本發(fā)明屬于電動汽車、車用電機(jī)控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有雙向直流充放電和可變直流電壓的電機(jī)控制器。
背景技術(shù)：
隨著電動汽車(尤其是純電動汽車)的發(fā)展，車輛的功能需求越來越多元化。車對車充放電和車對負(fù)載放電成為了電動汽車的一大需求?，F(xiàn)有的技術(shù)方案大多是通過設(shè)備將車輛的直流電轉(zhuǎn)換為交流電(dc/ac變化)，再將交流電轉(zhuǎn)化為直流電(ac/dc變化)從而實(shí)現(xiàn)車對車的充放電，一定程度上影響充放電的效率，與此同時，電動汽車(尤其是純電動汽車)通常采用驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)(電機(jī)控制器和電機(jī)的統(tǒng)稱)加單級減速器的技術(shù)方案。單級減速器的傳動比固定，在車輛運(yùn)行的過程中不能更改，因而，車輛動力性需求(動力性包含最高車速、爬坡性能、加速性能等)直接決定了驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的持續(xù)扭矩、峰值扭矩、額定轉(zhuǎn)速、最高工作轉(zhuǎn)速、額定功率、峰值功率等參數(shù)。在固定的直流電壓(也稱電機(jī)控制器的直流母線電壓)平臺下，往往無法實(shí)現(xiàn)驅(qū)動電機(jī)的最優(yōu)工作區(qū)域(效率＞85％)完全覆蓋其在車輛使用中的常用工作區(qū)域，導(dǎo)致在實(shí)際使用中，驅(qū)動電機(jī)系統(tǒng)的綜合效率不高。故而適用性和實(shí)用性受到限制。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)置合理且使用穩(wěn)定性好的具有雙向直流充放電和可變直流電壓的電機(jī)控制器。
實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種具有雙向直流充放電和可變直流電壓的電機(jī)控制器，包括儲能裝置、高壓蓄電池，還包括第一功率半導(dǎo)體器件、第二功率半導(dǎo)體器件、第三功率半導(dǎo)體器件、第四功率半導(dǎo)體器件、第五功率半導(dǎo)體器件、第六功率半導(dǎo)體器件、第七功率半導(dǎo)體器件、第八功率半導(dǎo)體器件和控制處理器，所述第三功率半導(dǎo)體器件與所述第四功率半導(dǎo)體器件串聯(lián)后并聯(lián)在儲能裝置的兩端，所述第五功率半導(dǎo)體器件與所述第六功率半導(dǎo)體器件串聯(lián)后并聯(lián)在儲能裝置的兩端，所述第七功率半導(dǎo)體器件與所述第八功率半導(dǎo)體器件串聯(lián)后并聯(lián)在儲能裝置的兩端，三相輸出的u相連接在第三功率半導(dǎo)體器件與第四功率半導(dǎo)體器件的連接點(diǎn)上，三相輸出的v相連接在第五功率半導(dǎo)體器件與第六功率半導(dǎo)體器件的連接點(diǎn)上，三相輸出的w相連接在第七功率半導(dǎo)體器件與第八功率半導(dǎo)體器件的連接點(diǎn)上，所述高壓蓄電池的正極通過第二功率半導(dǎo)體器件連接在儲能裝置的正極上且高壓蓄電池的負(fù)極通過第一功率半導(dǎo)體器件連接在蓄能裝置的負(fù)極上，所述第一功率半導(dǎo)體器件、第二功率半導(dǎo)體器件、第三功率半導(dǎo)體器件、第四功率半導(dǎo)體器件、第五功率半導(dǎo)體器件、第六功率半導(dǎo)體器件、第七功率半導(dǎo)體器件、第八功率半導(dǎo)體器件的控制端均與控制處理器相連接。
還包括與控制處理器信號輸入端相連接的第一電壓傳感器、電流傳感器和第二電壓傳感器，所述第一電壓傳感器并聯(lián)在高壓蓄電池的兩端，所述第二電壓傳感器并聯(lián)在儲能裝置的兩端且所述電流傳感器的一端連接在高壓蓄電池的正極與第二功率半導(dǎo)體器件的連接點(diǎn)上、另一端連接在第一功率半導(dǎo)體器件與儲能裝置負(fù)極的連接點(diǎn)上。
所述第一功率半導(dǎo)體器件、第二功率半導(dǎo)體器件、第三功率半導(dǎo)體器件、第四功率半導(dǎo)體器件、第五功率半導(dǎo)體器件、第六功率半導(dǎo)體器件、第七功率半導(dǎo)體器件、第八功率半導(dǎo)體器件均為igbt管或mosfet。
在所述第一電壓傳感器的兩端并聯(lián)有第一電容，在所述第二電壓傳感器的兩端并聯(lián)有第二電容。
本發(fā)明具有積極的效果：本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，其實(shí)現(xiàn)直流電到直流電雙向轉(zhuǎn)換，從而減少了交流電這一中間環(huán)節(jié)，一定程度上可有效的是高充放電效率，同時也能實(shí)現(xiàn)對直流負(fù)載放電的功能，使用穩(wěn)定性好，同時在“雙向直流充放電”的同時，還能實(shí)現(xiàn)“可變直流電壓”從而可以提高驅(qū)動電機(jī)的綜合效率與車輛的性能，適用性強(qiáng)且實(shí)用性好。
附圖說明
為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中：
圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
(實(shí)施例1)
圖1顯示了本發(fā)明的一種具體實(shí)施方式，其中圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
見圖1，一種具有雙向直流充放電和可變直流電壓的電機(jī)控制器，包括儲能裝置、高壓蓄電池，還包括第一功率半導(dǎo)體器件s1、第二功率半導(dǎo)體器件s2、第三功率半導(dǎo)體器件s3、第四功率半導(dǎo)體器件s4、第五功率半導(dǎo)體器件s5、第六功率半導(dǎo)體器件s6、第七功率半導(dǎo)體器件s7、第八功率半導(dǎo)體器件s8和控制處理器(未畫出，但是并不影響技術(shù)人員的理解與實(shí)現(xiàn))，所述第三功率半導(dǎo)體器件s3與所述第四功率半導(dǎo)體器件s4串聯(lián)后并聯(lián)在儲能裝置的兩端，所述第五功率半導(dǎo)體器件s5與所述第六功率半導(dǎo)體器件s6串聯(lián)后并聯(lián)在儲能裝置的兩端，所述第七功率半導(dǎo)體器件s7與所述第八功率半導(dǎo)體器件s8串聯(lián)后并聯(lián)在儲能裝置的兩端，三相輸出的u相連接在第三功率半導(dǎo)體器件s3與第四功率半導(dǎo)體器件s4的連接點(diǎn)上，三相輸出的v相連接在第五功率半導(dǎo)體器件s5與第六功率半導(dǎo)體器件s6的連接點(diǎn)上，三相輸出的w相連接在第七功率半導(dǎo)體器件s7與第八功率半導(dǎo)體器件s8的連接點(diǎn)上，所述高壓蓄電池的正極通過第二功率半導(dǎo)體器件s2連接在儲能裝置的正極上且高壓蓄電池的負(fù)極通過第一功率半導(dǎo)體器件s1連接在蓄能裝置的負(fù)極上，所述第一功率半導(dǎo)體器件s1、第二功率半導(dǎo)體器件s2、第三功率半導(dǎo)體器件s3、第四功率半導(dǎo)體器件s4、第五功率半導(dǎo)體器件s5、第六功率半導(dǎo)體器件s6、第七功率半導(dǎo)體器件s7、第八功率半導(dǎo)體器件s8的控制端均與控制處理器相連接。
還包括與控制處理器信號輸入端相連接的第一電壓傳感器v1、電流傳感器a和第二電壓傳感器v2，所述第一電壓傳感器并聯(lián)在高壓蓄電池的兩端，所述第二電壓傳感器并聯(lián)在儲能裝置的兩端且所述電流傳感器的一端連接在高壓蓄電池的正極與第二功率半導(dǎo)體器件的連接點(diǎn)上、另一端連接在第一功率半導(dǎo)體器件與儲能裝置負(fù)極的連接點(diǎn)上。
所述第一功率半導(dǎo)體器件、第二功率半導(dǎo)體器件、第三功率半導(dǎo)體器件、第四功率半導(dǎo)體器件、第五功率半導(dǎo)體器件、第六功率半導(dǎo)體器件、第七功率半導(dǎo)體器件、第八功率半導(dǎo)體器件均為igbt管或mosfet。
在所述第一電壓傳感器的兩端并聯(lián)有第一電容c1，在所述第二電壓傳感器c2的兩端并聯(lián)有第二電容。
其控制原理簡述如下：
1)雙向充放電功能
a.放電功能
s2始終處于“關(guān)斷”狀態(tài)，通過占空比控制s1的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)將高壓蓄電池的電能轉(zhuǎn)移到儲能系統(tǒng)，即“放電”功能。
u儲能系統(tǒng)∶u高壓蓄電池＝a∶(1-a)
a為s1導(dǎo)通占空比。
s1開通時，控制器直流電壓給電感充電；
s1斷開時，電感通過s2反向并聯(lián)二極管向負(fù)載放電；
b.充電功能
s1始終處于“關(guān)斷”狀態(tài)，通過占空比控制s2的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)將儲能系統(tǒng)的電能轉(zhuǎn)移到高壓蓄電池，即“放電”功能。
u高壓蓄電池∶u儲能系統(tǒng)＝a∶(1-a)
a為s2導(dǎo)通占空比。
s2開通時，控制器直流電壓給電感充電；
s2斷開時，電感通過s2反向并聯(lián)二極管向負(fù)載放電；
2)可變電壓功能
s2始終處于“關(guān)斷”狀態(tài)，通過占空比控制s1的導(dǎo)通和關(guān)斷，從而調(diào)整c2兩端的電壓，即“可變電壓”實(shí)現(xiàn)。
uc2∶u高壓蓄電池＝a∶(1-a)
a為s1導(dǎo)通占空比。當(dāng)a＞50％時，c2兩端的電壓就高于高壓蓄電池的電壓。
s1開通時，控制器直流電壓給電感充電；
s1斷開時，電感通過s2反向并聯(lián)二極管向負(fù)載放電；
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)設(shè)置合理，其實(shí)現(xiàn)直流電到直流電雙向轉(zhuǎn)換，從而減少了交流電這一中間環(huán)節(jié)，一定程度上可有效的是高充放電效率，同時也能實(shí)現(xiàn)對直流負(fù)載放電的功能，使用穩(wěn)定性好，同時在“雙向直流充放電”的同時，還能實(shí)現(xiàn)“可變直流電壓”從而可以提高驅(qū)動電機(jī)的綜合效率與車輛的性能，適用性強(qiáng)且實(shí)用性好。
顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。而這些屬于本發(fā)明的實(shí)質(zhì)精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。