[實用新型]一種電動汽車驅動與充電集成功率變換器

有效

• 申請號: 201720867403.5
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN207134991U
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 黃珺;溫傳新;董長城;駱健;俞拙非;朱金大;路小俊
• 申請（專利權）人: 南京南瑞集團公司;國網電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: H02M3/335
• 分類號: H02M3/335;H02M7/5387;H02P27/06;H02P6/08;B60L11/18
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司32224
• 代理人: 董建林,金方瑋

技術領域

本實用新型屬于電動汽車控制技術領域，具體涉及一種電動汽車驅動與充電集成功率變換器。

背景技術

隨著全球性能源危機的不斷加深，以及大氣污染、全球變暖等問題日益加劇，電動汽車受到世界各國的關注，成為未來汽車技術發展的主攻方向。電動汽車的電力電子系統主要包括電機控制器、車載充電機以及低壓直流變換器，是實現電能變換和傳輸的重要單元，對電動汽車的動力性、經濟性、安全性具有重要的影響。然而，電動汽車嚴酷的使用環境加上高效率、高性能、高可靠性及低污染等要求對電力電子系統的開發與設計提出了極大的挑戰。電動汽車輕量化的結構要求也促使電力電子系統向高功率密度、高集成度、低成本方向發展。

目前，電動汽車的電力電子系統由分立的功率變換器組成，主要包括電機驅動系統和充電系統，結構如圖1所示。兩個系統是分散獨立的，由不同的供應商制造，限制了系統功率密度的提升，難以優化整車空間布局和降低成本。考慮到電機驅動系統和充電系統并不同時工作，可以將兩個系統集成，使得兩個系統共用一個功率變換器。當前常用的集成方式是將電機驅動系統的逆變器作為整流器運行，同時通過開關控制驅動模式和充電模式的切換，結構如圖2所示。這種集成方式需要增加額外的開關和濾波電感，導致系統體積大、成本高，并且不具備電氣隔離，充電安全性差。本實用新型解決這樣的問題。

實用新型內容

為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種電動汽車驅動與充電集成功率變換器。本實用新型集成功率變換器使得驅動系統和充電系統共用一個功率變換器，能夠實現高功率密度、高可靠性、單位功率因數、電氣隔離以及低成本。

為了實現上述目標，本實用新型采用如下的技術方案：

一種電動汽車驅動與充電集成功率變換器，包括：連接于動力電池的隔離型雙向直流變換電路，電機三相定子繞組，直流端連接于隔離型雙向直流變換電路且交流端連接于電機三相定子繞組的三相橋式電路，交流端連接于充電插頭的單相不控整流電路，連接于電機三相定子繞組的中性點n與單相不控整流電路的直流端正極之間的接觸器MK。

前述的一種電動汽車驅動與充電集成功率變換器，隔離型雙向直流變換電路組成有：直流端與動力電池連接的電流型半橋結構，直流端與三相橋式電路連接的電壓型半橋結構，原邊與電流型半橋結構的交流端連接、副邊與電壓型半橋結構的交流端連接的高頻變壓器Tr。

前述的一種電動汽車驅動與充電集成功率變換器，電流型半橋結構由IGBT管S₁、IGBT管S₂、電容C₁、電容C₂和電感L₁組成， IGBT管自帶反并聯二極管；IGBT管S₁的發射極和IGBT管S₂的集電極相連并且引出一個交流端，該交流端同時和電感L₁的一端相連，電感L₁的另一端引出直流端正極，電容C₁的正極和IGBT管S₁的集電極相連，電容C₁的負極和電容C₂的正極相連并且引出另一個交流端，電容C₂的負極和S₂的發射極相連并且引出直流端負極。

前述的一種電動汽車驅動與充電集成功率變換器，電壓型半橋結構由IGBT管S₃、IGBT管S₄、電容C₃和電容C₄組成，所述IGBT管自帶反并聯二極管；IGBT管S₃的發射極和IGBT管S₄的集電極相連并且引出一個交流端，電容C₃的正極和IGBT管S₃的集電極相連并且引出直流端正極，電容C₃的負極和電容C₄的正極相連并且引出另一個交流端，電容C₄的負極和S₄的發射極相連并且引出直流端負極。

前述的一種電動汽車驅動與充電集成功率變換器，電機三相定子繞組為Y型連接，abc三相和中性點n通過導線引出。