一种基于可控离合器装置的车载充电系统和充电控制方法与流程

本发明涉及车用系统领域，具体涉及一种基于可控离合器装置的车载充电系统和充电控制方法。

背景技术：

近些年我国纯电动汽车行业发展迅猛，技术日益完善，但是充电问题一直是阻碍纯电动汽车进一步大规模推广的行业痛点。地面充电桩的建设需要投入大量的人力物力，成本高、见效慢，传统车载充电机会带来整车成本的上升及整车布置困难度的增加。且在使用双绕组电机作为充电隔离变压器使用时，由于硅钢片不能在高频下工作，导致该方案充电功率受限。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于可控离合器装置的车载充电系统和充电控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于可控离合器装置的车载充电系统，包括整流桥，所述整流桥的输入端连接外部交流电源，所述整流桥的输出端连接充电和驱动转换开关电路，所述驱动转换开关电路连接高压电池包和逆变桥，所述逆变桥连接电机，所述电机连接可控离合装置，所述可控离合装置连接车辆传动系统。

优选地，所述逆变桥为双向逆变桥，并设有两个，分别为双向逆变桥和双向逆变桥ⅰ。

优选地，所述电机为双绕组永磁同步电机，所述双绕组永磁同步电机设有两套绕组，且两套绕组的绕组形式相同，并按照同样的绕组形式嵌入同一电机定子槽，所述双绕组永磁同步电机的两套绕组分别连接双向逆变桥和双向逆变桥ⅰ。

优选地，所述双向逆变桥和双向逆变桥ⅰ规格相同。

一种基于可控离合器装置的车载充电系统的充电控制方法，包括以下内容：

(1)在车辆接收到充电信号后，充电和驱动转换开关电路使双向逆变桥的正负极与整流桥直流输出端连接，使双向逆变桥ⅰ正负极与高压电池包正负极相连接，并利用可控离合器装置断开电机轴与车辆传动系统的机械连接，使电机转子可以自由旋转；外部交流电在通过整流器后转换为为直流电提供给双向逆变桥，双向逆变桥将直流电进行高压逆变转换为电机驱动时所需交流电输入到双绕组永磁同步电机中与其相连的绕组中，让电机在需要的转速下工作，该组绕组和双向逆变桥工作在第1象限，处于驱动状态；另外一组绕组连接双向逆变桥ⅰ，双向逆变桥ⅰ把与其所连接电机绕组中的交流电通过整流转换为高压直流电，并提供给高压电池包进行充电，该组绕组和双向逆变桥ⅰ工作在第四象限，处于发电状态，在充电过程中，电机输出轴处于可控自由旋转状态；

(2)在车辆进行驱动时，充电和驱动转换开关电路使双向逆变桥、双向逆变桥ⅰ的正负极都与高压电池包的正负极相连接，双向逆变桥和双向逆变桥ⅰ并联工作，为车辆驱动提供动力；可控离合器装置闭合，恢复电机的输出轴与车辆传动系统的机械连接，电机的输出轴可正常输出扭矩，完成车辆驱动工作。

本发明的技术效果和优点：本装置利用可控离合器装置在充电过程中切断电机输出轴与车辆传动系统的机械连接，从而实现在充电过程中电机转子可以在旋转，解决该方案的中频充电问题，实现大功率充电。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

图中：1-整流桥，2-充电和驱动转换开关电路，3-高压电池包，4-双向逆变桥，5-双向逆变桥ⅰ，6-电机，7-可控离合装置，8-车辆传动系统。

具体实施方式

为了使本发明的实现技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接或是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以两个元件内部的连通。

实施例

如图1所示一种基于可控离合器装置的车载充电系统，包括整流桥1，所述整流桥1的输入端连接外部交流电源，所述整流桥1的输出端连接充电和驱动转换开关电路2，所述驱动转换开关电路2连接高压电池包3、双向逆变桥4和双向逆变桥ⅰ5，所述双向逆变桥4和双向逆变桥ⅰ5规格相同，所述双向逆变桥4连接电机6，所述电机6为双绕组永磁同步电机，所述双绕组永磁同步电机设有两套绕组，且两套绕组的绕组形式相同，并按照同样的绕组形式嵌入同一电机定子槽，所述双绕组永磁同步电机的两套绕组分别连接双向逆变桥4和双向逆变桥ⅰ5，所述电机6连接可控离合装置7，所述可控离合装置7连接车辆传动系统8。

一种基于可控离合器装置的车载充电系统的充电控制方法，包括以下内容：

(1)在车辆接收到充电信号后，充电和驱动转换开关电路2使双向逆变桥4的正负极与整流桥1直流输出端连接，使双向逆变桥ⅰ5正负极与高压电池包3正负极相连接，并利用可控离合器装置7断开电机轴与车辆传动系统8的机械连接，使电机6的转子可以自由旋转；外部交流电在通过整流器1后转换为为直流电提供给双向逆变桥4，双向逆变桥4将直流电进行高压逆变转换为电机驱动时所需交流电输入到双绕组永磁同步电机中与其相连的绕组中，让电机6在需要的转速下工作，该组绕组和双向逆变桥4工作在第1象限，处于驱动状态；另外一组绕组连接双向逆变桥ⅰ5，双向逆变桥ⅰ5把与其所连接电机绕组中的交流电通过整流转换为高压直流电，并提供给高压电池包3进行充电，该组绕组和双向逆变桥ⅰ5工作在第四象限，处于发电状态，在充电过程中，电机6的输出轴处于可控自由旋转状态；

(2)在车辆进行驱动时，充电和驱动转换开关电路2使双向逆变桥4、双向逆变桥ⅰ5的正负极都与高压电池包3的正负极相连接，双向逆变桥4和双向逆变桥ⅰ5并联工作，为车辆驱动提供动力；可控离合器装置7闭合，恢复电机6的输出轴与车辆传动系统8的机械连接，电机6的输出轴可正常输出扭矩，完成车辆驱动工作。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

1.一种基于可控离合器装置的车载充电系统，包括整流桥，其特征在于：所述整流桥的输入端连接外部交流电源，所述整流桥的输出端连接充电和驱动转换开关电路，所述驱动转换开关电路连接高压电池包和逆变桥，所述逆变桥连接电机，所述电机连接可控离合装置，所述可控离合装置连接车辆传动系统。

2.根据权利要求1所述的一种基于可控离合器装置的车载充电系统，其特征在于：所述逆变桥为双向逆变桥，并设有两个，分别为双向逆变桥和双向逆变桥ⅰ。

3.根据权利要求2所述的一种基于可控离合器装置的车载充电系统，其特征在于：所述电机为双绕组永磁同步电机，所述双绕组永磁同步电机设有两套绕组，且两套绕组的绕组形式相同，并按照同样的绕组形式嵌入同一电机定子槽，所述双绕组永磁同步电机的两套绕组分别连接双向逆变桥和双向逆变桥ⅰ。

4.根据权利要求3所述的一种基于可控离合器装置的车载充电系统，其特征在于：所述双向逆变桥和双向逆变桥ⅰ规格相同。

5.一种基于可控离合器装置的车载充电系统的充电控制方法，其特征在于：包括以下内容，

(1)在车辆接收到充电信号后，充电和驱动转换开关电路使双向逆变桥的正负极与整流桥直流输出端连接，使双向逆变桥ⅰ正负极与高压电池包正负极相连接，并利用可控离合器装置断开电机轴与车辆传动系统的机械连接，使电机转子可以自由旋转；外部交流电在通过整流器后转换为为直流电提供给双向逆变桥，双向逆变桥将直流电进行高压逆变转换为电机驱动时所需交流电输入到双绕组永磁同步电机中与其相连的绕组中，让电机在需要的转速下工作，该组绕组和双向逆变桥工作在第1象限，处于驱动状态；另外一组绕组连接双向逆变桥ⅰ，双向逆变桥ⅰ把与其所连接电机绕组中的交流电通过整流转换为高压直流电，并提供给高压电池包进行充电，该组绕组和双向逆变桥ⅰ工作在第四象限，处于发电状态，在充电过程中，电机输出轴处于可控自由旋转状态；

(2)在车辆进行驱动时，充电和驱动转换开关电路使双向逆变桥、双向逆变桥ⅰ的正负极都与高压电池包的正负极相连接，双向逆变桥和双向逆变桥ⅰ并联工作，为车辆驱动提供动力；可控离合器装置闭合，恢复电机的输出轴与车辆传动系统的机械连接，电机的输出轴可正常输出扭矩，完成车辆驱动工作。

技术总结
本发明公开了一种基于可控离合器装置的车载充电系统，包括整流桥，所述整流桥的输入端连接外部交流电源，所述整流桥的输出端连接充电和驱动转换开关电路，所述驱动转换开关电路连接高压电池包和逆变桥，所述逆变桥连接电机，所述电机连接可控离合装置，所述可控离合装置连接车辆传动系统。本装置利用可控离合器装置在充电过程中切断电机输出轴与车辆传动系统的机械连接，从而实现在充电过程中电机转子可以在旋转，解决该方案的中频充电问题，实现大功率充电。

技术研发人员：崔雷;张同乐;李大玮;刘佳凯
受保护的技术使用者：弘允新能源(上海)有限公司
技术研发日：2020.10.13
技术公布日：2020.12.22