六相电机兼容交直流充电桩的车载集成充电系统及方法技术方案

六相电机兼容交直流充电桩的车载集成充电系统及方法，涉及六相电机绕组复用的交直流充电领域。本发明专利技术解决了传统集成充电系统网侧等效滤波电感感值较小的问题。本发明专利技术切换开关K1设置在第一三相半桥逆变器中a相半桥和b相半桥的上桥臂之间；切换开关K2设置在第二三相半桥逆变器中a相半桥和b相半桥的上桥臂之间；在充电模式下，通过对切换开关K1和K2的切换状态、以及六相逆变器的功率开关管的开关状态进行控制，改变六相逆变器与六相电机的六相绕组间的接线方式，提升充电模式下网侧等效滤波电感的感值。本发明专利技术主要用于对六相电机绕组进行复用，主要用于驱动和充电复用。主要用于驱动和充电复用。主要用于驱动和充电复用。

【技术实现步骤摘要】
六相电机兼容交直流充电桩的车载集成充电系统及方法


[0001]本专利技术涉及六相电机绕组复用的交直流充电领域。

技术介绍

[0002]对于将六相永磁同步电机及其配套的驱动逆变器复用为充电模式下对应的网侧滤波电感和功率变换器的一类兼容单相和直流输入电源的集成充电系统，现有的技术是在充电模式下，在六个绕组内部注入零序电流，能够保证电机在充电时不会发生旋转，具体参见图3和图4。这种注入零序电流的转矩消除方法，在充电模式下充当网侧滤波作用的绕组电感是电机的绕组漏感，而且对于三并联的逆变器系统，在单相及直流输入电源的情况下网侧等效的滤波电感数值约为一个绕组漏感数值的三分之二。过低的等效网侧电感将降低注入电网的电能质量，表现为网侧电流的谐波增加，同时过大的电流谐波会加重电机和逆变器等开关器件的损耗。以上问题需要解决。

技术实现思路

[0003]本专利技术目的是为了解决传统集成充电系统网侧等效滤波电感感值较小的问题，本专利技术提供了一种六相电机兼容交直流充电桩的车载集成充电系统及方法。
[0004]六相电机兼容交直流充电桩的车载集成充电系统，包括从左至右依次并联连接的电池、双向DC
‑
DC变换器、电容C
dc
、六相逆变器和六相电机；
[0005]所述六相逆变器包括由功率开关管构成的两个并联连接的三相半桥逆变器，且分别定义为第一三相半桥逆变器和第二三相半桥逆变器；
[0006]充电系统还包括切换开关K1和K2；
[0007]切换开关K1设置在第一三相半桥逆变器中a相半桥和b相半桥的上桥臂之间；切换开关K2设置在第二三相半桥逆变器中a相半桥和b相半桥的上桥臂之间；
[0008]切换开关K1的一端与第一三相半桥逆变器中a相半桥的上桥臂间的交点、以及切换开关K2的一端与第二三相半桥逆变器中a相半桥的上桥臂间的交点，分别作为充电系统的两个充电端与充电桩的两个供电端连接；充电桩为单相交流电源或直流电源；
[0009]在充电模式下，通过对切换开关K1和K2的切换状态、以及六相逆变器的功率开关管的开关状态进行控制，改变六相逆变器与六相电机的六相绕组间的接线方式，提升充电模式下网侧等效滤波电感的感值，其中，六相电机的六相绕组的漏感等效成网侧等效滤波电感。
[0010]优选的是，当充电系统处于充电模式时，且充电系统两个充电端所接入的充电桩为单相交流电源时，将六相逆变器复用为单相PFC的整流桥，将六相逆变器和六相电机的六相绕组的漏感和电阻构成的整体复用为AC
‑
DC变换器；
[0011]当充电系统处于充电模式时，且充电系统两个充电端所接入的充电桩为直流电源时，将六相逆变器和六相电机的六相绕组的漏感和电阻构成的整体复用为升压式DC
‑
DC变换器。
[0012]优选的是，第一和第二三相半桥逆变器均包括并联连接的a相半桥、b相半桥和c相半桥；
[0013]第一三相半桥逆变器的a相半桥包括功率开关管S
a1
和S
′
a1
，功率开关管S
a1
的源极与功率开关管S
′
a1
的漏极连接的交点作为第一三相半桥逆变器的a相半桥的桥臂中点a1；
[0014]第一三相半桥逆变器的b相半桥包括功率开关管S
b1
和S
′
b1
，功率开关管S
a1
的源极与功率开关管S
′
b1
的漏极连接的交点作为第一三相半桥逆变器的b相半桥的桥臂中点b1；
[0015]第一三相半桥逆变器的c相半桥包括功率开关管S
c1
和S
′
c1
，功率开关管S
c1
的源极与功率开关管S
′
c1
的漏极连接的交点作为c相半桥的桥臂中点c1；
[0016]功率开关管S
a1
的漏极与切换开关K1的一端连接，二者的交点作为充电系统的一个充电端；切换开关K1的另一端与功率开关管S
b1
的漏极和功率开关管S
c1
的漏极同时连接；
[0017]功率开关管S
′
a1
的源极、功率开关管S
′
b1
的源极和功率开关管S
′
c1
的源极同时连接；
[0018]第二三相半桥逆变器的a相半桥包括功率开关管S
a2
和S
′
a2
，功率开关管S
a2
的源极与功率开关管S
′
a2
的漏极连接的交点作为第二三相半桥逆变器的a相半桥的桥臂中点a2；
[0019]第二三相半桥逆变器的b相半桥包括功率开关管S
b2
和S
′
b2
，功率开关管S
b2
的源极与功率开关管S
′
b2
的漏极连接的交点作为第二三相半桥逆变器的b相半桥的桥臂中点b2；
[0020]第二三相半桥逆变器的c相半桥包括功率开关管S
c2
和S
′
c2
，功率开关管S
c2
的源极与功率开关管S
′
c2
的漏极连接的交点作为第二三相半桥逆变器的c相半桥的桥臂中点c2；
[0021]功率开关管S
a2
的漏极与切换开关K2的一端连接，二者的交点作为充电系统的另一个充电端；切换开关K2的另一端与功率开关管S
b2
的漏极和功率开关管S
c2
的漏极同时连接；
[0022]功率开关管S
′
a2
的源极、功率开关管S
′
b2
的源极和功率开关管S
′
c2
的源极同时连接；
[0023]功率开关管S
c1
的漏极与功率开关管S
c2
的漏极连接，功率开关管S
′
c1
的源极与功率开关管S
′
c2
的源极连接。
[0024]优选的是，六相电机为六相永磁同步电机，六相电机的六相绕组的漏感分别为L
eqa1
、L
eqb1
、L
eqc1
、L
eqa2
、L
eqb2
和L
eqc2
；六相电机的六相绕组的电阻分别为R
a1
、R
b1
、R
c1
、R
a2
、R
b2
和R
c2
；
[0025]第一三相半桥逆变器的a相半桥的桥臂中点a1与漏感L
eqa1
的一端连接，漏感L
eqa1
的另一端与电阻R...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.六相电机兼容交直流充电桩的车载集成充电系统，包括从左至右依次并联连接的电池、双向DC
‑
DC变换器、电容C
dc
、六相逆变器和六相电机；所述六相逆变器包括由功率开关管构成的两个并联连接的三相半桥逆变器，且分别定义为第一三相半桥逆变器和第二三相半桥逆变器；其特征在于，充电系统还包括切换开关K1和K2；切换开关K1设置在第一三相半桥逆变器中a相半桥和b相半桥的上桥臂之间；切换开关K2设置在第二三相半桥逆变器中a相半桥和b相半桥的上桥臂之间；切换开关K1的一端与第一三相半桥逆变器中a相半桥的上桥臂间的交点、以及切换开关K2的一端与第二三相半桥逆变器中a相半桥的上桥臂间的交点，分别作为充电系统的两个充电端与充电桩的两个供电端连接；充电桩为单相交流电源或直流电源；在充电模式下，通过对切换开关K1和K2的切换状态、以及六相逆变器的功率开关管的开关状态进行控制，改变六相逆变器与六相电机的六相绕组间的接线方式，提升充电模式下网侧等效滤波电感的感值，其中，六相电机的六相绕组的漏感等效成网侧等效滤波电感。2.根据权利要求1所述的六相电机兼容交直流充电桩的车载集成充电系统，其特征在于，当充电系统处于充电模式时，且充电系统两个充电端所接入的充电桩为单相交流电源时，将六相逆变器复用为单相PFC的整流桥，将六相逆变器和六相电机的六相绕组的漏感和电阻构成的整体复用为AC
‑
DC变换器；当充电系统处于充电模式时，且充电系统两个充电端所接入的充电桩为直流电源时，将六相逆变器和六相电机的六相绕组的漏感和电阻构成的整体复用为升压式DC
‑
DC变换器。3.根据权利要求1所述的六相电机兼容交直流充电桩的车载集成充电系统，其特征在于，第一和第二三相半桥逆变器均包括并联连接的a相半桥、b相半桥和c相半桥；第一三相半桥逆变器的a相半桥包括功率开关管S
a1
和S
′
a1
，功率开关管S
a1
的源极与功率开关管S
′
a1
的漏极连接的交点作为第一三相半桥逆变器的a相半桥的桥臂中点a1；第一三相半桥逆变器的b相半桥包括功率开关管S
b1
和S
′
b1
，功率开关管S
a1
的源极与功率开关管S
′
b1
的漏极连接的交点作为第一三相半桥逆变器的b相半桥的桥臂中点b1；第一三相半桥逆变器的c相半桥包括功率开关管S
c1
和S
′
c1
，功率开关管S
c1
的源极与功率开关管S
′
c1
的漏极连接的交点作为c相半桥的桥臂中点c1；功率开关管S
a1
的漏极与切换开关K1的一端连接，二者的交点作为充电系统的一个充电端；切换开关K1的另一端与功率开关管S
b1
的漏极和功率开关管S
c1
的漏极同时连接；功率开关管S
′
a1
的源极、功率开关管S
′
b1
的源极和功率开关管S
′
c1
的源极同时连接；第二三相半桥逆变器的a相半桥包括功率开关管S
a2
和S
′
a2
，功率开关管S
a2
的源极与功率开关管S
′
a2
的漏极连接的交点作为第二三相半桥逆变器的a相半桥的桥臂中点a2；第二三相半桥逆变器的b相半桥包括功率开关管S
b2
和S
′
b2
，功率开关管S
b2
的源极与功率开关管S
′
b2
的漏极连接的交点作为第二三相半桥逆变器的b相半桥的桥臂中点b2；第二三相半桥逆变器的c相半桥包括功率开关管S
c2
和S
′
c2
，功率开关管S
c2
的源极与功率开关管S
′
c2
的漏极连接的交点作为第二三相半桥逆变器的c相半桥的桥臂中点c2；功率开关管S
a2
的漏极与切换开关K2的一端连接，二者的交点作为充电系统的另一个充电端；切换开关K2的另一端与功率开关管S
b2
的漏极和功率开关管S
c2
的漏极同时连接；
功率开关管S
′
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张千帆，魏振，邵猛，张熹，李翰林，光涵，
申请(专利权)人：哈工大郑州研究院，
类型：发明
国别省市：