[发明专利]一种电动汽车用车载充电与驱动一体化装置

权利要求书

1.一种电动汽车用车载充电与驱动一体化装置，包括蓄电池（1）、蓄电池侧开关网络单元（2）、三相H桥单元（3）、开关逻辑控制单元（4）、多盘轴向磁通永磁同步电机单元（5）、电网侧开关网络单元（6）和充电插头（7），其特征在于：所述蓄电池（1）连接电池侧开关网络单元（2），开关逻辑单元（4）连接电池侧开关网络单元（2），三相H桥单元（3）、多盘轴向磁通永磁同步电机（5）、电网侧开关网络单元（6）和充电插头（7），电池侧开关网络单元（2）依次经三相H桥单元（3）、多盘轴向磁通永磁同步电机（5）和电网侧开关网络单元（6）连接充电插头（7）（以四定子盘式轴向磁通同步电机进行说明），所述蓄电池侧开关网络单元（2）主要控制充电与驱动模式的切换；所述三相H桥单元在驱动状态下将蓄电池输出直流逆变成三相交流供给多盘轴向磁通永磁同步电机单元（5），在充电状态下与多盘轴向磁通永磁同步电机单元（5）定子绕组自身电感构成多相整流电路与多相独立电流控制交错并联电路，实现电网到蓄电池的充电；所述开关逻辑控制单元由电压传感器（4-1）、A/D转换模块（4-2）、整车管理器（4-3）、DSP控制单元（4-4）驱动电路（4-5）组成，所述电压传感器（4-1）检测两定子是否连接上电，经A/D转换模块（4-2）将信号发送给整车管理器（4-3）；所述整车管理器（4-3）处理信号，控制各个开关通断，从而切换驱动与充电模式，驱动状态下DSP控制单元（4-4）产生PWM信号通过驱动电路（4-5）至三相H桥单元（3）；所述电网侧开关网络（6）用于控制整流定子电感与交错并联定子电感的分配；描述蓄电池侧开关网络单元（2）的结构，即包括控制四组三相桥式电路对应的四组单刀双掷开关以及这些开关之间的电路连接，配合电网侧开关网络单元（6）一同控制驱动充电状态切换；描述三相H桥单元（3）的结构，即包括24个电力电子开关、24个反并联二极管与4个直流母线电容以及这些器件组成的四组三相H桥电路（3）之间的电路连接，在汽车驱动时，对三相桥式电路进行空间矢量控制；在汽车充电时，电网电流通过三相H桥电路（3）多盘轴向磁通永磁同步电机单元（5）组成的整流与交错并联电路对蓄电池进行充电；描述开关逻辑控制单元（4）的结构，即包括电压传感器（4-1）、A/D转换模块（4-2）、整车管理器（4-3）、DSP控制单元（4-4）以及驱动电路（4-5）以及这些模块之间的电路连接，分别对充电插头（7）与三相H桥单元（3）处直流母线电容电压进行检测，判定处于充电或驱动状态，控制蓄电池侧开关网络单元（2）、三相H桥单元（3）与电网侧开关网络单元（6）内相应开关产生相应动作，进行充放电操作；描述多盘轴向磁通永磁同步电机单元（5）的结构，即包括四定子盘式轴向磁通同步电机的四组定子绕组以及这些定子绕组之间的电路连接，以四定子盘式轴向磁通同步电机的四组定子绕组充当整流与交错并联电路大电感，实现充电电流与蓄电池充电电流等级匹配并提升充电功率等级；描述电网侧开关网络单元（6）的结构，即包括两个单刀双掷开关与两个单刀单掷开关以及这些开关之间的电路连接，配合蓄电池侧开关网络单元（2）一同控制驱动充电状态切换。

2.根据权利1所述的电动汽车用车载充电与驱动一体化装置，其特征在于：将电动汽车的驱动与充电电路拓扑结构相结合，将充电电路安装在电动汽车内，省去单独充电装置，实现一体化。

3.根据权利1所述的电动汽车用车载充电与驱动一体化装置，其特征在于：利用多盘轴向磁通永磁同步电机定子绕组自身电感组成多相独立电流控制交错并联升降压充电电路实现充电电压与蓄电池额定电压的匹配，与权利要求2中整流电路共同构成高精度低纹波充电系统。

4.根据权利1所述的电动汽车用车载充电与驱动一体化装置，其特征在于：通过大数据管理分类记录每盘轴向磁通永磁同步电机定子绕组工作状态时间，合理进行充电时整流与交错并联的定子绕组分配，进行寿命优化控制，延长电机整体使用寿命，使各盘工作周期基本相同。