一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑及其控制方法与流程

本发明涉及充放电，特别涉及一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑及其控制方法。

背景技术：

1、在新能源电动汽车的广泛使用中，为了确保其持续稳定的运行，经常需要依赖于专门的充电装置。这种充电装置在设计上通常被划分为两级，每一级都承载着特定的功能和任务。前级主要运用了功率因数校正(pfc)技术，这项技术的主要目的是提高电源的功率因数，降低谐波失真，并优化电源利用效率。通过pfc的应用，充电装置能够更稳定、更高效地转换电能，从而确保新能源电动汽车在充电过程中得到稳定且安全的电流供应。

2、而后级则采用了隔离dcdc变换器，这一技术的主要作用是实现电压的转换和隔离。dcdc变换器能够根据电池的需求，将输入的直流电压转换成适合电池充电的电压，同时实现电源与电池之间的电气隔离，确保充电过程的安全可靠。

3、然而，这种采用两级设计的充电装置方案虽然功能完备，但成本相对较高。这主要是由于pfc和dcdc变换器都需要采用较为复杂的电路和高质量的元器件，从而增加了制造成本。此外，对于新能源电动汽车来说，一般情况下，充电和行驶是互斥的，也就是说，当车辆正在充电时，它无法同时进行行驶；反之亦然。这一特性使得充电装置在设计和使用上需要更加灵活和高效，以满足用户在充电和行驶之间的快速切换需求。

技术实现思路

1、本发明的目的克服现有技术存在的不足，为实现以上目的，采用一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑，包括电机、设置于电机的电子开关模块、用于储能及硬件采样的电容模块，以及电感模块：

3、所述电子开关模块包括第一电子开关s1、第二电子开关s2、第三电子开关s3、第四电子开关s4、第五电子开关s5、第六电子开关s6、第七电子开关s7，以及第八电子开关s8；

4、所述电容模块包括第一电容c0，以及第二电容c1；

5、所述电感模块包括第一电感la、第二电感lb，以及第三电感lc。

6、作为本发明的进一步的方案：所述电机的一端与第一电子开关s1、第二电子开关s2、第电子开关s3、第电子开关s4、第电子开关s5，以及第电子开关s6的中点相连，电机的另一端相连接。

7、作为本发明的进一步的方案：所述第一电子开关s1、第二电子开关s2、第三电子开关s3、第四电子开关s4、第五电子开关s5，以及第电子开关s6采用分离器件，所述第一电子开关s1和第二电子开关s2采用半桥模块，所述第三电子开关s3、第四电子开关s4、第五电子开关s5，以及第六电子开关s6采用h桥模块。

8、作为本发明的进一步的方案：所述第一电子开关s1、第二电子开关s2、第三电子开关s3、第四电子开关s4、第一电感la、第二电感lb、第三电感lc、反并联二极管，以及第一电容c0组成boost变换器。

9、另一方面的技术方案：一种包括如上述任一项所述的一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑的控制方法，包括以下步骤：

10、当电动车开始工作时，进行模式判断；

11、若进入驱动模式，第八电子开关s8则吸合，第七电子开关s7断开，则保持原来工作方式；

12、若进入充电模式，第七电子开关s7吸合后进行充电，第八电子开关s8断开，充电完成则关闭相应的功能；同时，第一电子开关s1、第二电子开关s2、第三电子开关s3、第四电子开关s4、第一电感la、第二电感lb、第三电感lc、反并联二极管，以及第一电容c0组成形成boost变换器，产生稳定的直流电压，此时第五电子开关s5选择常开，则系统工作在boost升压模式；

13、则系统电流通过充电机电能经过第五电子开关s5，流过第三电感lc，分别经过第一电感la、第二电感lb和第一电子开关s1、第三电子开关s3反并联的二极管向车内高压电池充电。

14、作为本发明的进一步的方案：当启动升压充电功能后，控制单元通过电压传感器检测高压电压vd0和给定电压参考值进行比较，差值送给电压控制器计算得出电流参考值。

15、作为本发明的进一步的方案：当启动降压充电功能后，控制单元通过电压传感器检测高压电压vdc1和给定电压参考值进行比较，差值送给电压控制器计算得出电流参考值。

16、与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：

17、采用上述的技术方案，通过设计电机电感充放电拓扑，保留原理充电机前级的交流变直流的pfc变换器，在电力转换中起到了关键作用。这种变换器能够有效地将不稳定的交流电转换为稳定的直流电，为后级电路提供了可靠的电源。在后级部分，我们采用了电机、电机控制器以及接触器等部件，共同构成了dcdc变换器单元。这种设计不仅简化了系统结构，降低了整体成本，而且显著提高了系统的复用率，使得整个充电系统更加高效、稳定。

18、同时，这种拓扑结构还具有更广泛的应用前景。它能够将车载电池的电能高效转换成一定电压的输出，不仅可以为车辆自身的用电设备提供电源，还可以作为外部设备的电源使用。这种灵活性和通用性使得它在车载电源系统中具有独特的优势，能够满足不同场景下的电源需求。

19、综上所述，这种充电机设计通过优化前后级电路结构，不仅降低了系统成本，提高了复用率，还拓展了应用范围，为车载电源系统的发展提供了新的思路。

技术特征：

1.一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑，其特征在于，包括电机、设置于电机的电子开关模块、用于储能及硬件采样的电容模块，以及电感模块：

2.根据权利要求1所述一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑，其特征在于，所述电机的一端与第一电子开关s1、第二电子开关s2、第电子开关s3、第电子开关s4、第电子开关s5，以及第电子开关s6的中点相连，电机的另一端相连接。

3.根据权利要求2所述一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑，其特征在于，所述第一电子开关s1、第二电子开关s2、第三电子开关s3、第四电子开关s4、第五电子开关s5，以及第电子开关s6采用分离器件，所述第一电子开关s1和第二电子开关s2采用半桥模块，所述第三电子开关s3、第四电子开关s4、第五电子开关s5，以及第六电子开关s6采用h桥模块。

4.根据权利要求3所述一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑，其特征在于，所述第一电子开关s1、第二电子开关s2、第三电子开关s3、第四电子开关s4、第一电感la、第二电感lb、第三电感lc、反并联二极管，以及第一电容c0组成boost变换器。

5.一种包括如权利要求1至4任一项所述的一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

6.根据权利要求5所述一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑的控制方法，其特征在于，当启动升压充电功能后，控制单元通过电压传感器检测高压电压vd0和给定电压参考值进行比较，差值送给电压控制器计算得出电流参考值。

7.根据权利要求5所述一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑的控制方法，其特征在于，当启动降压充电功能后，控制单元通过电压传感器检测高压电压vdc1和给定电压参考值进行比较，差值送给电压控制器计算得出电流参考值。

技术总结本发明公开了一种电动汽车驱动电机电感充放电拓扑及其控制方法，包括电机、设置于电机的电子开关模块、用于储能及硬件采样的电容模块，以及电感模块：所述电子开关模块包括第一电子开关S1、第二电子开关S2、第三电子开关S3、第四电子开关S4、第五电子开关S5、第六电子开关S6、第七电子开关S7，以及第八电子开关S8；所述电容模块包括第一电容C0，以及第二电容C1；所述电感模块包括第一电感L<subgt;a</subgt;、第二电感L<subgt;b</subgt;，以及第三电感L<subgt;c</subgt;。本发明通过设计电机电感充放电拓扑，降低系统成本，从而提高系统的复用率。同时，该拓扑还可以用于将车载电池电能转换成一定电压输出，可以作为电源使用。技术研发人员：李俊,周鹏,黄少雄,陈兆银,贾华香受保护的技术使用者：合肥钧联汽车电子有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25