[发明专利]使用绕线转子同步电动机的充电系统

说明书

本发明公开了一种使用绕线转子同步电动机(WRSM)的充电系统，其能够减小由于车载充电电路而增加的车辆的体积、重量和成本，并且增加电池充电容量。使用绕线转子同步电动机(WRSM)的充电系统包括：逆变器，其将电池的功率转换为具有多个不同相位的交流(AC)功率；WRSM，其具有每个接收不同相位的AC功率的多个定子线圈，以及与多个定子线圈形成互感，并安装在转子中以使用电池的功率形成磁通量的励磁线圈；以及控制器，其在电网电力被施加至WRSM的励磁线圈侧的充电模式中控制电池侧和励磁线圈侧彼此绝缘。

技术领域

本公开涉及一种用于为车辆的电池充电的充电系统。

背景技术

由于全球变暖、环境污染等问题的出现，已经在汽车工业领域中积极地进行了能够最小化环境污染的环保型车辆的开发研究，并且其市场已逐渐扩大。已经在全球发布了作为环保车辆或绿色车辆的电动车辆、混合动力车辆和插电式混合动力车辆，其采用使用电能来产生驱动力的电动机，而不是通过燃烧现有化石燃料产生驱动力的发动机。使用电能的环保型车辆技术大多从电网对设置在车辆中的电池充电以利用电池来驱动电动机。因此，使用电能的环保型车辆需要用于将从电网提供的电能充电在电池中的车载充电电路。

车载充电电路，一种用于对环保车辆的电池充电的基本电路，可使用各种拓扑结构来实施，但是大多数车载充电电路是由用于绝缘的高频变压器和滤波器、多个开关元件、以及控制模块被实施的。因此，由于环保型车辆还单独地包括车载充电电路，因此车辆的成本和体积被不可避免地增加。特别地，由于设置在车载充电电路中的变压器使用了磁路，所以变压器的尺寸根据容量而增加，并且变压器需要大的重量和体积。

因此，需要进行各种研究和开发以减少因提供在本领域中的环保型车辆中的车载充电电路而增加的车辆的体积、重量和成本。

本部分的公开内容是提供本发明的背景。申请人注意到，本部分可能包含本申请之前的信息。但是，通过提供本部分，申请人不承认本部分所包含的任何信息构成现有技术。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种使用绕线转子同步电动机的充电系统，其能够减小由于车载充电电路而增加的车辆的体积、重量和成本，并且增加电池充电容量。

根据本发明的实施例，提供了一种使用绕线转子同步电动机(WRSM)的充电系统，其包括：逆变器，其将电池的功率(power)转换为具有多个不同相位的交流(AC)功率；WRSM，其具有每个接收不同相位的AC功率的多个定子线圈，以及与多个定子线圈形成互感，并安装在转子中以使用电池的功率形成磁通量的励磁线圈；以及控制器，其在电网电力(gridpower)被施加至WRSM的励磁线圈侧的充电模式中控制电池侧和励磁线圈侧彼此绝缘。

在可旋转地驱动WRSM的情况下，控制器可控制电池与励磁线圈电连接。

在充电模式中，控制器可控制电池侧和励磁线圈侧彼此绝缘，以防止充电功率通过励磁线圈被供给到电池，以及控制逆变器以允许电网电力从励磁线圈传递到多个定子线圈以对电池充电。

在充电模式中，控制器可参照电池的电压导出用于对电池充电的充电功率参考值，基于实际供给到电池的供给功率与功率参考值之间的误差来导出输入功率参考值，通过将最大电网电压值应用于输入功率参考值来导出输入到励磁线圈的输入电流参考值的正弦分量，基于输入电流参考值和实际输入电流的正弦分量之间的误差来导出定子线圈侧的d轴电流参考值的正弦分量并基于0和输入到励磁线圈的电流的余弦分量之间的误差导出定子线圈侧的d轴电流参考值的余弦分量，基于定子线圈侧的d轴电流参考值的正弦分量和余弦分量以及电网电力的相位角来导出定子线圈侧的d轴电流参考值，基于具有值0的定子线圈侧的d轴电流参考值和q轴电流参考值来导出定子线圈侧的d轴电压参考值和q轴电压参考值，通过转换d轴电压参考值和q轴电压参考值来导出3相电压参考值V*_abcs，并且控制逆变器的开关元件的ON/OFF功能以输出3相电压参考值V*_abcs。