǎn)不相聯(lián)；電機(jī)驅(qū)動(dòng)運(yùn)行模式下，雙三相混合永磁電機(jī)做雙三相繞組獨(dú)立運(yùn)行；靜止充電機(jī)模式下，電機(jī)雙三相繞組中性點(diǎn)構(gòu)成單相充電機(jī)接口；

所述兩個(gè)電壓源型逆變器分別由并聯(lián)的直流母線電容供電；

所述兩個(gè)直流母線電容分別與獨(dú)立的高頻隔離型直流變換器連接，由相應(yīng)的高頻隔離型直流變換器對(duì)其供電；

所述兩個(gè)高頻隔離型直流變換器蓄電池端通過(guò)蓄電池電容并聯(lián)；

所述蓄電池側(cè)電容由蓄電池對(duì)其供電；

所述電壓源型逆變器對(duì)應(yīng)的直流母線電容的電壓由該電壓源型逆變器的控制模塊控制；

所述兩個(gè)電壓源型逆變器為第一電壓源型逆變器和第二電壓源型逆變器，所述兩個(gè)直流母線電容為第一直流母線電容和第二直流母線電容，所述兩個(gè)高頻隔離型直流變換器為第一高頻隔離型直流變換器和第二高頻隔離型直流變換器，其中：

所述蓄電池通過(guò)蓄電池側(cè)電容與并聯(lián)的第一高頻隔離型直流變換器和第二高頻隔離型直流變換器相連；

所述第一高頻隔離型直流變換器和第一直流母線電容相連；

所述第二高頻隔離型直流變換器和第二直流母線電容相連；

所述第一直流母線電容和第一電壓源型逆變器相連，給其供電；

所述第二直流母線電容和第二電壓源型逆變器相連，給其供電；

所述第一電壓源型逆變器和第二電壓源型逆變器分別與雙三相混合永磁電機(jī)的雙三相電機(jī)繞組端口連接并給其供電。

作為優(yōu)化，所述第一電壓源型逆變器、雙三相混合永磁電機(jī)的雙三相電機(jī)繞組端口和第二電壓源型逆變器依次串聯(lián)連接并由雙三相電機(jī)繞組端口供電。

作為優(yōu)化，所述第一電壓源型逆變器和第二電壓源型逆變器先并聯(lián)，再與雙三相混合永磁電機(jī)的雙三相電機(jī)繞組端口串聯(lián)連接并由雙三相電機(jī)繞組端口供電。

作為優(yōu)化，所述高頻隔離型直流變換器的控制模塊的控制方法包括以下步驟：

1)將高頻隔離型直流變換器的蓄電池輸出電流i_in經(jīng)過(guò)低通濾波器得到平均輸出電流I_in；