[发明专利]一种电动汽车电机驱动与能量回馈双向电源

说明书

技术领域

本发明是一种电动汽车电机驱动与能量回馈双向电源，属于电动汽车电机驱动与能量回馈双向电源的创新技术。 

背景技术  

目前，电动汽车领域，电机驱动方式采用电池给电机驱动电路供电来驱动电机，由于电机工作的环境较为复杂其对供电要求根据路况不同而发生变化，速度变化范围宽，汽车在行驶过程中频繁地加速、减速，给直接使用电池给电机驱动电路供电的系统带来较多不稳定因素。具体来说，电池直接供电给电机驱动电路的形式主要存在以下几个方面的问题：

（1）电机驱动电路稳定性问题，由于电池直接供电，电池的电压变化范围较大，给电机驱动电路的稳定性带来影响。

（2）电机制动对电池的影响，在无制动单元或能量回馈单的情况下，电机制动时产生的能量反充到电池，最恶劣的情况下可能导致电池损坏。

（3）另外增加制动单元以释放能量方式进行制动，能量无法回收，汽车续航力低，此外需要考虑散热结构等问题。

为此，现有技术中出现了电动汽车能量回馈的一些方式，以提高汽车的续航力，例如中国专利CN03108022.7，200410070893.3，200610157733.1等都提及了电动汽车能量回馈技术方案，将汽车在减速或制动时产生的能量回馈给电池，但各自的系统结构与实现方式不同。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种提高了电源的电磁兼容特性及效率的电动汽车电机驱动与能量回馈双向电源。本发明设计合理，方便实用, 该电源解决了电池直接带载的软特性的问题与电动汽车能量回馈问题。

本发明的技术方案是：本发明的电动汽车电机驱动与能量回馈双向电源，包括有能量变换直流部分及正向电机驱动与反向电机电能回收部分，其中能量变换直流部分包括有双向DC/DC变换器、双向DC/DC变换器数字控制系统、正向逆变与反向整流电路、电机驱动数字控制系统、双向DC/DC电路驱动保护电路、逆变电路驱动保护电路、电池电压检测电路、电池电流检测电路、母线电压检测电路、电机电流检测电路，其中电池电压检测电路、电池电流检测电路、母线电压检测电路、电机电流检测电路与双向DC/DC变换器数字控制系统连接，双向DC/DC变换器数字控制系统与双向DC/DC电路驱动保护电路连接，双向DC/DC电路驱动保护电路的输出与双向DC/DC变换器连接；正向电机驱动与反向电机电能回收部分包括有电机驱动数字控制系统、逆变电路驱动保护电路、正向逆变与反向整流电路、直流母线超级电容，所述电机电流检测电路与电机驱动数字控制系统连接，电机驱动数字控制系统连接逆变电路驱动保护电路，逆变电路驱动保护电路的输出连接正向逆变与反向整流电路，双向DC/DC变换器、正向逆变与反向整流电路通过直流母线超级电容相连接，双向DC/DC变换器数字控制系统与电机驱动数字控制系统相连接。

上述双向DC/DC变换器包括有耦合电感L1～L4、功率管VT1～VT8、二极管D1～D8、电容C1～C8，正向逆变与反向整流电路包括有功率开关管VT9～VT14、二极管D9～D14，电池连接电感L1、L2、L3与L4左侧，功率管VT1～VT8与反并联的二极管D1～D8、C1～C8构成四相桥式的电路，四相电路中点分别连接电感的右侧b、c、b1、c1，上、下两端与连接直流母线超级电容C9、C10，功率开关管VT9～VT14分别构成三相桥式逆变电路，与其反并联的二极管相互连接构成三相桥式整流电路。

上述双向DC/DC变换器中的采用的电感L1、L2、L3、L4为耦合电感， L1与L2、L3与L4分别绕在同一个EE磁芯的两边，从左往右看按顺时针方向绕线，电流由a流向b、c或电流由a1流向b1、c1时，所产生的磁通方在磁芯中柱的方向一致，磁芯留有气隙，以确保电感工作时不进入饱和状态。

上述双向DC/DC变换器采用双闭环控制方式，电流为内环，电压为外环。

上述L1、L2、L3、L4中安装有用于采集四相电流的电流传感器，电流传感器的信号输出端通过采样调理电路将信号送至双向DC/DC变换器数字控制系统。

上述双向DC/DC变换器采用同相互补、异相移相的控制方式。

上述双向DC/DC变换器数字控制系统根据电池电流的大小调节双向DC/DC变换器的工作频率；在汽车以较低速度进行减速或制动时，能自动将母线电压调低。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1)本发明将双向DC/DC变换器放在电池后端，使输出稳定，后级的电机驱动电路稳定性提高。