一种电驱动系统、动力总成以及电动汽车技术方案

本申请提供了一种电驱动系统、动力总成及电动汽车，涉及电力电子技术领域。该电驱动系统连接动力电池组，包括母线、三电平逆变电路、DC

【技术实现步骤摘要】
一种电驱动系统、动力总成以及电动汽车


[0001]本申请涉及电力电子
，尤其涉及一种电驱动系统、控制方法、动力总成及电动汽车。

技术介绍

[0002]随着现代社会能源短缺和环境污染问题的加剧，电动汽车作为新能源汽车受到了各界的广泛关注。由于电动汽车的电驱动系统直接影响电动汽车的安全性与效率，因此电驱动系统一直是研究热点。
[0003]三电平电驱动系统与传统的两电平电驱动系统相比，可以有效提升电驱动系统的NEDC(New European Driving Cycle，新欧洲驾驶周期)效率、降低输出电压谐波含量并优化电磁干扰性能等，因此三电平电驱动系统逐渐成为研究的对象。
[0004]参见图1，该图为现有技术的一种三电平逆变电路的示意图。
[0005]该三电平逆变电路10用于将动力电池组提供的直流电转换为交流电后提供给电机20。三电平逆变电路10母线中点电位的平衡程度直接影响到了三电平电驱动系统的性能。
[0006]现有技术可以通过增加硬件平衡电路30的方式平衡母线中点电位，但是对硬件平衡电路30的控制需要独立进行软件算法调节，针对硬件平衡电路30中的高损耗器件还需要设计预留散热结构，因此会增加三电平电驱动系统的体积和成本。

技术实现思路

[0007]为了解决现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种电驱动系统、控制方法、动力总成及电动汽车，降低了三电平电驱动系统的体积和成本。
[0008]第一方面，本申请提供了一种电驱动系统，该电驱动系统的输入端连接电动汽车的动力电池组。该电驱动系统包括母线、三电平逆变电路、DC-DC变换电路和控制器。其中母线包括正母线和负母线。三电平逆变电路包括第一母线电容和第二母线电容，第一母线电容连接在正母线和母线中点间，第二母线电容连接在负母线和母线中点间，三电平逆变电路的输出端为电驱动系统的高压交流输出端，连接电动汽车的电机。DC-DC变换电路包括第一变换电路和第二变换电路，第一变换电路的输入端与第一母线电容并联，第二变换电路的输入端与第二母线电容并联，DC-DC变换电路的输出端为电驱动系统的低压直流输出端，连接电动汽车的低压系统和/或蓄电池。控制器用于对第一变换电路和第二变换电路进行控制。
[0009]本申请提供的方案在两个母线电容上均并联了一路变换电路，即第一变换电路从第一母线电容取电，第二变换电路从第二母线电容取电，控制器通过控制两路变换电路的工作状态以实现母线中点的电位的均衡。电驱动系统的DC-DC变换电路是为电动汽车的低压系统和蓄电池供电的关键部分，本申请通过复用DC-DC电路，实现了三电平逆变电路母线中点的电位均衡，降低了三电平电驱动系统的体积和成本。
[0010]此外，对于现有技术中DC-DC电路的输入端直接并联连接动力电池组的方案，对其功率器件的耐压值要求较高，导致选型困难，成本较高。而本申请方案对每路变换电路中的功率器件的耐压值要求为现有技术方案的一半左右，降低了功率器件的开关损耗，在相同的输出功率下，本申请的DC-DC电路可以选择耐压值更低的功率器件，便于选型设计，另一方面，在动力电池组体积不变的情况下，目前为了最大程度增加电动汽车的续航里程，往往会选择高压动力电池组供电，本申请提供的电驱动系统也更加便于高压动力电池组供电方案的实现。
[0011]结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，控制器根据母线的电压采样值以及三电平逆变电路的输出电流采样值中的至少一项，对第一变换电路和第二变换电路的工作状态进行控制。
[0012]母线电压的采样值直接表征了当前正、负母线的电压，当正母线的电压采样值和负母线的电压采样值的绝对值大小不同时，表征此时母线中点的电位不均衡。
[0013]三电平逆变电路的输出电流可以表征当前正、负母线的电压情况。具体的，当母线中点的电位均衡时，输出电流的直流分量为零；当正母线的电压高于负母线的电压时，输出电流的直流分量大于零；当正母线的电压低于负母线的电压时，输出电流的直流分量小于零。
[0014]结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，第一变换电路的输出端和第二换电路的输出端并联连接，以提供稳定的低压直流输出。
[0015]结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，控制器当正母线的电压采样值大于负母线的电压采样值的绝对值时，和/或输出电流采样值的直流分量大于零时，确定正母线的电压大于负母线的电压的绝对值，控制第一变换电路的输出功率增加，控制第二变换电路的输出功率降低，并维持DC-DC变换电路的总输出功率不变。
[0016]当正母线的电压采样值小于负母线的电压采样值的绝对值时，和/或输出电流采样值的直流分量小于零时，确定正母线的电压小于负母线的电压的绝对值时，控制第一变换电路的输出功率降低，控制第二变换电路的输出功率增加，并维持DC-DC变换电路的总输出功率不变。
[0017]结合第一方面，在第四种可能的实现方式中，第一变换电路包括第一逆变电路和第一整流电路。第一逆变电路的输入端为第一变换电路的输入端，第一逆变电路的输出端连接第一整流电路的输入端，第一整流电路的输出端为第一变换电路的输出端。第二变换电路包括第二逆变电路和第二整流电路；第二逆变电路的输入端为第二变换电路的输入端，第二逆变电路的输出端连接第二整流电路的输入端，第二整流电路的输出端为第二变换电路的输出端。
[0018]结合第一方面，在第五种可能的实现方式中，第一变换电路和第二变换电路为全桥LLC谐振变换电路。
[0019]结合第一方面，在第六种可能的实现方式中，第一整流电路和第二整流电路为全桥整流电路，全桥整流电路包括可控开关管。控制器通过控制可控开关管的工作状态，以调节DC-DC变换电路的总输出功率。
[0020]结合第一方面，在第七种可能的实现方式中，第一变换电路包括第一全桥LLC谐振变换电路，第二变换电路包括第二全桥LLC谐振变换电路。第一全桥LLC谐振变换电路和第
二全桥LLC谐振变换电路的原边绕组同名端相同，线圈匝数相同，并共用一个变压器的磁芯，变压器的副边绕组连接第三整流电路。第一全桥LLC谐振变换电路和第二全桥LLC谐振变换电路的谐振频率相同。
[0021]结合第一方面，在第八种可能的实现方式中，控制器根据相同的控制信号控制第一全桥LLC谐振变换电路和第二全桥LLC谐振变换电路。
[0022]结合第一方面，在第九种可能的实现方式中，控制器还用于根据母线的电压采样值，以及三电平逆变电路的输出电流采样值中的至少一项，调节控制信号的开关频率，以调节DC-DC变换电路的总输出功率。
[0023]结合第一方面，在第十种可能的实现方式中，控制器还用于根据DC-DC变换电路的输出端的电压需求调节控制信号的开关频率。
[0024]结合第一方面，在第十一种可能的实现方式中，第三整流电路为全桥整流电路，该全桥整流电路包括可控开关管。控制器还通过控制可控开关管的工作状态，以调节DC-DC变换电路的总输出功率。
[0025]结合第一方面，在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电驱动系统，用于连接电动汽车的动力电池组，其特征在于，所述电驱动系统包括：母线、三电平逆变电路、DC-DC变换电路和控制器；其中，所述母线包括正母线和负母线；所述三电平逆变电路包括第一母线电容和第二母线电容；所述第一母线电容连接在所述正母线和母线中点间，所述第二母线电容连接在所述负母线和母线中点间；所述DC-DC变换电路包括第一变换电路和第二变换电路，所述第一变换电路的输入端与所述第一母线电容并联，所述第二变换电路的输入端与所述第二母线电容并联；所述DC-DC变换电路的输出端连接所述电动汽车的低压系统和/或蓄电池；所述控制器，用于控制所述第一变换电路和第二变换电路。2.根据权利要求1所述的电驱动系统，其特征在于，所述控制器用于根据所述母线的电压采样值以及所述三电平逆变电路的输出电流采样值中的至少一项，对所述第一变换电路和第二变换电路的工作状态进行控制。3.根据权利要求2所述的电驱动系统，其特征在于，所述第一变换电路的输出端和所述第二换电路的输出端并联连接。4.根据权利要求2或3所述的电驱动系统，其特征在于，当所述正母线的电压采样值大于所述负母线的电压采样值的绝对值时，和/或所述输出电流采样值的直流分量大于零时，确定所述正母线的电压大于所述负母线的电压的绝对值，所述控制器控制所述第一变换电路的输出功率增加并控制所述第二变换电路的输出功率降低，并维持所述DC-DC变换电路的总输出功率不变；当所述正母线的电压采样值小于所述负母线的电压采样值的绝对值时，和/或所述输出电流采样值的直流分量小于零时，确定所述正母线的电压小于所述负母线的电压的绝对值，控制所述第一变换电路的输出功率降低并控制所述第二变换电路的输出功率增加，并维持所述DC-DC变换电路的总输出功率不变。5.根据权利要求4所述的电驱动系统，其特征在于，所述第一变换电路包括第一逆变电路和第一整流电路；所述第一逆变电路的输入端为所述第一变换电路的输入端，所述第一逆变电路的输出端连接所述第一整流电路的输入端，所述第一整流电路的输出端为所述第一变换电路的输出端；所述第二变换电路包括第二逆变电路和第二整流电路；所述第二逆变电路的输入端为所述第二变换电路的输入端，所述第二逆变电路的输出端连接所述第二整流电路的输入端，所述第二整流电路的输出端为所述第二变换电路的输出端。6.根据权利要求5所述的电驱动系统，其特征在于，所述第一变换电路和所述第二变换电路为全桥LLC谐振变换电路。7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志寅，陈跃，章雪亮，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：