[发明专利]一种电池超级电容电动车开关磁阻电机功率变换器

权利要求书

1.一种电池超级电容电动车开关磁阻电机功率变换器，包括：电池、超级电容、A相绕组、B相绕组、C相绕组，其特征在于：还包括：三开关管串联型双输入DC-DC变换器、不对称半桥功率变换器，所述三开关管串联型双输入DC-DC变换器包括开关管S1、开关管S2、开关管S3，开关管S1、开关管S2、开关管S3相互串联，电池、超级电容分别通过输入滤波电感Lb1和输入滤波电感Lu1接入三开关管串联型双输入DC-DC变换器a和b两点，所述开关管S1，开关管S2、开关管S3均反并有二极管，所述三开关管串联型双输入DC-DC变换器输出端并联有母线滤波电容C1；所述不对称半桥功率变换器包括第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂，所述第一桥臂包括开关管Sap、开关管San、功率二极管Dap、功率二极管Dan，所述开关管Sap、开关管San之间串入A相绕组，功率二极管Dap、功率二极管Dan构成A相绕组关断续流回路；所述第二桥臂包括开关管Sbp、开关管Sbn、功率二极管Dbp、功率二极管Dbn，所述开关管Sbp、开关管Sbn之间串入B相绕组，功率二极管Dbp、功率二极管Dbn构成B相绕组关断续流回路；第三桥臂包括开关管Scp、开关管Scn、功率二极管Dcp、功率二极管Dcn，所述开关管Scp、开关管Scn之间串入C相绕组，功率二极管Dcp、功率二极管Dcn构成C相绕组关断续流回路；所述第一桥臂、第二桥臂、第三桥臂之间相并联，所述三开关管串联型双输入DC-DC变换器、不对称半桥功率变换器相级联。

2.基于权利要求1的一种电池超级电容电动车开关磁阻电机功率变换器工作方法，其特征在于：包括步骤如下：

步骤一：采用一个三开关管串联型双输入DC-DC变换器拓扑结构实现电池和超级电容的混合储能源接入；

步骤二：将三开关管级联双输入DC-DC变换器与开关磁阻电机不对称半桥功率变换器级联，构成整个电动汽车驱动电机的功率变换器拓扑；

步骤三：以三个开关管串联型DC-DC变换器输出端电压以及超级电容输出功率为控制参量，将DC-DC变换器的三个开关管在任意一个开关周期内按两管开通一管关断的逻辑进行控制，即可等效控制为两个相对独立的传统的Buck/Boost双向DC-DC变换器，从而实现电池和超级电容的能量传输控制，DC-DC变换器输出端电压即开关磁阻电机不对称半桥功率变换器母线电压亦能得到升压和稳定控制；

步骤四：三个开关管串联型DC-DC变换器输出端作为开关磁阻电机不对称半桥电路的母线端，通过采用开关磁阻电机不对称半桥电路实现开关磁阻电机的驱动控制和能量回馈控制；

步骤五：通过对三开关管串联型双输入DC-DC变换器控制，可使超级电容吸收不对称半桥功率变换器控制开关磁阻电机时的续流回馈能量，避免对电池的频繁充电，利于电池健康管理；

步骤六：利用整个电动汽车驱动电机功率变换器拓扑结构，结合步骤三至步骤五所述的控制方法，可使得整个系统具备电池、超级电容的混合储能源的接入能力，并可根据电动汽车特殊运行工况要求实现对开关磁阻电机的控制。