一种集成充电功能的H桥汽车电机控制器制造技术

技术编号:20049352 阅读:32 留言:0更新日期:2019-01-09 05:38
本发明专利技术提供了一种集成充电功能的H桥汽车电机控制器,包括电机控制器、电机相绕组、充电接口和通讯电路,电机控制器外部分别连接动力电池、电机相绕组、充电电源和通信电路;所述电机控制器包括动力电池,电池两端的直流母线分别连接的正、负极开关及连接在电池正极的DCDC变压模块,电池两端的直流母线分别与H桥驱动器的两端连接,H桥驱动器与充电接口连接。本发明专利技术集成充电功能的H桥汽车电机控制器:在充电时不需要断开电机相绕组,结构稳定;可以利用单相交流电源、三相交流电源或直流电源给汽车动力电池进行充电;在任何有电源的地方都能充电,减少对充电桩的建设投入,降低对电网的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种集成充电功能的H桥汽车电机控制器
本专利技术涉及一种集成充电功能的H桥汽车电机控制器。
技术介绍
电动汽车有效降低了城市中的尾气排放、乘坐舒适性大大提高,在世界各地得到大力推广应用。电动汽车以电机作为驱动部件、以电池为储能部件,将电能转化为汽车行驶的机械动能,电机控制器是能量转化的中介。现有的电动汽车的电机控制器通常采用三相桥式逆变电路,每个开关管反向并联一个续流二极管,电池提供直流电压源,中央控制器根据电机的转子位置和电流状态控制各相开关管的通断,使电机响应整车控制器发出来的行车指令。电机三相绕组有公共点,当任一相绕组出现故障、或者与绕组相连的逆变器桥臂出现故障,会对其它相绕组和逆变器桥臂产生影响。现有的电动汽车充电都采用外置充电器(充电桩),分为交流充电桩和直流充电桩:交流充电桩提供稳定的三相交流电源,再由车载充电器转化为直流电源给电池充电,但车载充电器功率比较小;直流充电桩将外部交流电源整流成直流电源后,再给电池充电,汽车不需要充电器。因为充电桩对电源功率和电压等级要求非常高,通常建设在政府或企业单位指定的地方。固定位置的充电桩存在不足:一方面,电动汽车本身充电时间长,最短充电时间也需要半小时,如果高峰期间排队则等待时间更长。另一方面,大量的电动汽车同时充电会给充电桩附近的电网带来不良影响。有些乘用车配备便携式充电器,但需要单独购买。综上所述,现有电动汽车存在充电时间长、充电地点不方便、成本高的缺点;同时电机的容错性能较低、要求动力电池电压较高。专利技术CN201310741241.7和CN201610836899提出了两种集成充电功能的电机控制器,但每次充电时需要将电机相绕组从三相逆变器上断开,频繁通断会出现绕组接触不良,影响汽车正常运行。
技术实现思路
为解决上述技术问题,本专利技术提供了一种集成充电功能的H桥汽车电机控制器。本专利技术通过以下技术方案得以实现。本专利技术提供的一种集成充电功能的H桥汽车电机控制器;包括电机控制器、电机相绕组、充电接口、通讯电路,电机控制器外部分别连接动力电池、电机相绕组、充电电源、通信电路,所述电机控制器包括动力电池,电池两端的直流母线分别连接的正、负极开关及连接在电池正极的DCDC变压模块,电池两端的直流母线分别与H桥驱动器的两端连接,H桥驱动器与充电接口连接。所述H桥驱动器为多相绕组,分别对应电机绕组数量。所述H桥驱动器由四个开关管两两串联后再并联组成,每个开关管反并联一个续流二极管。所述电机的每相绕组的两个接线端都引出来,各相绕组之间没有公共点。所述电机的每相绕组两端分别接入到单独的H桥驱动器。所述正负极开关和H桥驱动器之间还连接有预充电阻。所述电机绕组为三相,对应三个H桥驱动器。三相绕组通电方式为:单向-单相导通三状态;单向-单相、二相轮流导通六状态;单向-二相轮流导通三状态;双向-单相导通三相六状态;双向-单相、二相轮流导通十二状态;双向-二相导通三相六状态;双向-二相、三相轮流导通十二状态;双向-三相导通六状态。所述电池两端的直流母线之间还连接有母线电容。本专利技术的有益效果在于:集成充电功能的H桥汽车电机控制器:在充电时不需要断开电机相绕组,结构稳定;可以利用单相交流电源、三相交流电源或直流电源给汽车动力电池进行充电;在任何有电源的地方都能充电,减少对充电桩的建设投入,降低对电网的影响。集成充电功能的H桥汽车电机控制器,采用H桥驱动器控制电机有很多性能优点:电机相绕组相互独立,连接各自的H桥驱动器,某相绕组故障不会对其它相绕组造成影响,整个电机控制器的容错性能提高;对每相绕组单独控制,绕组导通模式多样,可以根据不同情况调整绕组导通;电机控制器所要求母线的电压可以降低,开关管要耐压减低,虽然H桥驱动器用的器件增多,但整体成本没有增加;H桥驱动器连接电机相绕组,方便检测相绕组的电压、电流波形,实现电机无位置传感器控制;H桥汽车电机控制器可以实现电机起动转矩大、调速范围广。附图说明图1:本专利技术集成充电功能的H桥汽车电机控制器的结构图图2:本专利技术集成充电功能的H桥汽车电机控制器工作在驱动三相电机时的结构图;图3:本专利技术集成充电功能的H桥汽车电机控制器工作在驱动三相电机时的绕组导通相序图;图4:本专利技术集成充电功能的H桥汽车电机控制器工作在驱动三相电机时的电枢磁动势矢量图;图5:本专利技术集成充电功能的H桥汽车电机控制器工作在充电时的程序流程图;图6:本专利技术集成充电功能的H桥汽车电机控制器在采用三相交流电源充电时的结构图;图7:本专利技术集成充电功能的H桥汽车电机控制器在采用单相交流电源充电时的结构图。具体实施方式下面进一步描述本专利技术的技术方案,但要求保护的范围并不局限于所述。一种集成充电功能的H桥汽车电机控制器;包括电机控制器、电机相绕组、充电接口、通讯电路,电机控制器外部分别连接动力电池、电机相绕组、充电电源、通信电路,所述电机控制器包括动力电池,电池两端的直流母线分别连接的正、负极开关及连接在电池正极的DCDC变压模块,电池两端的直流母线分别与H桥驱动器的两端连接,H桥驱动器与充电接口连接。所述H桥驱动器为多相绕组,分别对应电机绕组数量。所述H桥驱动器由四个开关管两两串联后再并联组成,每个开关管反并联一个续流二极管。所述电机的每相绕组的两个接线端都引出来,各相绕组之间没有公共点。电机相绕组采用独立结构,每相绕组的两个接线端都引出来;电机的各相绕组之间没有公共点,即绕组接法不采用传统的星形连接或三角形连接方式。电机可以是异步电机、开关磁阻电机、同步电机,无刷直流电机。所述电机的每相绕组两端分别接入到单独的H桥驱动器。电机的每相绕组两端接入到单独的H桥驱动器,H桥驱动器的个数与电机绕组相数相等,所有绕组的采用相同的方向接入H桥驱动器。H桥上下开关管之间存在死区时间,防止直流电源正负短路。所述正负极开关和H桥驱动器之间还连接有预充电阻。直流电源母线的正极开关和负极开关,是将H桥驱动器连接到动力电池的开关,为了减少动力电池对H桥驱动器的电流冲击,此结构包含预充电路(预充电阻)。所述电机绕组为三相,对应三个H桥驱动器。三相绕组通电方式为:单向-单相导通三状态;单向-单相、二相轮流导通六状态;单向-二相轮流导通三状态;双向-单相导通三相六状态;双向-单相、二相轮流导通十二状态;双向-二相导通三相六状态;双向-二相、三相轮流导通十二状态;双向-三相导通六状态。所述电池两端的直流母线之间还连接有母线电容。中央控制器操作正极开关和负极正极开关完成整个系统的上电、下电过程,检测电机转子位置状态并控制各个H桥驱动器正向/反向实现电机驱动,操作DCDC开关和充电接口电路的运行来完成充电功能。并实时监测各个H桥驱动器、DCDC变压模块和充电接口电路的电压和电流状态,保护整个电机控制器正常运行,并跟外部器件进行通信。充电接口电路的输入接外部电源,可以接入单相交流电源或三相交流电源。充电接口电路的输出端接到各个H桥驱动器的单侧的绕组接线端上。当电机运行时,整个充电接口电路处于断开状态;只有在电机停止状态下充电接口电路才能接通。充电时,每个H桥驱动器只有单边桥臂工作,另一个桥臂不工作,电机相绕组只有一端接入电源,不会形成电流回路。两个单臂电路组成一个单相全桥可控整流桥电路,三个单臂电路组成一个三相全本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种集成充电功能的H桥汽车电机控制器,其特征在于:包括电机控制器、电机相绕组、充电接口、通讯电路,电机控制器外部分别连接动力电池、电机相绕组、充电电源、通信电路,所述电机控制器包括动力电池,电池两端的直流母线分别连接的正、负极开关及连接在电池正极的DCDC变压模块,电池两端的直流母线分别与H桥驱动器的两端连接,H桥驱动器与充电接口连接。

【技术特征摘要】
1.一种集成充电功能的H桥汽车电机控制器,其特征在于:包括电机控制器、电机相绕组、充电接口、通讯电路,电机控制器外部分别连接动力电池、电机相绕组、充电电源、通信电路,所述电机控制器包括动力电池,电池两端的直流母线分别连接的正、负极开关及连接在电池正极的DCDC变压模块,电池两端的直流母线分别与H桥驱动器的两端连接,H桥驱动器与充电接口连接。2.如权利要求1所述的集成充电功能的H桥汽车电机控制器,其特征在于:所述H桥驱动器为多相绕组,分别对应电机绕组数量。3.如权利要求1所述的集成充电功能的H桥汽车电机控制器,其特征在于:所述H桥驱动器由四个开关管两两串联后再并联组成,每个开关管反并联一个续流二极管。4.如权利要求1所述的集成充电功能的H桥汽车电机控制器,其特征在于:所述电机的每相绕组的两个接线端都引出来,各相绕组之间没有公共点。5.如权利要求1所述的集成充...

【专利技术属性】
技术研发人员:黄其罗玲
申请(专利权)人:贵州航天林泉电机有限公司
类型:发明
国别省市:贵州,52

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