[实用新型]基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置

说明书

本实用新型公开基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置；包括a相绕组、b相绕组、c相绕组、变绕组切换电路、控制器和变频器；a相绕组、b相绕组和c相绕组都包括一绕组和二绕组；控制器的一端与变绕组切换电路连接，控制器的另一端分为六路，与变频器的六个IGBT控制端相连接。本实用新型通过永磁同步电机绕组的改变来切换电机特性，实现电动汽车电子式换挡。控制器通过开关的开闭对变频器的IGBT和绕组切换开关进行控制，每相的一绕组和二绕组可以单独工作，也可以并联工作，还可以串联工作，实现四种工作模式，对电动汽车进行四个档位的切换。

技术领域

本实用新型涉及一种电动汽车换挡系统，特别是涉及一种电动汽车电子式换挡系统，具体是一种基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置。

背景技术

电动汽车对其驱动系统有着多方面的性能要求：高转矩密度、功率密度；较宽的调速范围，满足低速时加速以及高速巡航的需求；在很宽的转矩和转速范围内都保持高效率；较宽的恒功率区；有起动和爬坡所需的高转矩；较低的成本等。对永磁同步电机在恒功率区进行弱磁调速，虽然能够满足转速的需求，但由于弱磁过程会增加能量损耗，使得电机工作于低效率期间。因此，为了提高电机工作效率，传统的方法是增加机械式变速器，在合适的工作点进行档位切换。增加机械式变速器会使电动汽车成本增加，同时，机械式变速器的体积、重量较大，占用了车内的宝贵空间，并且机械式变速器会使系统效率进一步降低。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，提供一种基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，通过改变永磁同步电机的绕组连接方式，达到改变电机特性的目的，实现电动汽车的电子式换挡；在空间和成本增加不多的情况下，能够使电动汽车在低速提供大扭矩且具有比较宽广的调速范围，起到节能作用，提高了车辆的行驶里程。

电机的最高转速受到额定电压和变频器功率等级的限制，本实用新型的变绕组控制永磁同步电机以定子多绕组模式切换的方法独立于传统方法，对于电动汽车用驱动系统中电机的“低速提供大扭矩且具有比较宽广的调速范围”性能具有大幅的提升，并且起到节能作用，提高了车辆的行驶里程。

本实用新型目的通过如下技术方案实现：

一种基于可变绕组永磁同步电机的电子式换挡装置，包括a相绕组、b相绕组、c相绕组、变绕组切换电路、控制器和变频器；永磁同步电机每相绕组配置有两个绕组，a相绕组包括第一相一绕组、第一相二绕组；b相绕组包括第二相一绕组、第二相二绕组；c相绕组包括第三相一绕组、第三相二绕组；变绕组切换电路包括第一绕组切换开关、第二绕组切换开关、第三绕组切换开关、第四绕组切换开关、第五绕组切换开关、第六绕组切换开关、第七绕组切换开关、第八绕组切换开关和第九绕组切换开关；

所述a相绕组、b相绕组和c相绕组中的每一个相绕组都引出有4个接线端子；其中，第一相一绕组的一端与第二相一绕组的一端、第三相一绕组的一端连接在一起，第一相一绕组的一端同时连接到第一绕组切换开关，第一绕组切换开关与第二绕组切换开关和第三绕组切换开关依次连接；第三绕组切换开关与第一相二绕组的一端连接，连接端与变频器的第一个交流输出端连接，第一相一绕组的另一端连接到第二绕组切换开关和第三绕组切换开关之间，第一相二绕组的另一端连接到第一绕组切换开关和第二绕组切换开关之间；第二相一绕组的一端同时连接到第四绕组切换开关，第四绕组切换开关与第五绕组切换开关和第六绕组切换开关依次连接，第六绕组切换开关与第二相二绕组的一端连接，连接端与变频器的第二个交流输出端连接，第二相一绕组的另一端连接到第五绕组切换开关和第六绕组切换开关之间，第二相二绕组的另一端连接到第四绕组切换开关和第五绕组切换开关之间；第三相一绕组的一端同时连接到第七绕组切换开关，第七绕组切换开关、第八绕组切换开关和第九绕组切换开关依次连接；第九绕组切换开关与第三相二绕组的一端连接，连接端与变频器的第三个交流输出端连接，第三相一绕组的另一端连接到第八绕组切换开关和第九绕组切换开关之间，第三相二绕组的另一端连接到第七绕组切换开关和第八绕组切换开关之间；