[發明專利]一種匹配多種電壓平臺的電動汽車充電電驅系統

有效

• 申請號: 202111136472.6
• 申請日: 2021-09-27
• 公開（公告）號: CN113879154B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 唐德錢;鄭援;肖森杰;湛翔;王森
• 申請（專利權）人: 重慶長安新能源汽車科技有限公司
• 主分類號: B60L53/24
• 分類號: B60L53/24;H02P27/06;H02M7/797;H02J7/00;H02J7/10
• 代理公司: 重慶華科專利事務所 50123
• 代理人: 康海燕

1.一種匹配多種電壓平臺的電動汽車充電電驅系統，其特征在于，包括：電源PFC、電機控制器、電機、模式切換開關、動力電池，十個碳化硅開關管SiC?MOS兩兩串聯后組成的五組SiC?MOS串聯支路并聯構成MOS并聯電路，碳化硅開關管Q1與Q2、Q3與Q4、Q5與Q6、Q7與Q8、Q9與Q10分別串聯組成第一組、第二組、第三組、第四組、第五組串聯支路，第一至第三組串聯支路的SiC?MOS之間分別連接電感構成電源功率因數校正電路PFC，?PFC的兩端分別連接控制開關S5、S6，三個電感的一端分別通過開關S1、S2、S3連接交流充電接口，三個電感的另一端分別連接在第一組、第二組、第三組串聯支路的碳化硅開關管之間，第三至第五組碳化硅開關管串聯支路并聯母線電容構成電機控制器，開關管之間分別連接電機的三相繞組線圈，動力電池通過模式切換開關S9并聯在母線電容兩端，第三組碳化硅開關管串聯支路與電機的繞組線圈之間連接有控制開關S8，第四組和第五組碳化硅開關管串聯支路之間連接有控制開關S7，動力電池的正極端通過模式切換開關S10連接第二組碳化硅開關管串聯支路連接的電感與控制開關S2之間的連接點，該連接點還連接控制開關S4。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，通過控制開關S1～S10的開合，系統進入不同的工作模式，當系統進入普通電驅動模式時，動力電池輸出電流直接帶動電機工作；當系統進入升壓電驅動模式時，動力電池輸出電流經過升壓后帶動電機工作；當系統進入單向交流充電模式時，將單向交流電轉換成直流給動力電池充電；當系統進入三相交流充電模式時，將三向交流電轉換成直流給動力電池充電；當系統進入普通直流充電模式時，外部充電樁直接給動力電池充電；當系統進入升壓直流充電模式時，外部充電樁的電流經過升壓后再給動力電池充電。

3.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，當電池電壓平臺與電驅系統電壓匹配時，控制開關S7、S8、S9閉合，其他控制開關打開，依次閉合碳化硅開關管Q5與碳化硅開關管Q8、碳化硅開關管Q7與碳化硅開關管Q10、碳化硅開關管Q9與碳化硅開關管Q6，將高壓直流電變為高壓交流電，輸出到三相電機線圈繞組，驅動車輛。

4.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，當電池電壓平臺低于電驅系統適配電壓時，控制開關S7、S8、S10閉合，電感、第二串聯支路、電容組成升壓斬波電路電路，電機繞組的3組線圈分別連接在第三、四、五組串聯支路的碳化硅開關管之間，形成電機控制器變換電路，動力電池輸出先經過升壓斬波電路升壓，匹配電驅工作電壓后，控制電機控制器變換電路，依次閉合第三組串聯支路、第四組串聯支路、第五組串聯支路的碳化硅開關管，將升壓斬波電路輸出的高壓直流電變為高壓交流電，給到電機線圈帶動電機工作，驅動車輛。

5.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，當汽車進行單向交流充電時，控制開關S1、S4、S9閉合，交流充電接口L1串聯電感1后接在第一組串聯支路的碳化硅開關管之間，交流充電接口N串聯電感2接在第二組碳化硅開關管之間，組成功率因素校正電路；碳化硅開關管Q5、碳化硅開關管Q6、碳化硅開關管Q8保持關斷，碳化硅開關管Q7保持接通，電機線圈2、電機線圈3、第五組串聯支路、母線電容組成升壓斬波電路，單向交流電先通過功率因素校正電路轉為直流，再通過升壓斬波電路給動力電池充電。

6.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，當汽車進行三相交流充電時，控制開關S1、S2、S3、S9閉合，交流充電接口L1串聯電感1、交流充電接口L2串聯電感2、交流充電接口L3串聯電感3分別連接在第一組、第二組、第三組串聯支路的碳化硅開關管之間，組成功率因素校正電路，碳化硅開關管Q8保持關斷，碳化硅開關管Q7保持接通，此時，電機線圈、第五串聯支路、母線電容組成升壓斬波電路，三相交流電通過功率因素校正電路轉為直流，再通過升壓斬波電路給動力電池充電。

7.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，當外部充電樁電壓平臺與動力電池匹配，控制開關S5、S6、S7、S9閉合，外部充電樁直接連接動力電池，給動力電池充電。

8.根據權利要求1或2所述的系統，其特征在于，當檢測到外部充電樁電壓平臺與動力電池不匹配，控制開關S5、S6、S9閉合，碳化硅開關管Q8保持關斷，碳化硅開關管Q7保持接通，電機繞組線圈、第五串聯支路、電容組成boost升壓電路，外部充電樁的直流電先經過Boost升壓電路升壓后，給動力電池充電。