[发明专利]电驱动系统及其能量管理方法

说明书

技术领域

本发明公开的实施方式涉及电驱动系统及其能量管理方法，可用于多种动力系统例如电动汽车系统。

背景技术

随着能源危机和化石燃料尾气造成的环境污染问题的加重，电动汽车系统受到越来越多的关注。在电动汽车系统中，至少部分化石燃料可被诸如铅酸蓄电池，飞轮储能装置，燃料电池等能源代替。电驱动系统是电动汽车系统的重要组成部分。在一些电驱动系统中，多种交流电机例如感应电机，永磁电机，开关磁阻电机常用于将电能转换为机械转矩。为保证电动汽车系统具备高效率和高性价比等特征，需选择合适的电源，合适的电机以及合适的连接方式。

目前，大多数的电驱动系统包括以下几种结构，一种为一个单电能存储单元和单电机，另一种为双电能存储单元和单电机。然而，一方面，由于受到电能存储单元自身充/放电特性的限制，电能存储单元往往具有能量低，充电效率低，寿命短等缺点，因此单电能存储单元不能同时满足能量和需求功率。另一方面，单电机也不能保证在整个工作区间内都保持高效率运行。现有的电动汽车系统为了保证电动汽车可拥有加速快，行驶里程长等特点，存在电驱动系统体积大，成本高，效率低等问题。

因此，有必要提供一种改进的系统和方法来解决上述技术问题。

发明内容

鉴于上面提及的技术问题，本发明的一个方面在于提供一种改进的电驱动系统。该电驱动系统包括电能存储系统，电能转换系统，交流传动系统和能量管理系统。该电能存储系统包括第一电能存储单元和第二电能存储单元，该第一电能存储单元用于提供或者接收第一电能，该第二电能存储单元用于提供或者接收第二电能。该电能转换系统与该电能存储系统连接，该电能转换系统用于将一种输入电能转换成一种输出电能，该电能转换系统包括电能转换装置，该电能转换装置包括第一端口，第二端口，第三端口和第四端口，该第一端口与该第一电能存储单元连接，该第二端口与该第二电能存储单元连接。该交流传动系统与该电能转换系统连接，该交流传动系统用于将该电能转换系统的输出电能转换成机械转矩，该交流传动系统包括第一交流驱动装置和第二交流驱动装置，该第一交流驱动装置与该电能转换装置的第三端口连接，该第一交流驱动装置用于提供或者接收第一机械转矩，该第二交流驱动装置与该电能转换装置的第四端口连接，该第二交流驱动装置用于提供或者接收第二机械转矩；该能量管理系统与该电能存储系统，该交流传动系统和该电能转换系统通讯，该能量管理系统用于提供控制信号。

如上所述改进的电驱动系统进一步包括预充电开关装置，该预充电开关装置连接在该第一电能存储单元和该第二电能存储单元之间，该预充电开关装置用于在该第一电能存储单元和该第二电能存储单元之间提供电能流通路径。

如上所述改进的电驱动系统，其中该电能转换装置包括单独的电能转换装置。

如上所述改进的电驱动系统，其中该电能转换装置包括第一电能转换装置和第二电能转换装置，该第一电能转换装置通过该第一端口与该第一电能存储单元连接，该第一电能转换装置通过该第三端口与该第一交流驱动装置连接；该第二电能转换装置与该第一电能转换装置并联连接，该第二电能转换装置通过该第二端口与该第二电能存储单元连接，该第二电能转换装置通过该第四端口与该第二交流驱动装置连接。

如上所述改进的电驱动系统，其中该电能转换装置包括第一电能转换装置和第二电能转换装置，该第一电能转换装置通过该第一端口与该第一电能存储单元连接，该第一电能转换装置通过该第二端口与该第二电能存储单元连接，该第一电能转换装置通过该第四端口与该第二交流驱动装置连接；该第二电能转换装置与该第一电能转换装置串联连接，该第二电能转换装置通过该第三端口与该第一交流驱动装置连接。

如上所述改进的电驱动系统，其中该第一交流驱动装置包括第一交流电机和第一直流/交流逆变器，该第一交流电机包括感应电机和永磁电机其中之一，该第一直流/交流逆变器与该第一交流电机连接，该第一直流/交流逆变器用于给该第一交流电机提供交流电；该第二交流驱动装置包括第二交流电机和第二直流/交流逆变器，该第二交流电机包括感应电机和永磁电机其中之一，该第二直流/交流逆变器与该第二交流电机连接，该第二直流/交流逆变器用于给该第二交流电机提供交流电。

如上所述改进的电驱动系统，其中该第一交流驱动装置用于独立地给第一负载提供机械转矩；该第二交流驱动装置用于独立地给第二负载提供机械转矩。