[发明专利]一种可双向充电的双源电机低压控制系统

说明书

一种可双向充电的双源电机低压控制系统，高压DC/AC转换器从高压储能单元获取高压直流电能，转换为交流电，用于驱动高压助力转向电机高压线圈；同时转向电机高压线圈和低压线圈的同槽布线，由高压线圈向低压线圈的耦合感应，发电经过低压DC/AC转换器的内部续流二极管整流，向低压蓄电池充电；通过提高低压线圈的匝数来提高反电动势，让充电电流变大；通过高压DC/AC转换器来控制电动机的转速，实现调节充电电流的大小；本发明不需要增加DC/DC控制器来为低压蓄电池充电，能够从高压到低压，或者由低压到高压实现能量双向流动，实现了在线实时切换，无延迟时间。

技术领域

本发明涉及电动汽车转向技术领域，具体涉及一种可双向充电的双源电机低压控制系统。

背景技术

电动汽车都具有高压储能单元和低压蓄电池，高压储能单元用于驱动车辆，低压蓄电池用于给各种控制器、大灯、仪表等提供电能。通常把高压储能单元的电压叫做高压，把低压蓄电池的电压叫做低压。DCAC转换器，是指将直流电转换为交流电的模块；DCDC是指将直流电转换为另一电压平台的直流电的模块。DCAC和DCDC都是电动汽车上常用到的部件。

传统车辆由发动机带动转向油泵来提供转向助力，现有混合动力车型和 纯电动车型，由于存在发动机停机由电机单独驱动的工况，需要加入其他形式的助力转向系统，大量使用的是高压电动助力转向系统。高压电动助力转向系统中的“高压”是指转向助力电机为高压电机，高压电机工作时带动泵头旋转，提供转向助力。此外，由于有发动机停机工况，若不给低压蓄电池补电，容易导致低压蓄电池亏电现象，所以往往通过DCDC转换器来对低压蓄电池进行补电。

典型的高压电动助力转向系统的结构图如图1所示：DC/AC转换器从高压储能单元获取高压直流电能，转换为交流电，用于驱动高压助力转向电机；同时DC/DC控制单元从高压储能单元获取高压直流电能，转换为低压直流电，接低压蓄电池；整车控制器分别控制DCAC和DCDC的工作。

高压电动助力转向系统的电机供电由单一的高压储能单元经DC/AC转换器将高压直流电转换成220V交流电，用于驱动转向电机，一旦高压系统故障导致的DC/AC转换器没有高压输入时，电动助力转向系统将停止工作，如果此时车辆在高速运行，则可能影响车辆的行车安全。部分整车企业为了提高转向安全性，不得不再添加一套备用的低压助力转向系统，当检测到高压助力转向系统故障时，立刻启动备用的低压助力转向系统；

所以在混合动力车型及纯电动车型上，采用的如图1所示的典型的高压助力转向系统，存在切换有延迟时间，转向安全性低，成本高，布置复杂的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单、设计合理、使用方便的可双向充电的双源电机低压控制系统，节省了DC/DC控制单元，成本低，结构布置简单，在线切换没有延迟时间，转向安全性高。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：它包含高压储能单元、高压DC/AC转换器、双源电机、低压DC/AC转换器、低压蓄电池；所述的双源电机上设有转向电机高压线圈和低压线圈；高压线圈和低压线圈的同槽布线，由高压线圈向低压线圈的耦合感应；高压储能单元的正极接高压DC/AC转换器的输入正极；高压储能单元的负极接高压DC/AC转换器的输入负极；高压DC/AC转换器的输出与双源电机的高压线圈连接；低压蓄电池的正极接高压DC/AC转换器的输入正极，低压蓄电池的负极接低压DC/AC转换器的输入负极，低压DC/AC转换器的输出接双源电机的低压线圈；

低压蓄电池补电通过转向电机高压线圈和低压线圈的同槽布线，由高压线圈向低压线圈的耦合感应，发电经过低压DC/AC的内部续流二极管整流，向低压蓄电池充电。通过提高低压线圈的匝数可提高反电动势，让充电电流变大；通过高压DC/AC控制器来控制电动机的转速，实现调节充电电流的大小。

进一步地，高压DC/AC转换器包含开关J1和电阻R1组成的充电限流单元和IGBT组成三相桥式电路；