[发明专利]一种新能源汽车集成电驱动系统

说明书

本发明公开了一种新能源汽车集成电驱动系统，包括低压电池、升压型全桥DC‑DC变换器、降压型DC‑DC变换器、高压直流母线、带中性点的三相交流电动机、电机驱动器、双向DC‑DC变换器、超级电容、变换器控制器1、变换器控制器2、变换器控制器3、驱动器控制器；所述的升压型全桥DC‑DC变换器分别与低压电池、高压直流母线连接；所述的降压型DC‑DC变换器分别与三相交流电动机的中性点、低压电池连接；所述的电机驱动器分别与高压直流母线、三相交流电动机连接；所述的超级电容通过双向DC‑DC变换器与高压直流母线连接。本发明的新能源汽车集成电驱动系统减少了驱动系统所用器件的数量、体积和重量，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明属于新能源汽车的动力系统领域，具体涉及一种新能源汽车集成电驱动系统。

背景技术

随着人们越来越重视不可再生能源和环境污染问题，积极探索和研究绿色可再生能源以及新的汽车驱动方式，因而诞生了新能源汽车。纯电动汽车动力系统方案中，一般是采用复合能源方式，即采用电池+超级电容方式给汽车电机系统供电，驱动汽车在各种工况下行驶。一般来说，汽车存在一个最大稳态行驶功率，利用电池能量密度大、超级电容功率密度大的特性，若整车运行期间所需功率小于最大稳态行驶功率，则由电池持续提供电能；若汽车启动或产生较大的速度变化时，需要较大的功率，且一般会大于最大稳态行驶功率，其中超出的功率由超级电容提供，即超级电容用于弥补最大稳态功率以外的波动功率，起到对电池输出功率的“削峰”作用。除此之外，当汽车处于制动状态，此时电动机工作在发电模式，一方面，产生的电能给超级电容充电；另一方面，若再生能量不能被超级电容完全接收，则剩余部分电量则由电池吸收，起到对电池的“填谷”作用。若超级电容电量不足，欠缺部分由电池在低功率行驶时进行补充。

在以上所述的动力系统方案中，电机及其驱动系统、电池及其管理系统是新能源汽车关键技术，是构成新能源汽车动力系统的重要部件。在常规的动力系统中，动力电池通过DC-DC变换器与电机驱动系统连接，为电机提供电能；电池通过DC-DC变换器为汽车其他辅助部件提供低压等级的电源；超级电容通过DC-DC变换器与高压直流母线连接，由此知，DC-DC变换器是新能源汽车实现整车电能流动控制、提高整车动力性能的关键零部件。其中，为实现动力电池和电机驱动系统的电能双向流动，连接部件DC-DC变换器需为双向变换器。独立设计、制作的双向DC-DC变换器及其控制器、电机驱动系统及其控制器与电池、电机等部件进行适当连接，构成了常规的电驱动系统。在该系统中应用较多的功率开关管(IGBT)等器件，造成了系统成本较高、体积和重量大，且消耗电能多，DC-DC变换器的效率降低。另外，若应用的功率开关管为高应力(如高电压、大电流)器件，要求的容量大，则系统的整体成本较高。

发明内容

本发明旨在提供一种新能源汽车集成电驱动系统，该新能源汽车集成电驱动系统减少了驱动系统所用器件的数量、体积和重量，降低了成本，具有很好的应用前景。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

所述的新能源汽车集成电驱动系统，包括低压电池、升压型全桥DC-DC变换器、降压型DC-DC变换器、高压直流母线、带中性点的三相交流电动机、电机驱动器、双向DC-DC变换器、超级电容、变换器控制器1、变换器控制器2、变换器控制器3、驱动器控制器；

所述的升压型全桥DC-DC变换器分别与低压电池、高压直流母线连接；所述的降压型DC-DC变换器分别与三相交流电动机的中性点、低压电池连接；所述的电机驱动器分别与高压直流母线、三相交流电动机连接；所述的超级电容通过双向DC-DC变换器与高压直流母线连接；

所述的变换器控制器1控制双向DC-DC变换器，所述的变换器控制器2控制升压型全桥DC-DC变换器，所述的变换器控制器3控制降压型DC-DC变换器，所述的驱动器控制器控制电机驱动器。