[发明专利]一种插电式混合动力汽车开关磁阻电机传动系统

权利要求书

1.一种插电式混合动力汽车开关磁阻电机传动系统，其特征在于：包括开关磁阻发电机、前端变换器、开关磁阻电动机、牵引蓄电池和辅助蓄电池；所述开关磁阻发电机包括开关磁阻发电机三相定子绕组、第一～第三二极管、和第一～第三开关管以及第一～第三继电器，第一二极管的阳极连接第一开关管的集电极，第二二极管的阳极连接第二开关管的集电极，第三二极关管的阳极连接第三开关管的集电极，开关磁阻发电机A相定子绕组的一端连接第一二极管的阳极，开关磁阻发电机A相定子绕组的另一端经第一继电器与交流电源相连，开关磁阻发电机B相定子绕组的一端连接第二二极管的阳极，开关磁阻发电机B相定子绕组的另一端经第二继电器与交流电源相连，开关磁阻发电机C相定子绕组的一端连接第三二极管的阳极，开关磁阻发电机C相定子绕组的另一端经第三继电器与牵引蓄电池的正极相连；所述前端变换器包括第一电感、第一电容、上开关管和下开关管，下开关管的集电极连接上开关管的发射极，第一电感的两端分别连接牵引蓄电池的正极和下开关管的集电极，第一电容的两端分别连接下开关管的发射极和上开关管的集电极；所述开关磁阻电动机包括开关磁阻电动机三相定子绕组、第四～第九二极管、第四～第九开关管、第四继电器和第五继电器，第四开关管的发射极连接第四二极管的阴极，第五开关管的集电极连接第五二极管的阳极，第六开关管的发射极连接第六二极管的阴极，第七开关管的集电极连接第七二极管的阳极，第八开关管的发射极连接第八二极管的阴极，第九开关管的集电极连接第九二极管的阳极，开关磁阻电动机A相定子绕组的两端分别连接第四二极管的阴极和第五二极管的阳极，开关磁阻电动机B相定子绕组的两端分别连接第六二极管的阴极和第七二极管的阳极，开关磁阻电动机C相定子绕组的两端分别连接第八二极管的阴极和第九二极管的阳极，第四继电器的一端连接第五开关管的集电极，第四继电器的另一端经第五继电器与辅助蓄电池的正极相连，第五二极管的阴极、第七二极管的阴极和第九二极管的阴极分别连接第四继电器与第五继电器的公共端，第一二极管的阴极、第二二极管的阴极、第三二极管的阴极、第五开关管的集电极、第七开关管的集电极和第九开关管的集电极分别连接上开关管的集电极，第一开关管的发射极、第二开关管的发射极、第三开关管的发射极、下开关管的发射极、第四二极管的阳极、第六二极管的阳极、第八二极管的阳极、第四开关管的发射极、第六开关管的发射极、第八开关管的发射极和辅助蓄电池的负极分别与牵引蓄电池的负极相连；上述所有开关管均并联有二极管，所并联的二极管的阳极连接开关管的发射极，二极管的阴极连接开关管的集电极；通过控制第一～第五继电器的开合实现插电式混合动力汽车不同工作模式的切换。

2.根据权利要求1所述插电式混合动力汽车开关磁阻电机传动系统，其特征在于：当插电式混合动力汽车处于驱动状态时，通过控制前端变换器，实现5种驱动模式，即蓄电池单独驱动模式，开关磁阻发电机单独驱动模式，蓄电池和开关磁阻发电机混合驱动模式，开关磁阻发电机混合驱动并给蓄电池充电模式和再生制动模式。

3.根据权利要求2所述插电式混合动力汽车开关磁阻电机传动系统，其特征在于：第二继电器、第三继电器和第四继电器闭合，第一继电器和第五继电器打开，此时插电式混合动力汽车处于驱动状态；当牵引蓄电池荷电状态高于阈值a时，处于蓄电池单独驱动模式，内燃机关闭，牵引蓄电池通过前端变换器给开关磁阻电动机供电；当处于开关磁阻发电机单独驱动模式，牵引蓄电池关闭，开关磁阻发电机发出的电能直接供给开关磁阻电动机；当车辆加速或重载时，处于蓄电池和开关磁阻发电机混合驱动模式，开关磁阻发电机发出的功率小于开关磁阻电动机需求的功率，牵引蓄电池补足额外的功率；当蓄电池荷电状态低于阈值b时，且车辆在轻载时，处于开关磁阻发电机混合驱动并给蓄电池充电模式，开关磁阻发电机发出的功率供给开关磁阻电动机，同时给牵引蓄电池充电；在下坡时，处于再生制动模式，开关磁阻发电机停止工作，开关磁阻电动机工作在发电模式，将车辆的机械能转换成电能并储能在牵引蓄电池中。

4.根据权利要求1所述插电式混合动力汽车开关磁阻电机传动系统，其特征在于：插电式混合动力汽车处于充电状态时，能够实现三种充电模式，即电网给牵引蓄电池充电模式，电网给辅助蓄电池充电模式和牵引蓄电池给辅助蓄电池充电模式。

5.根据权利要求4所述插电式混合动力汽车开关磁阻电机传动系统，其特征在于：第二继电器、第三继电器和第四继电器打开，第一继电器和第五继电器闭合，此时能够实现电网给牵引蓄电池充电模式和电网给辅助蓄电池充电模式；开关磁阻发电机A相定子绕组、B相定子绕组、第一开关管及其并联的二极管、第二开关管及其并联的二极管、第一二极管和第二二极管组成前端整流器，将交流电整成直流电，并实现功率因数校正；前端变换器工作在Buck模式，构成了牵引蓄电池充电器；开关磁阻电动机A相定子绕组、第四开关管及其并联的二极管以及第四二极管组成了辅助蓄电池充电器；

第四继电器闭合且第五继电器打开，此时实现牵引蓄电池给辅助蓄电池充电模式，利用开关磁阻电动机A相定子绕组、第四开关管及其并联的二极管以及第四二极管组成了辅助蓄电池充电器。