[发明专利]一种集成充电机功能的电动车驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动车驱动系统，特别是一种集成充电机功能的电动车驱动系统。

背景技术

随着石油能源危机以及碳排放和其它汽车尾气有害物质造成的环境问题日益加重，电动车、特别是插电式混合动力车已经成为全球汽车产业发展的重要方向和研究热点。储能单元是电动车的“能源心脏”，储能单元的性能不仅依赖于储能模块本身，同样也和充电机紧密相关。目前充电机主要分为车载型和充电站两类。随着对电动车续航里程要求的不断增加，电动车储能容量及充电容量也要不断扩大。因此相比传统汽车加油，电动车充电需要更长的时间。如果采用充电站模式充电，为了适应电动车规模不断扩大的需求，将需要兴建大量的充电站，成本非常昂贵。而车载型充电机充电灵活，可以在任何有合适充电插座的地方进行充电。大容量车载充电机只需要配置大容量充电插座，相比建造集中充电站成本低很多。但是充电容量的增大将造成车载充电机体积、重量和成本的增加，这给电动车制造带来了极大的挑战。

另一方面，作为电动车的“核心动力”，电机驱动对于电动车运行性能至关重要。电动车空间受到成本、机动性等方面限制，电机驱动必须满足紧凑型设计要求，电机驱动转矩密度要求高。电动车储能容量有限，为了在有限储能条件下获得较长行驶里程，电机驱动必须高效运行。电动车工况复杂且涉及乘客人身安全，因此对电动车驱动的可靠性和容错运行要求高。同时，电动车平稳舒适的行驶要求对电动车驱动的转矩脉动和噪声抑制提出了更高的要求。

电动车空间、重量的限制和电机驱动及充电机容量、性能要求的不断增加形成了矛盾，对电动车设计造成了巨大的技术挑战，阻碍了电动车产业的发展。因此，如何从电动车电机驱动和车载充电机功能集成及性能提高方面寻找技术突破、提出技术创新，进而解决电动车空间限制和高性能要求之间的矛盾，对于电动车技术的发展和整体电动车产业的推进都具有重要的作用。为此，本发明提出研究集成充电机功能的电动车驱动系统，并对系统中电机和电力电子变换电路进行创新性综合设计，具有重要的科学意义和实际应用价值。

发明内容

发明目的：本发明的目的是解决现有的电机驱动和车载充电机这两个电动车主要能量转换部件在功能集成没有完善、无紧凑设计、高效可靠运行没有兼备的问题。

技术方案：本发明采用以下技术方案：本发明所采用的技术方案是：一种集成充电机功能的电动车驱动系统，包括：

位于双三相混合永磁电机侧的双三相电机绕组端口分别由两个独立的电压源型逆变器馈电，两套电机绕组中性点不相联；电机驱动运行模式下，双三相混合永磁电机做双三相绕组独立运行；静止充电机模式下，电机双三相绕组中性点构成单相充电机接口；

所述两个电压源型逆变器分别由并联的直流母线电容供电；

所述两个直流母线电容分别与独立的高频隔离型直流变换器连接，由相应的高频隔离型直流变换器对其供电；

所述两个高频隔离型直流变换器蓄电池端通过蓄电池电容并联；

所述蓄电池侧电容由蓄电池对其供电；

所述电压源型逆变器对应的直流母线电容的电压由该电压源型逆变器的控制模块控制；

所述两个电压源型逆变器为第一电压源型逆变器和第二电压源型逆变器，所述两个直流母线电容为第一直流母线电容和第二直流母线电容，所述两个高频隔离型直流变换器为第一高频隔离型直流变换器和第二高频隔离型直流变换器，其中：

所述蓄电池通过蓄电池侧电容与并联的第一高频隔离型直流变换器和第二高频隔离型直流变换器相连；

所述第一高频隔离型直流变换器和第一直流母线电容相连；

所述第二高频隔离型直流变换器和第二直流母线电容相连；

所述第一直流母线电容和第一电压源型逆变器相连，给其供电；

所述第二直流母线电容和第二电压源型逆变器相连，给其供电；

所述第一电压源型逆变器和第二电压源型逆变器分别与双三相混合永磁电机的双三相电机绕组端口连接并给其供电。

作为优化，所述第一电压源型逆变器、双三相混合永磁电机的双三相电机绕组端口和第二电压源型逆变器依次串联连接并由双三相电机绕组端口供电。

作为优化，所述第一电压源型逆变器和第二电压源型逆变器先并联，再与双三相混合永磁电机的双三相电机绕组端口串联连接并由双三相电机绕组端口供电。

作为优化，所述高频隔离型直流变换器的控制模块的控制方法包括以下步骤：

1)将高频隔离型直流变换器的蓄电池输出电流i_in经过低通滤波器得到平均输出电流I_in；