[發(fā)明專利]一種電動汽車三相集成充電器的零轉(zhuǎn)矩充電方法

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• 申請日: 2021-09-19
• 公開（公告）號: CN113844297A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊歡;劉博欣;呂金釗;徐志偉;謝世濱;李常洛;朱殿燁
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號: B60L53/24
• 分類號: B60L53/24
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

本發(fā)明涉及電氣技術(shù)領(lǐng)域，旨在提供一種電動汽車三相集成充電器的零轉(zhuǎn)矩充電方法。包括：電機與機械傳動裝置分離；讀取當(dāng)前的電動汽車驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子位置信息；對電機轉(zhuǎn)子的位置信息進行邏輯判斷；切換模式切換開關(guān)，將電動汽車驅(qū)動電機的繞組連接方式重構(gòu)至充電狀態(tài)，接入來自電網(wǎng)的三相交流輸入以實現(xiàn)三相零轉(zhuǎn)矩充電。本發(fā)明基于常規(guī)的三相集成充電系統(tǒng)的主電路結(jié)構(gòu)實現(xiàn)零轉(zhuǎn)矩充電，不增加任何硬件成本，能在利用原有硬件的基礎(chǔ)上實現(xiàn)三相集成充電系統(tǒng)在充電過程中的零轉(zhuǎn)矩運行。對硬件電路結(jié)構(gòu)沒有特殊的要求，方案通用性強，具備了良好的適用性與可移植性。本發(fā)明方案簡單，具有較好的普適性，便于推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電動汽車及其相關(guān)技術(shù)，更具體地，涉及一種電動汽車三相集成充電器的零轉(zhuǎn)矩充電方法，屬于電氣技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在化石能源日趨短缺的大背景下，電動汽車因其節(jié)能環(huán)保的優(yōu)勢在工業(yè)界與學(xué)術(shù)界都得到了廣泛的關(guān)注，其相關(guān)技術(shù)也獲得了飛速的進步與發(fā)展。長久以來，電動汽車的充電技術(shù)是人們關(guān)注與討論的核心技術(shù)。目前電動汽車充電系統(tǒng)主要分為直流充電系統(tǒng)與車載交流充電系統(tǒng)，直流充電系統(tǒng)需要在地面架設(shè)配套的大功率充電樁，安裝成本較高，便攜性差；車載交流充電系統(tǒng)成本較低，具有良好的便攜性，更適于電動汽車的推廣與普及。然而，受限于電動汽車的可用空間與成本因素，常規(guī)的車載充電機能夠傳輸?shù)墓β瘦^小，導(dǎo)致充電時間較長，制約了電動汽車的進一步發(fā)展。

為了解決容量問題，學(xué)界與工業(yè)界相繼提出了電動汽車集成充電器的方案，也被稱為電動汽車集成充電系統(tǒng)。電動汽車集成充電系統(tǒng)具體是指重構(gòu)電動汽車電機繞組作為儲能濾波電感，復(fù)用功率等級較高的電機驅(qū)動器作為整流器，從而構(gòu)成新的高功率密度集成式車載充電系統(tǒng)。通過這種重構(gòu)方式，不需要額外增加器件，將原有電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槌潆娤到y(tǒng)，可以提高車載交流充電功率，節(jié)省車內(nèi)空間，極大降低成本，具有重要的研究及實用價值。

集成充電系統(tǒng)按照交流側(cè)輸入的電網(wǎng)架構(gòu)類型分為單相交流充電系統(tǒng)和三相交流充電系統(tǒng)，而其共同目標(biāo)是在復(fù)用電機繞組進行充電的期間保證電機轉(zhuǎn)子靜止。在單相集成充電系統(tǒng)中，充電期間電機不產(chǎn)生任何的電磁轉(zhuǎn)矩，因而無需額外的機械固鎖與控制措施；而在三相集成充電系統(tǒng)中，充電期間電機的電磁轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子位置角相關(guān)，不利的轉(zhuǎn)子位置可能會在充電期間產(chǎn)生較大的脈振轉(zhuǎn)矩，使電機發(fā)生轉(zhuǎn)動，嚴重影響了充電過程中的安全性與可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種電動汽車三相集成充電器的零轉(zhuǎn)矩充電方法。通過轉(zhuǎn)子預(yù)定位來保證電機在充電時的零轉(zhuǎn)矩運行，實現(xiàn)三相集成充電系統(tǒng)的高效可靠運行。

為解決技術(shù)問題，本發(fā)明的解決方案是：

提供一種電動汽車三相集成充電器的零轉(zhuǎn)矩充電方法，包括以下步驟：

(1)開始充電前，三相集成充電器處于驅(qū)動狀態(tài)，先利用離合器將電動汽車的車輪抱死；同時將電機轉(zhuǎn)軸與傳動齒輪脫離，使電動汽車驅(qū)動電機處于空載運行狀態(tài)；

(2)通過轉(zhuǎn)子位置傳感器讀取當(dāng)前的電動汽車驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)子位置信息，完成電機轉(zhuǎn)子位置的檢測；

(3)對電機轉(zhuǎn)子的位置信息進行邏輯判斷：

當(dāng)轉(zhuǎn)子位置與控制器坐標(biāo)系中的轉(zhuǎn)矩平面α軸夾角絕對值小于0.1°時，認為集成充電系統(tǒng)L實現(xiàn)轉(zhuǎn)子定位，可進入充電過程；

若轉(zhuǎn)子位置與轉(zhuǎn)矩平面α軸夾角絕對值大于0.1°，通過控制器施加一個轉(zhuǎn)矩平面α軸電流Iα，其數(shù)值大小為電機驅(qū)動器額定電流的0.1倍；此時電機轉(zhuǎn)子會在電磁轉(zhuǎn)矩的作用下向α軸靠近，實現(xiàn)與α軸定向；當(dāng)夾角絕對值小于0.1°時認為完成預(yù)定位，調(diào)節(jié)電流值Iα為0，結(jié)束預(yù)定位控制；

(4)切換模式切換開關(guān)，將電動汽車驅(qū)動電機的繞組連接方式重構(gòu)至充電狀態(tài)，接入來自電網(wǎng)的三相交流輸入以實現(xiàn)三相零轉(zhuǎn)矩充電。