[實用新型]基于H橋和高頻變壓器的電動汽車充電與驅(qū)動集成變換器

有效

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• 申請日: 2017-06-26
• 公開（公告）號: CN207128646U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 李春杰;李洪美;夏正龍;閆俊榮
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇師范大學
• 主分類號: B60L11/18
• 分類號: B60L11/18
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發(fā)明涉及電動汽車充電與驅(qū)動電力電子變換器領域，尤其涉及一種基于H橋和高頻變壓器的電動汽車充電與驅(qū)動變換器集成。

背景技術

由于車載充電機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，根據(jù)集成的充電機是否具有電氣隔離，分為兩類：有隔離變壓器和無隔離變壓器的充電機。無隔離變壓器的集成拓撲方案主要包括兩種：第一種，如圖1所示，充電拓撲和電機驅(qū)動拓撲共用電力電子變換器實現(xiàn)集成，這種結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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，集成拓撲如圖2所示，利用電機的線圈繞組作為充電拓撲的升壓電感，不具有電氣隔離，可靠性較差。有隔離變壓器的集成方案有兩種：第一種，如圖3所示，利用特殊電機結(jié)構(gòu)構(gòu)成靜止變壓器，是工頻變壓器，損耗較大；第二種，如圖4所示，是本課題組提出的集成方案(專利授權(quán)號為CN104670040B)，充電拓撲利用磁組合高頻變壓器的電氣隔離提高了系統(tǒng)安全性，集成的阻抗源驅(qū)動拓撲利用三原邊繞組并聯(lián)的磁組合高頻變壓器大大提高了升壓能力，其中，阻抗源網(wǎng)絡需額外附加可控功率管，實現(xiàn)能量雙向流動。集成的驅(qū)動拓撲雖具有容錯功能，但是電機處于降額運行。另外，該方案還存在無源器件較多、驅(qū)動電路自身功耗大的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的在于研究一種基于H橋和高頻變壓器的電動汽車充電與驅(qū)動集成變換器，該集成變換器通過附加較少的器件減少自身功耗，而且集成的驅(qū)動變換器處于容錯運行時，電機仍能滿額運行，于是避免了電機降額運行。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種基于H橋和高頻變壓器的電動汽車充電與驅(qū)動變換器集成，包括第一至第三整流器、第一至第三H橋高頻逆變器、第一至第二電容、磁組合高頻變壓器、不控整流橋以及第一至第十五切換開關，第二電容兩端分別接蓄電池的正極和負極；

第一整流器第一輸出端接第一切換開關的b端，第二輸出端接第二切換開關的b端；

第二整流器第一輸出端接第三切換開關的b端，第二輸出端接第四切換開關的b端；

第三整流器第一輸出端接第五切換開關的一端，第二輸出端接第三H橋高頻逆變器的第二輸入端；

第一切換開關的a端接第一H橋高頻逆變器的第一輸入端，第二切換開關的a端接第一H橋高頻逆變器的第二輸入端，第三切換開關的a端接第二H橋高頻逆變器的第一輸入端，第四切換開關的a端接第二H橋高頻逆變器的第二輸入端，第五切換開關的另一端接第三H橋高頻逆變器的第一輸入端；

第一H橋高頻逆變器的第一輸出端接第六切換開關的b端，第一H橋高頻逆變器的第二輸出端接第七切換開關的b端，第二H橋高頻逆變器的第一輸出端接第八切換開關的b端，第二H橋高頻逆變器的第二輸出端接第九切換開關的b端，第三H橋高頻逆變器的第一輸出端接第十切換開關的b端，第三H橋高頻逆變器的第二輸出端接第十一切換開關的b端；

第六切換開關的a端接高頻變壓器第一原邊繞組的第一端，第七切換開關的a端接高頻變壓器第一原邊繞組的第二端，第八切換開關的a端接高頻變壓器第二原邊繞組的第一端，第九切換開關的a端接高頻變壓器第二原邊繞組的第二端，第十切換開關的a端接高頻變壓器第三原邊繞組的第一端，第十一切換開關的a端接高頻變壓器第三原邊繞組的第二端；

高頻變壓器副邊繞組的第一端接第十三切換開關的第一路，高頻變壓器副邊繞組的第二端接第十三切換開關的第二路；

第十三切換開關的第一路的另一端接不控整流橋的第一輸入端，第二路的另一端接不控整流橋的第二輸入端；

不控整流橋的第一輸出端接第十二切換開關的b端，第二輸出端接蓄電池負極；

第十二切換開關的a端接蓄電池正極；

第十二切換開關的c端接第三H橋高頻逆變器的第二輸入端；

第十二切換開關的c端通過第一電容接高頻變壓器副邊繞組的第一端；

高頻變壓器副邊繞組的第二端分別接第一切換開關、第三切換開關的c端；

蓄電池負極分別接第二切換開關、第四切換開關的c端；

第一H橋高頻逆變器第一輸出端通過第十四切換開關第一路接三相電機a相定子繞組出線端，第二輸出端通過第十四切換開關第二路接三相電機b相定子繞組出線端；第二H橋高頻逆變器第一輸出端通過第十四切換開關第三路接三相電機c相定子繞組出線端；