[发明专利]一种电动汽车充电与驱动集成拓扑

说明书

技术领域

本发明涉及中大功率电动汽车充电与驱动领域，尤其涉及一种电动汽车充电与驱动集成拓扑。

背景技术

目前很多电动汽车都设立独立的充电器和电机驱动，比如比亚迪电动客车K9A，它的结构如图1所示，充电系统为三相交流电输入，充电系统和电机驱动系统是相互独立的，互不影响。当充电系统工作时，电机驱动系统停止工作；当电机驱动系统工作时，充电系统停止工作。由于车载充电器是被安装在电动汽车上，所以，不仅增加了电动汽车的体积重量，还增加了整个电动汽车的成本。为了解决这个问题，引入了集成化技术。目前，充电和电机驱动集成化的方式主要包括两种：第一种，如图2所示，充电系统和电机驱动系统共用电力电子变换器这部分，这种结构见美国专利US8441229(B2)，即，整流器和三相交错的DC/DC变换器。这种结构需要增加额外的电感器，体积大，成本高，控制复杂，不具有电气隔离，适用于中小功率的电动汽车。第二种，如图3所示，利用电机的线圈绕组作为充电系统的升压电感，不具有电气隔离，可靠性较差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中的缺陷，提供一种电动汽车充电与驱动集成拓扑，使得电动客车、巴士等中大功率电动汽车不再需要独立的充电器和电机驱动系统，减小了电动汽车的体积重量以及成本，而且具有电气隔离，安全性较强。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种电动汽车充电与驱动集成拓扑，包含动力电池、第一至第三变换器、第一至第五接触器、第一至第三电容、电感、功率管、二极管、磁组合变压器、输出不控整流桥和交流电机；

所述交流电机包含三对接线端子，即第一至第三对接线端子；

所述磁组合变压器包含第一至第三原边绕组以及一个副边绕组；

所述第一至第三变换器均包括变换器电感、第一至第二变换器电容、不控整流桥和高频逆变器，所述高频逆变器包含第一至第二输入端以及第一至第二输出端，其中，变换器电感一端和第一接触器相连，另一端分别和第一变换器电容的一端、不控整流桥的一个输入端相连；所述第一变换器电容的另一端分别和不控整流桥的另一个输入端、中线N端相连；所述不控整流桥的一个输出端分别和第二变换器电容的正端、第三接触器相连；所述不控整流桥不控整流桥的另一个输出端分别与第二变换器电容的负端、高频逆变器的第二输入端相连；所述高频逆变器的第一输入端分别和第三接触器、第二接触器相连；

所述第一接触器第一至第三主触点的一端分别和第一至第三变换器中的变换器电感对应相连，第一至第三主触点的另一端分别和外部三相交流电对应相连；

所述第三接触器第一至第三主触点的一端分别和第一至第三变换器中第二变换器电容的正端对应相连，第一至第三主触点的另一端分别和第一至第三变换器中高频逆变器的第一输入端对应相连；

所述第二接触器第一至第三主触点的一端分别和第一至第三变换器中高频逆变器的第一输入端对应相连,第一至第三主触点的另一端相互连接并分别和第三电容的正端、第四接触器第一辅助常开触点的一端相连；

所述动力电池的正端分别和第一电容的一端、电感的一端相连，负端分别和第一电容的另一端、第二电容的负端、第三接触器第一辅助常闭触点的一端、输出不控整流桥的一个输出端相连；

所述第三接触器第一辅助常闭触点的另一端和N端相连；

所述电感的另一端分别和第二接触器第三辅助常开触点的一端、第二接触器第二辅助常闭触点的一端相连；

所述第二接触器第三辅助常闭触点的另一端和输出不控整流桥的另一个输出端相连；

所述第二接触器第三辅助常开触点的另一端分别和功率管的发射极，二极管的阳极、第三电容的负端相连；

所述磁组合变压器的副边绕组的正端分别和功率管的集电极、二极管的阴极、输出不控整流桥的一个输入相连，负端分别和第二电容的正端、第四接触器第二辅助常开触点的一端、第四接触器第三辅助常开触点的一端、第五接触器第一辅助常开触点的一端相连；

所述第五接触器第一辅助常开触点的另一端和输出不控整流桥的另一个输入端相连；

所述第四接触器第二辅助常开触点的另一端分别和第四接触器第二辅助常闭触点的一端、磁组合变压器第一原边绕组的同名端相连；

所述第四接触器第三辅助常开触点的另一端分别和第四接触器第三辅助常闭触点的一端、磁组合变压器第二原边绕组的同名端、第二接触器第四辅助常开触点的一端相连；

所述第二接触器第四辅助常开触点的另一端和第二接触器第一辅助常闭触点的一端、磁组合变压器的第三原边绕组的同名端相连；