CN220359057U - 一种驱动电机***、车辆动力***及车辆 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种驱动电机***、车辆动力***及车辆，可用于车辆领域，该驱动电机***包括：高压供电模块、第一驱动模块、第二驱动模块、继电器以及电机；其中，高压供电模块与第一驱动模块串联；第二驱动模块通过继电器与第一驱动模块并联；第一驱动模块与第二驱动模块分别连接电机；高压供电模块，用于为驱动电机***供电；当需求电流小于第一电流时，第二驱动模块在驱动电机***中产生的损耗小于第一驱动模块在驱动电机***中引起的损耗。由此，可以根据电机的需求电流相对于预设的第一电流的大小，启用在当前工况下损耗较小的驱动模块，从而实现不同电机工况下驱动电机***效率的提升。
Description
技术领域
本实用新型涉及车辆技术领域，特别是涉及一种驱动电机***、车辆动力***及车辆。
背景技术
随着新能源汽车日新月异的发展，对车辆在各功率段的整车效率的要求也越来越高，而驱动电机***作为新能源汽车动力核心，其***效率也越来越受到重视。
目前，为提高驱动电机***的效率，通常将两组相同的IGBT((Insulated GateBipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)驱动模块并联，通过两组IGBT驱动模块分别对两个电机进行驱动控制，从而改善功率模块之间不均流的问题，提高驱动电机***的效率。然而，并联的两组相同的IGBT驱动模块只能实现需求电流较大的电机工况下驱动电机***效率的提升，相比于需求电流较大的电机工况，用于驱动电机的IGBT器件在需求电流较小的电机工况下损耗降低幅度较小，难以满足驱动电机***在需求电流较小的电机工况下提升***效率的需求。
由此，如何提升驱动电机***在不同工况下的***效率，成为当前需要解决的问题。
实用新型内容
基于上述问题，本实用新型提供了一种驱动电机***、车辆动力***及车辆，该驱动电机***可以根据不同的需求电流切换接入***的驱动模块，从而提升驱动电机***在不同工况下的***效率。
本实用新型实施例公开了如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种驱动电机***，所述***包括：高压供电模块、第一驱动模块、第二驱动模块、继电器以及电机；
所述高压供电模块与所述第一驱动模块串联；
所述第二驱动模块通过所述继电器与所述第一驱动模块并联；
所述第一驱动模块与所述第二驱动模块分别连接所述电机；
所述高压供电模块用于为驱动电机***供电；当所述电机的需求电流小于第一电流时，所述第二驱动模块在所述驱动电机***中产生的损耗小于所述第一驱动模块在所述驱动电机***中引起的损耗。
可选地，所述继电器，包括高压正极继电器和高压负极继电器；
所述高压正极继电器的第一端连接所述第一驱动模块靠近所述高压供电模块正极的一端，所述高压正极继电器的第二端连接所述第二驱动模块的第一端；
所述高压负极继电器的第一端连接所述第一驱动模块靠近所述高压供电模块负极的一端，所述高压负极继电器的第二端连接所述第二驱动模块的第二端。
可选地，所述***还包括：母线滤波模块；
所述母线滤波模块并联于所述高压供电模块的两端；
所述母线滤波模块，用于监测所述高压供电模块提供的正极电压和负极电压，以及对所述高压供电模块提供的电压进行滤波。
可选地，所述第一电流，为使通过所述第一驱动模块驱动所述电机所引起的损耗和通过所述第二驱动模块驱动所述电机所引起的损耗相同的需求电流。
可选地，所述***还包括：控制电路；
所述控制电路与所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述继电器电连接，用于向所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述继电器输出控制信号。
可选地，所述***还包括：霍尔传感器模块；
所述霍尔传感器模块的信号采集端连接所述电机，所述霍尔传感器模块的信号输出端连接所述控制电路；
所述霍尔传感器模块，用于检测流过所述电机的三相电流，以及向所述控制电路输出检测到的三相电流。
可选地，所述第一驱动模块为IGBT三相半桥驱动电路。
可选地，所述第二驱动模块为SiC-MOSFET三相半桥驱动电路。
第二方面，本申请实施例提供了一种车辆动力***，所述车辆动力***包括上述第一方面中任一项所述的驱动电机***。
第三方面，本申请实施例提供了一种车辆，其特征在于，所述车辆包括上述第二方面所述的车辆动力***。
相较于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型提供了一种驱动电机***、车辆动力***及车辆，该驱动电机***包括：高压供电模块、第一驱动模块、第二驱动模块、继电器以及电机；其中，高压供电模块与第一驱动模块串联；第二驱动模块通过继电器与第一驱动模块并联；第一驱动模块与第二驱动模块分别连接电机；高压供电模块，用于为驱动电机***供电；当继电器断开时，高压供电模块供电，第一驱动模块驱动电机；当继电器闭合时，高压供电模块供电，第二驱动模块驱动电机，第一驱动模块用作续流回路；当需求电流小于第一电流时，第二驱动模块在驱动电机***中产生的损耗小于第一驱动模块在驱动电机***中引起的损耗。由此，可以根据电机的需求电流相对于预设的第一电流的大小，启用在当前工况下损耗较小的驱动模块，从而实现不同电机工况下驱动电机***效率的提升；此外，在需求电流较小时，闭合继电器，可以使第一驱动模块和第二驱动模块均接入驱动电机***，并将第二驱动模块作为小电流工况下的主电流回路，将第一驱动模块作为小电流工况下的续流回路，可以通过第一驱动模块抑制电路中的自感电压，提高驱动电机***的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种双模块驱动电机***结构示意图；
图2为本申请实施例提供的一种驱动电机***结构示意图；
图3为本申请实施例提供的一种IGBT三相半桥驱动电路与SiC-MOSFET三相半桥驱动电路的损耗对比示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种驱动电机***结构示意图。
具体实施方式
正如前文描述，目前，为提高驱动电机***的效率，通常将两组相同的IGBT((Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)驱动模块并联。参见图1，该图为本申请实施例提供的一种双模块驱动电机***结构示意图，该双模块驱动电机***中包括两组并联的IGBT驱动模块，通过两组IGBT驱动模块分别对两个电机进行驱动控制，从而改善功率模块之间不均流的问题，提高驱动电机***的效率。然而，并联的两组IGBT驱动模块难以满足驱动电机***在需求电流较小的电机工况下提升***效率的需求。
有鉴于此，本申请提供了一种驱动电机***，可以根据电机当前工况下的需求电流相对于预设的第一电流的大小，选择在当前工况下损耗较小的驱动模块，从而实现不同工况下驱动电机***效率的提升。
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
参见图2，该图为本申请实施例提供的一种驱动电机***结构示意图，该***包括：高压供电模块201、第一驱动模块202、第二驱动模块203、继电器204以及电机205。
具体地，高压供电模块201与第一驱动模块串联202；第二驱动模块203通过继电器204与第一驱动模块202并联；第一驱动模块202与第二驱动模块203分别连接电机205。
高压供电模块201，用于为驱动电机***供电。
示例性地，高压供电模块可以是用于提供高压电的蓄电池(Battery,BAT)。
具体地，当需求电流小于第一电流时，第一驱动模块202在驱动电机***中产生的损耗大于第二驱动模块203在驱动电机***中引起的损耗。
可选地，第一驱动模块202可以是大功率的IGBT三相半桥驱动电路，第二驱动模块203可以是小功率的SiC-MOSFET三相半桥驱动电路。
参见图3，该图为本申请实施例提供的一种IGBT三相半桥驱动电路与SiC-MOSFET三相半桥驱动电路的损耗对比示意图，该图中，横坐标RDS为IGBT器件或SiC-MOSFET器件的漏极D与源极S之间的导通电阻，纵坐标I为驱动电机***的需求电流。由于电机的转速、功率以及扭矩等表征工况的参数均与电机的需求电流有关，故而可以通过电机的需求电流反应电机的工况。由图可见，当需求电流I等于i0时，通过IGBT三相半桥驱动电路驱动电机所引起的损耗与通过SiC-MOSFET三相半桥驱动电路驱动电机所引起的损耗相等，由此，可以将i0作为第一电流。
如图3所示，横坐标RDS的值可以用于表示第一驱动模块和第二驱动模块在驱动电机***中引起的损耗，可见，当电机的需求电流小于预设的第一电流时，IGBT三相半桥驱动电路在驱动电机***中引起的损耗大于SiC-MOSFET三相半桥驱动电路在驱动电机***中引起的损耗；当电机的需求电流大于预设的第一电流时，IGBT三相半桥驱动电路在驱动电机***中引起的损耗小于SiC-MOSFET三相半桥驱动电路在驱动电机***中引起的损耗；当电机的需求电流等于预设的第一电流时，IGBT三相半桥驱动电路在驱动电机***中引起的损耗与SiC-MOSFET三相半桥驱动电路在驱动电机***中引起的损耗相等。
将需求电流I大于或等于i0的工况作为大电流工况，将需求电流I小于i0的工况作为小电流工况。本申请实施例中，可以通过使继电器204在需求电流I小于第一电流i0时闭合，从而使第二驱动模块203接入驱动电机***，并通过控制电路403开启第二驱动模块203，此时，第一驱动模块202处于关闭状态，第二驱动模块203用作该小电流工况下的主电流回路，第一驱动模块202用作该小电流工况下的续流回路。
由于大功率SiC-MOSFET三相半桥驱动电路的成本较高，本申请实施例中选用适用于小电流工况的小功率SiC-MOSFET三相半桥驱动电路作为第二驱动模块。由于第一驱动模块202相较于第二驱动模块203可以承载更大的电流，故而在需求电流I小于第一电流i0时，可以闭合继电器204，将第二驱动模块203作为小电流工况下的主电流回路，将第一驱动模块202作为小电流工况下的续流回路，由此，既可以通过小功率SiC-MOSFET三相半桥驱动电路以低成本的方式提高小电流工况下驱动电机***的***效率，又可以通过第一驱动模块202起续流作用，抑制电路中的自感电压，提高驱动电机***的可靠性。
本申请实施例中，可以使继电器204在需求电流I大于或等于第一电流i0时断开，从而使第二驱动模块203与驱动电机***断开连接，并开启第一驱动模块202，此时，第二驱动模块203处于关闭状态，第一驱动模块202用作该大电流工况下的主电流回路。由于小功率SiC-MOSFET三相半桥驱动电路中的续流二极管在大电流工况下易被烧毁，故而在大电流工况下，通过断开继电器204，使SiC-MOSFET三相半桥驱动电路断开与驱动电机***的连接，既可以保护SiC-MOSFET三相半桥驱动电路中的续流二极管不被烧毁，又可以通过IGBT三相半桥驱动电路提高大电流工况下驱动电机***的***效率。
由此，本申请实施例提供了一种驱动电机***，该***包括：高压供电模块、第一驱动模块、第二驱动模块、继电器以及电机；其中，高压供电模块与第一驱动模块串联；第二驱动模块通过继电器与第一驱动模块并联；第一驱动模块与第二驱动模块分别连接电机；高压供电模块，用于为驱动电机***供电；当继电器断开时，高压供电模块供电，第一驱动模块驱动电机；当继电器闭合时，高压供电模块供电，第二驱动模块驱动电机，第一驱动模块用作续流回路；当需求电流小于第一电流时，第二驱动模块在驱动电机***中产生的损耗小于第一驱动模块在驱动电机***中引起的损耗。由此，可以根据电机的需求电流相对于预设的第一电流的大小，启用在当前工况下损耗较小的驱动模块，从而实现不同电机工况下驱动电机***效率的提升；此外，在需求电流较小时，闭合继电器，可以使第一驱动模块和第二驱动模块均接入驱动电机***，并将第二驱动模块作为小电流工况下的主电流回路，将第一驱动模块作为小电流工况下的续流回路，可以通过第一驱动模块抑制电路中的自感电压，提高驱动电机***的可靠性。
参见图4，该图为本申请实施例提供的另一种驱动电机***结构示意图，该驱动电机***包括：高压供电模块201、第一驱动模块202、第二驱动模块203、继电器204、控制电路403、电机205、霍尔传感器模块401以及母线滤波模块402。
具体地，高压供电模块201与第一驱动模块串联202；第二驱动模块203通过继电器204与第一驱动模块202并联；第一驱动模块202与第二驱动模块203分别连接电机205；控制电路403与第一驱动模块202、第二驱动模块203以及继电器204电连接；霍尔传感器模块401的信号采集端连接电机205，霍尔传感器模块401的信号输出端连接控制电路403；母线滤波模块402并联于高压供电模块201的两端。
继电器204，包括高压正极继电器KA1和高压负极继电器KA2；高压正极继电器KA1的第一端连接第一驱动模块靠近高压供电模块正极的一端，高压正极继电器KA1的第二端连接第二驱动模块的第一端；高压负极继电器KA2的第一端连接第一驱动模块靠近高压供电模块负极的一端，高压负极继电器KA2的第二端连接第二驱动模块的第二端。
高压供电模块201，用于为驱动电机***供电。
示例性地，高压供电模块可以是用于提供母线BAT_HV+和BAT_HV-高压电的蓄电池(Battery,BAT)。当继电器断开时，高压供电模块供电，第一驱动模块驱动电机；当继电器闭合时，高压供电模块供电，第二驱动模块驱动电机，第一驱动模块用作续流回路。
控制电路403，用于在电机的需求电流小于预设的第一电流时，控制继电器204中的高压正极继电器KA1和高压负极继电器KA2闭合，向第二驱动模块203发送第二PWM驱动信号，以使第二驱动模块203开启，且此时第一驱动模块202关闭；在电机的需求电流大于或等于第一电流时，控制继电器204中的高压正极继电器KA1和高压负极继电器KA2断开，向第一驱动模块203发送第一PWM驱动信号，以使第一驱动模块203开启，且此时第二驱动模块203关闭。
具体地，第一电流是使通过第一驱动模块202驱动电机205所引起的损耗和通过第二驱动模块203驱动电机205所引起的损耗相同的需求电流。当需求电流小于第一电流时，第一驱动模块202在驱动电机***中产生的损耗大于第二驱动模块203在驱动电机***中引起的损耗。
霍尔传感器模块401，用于检测流过电机205的U、V、W三相电流，以及向控制电路403输出检测到的三相电流。
母线滤波模块402，用于监测高压供电模块201提供的正极电压BAT_HV+和负极电压BAT_HV-，以及对高压供电模块201提供的电压进行滤波。
本申请还提供了一种车辆动力***，该车辆动力***包括上述驱动电机***。
本申请还提供了一种车辆，该车辆包括上述车辆动力***。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种驱动电机***，其特征在于，所述***包括：高压供电模块、第一驱动模块、第二驱动模块、继电器以及电机；
所述高压供电模块与所述第一驱动模块串联；
所述第二驱动模块通过所述继电器与所述第一驱动模块并联；
所述第一驱动模块与所述第二驱动模块分别连接所述电机；
所述高压供电模块用于为驱动电机***供电；当所述继电器断开时，所述高压供电模块供电，所述第一驱动模块驱动所述电机；当所述继电器闭合时，所述高压供电模块供电，所述第二驱动模块驱动所述电机，所述第一驱动模块用作续流回路；
当所述电机的需求电流小于第一电流时，所述第二驱动模块在所述驱动电机***中产生的损耗小于所述第一驱动模块在所述驱动电机***中引起的损耗。
2.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述继电器，包括高压正极继电器和高压负极继电器；
所述高压正极继电器的第一端连接所述第一驱动模块靠近所述高压供电模块正极的一端，所述高压正极继电器的第二端连接所述第二驱动模块的第一端；
所述高压负极继电器的第一端连接所述第一驱动模块靠近所述高压供电模块负极的一端，所述高压负极继电器的第二端连接所述第二驱动模块的第二端。
3.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：母线滤波模块；
所述母线滤波模块并联于所述高压供电模块的两端；
所述母线滤波模块，用于监测所述高压供电模块提供的正极电压和负极电压，以及对所述高压供电模块提供的电压进行滤波。
4.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一电流，为使通过所述第一驱动模块驱动所述电机所引起的损耗和通过所述第二驱动模块驱动所述电机所引起的损耗相同的需求电流。
5.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述***还包括：控制电路；
所述控制电路与所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述继电器电连接，用于向所述第一驱动模块、所述第二驱动模块以及所述继电器输出控制信号。
6.根据权利要求5所述的***，其特征在于，所述***还包括：霍尔传感器模块；
所述霍尔传感器模块的信号采集端连接所述电机，所述霍尔传感器模块的信号输出端连接所述控制电路；
所述霍尔传感器模块，用于检测流过所述电机的三相电流，以及向所述控制电路输出检测到的三相电流。
7.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第一驱动模块为IGBT三相半桥驱动电路。
8.根据权利要求1所述的***，其特征在于，所述第二驱动模块为SiC-MOSFET三相半桥驱动电路。
9.一种车辆动力***，其特征在于，所述车辆动力***包括权利要求1～8中任一项所述的驱动电机***。
10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括权利要求9所述的车辆动力***。
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| CN202321870130.1U CN220359057U (zh) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | 一种驱动电机***、车辆动力***及车辆 |
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