[发明专利]电动汽车的能量转换电路及方法

说明书

本发明提供了一种电动汽车的能量转换电路及方法，能量转换电路包括：电源、电机控制器、电机、接口电容C2及开关组件，开关组件连接在电机与直流充电座间，包括第一开关、第二开关和第三开关，其中两个经电机控制器控制闭合，剩余一个经电机控制器控制断开，使得直流充电座向电机输入流入的第一电流、第二电流，及流出的第三电流，电机控制器获取电机角度θ及期望充电功率P，计算同时满足：第一电流、第二电流的标量和等于第三电流；输入电流在电机的q轴分量为0；符合期望充电功率P的第一电流、第二电流和第三电流的幅值大小。采用上述技术方案后，可在不需要增加外部电感和电机中心抽头的条件下，保证充电过程的零扭矩控制。

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，尤其涉及一种电动汽车的能量转换电路及方法。

背景技术

随着电动汽车的快速发展，其主要应解决的问题，在于用户的续航里程和充电速度。当电动汽车的电量殆尽时，需要用户快速地充电，以继续行驶。

通常充电的方式，为交流充电或直流充电，即将外部电能转换至电动汽车的电源上。由于直流充电的充电速度快，已建有大量的直流充电基站。对于目前已普及的400V供电系统的电动汽车，目前已建成较完善的基础设施。而具有800V直流母线系统的电动汽车与400V直流母线相比，在动力性能上更具优势。因此，在电动汽车侧，配置了800V高压母线系统的情况越来越多，但兼容800V电池系统的直流快速充电桩的基础设施建设不足。

因此，不少厂家提出了可同时适用于400V低压充电与800V高压充电的能量转换电路。且充电时，对电机产生0扭矩，以防止车辆溜动。现有技术中，当电机角度处于特定角度下时，才可理论上通过绕组电流的大小调节，形成0扭矩。为了使全部停车角度位置的区域均实现零扭矩控制，通常都采用电机中心抽头方案，这种方案需要改变电机结构引出抽头，且充电时电感较小，纹波较大。而对于中心抽头方案，只能在部分区域实现零扭矩，例如以a轴、b轴、c轴为中间轴的左右各30°，则未覆盖到的区域成为0扭矩盲区，一旦车辆制动后，电机角度恰转动到这些盲区内时，将无法实现0扭矩高压充电，对于电机将产生不期望的扭矩。即便在这些角度需要实现0扭矩，也需要增加单向电流，使其超过额定输入电流，大大增加了铜损。

因此，需要一种用于电动汽车的新型能量转换电路，可将实现0扭矩的区域扩大到整个周向（360°），任何状态下均可实现零扭矩充电。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种电动汽车的能量转换电路及方法，在不需要增加外部电感和中心抽头的条件下，保证充电过程的零扭矩控制。

本发明公开了一种电动汽车的能量转换电路，设于电动汽车内，能量转换电路包括：

电源，设于能量转换电路上；

电机控制器，并联于所述电源两端；

充电接口，设置在能量转换电路上，并与一直流充电座连接；

开关组件，连接在电机控制器与直流充电座间，包括第一开关、第二开关和第三开关，

第一开关、第二开关和第三开关的其中两个经电机控制器控制断开，剩余一个经电机控制器控制闭合，使得直流充电座向电机输入分别自与呈断开状态的开关连接的绕组流入的第一电流、第二电流，以及自与呈闭合状态的开关连接的绕组流出的第三电流，其中，第一电流、第二电流和第三电流的矢量和为输入电流；

电机控制器获取静止状态下的电动汽车的电机角度θ，及期望充电功率P，计算同时满足：

i）第一电流、第二电流的标量和等于第三电流；

ii）输入电流在电机的q轴分量为0；

下的符合期望充电功率P的第一电流、第二电流和第三电流的幅值大小，以在输入电流的整个周向内形成0扭矩区域。