專利名稱：一種微混合動(dòng)力車用bsg電機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于新能源汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及對(duì)怠速微混BSG (Belt-StarterGenerator，皮市啟動(dòng)發(fā)電機(jī))啟停系統(tǒng)的BSG電機(jī)的控制系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，汽車節(jié)能與環(huán)保技術(shù)主要有兩條路線一條是針對(duì)傳統(tǒng)車輛進(jìn)行改進(jìn) 來達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的要求；另一條是新型節(jié)能與環(huán)保車輛的研發(fā)，包括替代燃料汽車(Alternative一Fuel Vehicles, AFV)、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(Hybrid ElectricVehicles,HEV)等。然而研發(fā)新型節(jié)能與環(huán)保車輛只能夠在新一代車輛上減少燃油消耗和C02的排放，并不能從根本上解決現(xiàn)有車輛的燃油浪費(fèi)的問題。因?yàn)檐囕v在城市道路上行駛時(shí)，其怠速時(shí)間占總運(yùn)行時(shí)間的很大一部分，其問的燃油消耗量約占總耗油量的30%。在汽車工況排放測(cè)試中，怠速期間排放的CO和HC量通常占總排放量的70%左右。而在城市中，由于人口和車輛比較集中，造成了城市車輛運(yùn)行工況的特殊性，特別是對(duì)于城市公交客車來說，停靠的站點(diǎn)多，再加上交通道口紅燈停車，起步和停車十分頻繁，造成了發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的大部分能量在制動(dòng)過程中以摩擦生熱的形式消耗掉了。又由于存在長(zhǎng)時(shí)間的停車工況，使發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)時(shí)間地處于怠速運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，造成車速低、油耗高、污染嚴(yán)重等問題。因此，開發(fā)怠速啟停系統(tǒng)來消除怠速工況能夠在很大程度上節(jié)約燃油，提高車輛經(jīng)濟(jì)性，具有廣闊的市場(chǎng)需求。怠速啟停系統(tǒng)(Idle Stop & Start System,簡(jiǎn)稱ISS)能夠在車輛停止時(shí),使得發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止，而當(dāng)駕駛員有起動(dòng)車輛的意圖時(shí)(如踩下離合器踏板或加速踏板)，不需要手動(dòng)點(diǎn)火就可以自動(dòng)起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，這避免了汽車在停車時(shí)不必要的燃油消耗和尾氣的排放。尤其對(duì)于在城市城區(qū)內(nèi)行駛，車輛經(jīng)常停止，而發(fā)動(dòng)機(jī)則怠速運(yùn)轉(zhuǎn)，并且汽車在城市道路中的怠速工況占25%以上，在汽車上安裝怠速啟停系統(tǒng)能夠?qū)⒌∷傧?，極大的提高城市汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性，而且對(duì)環(huán)境保護(hù)起到了一定的作用。在我國(guó)盡管轎車正一步一步走向家庭，家庭小汽車、軌道交通和城市公交客車將成為大城市、特大城市居民出行的主要運(yùn)載工具，所以對(duì)怠速啟停系統(tǒng)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化對(duì)我國(guó)節(jié)能減排，推進(jìn)汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)都具有著重要意義。怠速啟停系統(tǒng)是在傳統(tǒng)汽車發(fā)電機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上做改進(jìn)，可在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī)皮帶輪系做輕微變動(dòng)，即在其中增加張緊輪，以實(shí)現(xiàn)雙向扭矩傳輸。怠速起停系統(tǒng)BSG電機(jī)作為雙用電動(dòng)模式下提供正向力矩快速啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電模式下產(chǎn)生負(fù)力矩對(duì)12V電池充電。怠速起停BSG系統(tǒng)主要功能是在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速情況下，BSG系統(tǒng)通過CAN總線與發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)交互整車控制信息，并根據(jù)整車的駕駛工況，自動(dòng)地實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的起停控制，從而減少怠速情況下的耗油狀況。傳統(tǒng)汽車爪極發(fā)電機(jī)(Claw-pole generator)電壓控制電路的電路原理如圖I所示。通過控制斬波電路的脈寬控制轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流，從而調(diào)節(jié)電機(jī)反電勢(shì)的幅值，最終達(dá)到控制整流電路的輸出電壓。BSG電機(jī)是一種傳統(tǒng)的爪極發(fā)電機(jī)，怠速起停系統(tǒng)BSG電機(jī)控制電路的電路原理如圖 2 所不?；?MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,金屬-氧化層-半導(dǎo)體-場(chǎng)效晶體管，簡(jiǎn)稱金氧半場(chǎng)效晶體管)可控功率器件的逆變電路及整流電路集成于一體。在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)控制時(shí)，BSG電機(jī)工作在電動(dòng)模式，12V鉛酸電源提供電能通過逆變器輸出給BSG電機(jī)，BSG電機(jī)輸出正向力矩啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；在高速發(fā)電模式下，BSG控制器通過斬波器控制電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組電流，調(diào)節(jié)BSG的反電勢(shì)幅值，三相逆變器作為整流器，從而使電機(jī)對(duì)12V電池充電。為了實(shí)現(xiàn)很高的BSG電機(jī)反電勢(shì)系數(shù)，BSG電機(jī)的轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組由于繞組匝數(shù)多，繞組等效電感值偏大，電氣時(shí)間常數(shù)(電氣時(shí)間常數(shù)=繞組電感/繞組電阻，即T(E)=L(E)/R(E))大。由于BSG電機(jī)的反電勢(shì)直接由轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組電流來控制，大的繞組電感在通過斬 波實(shí)現(xiàn)繞組電流控制時(shí)，電流變化的速率小，從而導(dǎo)致BSG電機(jī)無論在電動(dòng)模式還是在發(fā)電模式下，電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)慢。圖3示意的是常用BSG電機(jī)控制電路在BSG電機(jī)在啟動(dòng)、穩(wěn)定發(fā)電負(fù)載及發(fā)電卸載情況下的勵(lì)磁繞組電流隨時(shí)間變化情況。由于勵(lì)磁繞組大的電氣慣性，勵(lì)磁電流無論在加載電流增加及卸載電流下降的情況下，電流變化速率低，從而會(huì)引起12V電池端電壓出現(xiàn)欠壓、過壓的風(fēng)險(xiǎn)。在發(fā)電模式下，BSG電機(jī)的逆變器工作在被動(dòng)整流狀態(tài)，BSG電機(jī)對(duì)12V蓄電池充電。當(dāng)12V電池出現(xiàn)從一個(gè)很大的電氣負(fù)載突然變化到很小的負(fù)載(如從90%的電氣負(fù)載突變?yōu)?0%)，BSG控制器會(huì)自動(dòng)關(guān)斷MOSFET開關(guān)G (P)，快速續(xù)流二極管D (Z)迅速導(dǎo)通，從而對(duì)勵(lì)磁繞組電流進(jìn)行續(xù)流，勵(lì)磁繞組端電壓變?yōu)槎O管D(Z)的導(dǎo)通電壓(接近0. 7V)，繞組電流I (E)開始逐漸下降。但是由于BSG電機(jī)勵(lì)磁繞組大的慣性時(shí)間常數(shù)(通常T(E)在200-500毫秒間)，加上12V電池及連線等效電感等影響，12V電池端電壓會(huì)形成短暫的過壓過程，電壓幅值會(huì)超過法規(guī)規(guī)定的容限范圍。過壓會(huì)造成許多潛在的風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)導(dǎo)致某些整車電控系統(tǒng)的過壓損害，其潛在的風(fēng)險(xiǎn)巨大。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有微混合動(dòng)力汽車BSG電機(jī)控制系統(tǒng)在電機(jī)加載時(shí)勵(lì)磁電流變化速率低、電機(jī)控制響應(yīng)慢的問題，本發(fā)明提供一種微混合動(dòng)力車用BSG電機(jī)控制系統(tǒng)。本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題提供的技術(shù)方案是
一種微混合動(dòng)力車用BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，包括由電源兩級(jí)引出的正負(fù)母線、接于正負(fù)母線間的三相逆變/整流電路、與三相逆變/整流電路連接的BSG電機(jī)定子三相繞組、以及串接于正負(fù)母線間的斬波降壓電路和BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組，在電源和斬波降壓電路之間接有升壓電路，升壓電路的輸入端與電源相連，其輸出端與斬波降壓電路輸入端相連；三相逆變/整流電路、斬波降壓電路、升壓電路分別與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路連接并受其控制。進(jìn)一步的，升壓電路包括濾波電感、第三二極管、第三MOSFET和濾波電容，第三MOSFET的柵極與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路相連并受其控制，濾波電感一端接正母線，另一端分為兩路一路接第三MOSFET的漏極后連接至負(fù)母線，另一路接第三二極管正極后作為升壓電路的輸出端，濾波電容接于第三二極管的負(fù)極和負(fù)母線之間。進(jìn)一步的，電源為12V，升壓電路的輸出電壓大于等于30V、小于等于40V。進(jìn)一步的，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組等效為相串接的勵(lì)磁繞組等效電阻和勵(lì)磁繞組等效電感；在斬波降壓電路和負(fù)母線之間，與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組分別并接有第二續(xù)流二極管和主動(dòng)可控續(xù)流電路，主動(dòng)可控續(xù)流電路的導(dǎo)通電阻阻值小于第二續(xù)流二極管的導(dǎo)通電阻阻值。采用這樣的技術(shù)方案，通過增加導(dǎo)通電阻遠(yuǎn)小于第二續(xù)流二極管導(dǎo)通電阻的主動(dòng)可控續(xù)流電路，可減少勵(lì)磁電流損耗，實(shí)現(xiàn)高效續(xù)流。進(jìn)一步的，主動(dòng)可控續(xù)流電路包括與第二續(xù)流二極管并聯(lián)的第二 M0SFET，第二MOSFET的柵極與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路連接并受其控制。 進(jìn)一步的，在分別與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組和主動(dòng)可控續(xù)流電路并接的第二續(xù)流二極管所在的支路中，串接有泄放電阻，泄放電阻阻值大于勵(lì)磁繞組等效電阻阻值。采用這樣的技術(shù)方案，增加引入續(xù)流回路泄放電阻后，穩(wěn)定負(fù)載下電流泄放速度加快，尤其在快速卸載情況下，勵(lì)磁電流可以快速地降到所需的負(fù)載勵(lì)磁電流，車載低壓蓄電池端電壓在快速卸載狀況下的出現(xiàn)過壓的風(fēng)險(xiǎn)可控制在法規(guī)規(guī)定的范圍內(nèi)。進(jìn)一步的，泄放電阻阻值大于等于5倍勵(lì)磁繞組等效電阻阻值、小于等于10倍勵(lì)磁繞組等效電阻阻值。進(jìn)一步的，泄放電阻阻值大于等于5歐姆、小于等于10歐姆。進(jìn)一步的，斬波降壓電路包括第一 MOSFET和與第一 MOSFET并接的第一續(xù)流二極管，第一 MOSFET的柵極與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路相連并受其控制；升壓電路中的輸出端與斬波控制電路的第一 MOSFET的漏極連接；轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組接于第一 MOSFET的源極和負(fù)母線之間。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，能夠改善微混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能，主要改善BSG電機(jī)快速卸載、快速加載性能及主動(dòng)續(xù)流。本發(fā)明的整體思想為通過提高BSG電機(jī)勵(lì)磁的控制電壓來改善BSG電機(jī)快速加載能力，通過在勵(lì)磁續(xù)流回路中串聯(lián)泄放電阻來改善BSG電機(jī)卸載能力，通過使用主動(dòng)續(xù)流MOSFET實(shí)現(xiàn)BSG電機(jī)勵(lì)磁的高效續(xù)流循環(huán)，提高效率。使用升壓電路，將BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的斬波控制電路的輸入電壓提高至可靠的較高的電壓，使BSG電機(jī)啟動(dòng)時(shí)可迅速輸出力矩，控制過程中力矩輸出可快速響應(yīng)控制指令^BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組續(xù)流回路中串聯(lián)泄放電阻，當(dāng)12V電池出現(xiàn)從一個(gè)很大的電氣負(fù)載突然變化到很小的負(fù)載，此時(shí)通過串聯(lián)泄放電阻可快速泄放轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的中的勵(lì)磁電流，從而使BSG電機(jī)快速響應(yīng)停止發(fā)電輸出，避免12V電池端電壓過壓；通過增加主動(dòng)可控續(xù)流電路，可減少勵(lì)磁電流損耗，實(shí)現(xiàn)高效續(xù)流。


圖I是傳統(tǒng)汽車爪極發(fā)電機(jī)的電壓控制電路原理示意 圖2是現(xiàn)有怠速起停系統(tǒng)常用的BSG電機(jī)的控制電路原理示意 圖3是常用BSG電機(jī)控制電路的勵(lì)磁繞組電流控制的時(shí)間趨勢(shì)示意 圖4是本發(fā)明實(shí)施例BSG電機(jī)控制系統(tǒng)的電路原理示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例的勵(lì)磁繞組電流控制的時(shí)間趨勢(shì)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合

及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。如圖4所示，本發(fā)明實(shí)施例BSG電機(jī)控制系統(tǒng)包括12V蓄電池電源、由電源正負(fù)兩極引出的正母線61、負(fù)母線62、接于正負(fù)母線間的三相逆變/整流電路5、與逆變電路/整流電路5相連的BSG電機(jī)定子三相繞組4，以及順序串接于正負(fù)母線間的斬波降壓電路I和BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2 ;斬波降壓電路I包括作為功率開關(guān)器件的第一 MOSFET Gl、與第一 MOSFET Gl并接的第一續(xù)流二極管Dl和控制第一 MOSFET Gl，斬波降壓電路I的第一MOSFET Gl的柵極和三相逆變/整流電路5分別與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路連接，且第一MOSFET Gl的開關(guān)動(dòng)作和三相逆變/整流電路5分別受發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路控制，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2接于第一 MOSFET Gl的源極和負(fù)母線62之間，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2具有相串接的勵(lì)磁繞組等效電阻R2和勵(lì)磁繞組等效電感L2 ;在斬波降壓電路I和負(fù)母線62之間，與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2并接有第二續(xù)流二極管D2 ;如圖4所示，本實(shí)施例的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)在斬波降壓電路I輸入端處接入一級(jí)升壓電路3，升壓電路3包括濾波電感L3、濾波電容C3、第三二極管D3和第三MOSFET G3，升壓電路3的第三MOSFET G3的柵極與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路連接且開關(guān)動(dòng)作受其控制，濾波電感L3 —端接正母線61，另一端分為兩路一路接第三MOSFET G3的漏極后連接至負(fù)母線62，另一路接第三二極管D3的正極后作為升壓電路3的輸出端(也就是第三二極管D3的負(fù)極端)再與斬波降壓電路I的第一 MOSFET Gl的漏極連接，濾波電容C3接于第三二極管D3的負(fù)極和負(fù)母線62之間。
使用升壓電路3，其電壓輸出為30-40V，將轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2的斬波降壓電路I的輸入電壓提高至30-40V的可靠安全電壓，如圖5所示，由于端電壓提高，轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2的勵(lì)磁電流變化率增大，即勵(lì)磁電流I(E)可快速上升，從而在BSG電機(jī)啟動(dòng)時(shí)可迅速輸出力矩，控制過程中力矩輸出可快速響應(yīng)控制指令。由于斬波降壓電路I的輸入電壓提高，由￥/1=也/也可知轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流1 )上升時(shí)間加快。如圖4所示，在對(duì)勵(lì)磁電流I (E)進(jìn)行斬波控制時(shí)，控制電路控制第一MOSFET Gl開通，勵(lì)磁電流I (E)增加，電流的上升速率將比在直接用12V電池電壓時(shí)大大提高。這樣，在BSG電機(jī)啟動(dòng)及發(fā)電加載工況下，電機(jī)的動(dòng)態(tài)控制性能提高，在啟動(dòng)時(shí)可快速輸出力矩，快速的動(dòng)態(tài)加載動(dòng)態(tài)響應(yīng)有助于克服在快速加載變化下引起的電池欠壓?jiǎn)栴}。優(yōu)選的，如圖4所示，在斬波降壓電路I和負(fù)母線62之間，與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2并接有主動(dòng)可控續(xù)流電路20，主動(dòng)可控續(xù)流電路20的導(dǎo)通電阻極小，遠(yuǎn)小于第二續(xù)流二極管D2的導(dǎo)通電阻；具體的，主動(dòng)可控續(xù)流電路20包括與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2并接的第二 MOSFET G2，第二MOSFET G2的柵極與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路連接且第二MOSFET G2的開關(guān)動(dòng)作受其控制。通過使用第二 MOSFET G2，可減少勵(lì)磁電流I (E)損耗，實(shí)現(xiàn)高效續(xù)流。在BSG電機(jī)處于電動(dòng)及穩(wěn)態(tài)發(fā)電狀態(tài)下，斬波降壓電路I根據(jù)控制電路的指令控制轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2勵(lì)磁電流I (E)的幅值。在加載情況下，控制電路分別控制第一 MOSFET Gl開通、第二 MOSFETG2關(guān)斷，BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2的勵(lì)磁電流I (E)增加，當(dāng)I (E)達(dá)到設(shè)定控制值，控制電路控制三相逆變電路工作；續(xù)流過程中，控制電路分別控制第一 MOSFET Gl關(guān)斷、第二 MOSFETG2開通，由于第二MOSFET G2導(dǎo)通電阻很小，其導(dǎo)通壓降遠(yuǎn)小于第二續(xù)流二極管D2，導(dǎo)通損耗小，電流控制變得更加平滑。優(yōu)選的，如圖4所示，在分別與BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2和第二 MOSFET G2并接的第二續(xù)流二極管D2所在的支路中，串接入泄放電阻R(Z)。在轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2續(xù)流回路中串聯(lián)入泄放電阻R(Z)，當(dāng)12V電池出現(xiàn)從一個(gè)很大的電氣負(fù)載突然變化到很小的負(fù)載，例如從90%的電氣負(fù)載突變?yōu)?0%，控制電路會(huì)自動(dòng)關(guān)斷第一 MOSFET Gl，此時(shí)需要BSG電機(jī)停止發(fā)電，否則會(huì)造成12V電池端電壓會(huì)形成短暫的過壓過程，電壓幅值會(huì)超過法規(guī)規(guī)定的容限范圍。而通過泄放電阻R(Z)可快速泄放轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組3中的電流，從而使BSG電機(jī)快速響應(yīng)，停止發(fā)電輸出，避免12V電池端電壓過壓。與此同時(shí)，在續(xù)流過程中，由于第二 MOSFET G2的內(nèi)阻遠(yuǎn)小于勵(lì)磁繞組等效電阻R2和泄放電阻R(Z)，電流主要從第二 MOSFET G2所在支路流過，其導(dǎo)通壓降遠(yuǎn)小于第二續(xù)流二極管，導(dǎo)通損耗小。由于開關(guān)勵(lì)磁電流I (E)主要通過第二 MOSFET G2續(xù)流，起到主動(dòng)續(xù)流的作用，進(jìn)一步降低續(xù)流損耗，并且平滑勵(lì)磁電流I (E)，這樣，使得勵(lì)磁電流I (E)在斬波期間的平滑程度進(jìn)一步提高。 當(dāng)BSG工作在快速卸載的情況下，控制電路控制第一 MOSFET G1、第二 MOSFET G2和第三MOSFET G3都處于關(guān)斷狀態(tài)，BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2的電流通過由泄放電阻R(Z)和第二續(xù)流二極管D2組成的快速泄放回路放電，這樣車載低壓蓄電池的端電壓過壓風(fēng)險(xiǎn)得到控制?？筛鶕?jù)實(shí)際情況適當(dāng)選配泄放電阻R(Z)的電阻值，由于BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子的勵(lì)磁繞組等效電阻R2通常在I歐姆左右，同時(shí)由于濾波電容C3端電壓遠(yuǎn)高于12V蓄電池電壓，泄放電阻R(Z)的阻值可以選得較大，通常為勵(lì)磁繞組等效電阻R2的5-10倍，即R(Z)可在5-10歐姆間；如圖5所示，這樣勵(lì)磁繞組續(xù)流回路的電氣時(shí)間常數(shù)變?yōu)門 (E-續(xù)流)=L2/(R2+R(Z))，變更的續(xù)流電氣時(shí)間常數(shù)T(E-續(xù)流)會(huì)遠(yuǎn)小于原勵(lì)磁繞組的電氣時(shí)間常數(shù)T(E)，從而降低了 BSG電機(jī)在快速卸載情況下的慣性，12V電池端電壓可控制在有限范圍內(nèi)，從而降低了對(duì)整車電氣設(shè)備的過壓風(fēng)險(xiǎn)。在控制電路控制第一 MOSFET Gl關(guān)斷時(shí)，第二續(xù)流二極管D2導(dǎo)通，BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組2的勵(lì)磁電流I (E)由于大電感勵(lì)磁繞組等效電感L2的存在不會(huì)立即發(fā)生變化，泄放電阻R(Z)的引入將導(dǎo)致瞬態(tài)高電壓(瞬態(tài)高電壓=I(E)* (R2+ R(Z)+V(D2)), V(D2)表示第二續(xù)流二極管D2兩端電壓)，這時(shí)第一續(xù)流二極管Dl及濾波電容C3將起到電壓緩沖的作用，同時(shí)第三二極管D3可以進(jìn)一步起到高壓阻斷的作用，防止瞬態(tài)高壓對(duì)12V蓄電池端電壓造成瞬態(tài)過壓的風(fēng)險(xiǎn)。在整流工況下，通過控制逆變電路的三相可控功率器件M0SFET，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)整流，從而降低在充電模式下逆變電路的導(dǎo)通損耗，提高BSG系統(tǒng)充電效率。如圖5所示的本實(shí)施例的電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組電流控制的時(shí)間變化趨勢(shì)，使用本發(fā)明實(shí)施例的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，BSG電機(jī)在啟動(dòng)、穩(wěn)態(tài)及卸載情況下的電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組電流變化的得到很大改善。電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組的大電氣慣性的劣勢(shì)已經(jīng)完全消除，啟動(dòng)及卸載都可實(shí)現(xiàn)快速響應(yīng)，同時(shí)降低快速加載欠壓及快速卸載電池端電壓過壓的風(fēng)險(xiǎn)，有效地改善了 BSG電機(jī)控制的整體響應(yīng)性能。還可通過控制器提高升壓脈寬斬波及降壓斬波電路的開關(guān)頻率，可以平滑勵(lì)磁電流的斬波影響。由于主動(dòng)可控續(xù)流電路的引入，勵(lì)磁電流斬波期間的平滑程度提高，效率提高。如上所云是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思和內(nèi)涵的前提下，還可 以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.ー種微混合動(dòng)カ車用BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于包括由電源兩級(jí)引出的正負(fù)母線、接于正負(fù)母線間的三相逆變/整流電路、與三相逆變/整流電路連接的BSG電機(jī)定子三相繞組、以及串接于正負(fù)母線間的斬波降壓電路和BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組；在電源和斬波降壓電路之間接有升壓電路，升壓電路的輸入端與電源相連，其輸出端與斬波降壓電路輸入端相連；三相逆變/整流 電路、斬波降壓電路、升壓電路分別與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路連接并受其控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征還在于升壓電路包括濾波電感、第三ニ極管、第三MOSFET和濾波電容，第三MOSFET的柵極與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路相連并受其控制，濾波電感一端接正母線，另一端分為兩路一路接第三MOSFET的漏極后連接至負(fù)母線，另一路接第三ニ極管正極后作為升壓電路的輸出端，濾波電容接于第三ニ極管的負(fù)極和負(fù)母線之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征還在于電源為12V，升壓電路的輸出電壓大于等于30V、小于等于40V。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征還在于轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組等效為串接的勵(lì)磁繞組等效電阻和勵(lì)磁繞組等效電感；在斬波降壓電路和負(fù)母線之間，與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組分別并接有第二續(xù)流ニ極管和主動(dòng)可控續(xù)流電路，主動(dòng)可控續(xù)流電路的導(dǎo)通電阻阻值小于第二續(xù)流ニ極管的導(dǎo)通電阻阻值。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征還在于主動(dòng)可控續(xù)流電路包括與第二續(xù)流ニ極管并聯(lián)的第二 M0SFET，第二 MOSFET的柵極與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路連接并受其控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征還在于在分別與轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組和主動(dòng)可控續(xù)流電路并接的第二續(xù)流ニ極管所在的支路中，串接有泄放電阻，泄放電阻阻值大于勵(lì)磁繞組等效電阻阻值。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征還在于泄放電阻阻值大于等于5倍勵(lì)磁繞組等效電阻阻值、小于等于10倍勵(lì)磁繞組等效電阻阻值。
8.根據(jù)權(quán)カ要求6所述的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征還在于泄放電阻阻值大于等于5歐姆、小于等于10歐姆。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征還在于斬波降壓電路包括第一MOSFET和與第一 MOSFET并接的第一續(xù)流ニ極管，第一 MOSFET的柵極與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路相連并受其控制；升壓電路中的輸出端與斬波控制電路的第一 MOSFET的漏極連接；轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組接于第一 MOSFET的源極和負(fù)母線之間。
全文摘要
本發(fā)明提供一種微混合動(dòng)力車用BSG電機(jī)控制系統(tǒng)，包括由電源兩級(jí)引出的正負(fù)母線、接于正負(fù)母線間的三相逆變/整流電路、與三相逆變/整流電路連接的BSG電機(jī)定子三相繞組、以及串接于正負(fù)母線間的斬波降壓電路和BSG電機(jī)轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組；在電源和斬波降壓電路之間接有升壓電路，升壓電路的輸入端與電源相連，其輸出端與斬波降壓電路輸入端相連；三相逆變/整流電路、斬波降壓電路、升壓電路分別與發(fā)動(dòng)機(jī)啟停系統(tǒng)的控制電路連接并受其控制。本發(fā)明通過提高BSG電機(jī)勵(lì)磁的控制電壓來改善BSG電機(jī)快速加載能力。
文檔編號(hào)B60L15/02GK102739144SQ20121022076
公開日2012年10月17日 申請(qǐng)日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者徐輝, 熊本波, 王冬, 邱林, 陳小江 申請(qǐng)人:深圳市航盛電子股份有限公司