[發明專利]使用繞線轉子同步電動機的充電系統

有效

• 申請號: 201710084525.1
• 申請日: 2017-02-16
• 公開（公告）號: CN107985083B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 申昊埈;郭武信;金成奎;李永國;河廷穓;李镕在;韓龍洙
• 申請（專利權）人: 現代自動車株式會社;起亞自動車株式會社;首爾大學校產學協力團
• 主分類號: B60L53/22
• 分類號: B60L53/22;B60L53/12
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 趙愛玲;張晶

本發明公開了一種使用繞線轉子同步電動機(WRSM)的充電系統，其能夠減小由于車載充電電路而增加的車輛的體積、重量和成本，并且增加電池充電容量。使用繞線轉子同步電動機(WRSM)的充電系統包括：逆變器，其將電池的功率轉換為具有多個不同相位的交流(AC)功率；WRSM，其具有每個接收不同相位的AC功率的多個定子線圈，以及與多個定子線圈形成互感，并安裝在轉子中以使用電池的功率形成磁通量的勵磁線圈；以及控制器，其在電網電力被施加至WRSM的勵磁線圈側的充電模式中控制電池側和勵磁線圈側彼此絕緣。

技術領域

本公開涉及一種用于為車輛的電池充電的充電系統。

背景技術

由于全球變暖、環境污染等問題的出現，已經在汽車工業領域中積極地進行了能夠最小化環境污染的環保型車輛的開發研究，并且其市場已逐漸擴大。已經在全球發布了作為環保車輛或綠色車輛的電動車輛、混合動力車輛和插電式混合動力車輛，其采用使用電能來產生驅動力的電動機，而不是通過燃燒現有化石燃料產生驅動力的發動機。使用電能的環保型車輛技術大多從電網對設置在車輛中的電池充電以利用電池來驅動電動機。因此，使用電能的環保型車輛需要用于將從電網提供的電能充電在電池中的車載充電電路。

車載充電電路，一種用于對環保車輛的電池充電的基本電路，可使用各種拓撲結構來實施，但是大多數車載充電電路是由用于絕緣的高頻變壓器和濾波器、多個開關元件、以及控制模塊被實施的。因此，由于環保型車輛還單獨地包括車載充電電路，因此車輛的成本和體積被不可避免地增加。特別地，由于設置在車載充電電路中的變壓器使用了磁路，所以變壓器的尺寸根據容量而增加，并且變壓器需要大的重量和體積。

因此，需要進行各種研究和開發以減少因提供在本領域中的環保型車輛中的車載充電電路而增加的車輛的體積、重量和成本。

本部分的公開內容是提供本發明的背景。申請人注意到，本部分可能包含本申請之前的信息。但是，通過提供本部分，申請人不承認本部分所包含的任何信息構成現有技術。

發明內容

本發明的一個方面是提供一種使用繞線轉子同步電動機的充電系統，其能夠減小由于車載充電電路而增加的車輛的體積、重量和成本，并且增加電池充電容量。

根據本發明的實施例，提供了一種使用繞線轉子同步電動機(WRSM)的充電系統，其包括：逆變器，其將電池的功率(power)轉換為具有多個不同相位的交流(AC)功率；WRSM，其具有每個接收不同相位的AC功率的多個定子線圈，以及與多個定子線圈形成互感，并安裝在轉子中以使用電池的功率形成磁通量的勵磁線圈；以及控制器，其在電網電力(gridpower)被施加至WRSM的勵磁線圈側的充電模式中控制電池側和勵磁線圈側彼此絕緣。

在可旋轉地驅動WRSM的情況下，控制器可控制電池與勵磁線圈電連接。

在充電模式中，控制器可控制電池側和勵磁線圈側彼此絕緣，以防止充電功率通過勵磁線圈被供給到電池，以及控制逆變器以允許電網電力從勵磁線圈傳遞到多個定子線圈以對電池充電。

在充電模式中，控制器可參照電池的電壓導出用于對電池充電的充電功率參考值，基于實際供給到電池的供給功率與功率參考值之間的誤差來導出輸入功率參考值，通過將最大電網電壓值應用于輸入功率參考值來導出輸入到勵磁線圈的輸入電流參考值的正弦分量，基于輸入電流參考值和實際輸入電流的正弦分量之間的誤差來導出定子線圈側的d軸電流參考值的正弦分量并基于0和輸入到勵磁線圈的電流的余弦分量之間的誤差導出定子線圈側的d軸電流參考值的余弦分量，基于定子線圈側的d軸電流參考值的正弦分量和余弦分量以及電網電力的相位角來導出定子線圈側的d軸電流參考值，基于具有值0的定子線圈側的d軸電流參考值和q軸電流參考值來導出定子線圈側的d軸電壓參考值和q軸電壓參考值，通過轉換d軸電壓參考值和q軸電壓參考值來導出3相電壓參考值V*_abcs，并且控制逆變器的開關元件的ON/OFF功能以輸出3相電壓參考值V*_abcs。