專利名稱：一種雙繞組驅(qū)動/隔離變壓220vac充電一體化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電力電子功率變換及電機驅(qū)動領(lǐng)域，特別涉及電動汽車永磁同步電機驅(qū)動及車載220VAC充電一體化技術(shù)。
背景技術(shù)：
目前，電動汽車技術(shù)正在飛速發(fā)展，電動汽車市場日益壯大，但電動汽車的電機驅(qū)動器、車載高壓電池充電器幾乎都是兩個分離的裝置，即浪費有限的車載空間，又増加了電動汽車電器設(shè)備購置成本。而且，驅(qū)動器在車輛行駛時才工作，車輛充電時被閑置，車載高壓電池充電器在車輛行駛時被閑置，車輛充電時才工作，因此兩套裝置利用率都不高。為克服這ー問題，利用電機驅(qū)動系統(tǒng)在停車時實現(xiàn)對高壓電池組的充電，可以徹底取消車載充電裝置，即減小了車載高壓電器占用的車載空間、減輕了電動車輛車載電器重量，又減少了電動汽車部件成本，可以有效提高電動汽車永磁同步電機“驅(qū)動一充電”一體化裝置的市場競爭力，為電動汽車發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

實用新型內(nèi)容為了解決上述問題本實用新型提供一種雙繞組驅(qū)動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，使得一套驅(qū)動裝置，在車輛行駛時實現(xiàn)電機驅(qū)動的功能，在停車充電時實現(xiàn)了車載充電器的功能。由于要滿足電機驅(qū)動的容量需求，該裝置的容量遠(yuǎn)大于電池充電時的容量需求，因此可以滿足220VAC條件下小功率慢速充電的要求。也就是說利用一套雙繞組驅(qū)動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，仍然以電機驅(qū)動器的成本就可實現(xiàn)電機驅(qū)動、車載充電器的功能。大幅度減少電動汽車電器設(shè)備成本，有利于電動汽車的規(guī)模化、市場化。為了達(dá)到上述目的，本實用新型采用下述技術(shù)方案本實用新型提供一種雙繞組驅(qū)動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，所述一體化裝置包括兩套驅(qū)動逆變橋，雙繞組永磁同步電機，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，220VAC整流橋。當(dāng)電動汽車行駛吋，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路將兩套逆變橋并聯(lián)，實施同步驅(qū)動控制，共同驅(qū)動雙繞組永磁同步電機作為電動汽車主驅(qū)動電機工作；當(dāng)電動汽車停車使用外接220VAC對高壓電池組充電吋，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路使其中一路逆變橋與直流母線分?jǐn)?，與220VAC整流橋的直流輸出端連接，將整流后的直流電進行高頻逆變，輸入到雙繞組電機的一套繞組中，利用電機雙繞組的電磁強耦合關(guān)系等效高頻變壓器的特點，進行高頻隔離變壓，另ー套繞組接另ー套逆變橋，該逆變橋采用同步整流及斬波升壓技術(shù)將直流母線電壓抬升，實現(xiàn)對高壓電池組的充電功能。使得電機及驅(qū)動裝置行駛時、停車充電時都得到了充分利用。本實用新型提供一種雙繞組驅(qū)動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，所述一體化裝置包括雙繞組永磁同步電機；兩套繞組按照同樣的繞組形式嵌入同一電機定子槽中，在電動車輛車行駛時兩套繞組共同驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子，實現(xiàn)電動車輛主驅(qū)動電機功能，在電動車輛停車充電時，利用兩套繞組間的強電磁耦合關(guān)系，實現(xiàn)高頻隔離變壓器功能。本實用新型提供一種雙繞組驅(qū)動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，所述一體化裝置包括兩套驅(qū)動逆變橋，雙繞組永磁同步電機，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，在電動車輛車行駛時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)使兩套逆變橋并聯(lián)，共同驅(qū)動電機作為電動汽車主驅(qū)動電機工作；在電動車輛車停車充電時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)使其中一路逆變橋與直流母線分?jǐn)?，與220VAC整流橋的直流輸出端連接，實現(xiàn)停車充電。

圖1是本實用新型提供的一種雙繞組驅(qū)動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、逆變橋A，2、逆變橋8，3、雙繞組永磁同步電機，4、22(^40整流橋、5，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，6、220VAC交流輸入，7、高壓電池組。
具體實施方式
下面，結(jié)合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細(xì)的說明。如圖1所示，本實用新型提供的一種雙繞組驅(qū)動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，所述一體化裝置包括逆變橋Al，逆變橋B2，雙繞組永磁同步電機3，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路5，220VAC整流橋4。當(dāng)車輛正常行駛時220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路5狀態(tài)如圖1所示，逆變橋Al的正極通過220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)5與高壓電池組7正極聯(lián)接，逆變橋Al的負(fù)極通過220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)5與高壓電池組7負(fù)極聯(lián)接，即逆變橋Al、逆變橋B2處于并聯(lián)狀態(tài)，驅(qū)動電機時變橋Al、逆變橋B2進行同步驅(qū)動控制，驅(qū)動兩套繞組共同出力，實現(xiàn)車輛的正常行駛。因此每套逆變橋的 容量只有系統(tǒng)驅(qū)動所需總?cè)萘康?/2，即驅(qū)動系統(tǒng)總?cè)萘颗c常規(guī)驅(qū)動系統(tǒng)總?cè)萘肯嗟?，系統(tǒng)不會增加體積、重量和成本。當(dāng)車輛停車充電時220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路5將逆變橋Al與直流母線分?jǐn)?，與220VAC整流橋4的直流輸出端連接。通過220VAC全橋整流，將交流電整流為直流電，向逆變橋Al供電，逆變橋Al將直流電逆變?yōu)楦哳l三相交流電，提供給雙繞組永磁同步電機3中與其相連的ー套繞組。首先，由于220VAC供電條件的限制，充電功率非常小，逆變橋Al的容量完全滿足充電功率需求，因此逆變橋Al的容量無需額外増加。其次，由于是高頻逆變，電機的容量完全滿足充電功率的需求，因此無需額外增加電機的容量。再次，由于使用高頻逆變，電機的漏感及繞組間的互感完全滿足逆變電壓波形的需求，無需增大電機體積額外增加電機的漏感及繞組間的互感。逆變橋B2接收雙繞組永磁同步電機3另ー套繞組的輸出，通過同步整流技術(shù)將電機輸出的高頻交流電整流成直流，同時利用電機的漏感采取升壓斬波技術(shù)，將直流電壓抬高，實現(xiàn)對高壓電池組的充電。由于充電功率非常小，逆變橋B2的容量完全滿足充電功率需求，因此逆變橋B2的容量無需額外増加。通過上述描述可以看出，該充電方式通過雙繞組永磁同步電機3的兩套繞組間的電氣隔離，實現(xiàn)了隔離充電，確保了充電時的電氣安全性，滿足多輛電動車同時使用同一電源進行充電的要求。同時該方式?jīng)]有増加裝置的容量。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡是根據(jù)本實用新型內(nèi)容所做的均等變化與修飾，均涵蓋在本實用新型的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種雙繞組驅(qū)動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置在電動車輛行駛時實現(xiàn)主驅(qū)動電機系統(tǒng)功能，在電動車輛停車充電時實現(xiàn)220VAC供電高壓電池組充電功能。
2.一種如權(quán)利要求1所述一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置包括兩套驅(qū)動逆變橋，雙繞組永磁同步電機，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，220VAC整流橋。當(dāng)電動汽車行駛時，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路將兩套逆變橋并聯(lián)，實施同步驅(qū)動控制，共同驅(qū)動雙繞組永磁同步電機作為電動汽車主驅(qū)動電機工作；當(dāng)電動汽車停車使用外接220VAC對高壓電池組充電時，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路使其中一路逆變橋與直流母線分?jǐn)?，與220VAC整流橋的直流輸出端連接，將整流后的直流電進行高頻逆變，輸入到雙繞組電機的一套繞組中，利用電機雙繞組的電磁強耦合關(guān)系等效高頻變壓器的特點，進行高頻隔離變壓，另一套繞組接另一套逆變橋，該逆變橋采用同步整流及斬波升壓技術(shù)將直流母線電壓抬升，實現(xiàn)對高壓電池組的充電功能；使得電機及驅(qū)動裝置行駛時、停車充電時都得到了充分利用。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置包括雙繞組永磁同步電機；兩套繞組按照同樣的繞組形式嵌入同一電機定子槽中，在電動車輛車行駛時兩套繞組共同驅(qū)動電機轉(zhuǎn)子，實現(xiàn)電動車輛主驅(qū)動電機功能，在電動車輛停車充電時，利用兩套繞組間的強電磁耦合關(guān)系，實現(xiàn)高頻隔離變壓器功能。
4.一種如權(quán)利要求1或2所述一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置包括兩套驅(qū)動逆變橋，雙繞組永磁同步電機，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，在電動車輛車行駛時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)使兩套逆變橋并聯(lián)，共同驅(qū)動電機作為電動汽車主驅(qū)動電機工作；在電動車輛車停車充電時，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)使其中一路逆變橋與直流母線分?jǐn)?，與220VAC整流橋的直流輸出端連接，實現(xiàn)停車充電。
專利摘要本實用新型涉及電力電子功率變換及電機驅(qū)動領(lǐng)域，特別涉及電動汽車永磁同步電機驅(qū)動及車載220VAC充電一體化技術(shù)。為了解決現(xiàn)有電動汽車技術(shù)中電機驅(qū)動、車載高壓電池組充電器分別為獨立裝置占用車載空間大、車載電器重量大的缺陷，本實用新型提供一種雙繞組驅(qū)動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置。該裝置包括兩套驅(qū)動逆變橋，雙繞組永磁同步電機，220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路,220VAC整流橋。本實用新型中的兩套驅(qū)動逆變橋在車輛行駛時并聯(lián)使用，同步驅(qū)動，共同驅(qū)動雙繞組永磁同步電機作為電動汽車主驅(qū)動電機工作；在車輛停車進行220VAC供電條件下高壓電池組充電時，其中一路逆變橋與直流母線分?jǐn)啵c220VAC整流橋的直流輸出端連接，將整流后的直流電高頻逆變，輸入到雙繞組電機的一套繞組中，利用電機雙繞組的電磁強耦合關(guān)系等效高頻變壓器的特點，進行高頻隔離變壓，另一套繞組接另一套逆變橋，該逆變橋采用同步整流及斬波升壓技術(shù)將直流母線電壓抬升，實現(xiàn)對電池的充電功能；使得電機及驅(qū)動裝置在車輛行駛時、停車充電時都得到了充分利用。該裝置包括的220VAC充電轉(zhuǎn)換開關(guān)電路，在車輛行駛時通過轉(zhuǎn)換開關(guān)使兩套逆變橋并聯(lián)工作，實現(xiàn)電機驅(qū)動，在車輛停車充電時通過轉(zhuǎn)換開關(guān)使其中一套與直流母線分?jǐn)啵c220VAC整流橋連接，實現(xiàn)車輛停車充電。該裝置包括220VAC整流橋在停車充電時，將220交流電全橋整流為直流電，供逆變橋高頻逆變，實現(xiàn)車輛停車充電。該裝置包括的雙繞組永磁同步電機在車輛行駛時作為主驅(qū)動電機工作，在車輛停車充電時作為隔離高頻變壓器使用。通過上述各部件的協(xié)調(diào)工作，徹底取消了車載充電器，利用同一套裝置實現(xiàn)了車輛行駛時電機驅(qū)動和車輛停車220VAC隔離充電的兩項功能。
文檔編號H02K21/14GK202872438SQ20122047752
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者董玉剛, 張承寧, 孫逢春, 李軍求 申請人:北京理工大學(xué)