專利名稱：一種雙繞組驅動/隔離變壓220vac充電一體化裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電力電子功率變換及電機驅動領域，特別涉及電動汽車永磁同步電機驅動及車載220VAC充電一體化技術。
背景技術：
目前，電動汽車技術正在飛速發展，電動汽車市場日益壯大，但電動汽車的電機驅動器、車載高壓電池充電器幾乎都是兩個分離的裝置，即浪費有限的車載空間，又増加了電動汽車電器設備購置成本。而且，驅動器在車輛行駛時才工作，車輛充電時被閑置，車載高壓電池充電器在車輛行駛時被閑置，車輛充電時才工作，因此兩套裝置利用率都不高。為克服這ー問題，利用電機驅動系統在停車時實現對高壓電池組的充電，可以徹底取消車載充電裝置，即減小了車載高壓電器占用的車載空間、減輕了電動車輛車載電器重量，又減少了電動汽車部件成本，可以有效提高電動汽車永磁同步電機“驅動一充電”一體化裝置的市場競爭力，為電動汽車發展做出貢獻。
實用新型內容為了解決上述問題本實用新型提供一種雙繞組驅動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，使得一套驅動裝置，在車輛行駛時實現電機驅動的功能，在停車充電時實現了車載充電器的功能。由于要滿足電機驅動的容量需求，該裝置的容量遠大于電池充電時的容量需求，因此可以滿足220VAC條件下小功率慢速充電的要求。也就是說利用一套雙繞組驅動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，仍然以電機驅動器的成本就可實現電機驅動、車載充電器的功能。大幅度減少電動汽車電器設備成本，有利于電動汽車的規模化、市場化。為了達到上述目的，本實用新型采用下述技術方案本實用新型提供一種雙繞組驅動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，所述一體化裝置包括兩套驅動逆變橋，雙繞組永磁同步電機，220VAC充電轉換開關電路，220VAC整流橋。當電動汽車行駛吋，220VAC充電轉換開關電路將兩套逆變橋并聯，實施同步驅動控制，共同驅動雙繞組永磁同步電機作為電動汽車主驅動電機工作；當電動汽車停車使用外接220VAC對高壓電池組充電吋，220VAC充電轉換開關電路使其中一路逆變橋與直流母線分斷，與220VAC整流橋的直流輸出端連接，將整流后的直流電進行高頻逆變，輸入到雙繞組電機的一套繞組中，利用電機雙繞組的電磁強耦合關系等效高頻變壓器的特點，進行高頻隔離變壓，另ー套繞組接另ー套逆變橋，該逆變橋采用同步整流及斬波升壓技術將直流母線電壓抬升，實現對高壓電池組的充電功能。使得電機及驅動裝置行駛時、停車充電時都得到了充分利用。本實用新型提供一種雙繞組驅動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，所述一體化裝置包括雙繞組永磁同步電機；兩套繞組按照同樣的繞組形式嵌入同一電機定子槽中，在電動車輛車行駛時兩套繞組共同驅動電機轉子，實現電動車輛主驅動電機功能，在電動車輛停車充電時，利用兩套繞組間的強電磁耦合關系，實現高頻隔離變壓器功能。本實用新型提供一種雙繞組驅動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，所述一體化裝置包括兩套驅動逆變橋，雙繞組永磁同步電機，220VAC充電轉換開關電路，在電動車輛車行駛時，通過轉換開關使兩套逆變橋并聯，共同驅動電機作為電動汽車主驅動電機工作；在電動車輛車停車充電時，通過轉換開關使其中一路逆變橋與直流母線分斷，與220VAC整流橋的直流輸出端連接，實現停車充電。
圖1是本實用新型提供的一種雙繞組驅動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置拓撲結構示意圖；圖中1、逆變橋A，2、逆變橋8，3、雙繞組永磁同步電機，4、22(^40整流橋、5，220VAC充電轉換開關電路，6、220VAC交流輸入，7、高壓電池組。
具體實施方式
下面，結合附圖對本實用新型的具體實施方式
進行詳細的說明。如圖1所示，本實用新型提供的一種雙繞組驅動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，所述一體化裝置包括逆變橋Al，逆變橋B2，雙繞組永磁同步電機3，220VAC充電轉換開關電路5，220VAC整流橋4。當車輛正常行駛時220VAC充電轉換開關電路5狀態如圖1所示，逆變橋Al的正極通過220VAC充電轉換開關5與高壓電池組7正極聯接，逆變橋Al的負極通過220VAC充電轉換開關5與高壓電池組7負極聯接，即逆變橋Al、逆變橋B2處于并聯狀態，驅動電機時變橋Al、逆變橋B2進行同步驅動控制，驅動兩套繞組共同出力，實現車輛的正常行駛。因此每套逆變橋的 容量只有系統驅動所需總容量的1/2，即驅動系統總容量與常規驅動系統總容量相等，系統不會增加體積、重量和成本。當車輛停車充電時220VAC充電轉換開關電路5將逆變橋Al與直流母線分斷，與220VAC整流橋4的直流輸出端連接。通過220VAC全橋整流，將交流電整流為直流電，向逆變橋Al供電，逆變橋Al將直流電逆變為高頻三相交流電，提供給雙繞組永磁同步電機3中與其相連的ー套繞組。首先，由于220VAC供電條件的限制，充電功率非常小，逆變橋Al的容量完全滿足充電功率需求，因此逆變橋Al的容量無需額外増加。其次，由于是高頻逆變，電機的容量完全滿足充電功率的需求，因此無需額外增加電機的容量。再次，由于使用高頻逆變，電機的漏感及繞組間的互感完全滿足逆變電壓波形的需求，無需增大電機體積額外增加電機的漏感及繞組間的互感。逆變橋B2接收雙繞組永磁同步電機3另ー套繞組的輸出，通過同步整流技術將電機輸出的高頻交流電整流成直流，同時利用電機的漏感采取升壓斬波技術，將直流電壓抬高，實現對高壓電池組的充電。由于充電功率非常小，逆變橋B2的容量完全滿足充電功率需求，因此逆變橋B2的容量無需額外増加。通過上述描述可以看出，該充電方式通過雙繞組永磁同步電機3的兩套繞組間的電氣隔離，實現了隔離充電，確保了充電時的電氣安全性，滿足多輛電動車同時使用同一電源進行充電的要求。同時該方式沒有増加裝置的容量。以上所述，僅為本實用新型的較佳實施例而已，并非用于限定本實用新型的保護范圍。凡是根據本實用新型內容所做的均等變化與修飾，均涵蓋在本實用新型的專利范圍內。
權利要求1.一種雙繞組驅動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置在電動車輛行駛時實現主驅動電機系統功能，在電動車輛停車充電時實現220VAC供電高壓電池組充電功能。
2.一種如權利要求1所述一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置包括兩套驅動逆變橋，雙繞組永磁同步電機，220VAC充電轉換開關電路，220VAC整流橋。當電動汽車行駛時，220VAC充電轉換開關電路將兩套逆變橋并聯，實施同步驅動控制，共同驅動雙繞組永磁同步電機作為電動汽車主驅動電機工作；當電動汽車停車使用外接220VAC對高壓電池組充電時，220VAC充電轉換開關電路使其中一路逆變橋與直流母線分斷，與220VAC整流橋的直流輸出端連接，將整流后的直流電進行高頻逆變，輸入到雙繞組電機的一套繞組中，利用電機雙繞組的電磁強耦合關系等效高頻變壓器的特點，進行高頻隔離變壓，另一套繞組接另一套逆變橋，該逆變橋采用同步整流及斬波升壓技術將直流母線電壓抬升，實現對高壓電池組的充電功能；使得電機及驅動裝置行駛時、停車充電時都得到了充分利用。
3.一種如權利要求1或2所述一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置包括雙繞組永磁同步電機；兩套繞組按照同樣的繞組形式嵌入同一電機定子槽中，在電動車輛車行駛時兩套繞組共同驅動電機轉子，實現電動車輛主驅動電機功能，在電動車輛停車充電時，利用兩套繞組間的強電磁耦合關系，實現高頻隔離變壓器功能。
4.一種如權利要求1或2所述一體化裝置，其特征在于，所述一體化裝置包括兩套驅動逆變橋，雙繞組永磁同步電機，220VAC充電轉換開關電路，在電動車輛車行駛時，通過轉換開關使兩套逆變橋并聯，共同驅動電機作為電動汽車主驅動電機工作；在電動車輛車停車充電時，通過轉換開關使其中一路逆變橋與直流母線分斷，與220VAC整流橋的直流輸出端連接，實現停車充電。
專利摘要本實用新型涉及電力電子功率變換及電機驅動領域，特別涉及電動汽車永磁同步電機驅動及車載220VAC充電一體化技術。為了解決現有電動汽車技術中電機驅動、車載高壓電池組充電器分別為獨立裝置占用車載空間大、車載電器重量大的缺陷，本實用新型提供一種雙繞組驅動/隔離變壓220VAC充電一體化裝置。該裝置包括兩套驅動逆變橋，雙繞組永磁同步電機，220VAC充電轉換開關電路,220VAC整流橋。本實用新型中的兩套驅動逆變橋在車輛行駛時并聯使用，同步驅動，共同驅動雙繞組永磁同步電機作為電動汽車主驅動電機工作；在車輛停車進行220VAC供電條件下高壓電池組充電時，其中一路逆變橋與直流母線分斷，與220VAC整流橋的直流輸出端連接，將整流后的直流電高頻逆變，輸入到雙繞組電機的一套繞組中，利用電機雙繞組的電磁強耦合關系等效高頻變壓器的特點，進行高頻隔離變壓，另一套繞組接另一套逆變橋，該逆變橋采用同步整流及斬波升壓技術將直流母線電壓抬升，實現對電池的充電功能；使得電機及驅動裝置在車輛行駛時、停車充電時都得到了充分利用。該裝置包括的220VAC充電轉換開關電路，在車輛行駛時通過轉換開關使兩套逆變橋并聯工作，實現電機驅動，在車輛停車充電時通過轉換開關使其中一套與直流母線分斷，與220VAC整流橋連接，實現車輛停車充電。該裝置包括220VAC整流橋在停車充電時，將220交流電全橋整流為直流電，供逆變橋高頻逆變，實現車輛停車充電。該裝置包括的雙繞組永磁同步電機在車輛行駛時作為主驅動電機工作，在車輛停車充電時作為隔離高頻變壓器使用。通過上述各部件的協調工作，徹底取消了車載充電器，利用同一套裝置實現了車輛行駛時電機驅動和車輛停車220VAC隔離充電的兩項功能。
文檔編號H02K21/14GK202872438SQ20122047752
公開日2013年4月10日 申請日期2012年9月18日 優先權日2012年9月18日
發明者董玉剛, 張承寧, 孫逢春, 李軍求 申請人:北京理工大學