[发明专利]基于磁阻电机绕组重构的车载交直流充电与驱动电路拓扑

说明书

本发明公开了一种基于磁阻电机绕组重构的车载交直流充电与驱动一体化电路拓扑，包括相互连接的电源模块，DC/DC升降压模块及磁阻电机重构模块。本发明通过重构磁阻电机，使电路可以工作在充电模式或充电模式，并可以有效地节约电动汽车的制造成本和内部空间，此外还通过减少开关管数量提高了电路的可靠性。在驱动方面，该电路拓扑可以获得高速平稳的启动转矩和更宽的转矩范围，并在汽车减速或者下坡时反馈电能，延长电池续航。在充电方面，该电路拓扑可以降低对外部充电桩种类的限制，在充电电压过高时降低电压，保障充电的安全，并可在交流充电模式下进行功率因数调节，提高充电效率。

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，具体涉及一种适用宽广、提速更快、续航更长且具有PFC校正功能的电动汽车充电驱动一体化装置。

背景技术

为了降低汽车尾气的排放和对环境的污染，在使用清洁能源和降低成本的条件下，电动汽车具有驱动能量转换效率高、电机再生制动能力强、噪声低和振动小等优点。但是传统电动汽车的驱动电路与充电电路是分离的，使得电动汽车的有效体积减小和制造成本上升。电机驱动电源不含前端DC/DC变换器，使得电机对电池供电的电压要求过于严苛，无法获得平滑和较宽的转矩提升。在充电方面，一辆汽车一般只适用于单种固定的充电桩，在日常生活中会引起很多的不便。

为了解决这些问题，本发明提出一种带前端DC/DC升降压模块，适用于交直流电源输入的车载充电与驱动一体化装置，实现充放电与电机驱动的一体化，简化了电路的拓扑结构，节省了车内空间，同时该拓扑结构具有能量回馈功能，增加了电池的续航能力。此外在进行交流充电时还带有PFC校正和降压功能，提高了充电的效率和安全性。

发明内容

本发明解决的技术问题是，提供一种适用于交直流电源输入进行车载充电和电机驱动一体化电路拓扑，此电路拓扑为一种能有效地节约电动汽车的制造成本和内部空间，并可以在驱动状态下给电机提供较大电压/电流实现快速平稳启动，在制动或者下坡时可以进行电能反馈，并可在充电状态下可以进行充电的保护和功率的调节。

本发明技术解决方案是，提供一种具有以下结构的基于磁阻电机绕组重构的车载充电与驱动一体化电路拓扑，该电路拓扑包括电源模块，DC/DC升降压模块及磁阻电机重构模块。

该一体化车载充电及驱动电路拓扑，包括锂电池(V_b)、第一电感(L₁)、第一电容(C₁)、第一开关管至第九开关管(Q₁-Q₉)、第一二极管至第八二极管(D₁-D₈)、单刀双掷开关(S)和磁阻电机绕组(L₂、L₃、L₄、L₅)。

所述的锂电池(V_b)、第一开关管(Q₁)以及第一二极管(D₁)构成电源模块。

所述的第一电感(L₁)、第二开关管(Q₂)、第三开关管(Q₃)以及第一电容(C₁)构成升压电路模块。

所述的第一电感(L₁)、第二二极管(D₂)、第三二极管(D₃)、第四二极管(D₄)、以及磁阻电机绕组(L₃)以及第六开关管(Q₆)构成降压电路模块。