電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊的制作方法
【專利摘要】電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，屬于電動汽車【技術領域】。其特征在于包括三相六橋臂IGBT驅動電路和兩橋臂IGBT高電壓轉換電路,所述的三相六橋臂IGBT驅動電路由六個IGBT組成三相全橋電路，所述的兩橋臂IGBT高電壓轉換電路由兩個并聯的IGBT組成。上述電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，電機驅動運行和發電運行時，功率驅動模塊直流母線電壓能夠實時進行調整，使得驅動電機始終是效率最優狀態下運行，且能夠當做電池充電機使用，適用于三相異步電機或永磁同步電機。
【專利說明】電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電動汽車【技術領域】，具體為電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊。
【背景技術】
[0002]電動汽車電機控制器作為電動汽車發展的核心部件之一，關系到未來中國新能源技術的發展，是衡量中國電動汽車領域核心技術研發能力的重要指標。電動汽車電機控制器集成了主控模塊、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)或MOSFET模塊、IGBT或MOSFET驅動模塊、電池用電及發電控制以及冷卻系統。電動汽車用驅動電機需要工作在低速大轉矩情況下，還要工作在高速恒功率情況下，還同時能夠在全速度范圍內實現能量回收。這就給電機控制器的功率模塊提出了更高的要求。
實用新型內容
[0003]針對現有技術中存在的上述問題，本實用新型的目的在于設計提供一種電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊的技術方案，電機驅動運行和發電運行時，功率驅動模塊直流母線電壓能夠實時進行調整，使得驅動電機始終是效率最優狀態下運行，且能夠當做電池充電機使用，適用于三相異步電機或永磁同步電機。
[0004]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于包括三相六橋臂IGBT驅動電路和兩橋臂IGBT高電壓轉換電路，所述的三相六橋臂IGBT驅動電路由六個IGBT組成三相全橋電路，所述的兩橋臂IGBT高電壓轉換電路由兩個并聯的IGBT組成；電池BTl的負極接地，正極接功率電感LI的一端，絕緣柵雙極型晶體管Ql的漏極接高壓300V，Q1的源極和Q2的漏極連接在一起并且和功率電感LI的另一端相連，Q2的源極接地；Q3的源極和Q4的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q3的源極漏極接Ql的漏極；Q5的源極和Q6的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q5的源極漏極接Ql的漏極；Q7的源極和Q8的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q7的源極漏極接Ql的漏極。
[0005]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述三相六橋臂IGBT組成三相全橋電路驅動電機。
[0006]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述兩橋臂IGBT高電壓轉換電路用于電機驅動運行、發電運行時調整直流端電壓，或者當做充電機使用時調整充電電壓。
[0007]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于包括三相六橋臂MOSFET驅動電路和兩橋臂MOSFET高電壓轉換電路，所述的三相六橋臂MOSFET驅動電路由六個MOSFET組成三相全橋電路，所述的兩橋臂MOSFET高電壓轉換電路由兩個并聯的MOSFET組成。
[0008]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述三相六橋臂MOSFET組成三相全橋電路驅動電機。[0009]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述兩橋臂MOSFET高電壓轉換電路用于電機驅動運行、發電運行時調整直流端電壓，或者當做充電機使用時調整充電電壓。
[0010]上述電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，電機驅動運行和發電運行時，功率驅動模塊直流母線電壓能夠實時進行調整，使得驅動電機始終是效率最優狀態下運行，且能夠當做電池充電機使用，適用于三相異步電機或永磁同步電機。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本實用新型電路原理圖；
[0012]圖2為本實用新型驅動狀態下，升壓運行時的電流示意圖；
[0013]圖3為本實用新型發電狀態下，降壓運行時的電流示意圖。
【具體實施方式】
[0014]以下結合說明書附圖對本實用新型作進一步說明。
[0015]如圖所示，該電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，包括三相六橋臂IGBT或MOSFET驅動電路和兩橋臂IGBT或MOSFET高電壓轉換電路，所述的三相六橋臂IGBT或MOSFET驅動電路由六個IGBT或MOSFET組成三相全橋電路，所述的兩橋臂IGBT或MOSFET高電壓轉換電路由兩個并聯的IGBT或MOSFET組成；所述三相六橋臂IGBT或MOSFET組成三相全橋電路驅動電機；所述兩橋臂IGBT或MOSFET高電壓轉換電路用于電機驅動運行、發電運行時調整直流端電壓，或者當做充電機使用時調整充電電壓。三相六路IGBT或MOSFET驅動電路控制電動汽車的驅動電機；兩橋臂IGBT或MOSFET組成半橋用于電機驅動運行、發電運行時調整直流端電壓，或者當做充電機使用時調整充電電壓，做充電機使用給電池充電。電動汽車控制器的CPU能夠根據當前電機轉速，實時調整最佳的母線電壓，實現驅動電機的最優效率運行，控制器的CPU能夠控制制動時PMSM發電運行，并且能夠實現電量通過降壓存貯到電池中。該功率模塊可提供穩定的電源，保證系統可靠運行，實時檢測負載變化，保持電能轉換的高效率，可以準確分壓，減低IGBT或MOSFET開通關斷損耗，在惡劣條件下安全可靠運行。
[0016]當電機驅動運行時，控制下臂IGBT或MOSFET按照PWM方式進行開通關斷，電壓從電池端的低壓升高到驅動端需要的高壓。電流按照①電池組一②功率電感一③MOSFET的二極管的方向從電池流向驅動的直流端。
[0017]當電機發電運行時，控制上臂IGBT或MOSFET按照PWM方式進行開通關斷，電壓從驅動端的高壓降低為電池端的低壓。電流按照③MOSFET —②功率電感一①電池組的方向從驅動的直流端流向電池。
[0018]在上述兩種運行過程中，控制器的CPU根據電機運行所需要的電壓，實時調整，從而保證電機始終運行在效率最優狀態，最大限度的延長電動汽車的續駛里程。
[0019]當作為充電機使用時，控制上臂IGBT或MOSFET按照PWM方式進行開通關斷，電壓從驅動端的高壓降低為電池端的低壓。電流按照③MOSFET —②功率電感一①電池組方向從驅動的直流端流向電池。控制器的CPU根據電池的電量狀態調整充電時的電壓和電流，達到即快速充電又能保護電池的效果。[0020]圖1中:電池BTl的負極接地，正極接功率電感LI的一端，絕緣柵雙極型晶體管Ql的漏極接高壓300V，Ql的源極和Q2的漏極連接在一起并且和功率電感LI的另一端相連，Q2的源極接地；Q3的源極和Q4的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q3的源極漏極接Ql的漏極；Q5的源極和Q6的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q5的源極漏極接Ql的漏極；Q7的源極和Q8的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q7的源極漏極接Ql的漏極。
[0021]圖2中:當電機驅動運行時，控制下臂IGBT Q2按照PWM方式進行開通關斷，從電池BTl低壓升高到驅動端需要的高壓。電流按照①一②一③的方向從電池流向驅動的直流端。
[0022]圖3中:當電機發電運行時，控制上臂IGBT Ql按照PWM方式進行開通關斷，電壓從驅動端的高壓降低為電池端的低壓。電流按照③一②一①的方向從驅動的直流端流向電池。
[0023]在上述兩種運行過程中，控制器的CPU根據電機運行所需要的電壓，實時調整，從而保證電機始終運行在效率最優狀態，最大限度的延長電動汽車的續駛里程。
[0024]當作為充電機使用時，控制上臂IGBT Ql按照PWM方式進行開通關斷，電壓從驅動端的高壓降低為電池端的低壓。電流按照③一②一①方向從驅動的直流端流向電池。控制器的CPU根據電池的電量狀態調整充電時的電壓和電流，達到即快速充電又能保護電池的效果。
【權利要求】
1.電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于包括三相六橋臂IGBT驅動電路和兩橋臂IGBT高電壓轉換電路，所述的三相六橋臂IGBT驅動電路由六個IGBT組成三相全橋電路，所述的兩橋臂IGBT高電壓轉換電路由兩個并聯的IGBT組成；電池BTl的負極接地，正極接功率電感LI的一端，絕緣柵雙極型晶體管Ql的漏極接高壓300V，Q1的源極和Q2的漏極連接在一起并且和功率電感LI的另一端相連，Q2的源極接地；Q3的源極和Q4的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q3的源極漏極接Ql的漏極；Q5的源極和Q6的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q5的源極漏極接Ql的漏極；Q7的源極和Q8的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q7的源極漏極接Ql的漏極。
2.如權利要求1所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述三相六橋臂IGBT組成三相全橋電路驅動電機。
3.如權利要求1所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述兩橋臂IGBT高電壓轉換電路用于電機驅動運行、發電運行時調整直流端電壓，或者當做充電機使用時調整充電電壓。
4.如權利要求1所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于包括三相六橋臂MOSFET驅動電路和兩橋臂MOSFET高電壓轉換電路，所述的三相六橋臂MOSFET驅動電路由六個MOSFET組成三相全橋電路，所述的兩橋臂MOSFET高電壓轉換電路由兩個并聯的MOSFET組成。
5.如權利要求4所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述三相六橋臂MOSFET組成三相全橋電路驅動電機。
6.如權利要求4所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述兩橋臂MOSFET高電壓轉換電路用于電機驅動運行、發電運行時調整直流端電壓，或者當做充電機使用時調整充電電壓。
【文檔編號】H02M7/797GK203775073SQ201420121025
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年3月18日 優先權日:2014年3月18日
【發明者】周華豐, 張文華, 馬關金 申請人:杭州明果教育咨詢有限公司