CN2915592Y - 纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动*** - Google Patents

纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动*** Download PDF

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赵一凡
徐性怡
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Abstract

本实用新型公开了一种纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，包括充电器与储能单元以电路连接构成纯电力源，其经电容及驱动逆变器连接驱动电机，还包括一直流/直流变换单元，所述直流/直流变换单元一输入/输出两端与储能单元并联，另一输入/输出两端与电容并联。本实用新型通过增设一直流/直流变换单元使直流母线上的电压相对于储能单元电压升高并可控，以获得驱动电机和逆变器***的最佳电压运行状态，使可控功率开关上的电流相对储能单元标称电压下的电流小，不仅降低了功率开关器件损耗，使得电机驱动***总成本可以降低，功率模块的选择余地大；另外还可减小电磁干扰，降低电流脉动。

Description

纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***
技术领域
本实用新型涉及一种纯电动汽车用的电机驱动***，具体地说是使用电池驱动汽车的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***。
背景技术
目前纯电动汽车用的电机驱动***如图1所示，其中由充电器或燃料电池1与储能单元2成电路联结构成纯电力源，它用于对驱动电机4提供驱动电力源，储能单元2可以是储能单元或超级电容器，一般常常使用动力电池作为储能单元，它提供的标称电压一般在300v左右。在汽车加速阶段，储能单元工作于放电状态，经过逆变器的控制向电动机提供电力源，这时储能单元端电压降低，如可低至250V。在汽车减速阶段，电动机工作于制动发电状态，通过逆变器的控制向储能单元充电使汽车减速时释放的动能得以回收，因此该***具有节能的优点。但是在制动发电时储能单元端电压升高，如可高达450V。这样的***的主要缺点是：
1.为了满足汽车的动力性要求，电动机设计工作电压应选择最低正常工作电压，例如250V，造成电机工作电流增加。由此引起功率开关电流能力、电机动力电缆截面，逆变器电流母排尺寸等的增加，从而增加电机驱动***的成本和布线封装难度；
2.为了满足逆变器耐电压可靠性的要求，功率开关器件的电压等级应按照储能单元最高电压选择，如450V，使逆变器的成本进一步升高。
发明内容
如上所述，如何对现有技术予以扬长避短，即能控制母线电压来获得驱动电机的最佳电压运行状态乃是本实用新型亟待解决的技术问题。因此，本实用新型的目的在于提供一种纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***。
实现上述目的的技术方案是：一种纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，包括充电器与储能单元以电路连接构成纯电力源，其经电容及驱动逆变器连接驱动电机，还包括一直流/直流变换单元，所述直流/直流变换单元一输入/输出两端与储能单元并联，另一输入/输出两端与电容并联。
上述的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，其中，所述直流/直流变换单元与储能单元连接的两端为低电压输入/输出端，与电容连接的两端为高电压输入/输出端。
上述的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，其中，所述直流/直流变换单元的低电压输入/输出端的电压随储能单元端电压变化，高电压输入/输出端电压为连续可控，其电压值可低于或高于储能单元端电压。
上述的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，其中，所述直流/直流变换单元结构之一是由一直流电抗器及第一与第二功率开关器件构成的，其中直流电抗器L一端与储能单元正极端连接，另一端与第一功率开关器件和第二功率开关器件的中点连结，第一功率开关器件的另一端与电容C的正极端连接；第二功率开关器件连接电容C的负极端并连接储能单元负极端。
上述的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，其中，所述直流/直流变换单元的高电压输入/输出端的电压值可等于或高于储能单元端电压。
上述的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，其中，所述储能单元可以是动力电池或超级电容器。
本实用新型的优点是：具有现有技术的节能的特点，并且通过增设一直流/直流变换单元使直流母线上的电压升高并可控，以获得驱动电机和逆变器的最佳电压运行状态，使驱动电机在低速工作或制动发电时，逆变器直流母线被控制为低电压，驱动电机在高速或大功率电动工作时，逆变器直流母线被控制为高电压；使逆变器和电机的设计工作电压保持一致并选择为较高的电压，因而使电动机工作电流相对于在低电压设计时减小，使逆变器可控功率开关所需的的电流能力相对减小，而且连接驱动电机的电缆截面可减小，连接逆变器上功率模块的母排尺寸可减小。上述优点使得电机驱动***总成本可以在即使增加了直流/直流变换单元后仍然能够降低。由于汽车运行时，特别是在城市路况下，并不需要长期运行在最高车速或大力矩加速工况下，因而逆变器直流母线电压可在直流/直流变换单元的控制下处于低于电动机和逆变器设计电压的最佳值，这样的结果是不仅降低了功率开关器件损耗，另外还可减小电磁干扰，降低电流脉动。
附图说明
图1是现有的纯电动汽车用的电机驱动***电路原理图；
图2是本实用新型的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***电路原理图；
图3是本实用新型的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***中采用的一种直流/直流变换单元的电路结构图。
具体实施方式
下面根据图2给出本实用新型一个较好实施例，并予以详细描述，使能更好地说明本发明的结构特征和功能特点，而不是用来限定本发明的范围。
请参阅图2，其中，一种纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，包括充电器1、储能单元2、驱动逆变器3、驱动电机4和直流/直流变换单元5。首先考虑不包含直流/直流变换单元5，如图1所示，其中充电器或燃料电池1与储能单元2成电路联结构成纯电力源(充电器通常情况下置于车外，只有在充电时与储能单元2或其他类型储能单元以电路连接)，它用于对驱动电机4提供驱动电力源，储能单元2提供的标称电压为300v，储能单元2可以是动力电池或超级电容器，一般常常使用动力电池作为储能单元2，其经滤波电容C及驱动逆变器3连接驱动电机4，上述由部件1～4构成纯电动电机驱动***，其结果会与现有技术那样会造成直流母线上的电压被限制在储能单元2的电平电压下，也就限制了驱动电机4的电压设计和工作范围，使驱动电机4得不到最佳的运行状态。
上述情况是不包含直流/直流变换单元5的所述电机驱动***的情况。所述直流/直流变换单元5装入后，其一输入/出两端与储能单元2并联，另一输入/出两端与电容C并联，如图2所示。其中，与储能单元2连接的两端为低电压输入/出端，电压范围一般为250v～380v，与电容C连接的两端为高电压输出端，电压可控范围可为250v～650v。
在较佳实施例中，本实用新型采用的一种直流/直流变换单元5是由直流电抗器L及两个功率开关器件K1、K2构成的(如图3所示)，储能单元2为动力电池，即其中直流电抗器L一端与储能单元2正极端连接，另一端与第一功率开关器件K1和第二功率开关器件K2的中点连结，第一功率开关器件K1的另一端与电容C的正极端连接；第二功率开关器件K2连接电容C的负极端并连接储能单元2负极端。采用该种结构的直流/直流变换单元的高电压输入/输出端的电压值可等于或高于储能单元端电压。该直流/直流变换单元5属于BUCK-BOOST类型，能将储能单元2电压转换成高于该电压的逆变器3直流母线电压，并可将逆变器3直流母线电压调整到驱动电机4当前工作点所需的最佳值，例如可将储能单元2的电平电压250v～380v升高到可控的250v～650v。该直流/直流变换单元5可以实现双向能量流控制，即当驱动电机4工作于电动状态时，直流/直流变换单元5把储能单元2储存的电能通过逆变器3输送到驱动电机4；当驱动电机4工作于发电制动状态时，直流/直流变换单元5把驱动电机4在逆变器3控制下发出的电能经过降压送回到储能单元2储存。在本实施例中驱动电机4和逆变器3的设计工作电压可选为650V。相对于在没有直流/直流变换单元5时驱动电机4的设计工作电压应当为250V，在同样功率和力矩下驱动电机4的工作电流会减小2到3倍，因而可以降低***成本和提高***效率。另外由于直流/直流变换单元5的存在，驱动电机4的实际工作电压可以根据驱动电机4当前的速度、力矩、发电/电动工况等进行设定并通过控制直流/直流变换单元5中的功率开关器件K1、K2的开关来实现。例如当驱动电机4工作在低速或中等速时，可把驱动电机4工作电压控制在接近和略高于储能单元2电压，以降低逆变器3中功率半导体器件的开关损耗和产生的电磁干扰，并减少电流谐波以降低电动机的高频损耗，进一步提高电动机***的工作效率。当驱动电机4工作在高速或接近高速同时输出大的功率时，可把驱动电机4工作电压控制在设计工作电压以保证驱动电机4的出力能满足汽车运行的要求。而当驱动电机4工作在高速并且在发电制动状态时，可把驱动电机4工作电压控制在设计工作电压以下以保证驱动电机4的制动出力能力并满足逆变器3电压安全性的要求。

Claims (4)

1.一种纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，包括充电器与储能单元以电路连接构成纯电力源，其经电容及驱动逆变器连接驱动电机，其特征在于，还包括一直流/直流变换单元，所述直流/直流变换单元一输入/输出两端与储能单元并联，另一输入/输出两端与电容并联。
2.根据权利要求1所述的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，其特征在于，所述直流/直流变换单元与储能单元连接的两端为低电压输入/输出端，与电容连接的两端为高电压输入/输出端。
3.根据权利要求1所述的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，其特征在于，所述直流/直流变换单元结构之一是由一直流电抗器L及第一与第二功率开关器件K1、K2构成的，其中直流电抗器L一端与储能单元正极端连接，另一端与第一功率开关器件和第二功率开关器件的中点连结，第一功率开关器件的另一端与电容C的正极端连接；第二功率开关器件连接电容C的负极端并连接储能单元负极端。
4.根据权利要求1所述的纯电动汽车用直流母线电压主动控制式电机驱动***，其特征在于，所述储能单元可以是动力电池或超级电容器。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103858195A (zh) * 2011-10-12 2014-06-11 住友电气工业株式会社 锂离子电容器、蓄电装置、蓄电***
CN104635089A (zh) * 2015-02-10 2015-05-20 北京理工大学 电动汽车电机驱动***传导电磁干扰实验平台
CN104698860A (zh) * 2015-02-05 2015-06-10 北京理工大学 电动汽车交流电机逆变器功率回路的传导电磁干扰仿真***

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103858195A (zh) * 2011-10-12 2014-06-11 住友电气工业株式会社 锂离子电容器、蓄电装置、蓄电***
CN104698860A (zh) * 2015-02-05 2015-06-10 北京理工大学 电动汽车交流电机逆变器功率回路的传导电磁干扰仿真***
CN104698860B (zh) * 2015-02-05 2020-05-12 北京理工大学 电动汽车交流电机逆变器功率回路的传导电磁干扰仿真***
CN104635089A (zh) * 2015-02-10 2015-05-20 北京理工大学 电动汽车电机驱动***传导电磁干扰实验平台

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