一種具有高頻三角變技術的電動汽車電機驅(qū)動dc/dc變換裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電動汽車電機驅(qū)動及電池充電領域，特別涉及電動汽車電機驅(qū)動高頻三角變DC/DC變換裝置。
【背景技術】
[0002]目前，電動汽車技術正在飛速發(fā)展，電動汽車市場日益壯大，但電動汽車電機驅(qū)動裝置大多采用常規(guī)的拓撲結構，缺乏創(chuàng)新，而三角變技術在工頻領域早已得到應用，而在高頻范圍內(nèi)還未得到使用，將高頻三角變技術應用于電動汽車電機驅(qū)動DC/DC變換技術中，可實現(xiàn)“一進兩出”的控制解耦，從而實現(xiàn)硬件資源一體化。有利于電動汽車的技術創(chuàng)新和長足發(fā)展。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決現(xiàn)有電動汽車技術中電機驅(qū)動、高壓電池充電，高壓電池組對低壓電池的DC/DC變換問題，本發(fā)明提供一種具有高頻三角變技術的電動汽車電機驅(qū)動DC/DC變換裝置。該裝置是一種新的電動汽車電機驅(qū)動拓撲結構，使得三角變技術可以應用于高頻條件下，從而實現(xiàn)“一進兩出”的控制解耦，通過調(diào)節(jié)占空比，實現(xiàn)受控整流技術。
[0004]為了達到上述目的，本發(fā)明采用下述技術方案:
[0005]本發(fā)明提供一種電動汽車電機驅(qū)動DC/DC變換裝置，所述裝置包括永磁同步電機
(I)，電機驅(qū)動逆變橋(2)，支撐電容(3)，電池側單相逆變橋(4)，預充電控制模塊(5)，高壓電池組￠)，整流電路(7)，充電側支撐電容(8)，充電側單相逆變橋(9)，低壓整流電路
(10)，三角變壓器(11) ο
[0006]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的具有220VAC充電功能的高頻三角變技術的電動汽車電機驅(qū)動DC/DC變換裝置，實現(xiàn)硬件資源一體化，提高了電機驅(qū)動的性能。本發(fā)明可以實現(xiàn)高頻條件下的三角變技術；可以使驅(qū)動電機具有低壓電源12V輸出功能，從而實現(xiàn)對車載設備的供電；可以實現(xiàn)對電動汽車動力電池隔離充電功能。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明提供的具有充電功能高頻三角變技術的電動汽車電機驅(qū)動DC/DC變換裝置的拓撲結構示意圖。
[0008]圖中是永磁同步電機，2是電機驅(qū)動逆變橋，3是支撐電容，4是電池側單相逆變橋，5是預充電控制模塊，6是高壓電池組，7是整流電路，8是充電側支撐電容，9是充電側單相逆變橋，10是低壓整流電路，11是三角變壓器。
【具體實施方式】
[0009]下面，結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細的說明。
[0010]如圖1所示，本發(fā)明提供一種電動汽車電機驅(qū)動DC/DC變換裝置，所述裝置包括永磁同步電機1，電機驅(qū)動逆變橋2，支撐電容3，電池側單相逆變橋4，預充電控制模塊5，高壓電池組6，整流電路7，充電側支撐電容8，充電側單相逆變橋9，低壓整流電路10，三角變壓器11。
[0011]所述高壓電池組6上串聯(lián)有預充電控制模塊5 ;所述高壓電池組6上并聯(lián)有電池側單相逆變橋4，支撐電容3，電機驅(qū)動逆變橋2 ;電機驅(qū)動逆變橋2連接永磁同步電機I ;所述三角變壓器11包括A線圈、B線圈、C線圈；所述電池側單相逆變橋4連接三角變壓器11的A線圈；所述三角變壓器11的B線圈連接充電側單相逆變橋9 ;充電側單相逆變橋9、充電側支撐電容8、與整流電路7三者相并聯(lián)；整流電路7上連接有220VAC充電接口 ；所述三角變壓器11的C線圈連接低壓整流電路10。
[0012]當車輛正常行駛時:接通預充電控制模塊5，關閉充電側單相逆變橋9 ;高壓電池組6通過電機驅(qū)動逆變橋2驅(qū)動永磁同步電機1，同時，電池側單相逆變橋4進行高頻單相逆變，通過三角變壓器11同時向充電側單相逆變橋9和低壓整流電路10提供電能，此時，利用高頻三角變壓器11的原邊A和副邊C的漏感，通過控制電池側單相逆變橋4的開關占空比，可以調(diào)節(jié)低壓整流電路10的輸出電壓或輸出電流；
[0013]當車輛停車，利用220VAC充電時:接通預充電控制模塊5的開關51，220VAC電源聯(lián)接整流電路7上的220VAC充電接口，整流電路7將220V單相交流電整成直流，再通過充電側單相逆變橋9高頻逆變，將高頻交流電送入高頻三角變壓器11中，則變換后的電能同時從低壓整流電路10和電池側單相逆變橋4輸出，同時實現(xiàn)對高壓電池組6的充電和220VAC對低壓12V的DC/DC變換。
[0014]進一步的，所述的變換裝置中:通過調(diào)整充電側單相逆變橋9的占空比，利用高頻三角變壓器11的原邊和副邊的漏感，可以調(diào)節(jié)低壓整流電路10的輸出電壓或輸出電流。
[0015]原邊是指變壓器等效發(fā)電機端口的功率流輸入側，副邊是變壓器等效發(fā)電機端口的功率流輸出側。
[0016]進一步的，所述的變換裝置中，設計三角變壓器11時，調(diào)整各項繞組的匝數(shù)比，使充電側單相逆變橋9工作時，三角變壓器11的電池側副邊A電壓開路的峰峰值為高壓電池組6最低工作電壓的0.9倍，從而首先實現(xiàn)在220VAC向低壓12V進行DC/DC隔離變換時，關閉電池側單相逆變橋4時，能夠關閉220VAC對高壓電池組6的充電功能。
[0017]上述各項繞組指三角變壓器11的繞組線圈A、B、C。
[0018]接通電池側單相逆變橋4時，220VAC電源對高壓電池組6充電；不接通(關閉)電池側單相逆變橋4時，220VAC電源不向高壓電池組6充電。
[0019]進一步的，所述的變換裝置中，利用高頻三角變壓器11的原邊和副邊的漏感，在充電側單相逆變橋9導通工作的每個周期內(nèi)，同步控制電池側單相逆變橋4的占空比，電池側單相逆變橋4實現(xiàn)同步整流升壓斬波控制，達到對高壓電池組6可控充電的目的。
[0020]上述同步控制是指，輸入側電壓升高的同時，單相逆變器4要同時參與工作，進行漏感儲能，由于泵生效果，使逆變橋4短路。
[0021]進一步的，所述的變換裝置中，在充電側單相逆變橋9某一對角臂(圖1中IGBT91和IGBT94或者IGBT92和IGBT93)同時導通狀態(tài)時，電池側單相逆變橋4兩個上橋臂或下橋臂同時導通，實現(xiàn)副邊A短路，通過高頻三角變壓器11的原邊B和副邊A的漏感實現(xiàn)儲能，在到達占空比時間時關閉電池側單相逆變橋4所有IGBT，通過三角變壓器11的原邊和副邊的漏感的電流不能突變這一原理，通過IGBT反并二極管實現(xiàn)電壓泵升，通過同步控制電池側單相逆變橋4導通關閉占空比，在實現(xiàn)220VAC對低壓12V的DC/DC變換的同時實現(xiàn)了對高壓電池組的充電。
[0022]上述占空比時間通過閉環(huán)控制自動調(diào)節(jié)。
[0023]電池側單相逆變橋4的兩個上橋臂指圖1中IGBT41和IGBT42，兩個下橋臂指圖1中IGBT43和IGBT44。如圖1中IGBT41和IGBT42或者IGBT43和IGBT44交替工作，這樣做的目的是使逆變橋發(fā)熱均勻，避免單個逆變橋過熱。
[0024]進一步的，所述的變換裝置中，電池側單相逆變橋4的逆變開關頻率是20kHz ;充電側單相逆變橋9高頻逆變的逆變開關頻率是20kHz。
[0025]進一步的，所述的變換裝置中，所述高壓電池組6的正極母線上串聯(lián)有預充電控制模塊5，預充電控制模塊5包括開關51，電阻52 ;所述高壓電池組6的正負極母線之間并聯(lián)有電池側單相逆變橋4，支撐電容3，電機驅(qū)動逆變橋2 ;電機驅(qū)動逆變橋2包括第一IGBT21，第二 IGBT22，第三 IGBT23，第四 IGBT24，第五 IGBT25，第六 IGBT26，第一 IGBT21 與第四IGBT24相串聯(lián)，第二 IGBT22和第五IGBT25相串聯(lián)，第三IGBT23和第六IGBT26相串聯(lián)，三組串聯(lián)的IGBT并聯(lián)在高壓電池組6的正負極母線之間；電機驅(qū)動逆變橋2連接永磁同步電機I ;所述電池側單相逆變橋4包括第七IGBT41，第八IGBT43，第九IGBT42，第十IGBT44，第七IGBT41和第八IGBT43相串聯(lián)，第九IGBT42和第十IGBT44相串聯(lián)，兩組串聯(lián)的IGBT并聯(lián)在高壓電池組6的正負極母線之間；所述三角變壓器11由A線圈、B線圈和C線圈組成；所述電池側單相逆變橋4連接三角變壓器11的A線圈，所述A線圈一端連接在第七IGBT41和第八IGBT43之間的點SI，所述A線圈另一端連接在第九IGBT42和第十IGBT44之間的點S2 ;所述充電側單相逆變橋9包括第^^一 IGBT91，第十二 IGBT92，第十三IGBT93，第十四IGBT94，第^^一 IGBT91和第十三IGBT93相串聯(lián)，第十二 IGBT92和第十四IGBT94相串聯(lián)，兩組串聯(lián)的IGBT相并聯(lián)；所述三角變壓器11的B線圈連接充電側單相逆變橋9，所述B線圈一端連接在第i^一 IGBT91和第十三IGBT93之間的點S5，所述B線圈另一端連接在第十二 IGBT92和第十四IGBT94之間的點S6 ;所述充電側單相逆變橋9、充電側支撐電容8、與整流電路7三者相并聯(lián)；整流電路7上連接有220VAC充電接口 ；
[0026]所述三角變壓器11的C線圈連接低壓整流電路10。
[0027]進一步的，所述的變換裝置中，所述低壓整流電路10包括第一二極管101，第二二極管102，第三二極管103，第四二極管104 ;第一二極管101和第二二極管102相串聯(lián)，第三二極管103和第四二極管104相串聯(lián)，串聯(lián)后的兩組二極管相并聯(lián)；所述三角變壓器11的C線圈的一端連接第一二極管101和第二二極管102之間的點S3，C線圈的另一端連接第三二極管103和第四二極管104之間的點S4。
[0028]實施例1
[0029]如圖1所示，本發(fā)明提供一種具有220VAC充電功能高頻三角變技術的電動汽車電機驅(qū)動DC/DC變換裝置，所述裝置包括永磁同步電機1，電機驅(qū)動逆變橋2，支撐電容3，電池側單相逆變橋4，預充電控制模塊5，高壓電池組6，整流電路7，充電側支撐電容8，充電側單相逆變橋9，低壓整流電路10，三角變壓器11。
[0030]當車輛正常行駛時:高壓電池組6通過電機驅(qū)動逆變橋2驅(qū)動永磁同步電機1，電機驅(qū)動逆變橋2控制電機I四相限工作，同時電池側單相逆變橋4進行高頻單相逆變(逆變開關頻率20kHz)，通過三角變壓器11同時向充電側單相逆變橋9和低壓整流電路10提供電能，由于充電側單相逆變橋9處于開路狀態(tài)，此時可以直接關閉充電側單相逆變橋9，使其工作在空載整流狀態(tài)即可。此時，利用高頻三角變壓器11的原邊A和副邊C的漏感，通過控制電池側單相逆變橋4的開關占空比，可以調(diào)節(jié)低壓整流電路10的輸出電壓或輸出電流。通過閉環(huán)控制(圖中DC12V低壓，當電流大時減小占空比，當電流小時增大占空比，這個過程是自動調(diào)節(jié)的)實現(xiàn)低壓整流電路的穩(wěn)壓或穩(wěn)流輸出，從而實現(xiàn)電壓直流隔離變低壓直流的功能。
[0031]電機驅(qū)動逆變橋2控制電機I四相限