[实用新型]一种电动汽车驱动系统和电动汽车

说明书

本实用新型公开了一种电动汽车驱动系统，包括多个逆变单元和驱动电机，所述驱动电机的各相定子绕组中的多个线圈分成多组，形成多组分绕组，各所述分绕组均为三相绕组，所述分绕组和逆变单元数量相等，一组分绕组的三相输入与一个逆变单元的三相输出对应相连，各所述逆变单元均为由分立的开关器件构成的三相全桥结构。本实用新型还相应公开了一种电动汽车，包括如上所述的电动汽车驱动系统。本实用新型的电动汽车驱动系统和电动汽车均具有结构紧凑、成本低、可靠性高、散热性能好等优点。

技术领域

本实用新型主要涉及电动汽车技术领域，特指一种电动汽车驱动系统和电动汽车。

背景技术

电动汽车驱动系统一般包括驱动电机和电机控制器，目前驱动电机一般采用三相交流电机，电机控制器一般采用基于三相全桥结构的主电路结构。如图1所示为三相交流驱动电机和电机控制器主电路原理图。图1中从电池输出的直流电经DC+和DC-进入到电机控制器中，电机控制器通过6个开关管(图1中的1-6#)组成的三相全桥逆变电路将电池输入的直流电逆变成三相交流电，分别通过U、V和W进入驱动电机2，为电机供电。其中开关管(1#、3#、5#)组成全桥的三个上管，开关管(2#、4#、6#)为全桥的三个下管。

目前驱动电机控制器的开关管普遍采用IGBT模块(如英飞凌IGBT模块-FF600R12ME4)，其中一个IGBT模块中包含图1所示的一个上管(1#或3#或5#)和一个下管(2#或4#或6#)。

图2所示为IGBT模块内部主电路原理图，图2中a1为一个IGBT芯片构成的单管，a2为与a1相同的多个IGBT芯片构成的单管，a1与多个a2的集电极c连在一起，发射极e也连在一起，并联形成一个三相逆变全桥的上管；类似地，图2中b1为一个IGBT芯片构成的单管，b2为与b1相同的多个IGBT芯片构成的单管，b1与多个b2的集电极c连在一起，发射极e也连在一起，并联形成一个三相逆变全桥的下管。上述上管的集电极c与模块的正输入端D1相连；上述下管的发射极e与模块的负输入端D2相连；上述上管的发射极e和下管的集电极c连在一起，形成图2中的输出端H1，输出端H1与输出端H2和H3相连。

图3所示为基于图2所示IGBT模块构成控制器主电路在具体应用时的原理图。车辆动力电池输出的直流电源接电机控制器1的输入端DC+和DC-，电机控制器1内部有3个IGBT模块，3个IGBT模块的输入端D1连在一起，与DC+相连；3个IGBT模块的输入端D2连在一起，与DC-相连；每个IGBT模块的输出端H2和H3连在一起，并与驱动电机的一相绕组相连，3个IGBT模块共输出3路交流U、V和W，给三相交流驱动电机供电。

电动汽车对驱动系统成本提出了很高要求，为了降低成本，同时提高电机控制器电流等级的灵活性，行业中出现了用IGBT单管的分立器件来代替IGBT模块，如美国电动汽车公司特斯拉的ModelS车型，就是采用基于IGBT分立单管并联的电机控制器。国内英搏尔等公司也批量推出了基于IGBT分立单管并联的驱动电机控制器，如实用新型专利《CN201710132378-交流电机控制器》所述。IGBT分立单管有3个引脚，即分别为图2中IGBT芯片的集电极c、发射极e和门级g。

基于IGBT分立单管并联的电机控制器与基于IGBT模块的电机控制器结构和原理类似，其主要区别在于基于IGBT分立单管并联的电机控制器是多个分立的IGBT单管通过外部电路进行并联，形成图1所示的开关器件，而基于IGBT模块的电机控制器是通过IGBT模块内部的IGBT芯片单管在模块内部并联，形成图1所示的开关器件。