[发明专利]集成电机驱动和电池充放电的功率转换系统

说明书

本发明公开了一种集成电机驱动和电池充放电的功率转换系统，该功率转换系统包括：交流接口、直流接口、AC/DC变换器、电机驱动器、电机和电池；其中，电机驱动器和电机组成DC/DC变换器；DC/DC变换器的第一直流端与AC/DC变换器的直流端连接；DC/DC变换器的第二直流端与电池连接；直流接口与DC/DC变换器的第一直流端连接，用于外接直流电源或直流负载；交流接口与AC/DC变换器的交流端连接，用于外接交流电网或交流负载。本发明通过复用电机驱动器和电机组成DC/DC变换器实现电池的充放电，能够大大降低充电机的体积、成本和重量，且支持交流充放电、直流充放电等多种充放电模式。

技术领域

本发明涉及电力电子领域，尤其涉及一种集成电机驱动和电池充放电的功率转换系统。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

随着全球经济的飞速发展，日益增长的能源消耗和环境污染越来越引起世界各国的高度重视。其中，汽车消耗的能源占有比例越来越高。同时，汽车尾气带来的污染也是一个难以解决的问题，是当今许多城市PM2.5超标的主要来源。然而，由于汽车是人们正常生活工作中不可或缺的一部分，使得汽车产业面临能源消耗过大、电池转换效率较低、尾气排放超标破坏环境等问题。由于新能源汽车能够更加高效地使用能源，同时污染物排放远远低于燃油汽车，尤其是纯电动汽车，完全可以实现零排放，因此发展新能源汽车成为各国政府非常青睐的选择，各国政府纷纷出台各种鼓励政策大力推动新能源汽车的发展。由于电能作为二次能源，不受石油资源的限制，除了煤炭之外，核能、风能、水力、太阳能、潮汐、地热都可以用来转化为电能，因此新能源汽车将是人类未来一段时期内最优的选择。

作为新能源汽车的必备部件，车载充电机是指固定安装在电动汽车上的充电机，具有为电动汽车动力电池安全自动充电的能力。充电机根据电池管理系统(BMS)提供的数据，能动态调节充电电流或电压参数，执行相应的指令，完成充电过程。

由于体量巨大的新能源汽车市场保有量，将新能源汽车作为一种储能装置，对平抑峰谷用电将会有很大的帮助，这就需要在传统的车载充电机单向充电功能上增加对电网放电的功能，实现动力电池的双向充放电。此外，为满足用户对新能源汽车多样化的需求，要求新能源车还能够为负载(例如，炊具、照明和其它用户的新能源车等)供电。

车载充电机作为一种电能变换器，把交流市电转换成一定电压范围的直流电，对动力电池(例如，锂电池或铅酸电池等)充电。随着用户对新能源汽车的巡航里程要求不断提高，为了满足用户不受限制的出行意愿，新能源汽车厂商不断地推出更高巡航里程的车型。通常，要提高新能源汽车的巡航里程，需要增加车载动力电池的容量。然而，更高的电池容量会带来了另外一个亟需解决的问题：充电速度。传统的车载充电机充电功率通常在6.6kW及以下，对高巡航里程的新能源汽车来说，一次充满动力电池至少需要10个小时以上，充电时间太长。

由此，开发一款更高功率、体积较小、能够兼容电网、可充电也可放电的车载充电机，对提高新能源汽车的充电速度和储能功能扩展具有很大的帮助。

发明内容

本发明实施例提供一种集成电机驱动和电池充放电的功率转换系统，用以解决现有技术中，新能源汽车上的车载充电机与电机驱动器相互独立设置，导致车载充电机体积较大、接线较多、空间利用率低且充电功能单一的技术问题，该方法包括：交流接口、直流接口、AC/DC变换器、电机驱动器、电机和电池；其中，电机驱动器和电机组成DC/DC变换器；DC/DC变换器的第一直流端与AC/DC变换器的直流端连接；DC/DC变换器的第二直流端与电池连接；直流接口与DC/DC变换器的第一直流端连接，用于外接直流电源或直流负载；交流接口与AC/DC变换器的交流端连接，用于外接交流电网或交流负载。