CN108105007A - 基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置 - Google Patents

基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，包括三相永磁电机和内燃机，其特征在于，还包括ECU控制装置、启动整流器、电池、检测装置；所述ECU控制装置与所述启动整流器控制联接；所述启动整流器与所述三相永磁电机相线连接；所述三相永磁电机通过连接器与所述内燃机传动连接；所述启动整流器(含三相全桥驱动整流电路)与所述电池电联接。本发明通过电机和内燃机之间相互带动的设计，使得电机既能起到带动内燃机启动的作用，同时也可以作为发电机通过启动整流器内的驱动/整流电路给电池进行充电；本发明通过检测装置的设置使得本发明能够在电池电量低于预先设定值的时候能够自动启动三相永磁电机给电池发电。

Description

基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置
技术领域
本发明属于内燃机启动发电领域，涉及一种以内燃机和电池为能源的汽车混合动力***，具体是基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置。
背景技术
三相永磁电机，是指当电机的三相定子绕组(各相差120度电角度)，通入三相交流电后，将产生一个旋转磁场，由于在转子上安装了永磁体，永磁体的磁极是固定的，根据磁极同性相吸异性相斥的原理，在定子中产生的旋转磁场会带动转子进行旋转，最终达到转子的旋转速度与定子中产生的旋转磁极的转速相等。
电动机也称马达，在电路中用字母“M”(旧标准用“D”)表示。它的主要作用是产生驱动转矩，作为用电器或各种机械的动力源。而发电机在电路中用字母“G”表示。它的主要作用是利用机械能转化为电能。
当前，一些电动汽车的行驶通常采用的是利用电池通过控制器给电机供电，再通过电机来带动汽车行驶。而且随着电池的使用，电量逐渐消耗，通常采取的方式都是将电池拿下来充电，或者停车充电。这样浪费时间。为解决上述缺陷，现提供一种混合动力的解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，包括三相永磁电机、内燃机、ECU控制装置、启动整流器、电池和检测装置；
其中，所述ECU控制装置与所述启动整流器控制联接；
其中，所述启动整流器与所述三相永磁电机相线连接；
其中，所述三相永磁电机通过连接件与所述内燃机传动连接；
其中，所述电池与所述检测装置电联接；
其中，所述检测装置与ECU控制装置控制联接。
进一步地，所述连接件为皮带或者曲轴。
进一步地，所述ECU控制装置向启动整流器传输启动信号；所述ECU控制装置接收检测装置传输的发电信号；所述ECU控制装置向内燃机传输发电信号。
进一步地，所述启动整流器接收ECU控制装置传输的启动信号并控制电机启动。
进一步地，所述电机在启动整流器的控制下启动或者停止；所述电机通过连接件带动内燃机启动。
进一步地，所述启动整流器内还设有三相全桥驱动/整流电路，所述启动整流器用于接收ECU控制装置的启动信号并通过三相全桥驱动/整流电路驱动电机。
进一步地，所述检测装置用于检测电池电量；所述检测装置向ECU传输电量信号,由ECU控制启动整流器启动内燃机。
进一步地，所述内燃机接收ECU控制器传输的发电信号；所述内燃机用于带动电机转动发电。
进一步地，所述三相全桥驱动/整流电路包括两个串联的功率管；所述高端功率管D极与电池正极相连，所述低端功率管S极与电池负极相连；所述功率管上分别并联有本体二极管；所述三相永磁电机U端连接在三相全桥驱动整流电路A节点上；所述三相永磁电机V端连接在三相全桥驱动整流电路B节点上；所述三相永磁电机W端连接在三相全桥驱动整流电路C节点上；所述三相全桥驱动/整流电路上还设有接地端。
本发明的有益效果：本发明通过电机和内燃机之间相互带动的设计，使得电机既能起到带动内燃机启动的作用，同时也可以作为发电机给电池进行充电；本发明通过三相全桥驱动/整流电路在驱动或整流状态下的拓扑互为反向的原理，使得此三相全桥驱动/整流电路在电机作为启动机作用时能起到驱动电机的作用，在电机作为发电机时能起到整流的作用；本发明通过检测装置的设计使得本发明能够在电池电量低于预先设定值的时候能够自动启动三相永磁电机给电池发电。本发明在同一个三相电路可实现驱动和整流双重作用，其共用零件和散热结构，减低成本和自重，提高电动汽车续航里程。本发明设备简单，实用而且方便，对电动汽车行业有很大的作用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置结构示意图；
图2为本发明的三相全桥驱动整流电路的电路连接示意图。
图中各标号示意如下：1-电机；2-连接件；3-内燃机；4-功率管；5-本体二极管；6-电池。
具体实施方式
如图1-2所示，基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，包括三相永磁电机、内燃机、ECU控制装置、启动整流器、电池和检测装置；
其中，所述ECU控制装置与所述启动整流器控制联接；
其中，所述启动整流器与所述三相永磁电机相线连接；
其中，所述三相永磁电机通过连接件与所述内燃机传动连接；
其中，所述电池与所述检测装置电联接；
其中，所述检测装置与ECU控制装置控制联接。
进一步地，所述连接件为皮带或者曲轴。
进一步地，所述ECU控制装置向启动整流器传输启动信号；所述ECU控制装置接收检测装置传输的发电信号；所述ECU控制装置向内燃机传输发电信号。
进一步地，所述启动整流器接收ECU控制装置传输的启动信号并控制电机启动。
进一步地，所述电机在启动整流器的控制下启动或者停止；所述电机通过连接件带动内燃机启动。
进一步地，所述启动整流器内还设有三相全桥驱动/整流电路，所述启动整流器用于接收ECU控制装置的启动信号并通过三相全桥驱动/整流电路驱动电机。
进一步地，所述检测装置用于检测电池电量；所述检测装置向ECU传输电量信号,由ECU控制启动整流器启动内燃机。
进一步地，所述内燃机接收ECU控制器传输的发电信号；所述内燃机用于带动电机转动发电。
进一步地，所述三相全桥驱动/整流电路包括两个串联的功率管；所述高端功率管D极与电池正极相连，所述低端功率管S极与电池负极相连；所述功率管上分别并联有本体二极管；所述三相永磁电机U端连接在三相全桥驱动整流电路A节点上；所述三相永磁电机V端连接在三相全桥驱动整流电路B节点上；所述三相永磁电机W端连接在三相全桥驱动整流电路C节点上；所述三相全桥驱动/整流电路上还设有接地端。
基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置的工作原理如下：在检测装置检测到电池内电量低于预先设定值时，会在ECU控制装置的控制下，给启动整流器一个启动信号，同时启动整流器内的三相全桥驱动/整流电路给电机供电，此时电池的能量通过三相全桥驱动/整流电路流出经过功率管分别通过三相永磁电机的U、V、W端向三相永磁电机供电，此时三相全桥驱动/整流电路为驱动电路，电机为启动机，电机带动内燃机开始转动；内燃机启动后，内燃机会带动电机转动，此时电机作为发电机，产生电流经过启动整流器(含三相全桥驱动整流电路)给电池充电，此时电流从本体二极管流过，三相全桥驱动/整流电路为整流电路。
本发明通过电机和内燃机之间相互带动的设计，使得电机既能起到带动内燃机启动的作用，同时电机也可以作为发电机给电池进行充电；本发明通过三相全桥驱动/整流电路在驱动或整流状态下的拓扑互为反向的原理，使得此三相全桥驱动/整流电路在电机作为启动机作用时能起到驱动电机的作用，在电机作为发电机时能起到整流的作用；本发明通过检测装置的设计使得本发明能够在电池电量低于预先设定值的时候能够自动控制三相永磁电机启动内燃机发电给电池充电。本发明设备简单，实用而且方便，对电动汽车行业有很大的作用。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，包括三相永磁电机和内燃机，其特征在于，还包括ECU控制装置、启动整流器、电池和检测装置；
其中，所述ECU控制装置与所述启动整流器控制联接；
其中，所述启动整流器与所述三相永磁电机相线连接；
其中，所述三相永磁电机通过连接件与所述内燃机传动连接；
其中，所述电池与所述检测装置电联接；
其中，所述检测装置与ECU控制装置控制联接。
2.根据权利要求1所述的基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，其特征在于，所述连接件为皮带或者曲轴。
3.根据权利要求1所述的基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，其特征在于，所述ECU控制装置向启动整流器传输启动信号；所述ECU控制装置接收检测装置传输的发电信号；所述ECU控制装置向内燃机传输发电信号。
4.根据权利要求1所述的基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，其特征在于，所述启动整流器接收ECU控制装置传输的启动信号并控制电机启动。
5.根据权利要求1所述的基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，其特征在于，所述电机在启动整流器的控制下启动或者停止；所述电机通过连接件带动内燃机启动。
6.根据权利要求1所述的基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，其特征在于，所述启动整流器内还设有三相全桥驱动/整流电路，所述启动整流器用于接收ECU控制装置的启动信号并通过三相全桥驱动/整流电路驱动电机。
7.根据权利要求1所述的基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，其特征在于，所述检测装置用于检测电池电量；所述检测装置向ECU传输电量信号,由ECU控制启动整流器启动内燃机。
8.根据权利要求1所述的基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，其特征在于，所述内燃机接收ECU控制器传输的发电信号；所述内燃机用于带动电机转动发电。
9.根据权利要求6所述的基于三相永磁电机的内燃机启动发电装置，其特征在于，所述三相全桥驱动/整流电路包括两个串联的功率管；所述高端功率管D极与电池正极相连，所述低端功率管S极与电池负极相连；所述功率管上分别并联有本体二极管；所述三相永磁电机U端连接在三相全桥驱动整流电路A节点上；所述三相永磁电机V端连接在三相全桥驱动整流电路B节点上；所述三相永磁电机W端连接在三相全桥驱动整流电路C节点上；所述三相全桥驱动/整流电路上还设有接地端。
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