[发明专利]一种电动汽车充电与驱动集成拓扑

摘要

本发明公开了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。充电系统和电机驱动系统共用了3个H桥高频逆变器、磁组合变压器、输出滤波电感。当电动汽车处于驱动模式时，动力电池通过升压网络和3个H桥高频逆变器变换为三相交流电供给电机，驱动电机运转；当电动汽车处于充电模式时，电网输出的三相交流电通过不控整流器、高频逆变器、磁组合变压器以及输出整流滤波电路转换为直流电，给动力电池充电。本发明集成拓扑能够实现高功率因数，高可靠性，较强的容错能力，单级升压，电气隔离以及易于模块化。

主权项

一种电动汽车充电与驱动集成拓扑，其特征在于，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、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、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；所述第二接触器第二辅助常闭触点的另一端和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、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；所述第四接触器第一辅助常开触点的另一端分别和第五接触器第一主触点的一端、第二接触器第一辅助常开触点的一端、磁组合变压器第一绕组的异名端相连；所述第二接触器的第一辅助常开触点的另一端分别和第五接触器第二主触点的一端、第二接触器的第二辅助常开触点的一端、磁组合变压器第二绕组的异名端相连；所述第二接触器的第二辅助常开触点的另一端分别和第五接触器的第三主触点的一端，磁组合变压器的第三绕组的异名端相连；所述第五接触器第一主触点的另一端分别和第四接触器第一主触点的一端、第一变换器中高频逆变器的第一输出端相连；所述第五接触器第二主触点的另一端分别和第四接触器第二主触点的一端、第二变换器中高频逆变器的第一输出端相连；所述第五接触器第三主触点的另一端分别和第四接触器第三主触点的一端、第三变换器中高频逆变器的第一输出端相连；所述第四接触器第一主触点的另一端和交流电机第一对接线端子的一个接线端子相连；所述交流电机第一对接线端子的另一个接线端子分别和第一变换器中高频逆变器的第二输出端、第四接触器第二辅助常闭触点的另一端相连；所述第四接触器第二主触点的另一端和交流电机第二对接线端子的一个接线端子相连；所述交流电机第二对接线端子的另一个接线端子分别和第二变换器中高频逆变器的第二输出端、第四接触器第三辅助常闭触点的另一端相连；所述第四接触器第三主触点的另一端和交流电机第三对接线端子的一个接线端子相连；所述交流电机第三对接线端子的另一个接线端子分别和第三变换器中高频逆变器的第二输出端、第二接触器第一辅助常闭触点的另一端相连；当电动汽车充电与驱动集成拓扑处于充电模式时，所述第一接触器、第三接触器、第五接触器线圈得电，其对应的所有的主触点闭合、所有的辅助常开触点闭合、所有的辅助常闭触点断开；第二接触器、第四接触器线圈失电，其对应的所有的主触点断开、所有的辅助常开触点断开、所有的辅助常闭触点闭合；当电动汽车充电与驱动集成拓扑处于驱动模式时，所述第二接触器、第四接触器线圈得电，其对应的所有的主触点闭合、所有的辅助常开触点闭合、所有的辅助常闭触点断开；第一接触器、第三接触器、第五接触器线圈失电，其对应的所有的主触点断开、所有的辅助常开触点为常开状态、所有的辅助常闭触点为常闭状态。