[发明专利]混合动力汽车电机驱动电路

说明书

技术领域

本发明涉及电机驱动电路领域，具体设计混合动力汽车电机驱动电路。

背景技术

目前，随着世界各国对汽车排放的控制和日益关注，清洁、环保、节能的电动汽车已经成为世界汽车工业发展的热点。混合动力汽车（HEV）技术经过近20年的发展，已经逐步成为一种相对成熟的技术。在混合动力汽车系统中，汽车驱动系统被分为了内燃机发电和电动机驱动两大部分，这两部分装置不仅需要类似行星齿轮箱的机械传动连接，更重要的是这两部分装置的发电与驱动电路还需要与电池储能设备协同合作，相互联系地提高混合动力汽车的燃油效率和电池能量使用效率，于是如何把发电机、电动机以及电池组可靠、合理、高效的连接在一起，就成为了混合动力汽车领域的关键技术之一。

美国专利公开说明书US7164253B2公开了一种电动机驱动电路结构，直流电池和变压器相连接，在变压器的输出端，即在电源线和地线之间设有一电容器和两个三桥臂变流器，三桥臂变流器中各桥臂的中点与电动机的三相绕组的各相端连接。使控制部输出从这两电动机的转速和目标输出算出的两个三桥臂变流器输入目标电压中较高的电压。通过选择两个三桥臂变流器中输入目标电压中较高的电压来提高整个效率。当算出的三桥臂变流器输入目标电压超过一规定的上限值时，控制部最好把输入目标电压设为该上限值。可减小最大电流量，因此可使得三桥臂变流器和电动机小型化，并降低其成本。但是该专利并未公开电池组、发电机和电动机相互联系且高效的工作来提高驱动电机整体的工作效率。而在混合动力汽车中，除了电池组和电动机外，还需要与发电机相互配合的工作。即需要发电机输出的电能能够高效的提供给电动机工作，同时还需要发电机、电动机和电池组三者相互配合使得整个电机驱动系统高效工作。因此如何减少发动机和电动机之间的功率变换以提高系统效率，并减少散热成为混合动力汽车电机驱动电路目前亟待解决的问题。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种混合动力汽车电机驱动电路，这种混合动力汽车电机驱动电路能够将电池组、电动机和发电机高效的连接在一起，提高混合动力汽车的燃油效率和电池使用效率，同时减少驱动系统器件数量。

为了实现上述目的，本发明提出了一种混合动力汽车电机驱动电路，包括：

电能储能装置；

直流母线，所述直流母线具有正极端子和负极端子；

三相电动机；

三相发电机；

两个二桥臂变流器，其中一个二桥臂变流器包括并联在所述直流母线正极端子和负极端子之间的第一桥臂和第二桥臂，其中另一个二桥臂变流器包括并联在所述直流母线正极端子和负极端子之间的第三桥臂和第四桥臂，每个所述桥臂包括串联的两个开关器件，所述两个开关器件之间具有节点；

公共桥臂，所述公共桥臂连接在所述直流母线正极端子和负极端子之间，用于给所述三相电动机和三相发电机提供电流回路；

三相电动机的其中两相绕组端口分别连接在其中一个二桥臂变流器的两个桥臂的节点上，三相发电机的其中两相绕组端口分别连接在另一个二桥臂变流器的两个桥臂的节点上，所述三相电动机的另一相绕组端口和所述三相发电机的另一相绕组端口连接，并通过所述公共桥臂与所述直流母线的正极端子和负极端子相连。

本发明采用两个二桥臂变流器可以同时控制三相发电机和三相电动机，使得三相发电机发出的能量可以直接提供给与三相发电机另一相绕组相连接的三相电动机使用。无需经过变流装置，可以提高电机驱动系统的效率。同时采用两个二桥臂变流器能够减少元器件的数量，降低了成本和系统散热。

优选的，还包括双向DC/DC变流器和储能单元，双向DC/DC变流器包括第一输入/输出端口和第二输入/输出端口，所述第一输入/输出端口与所述电能储能装置的正负极相连，所述第二输入/输出端口与所述直流母线相连；储能单元的两个端口与直流母线连接。双向DC/DC变流器和储能单元可以稳定直流母线上的电压，同时能够控制电能储能装置的充电和放电。

优选的，所述公共桥臂为串联的两组电容，所述三相电动机的另一相绕组端口和所述三相发电机的另一相绕组端口同时连接在所述两组电容的节点上。串联的两组电容能够给三相发电机和三相电动机直接相连的另一相提供电流回路