[发明专利]电源驱动系统

说明书

技术领域

本发明有关于一种电源驱动系统，尤指一种可利用行车电脑控制多组直流母线的电压以阶段式升降压，且于行车间能切换各组可变组态串联式电池箱内的电池模块的串联组态至最优化来供应电力至马达，并能进行即时的电池模块主动平衡作业的电源驱动系统。

背景技术

近年来，由于能源短缺的现象越来越严重，再加上环保意识抬头与环保观念普及，电动车已逐渐取代传统燃油汽车，成为近年来颇受大众欢迎的代步工具之一。

目前电动车，例如大型电动车等，皆具有电源驱动系统以及马达，电源驱动系统驱动马达运作，以带动电动车行驶。现有的电源驱动系统接收由电池箱所提供的具有固定值的一直流母线电压，并通过功率晶体管而以脉宽调变方式产生正弦波，以驱动马达。使用脉宽调变方式虽可大幅减少电能耗损及晶体管发热，但当马达以低速运转时，功率晶体管的责任周期需降到极低，如此一来，马达驱动器输出的正弦波将发生失真的现象，而由于失真的正弦波会导致扭力涟波，进而影响电机功率及电动车的乘坐舒适性。

虽然降低直流母线电压可以克服马达低转速的扭力涟波，但会导致马达的最高转速降低，因此为了避免因马达低转速所导致的扭力涟波，目前较普遍的做法是使用电压较低的电压源，并在电压源与直流母线间增加一升压回路，在马达以低转速运行时，电压源直接供应电能至直流母线，当马达到达一定转速后，则启动升压回路以提高直流母线电压。然而随着电机功率的加大，升压回路的成本也随之升高，导致电源驱动系统价格居高不下。同时，升压回路所使用的功率晶体管也会产生些微的压降，导致效率的降低。

另一减少扭力涟波的方案则是使用可切换电压的电压源；在电动车上，例如大型电动车，经常会配有多组电池，故通过继电器可将多组电池依需求串接，以达到切换电压的效果。虽然使用继电器可以降低成本及电能耗损，但继电器于切换时所产生的电弧会对继电器内的接点产生破坏，而继电器于切换时所产生的涌浪电流亦对电池的寿命有不良影响。

因此，如何发展一种电源驱动系统以解决现有技术所面临的问题，实为目前迫切需要解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种电源驱动系统，其利用电源转换器将原本无接受电能的第一直流母线或第二直流母线的电压调整至串联个数与电池模块串联数目标值相对应的多个电池模块串联后的电压，且利用驱动电压切换作业模式来切换各可变组态串联式电池箱的供电回路的电压，并利用两组能同步供应电力至第一马达的第一马达驱动功率晶体管模块及第二马达驱动功率晶体管模块以不同阶段的电压和最佳的晶体管责任周期来提供稳定的动力输出，另通过调整可变组态串联式电池箱内部的电池模块的串联个数而改变可变组态串联式电池箱的供电电压，以解决现有电源驱动系统可能具有扭力涟波的产生、生产成本过高以及在进行电压切换时产生涌浪电流等缺失。

为达上述目的，本发明的较佳实施方式为提供一种电源驱动系统，适用于电动车，其中电动车具有马达，电源驱动系统包含：多组可变组态串联式电池箱；第一直流母线，与多组可变组态串联式电池箱电连接，以选择性地接收每一组可变组态串联式电池箱所提供的电能；第二直流母线，与多组可变组态串联式电池箱电连接，以选择性地接收每一组可变组态串联式电池箱所提供的电能；以及电源转换器，电连接于第一直流母线以及第二直流母线之间，用以当电源驱动系统由稳态供电作业模式进入驱动电压切换作业模式时，执行驱动电压切换作业，以利用原本在稳态作业中的第一直流母线的电压来调整原本在待机状态中的第二直流母线的电压，或利用原本在稳态作业中的第二直流母线的电压来调整原本在待机状态中的第一直流母线的电压。

为达上述目的，本发明的另一较佳实施方式为提供一种电源驱动系统，包含：马达；第一直流母线；第一马达驱动功率晶体管模块，电连接于马达与第一直流母线之间，用以选择性驱动马达；第二直流母线；第二马达驱动功率晶体管模块，电连接于马达与第二直流母线之间，用以选择性驱动马达；电源转换器，电连接第一直流母线及第二直流母线之间，用以将第一直流母线上的电能传送至第二直流母线或将第二直流母线上的电能传送至第一直流母线；第一组可变组态串联式电池箱，包含多组电池模块，且通过第一旁通回路旁通第一组可变组态串联式电池箱的部分多个电池模块，以减少第一组可变组态串联式电池箱的输出电压；