一种在线充电式电动车的电机驱动系统主电路的制作方法
【专利说明】一种在线充电式电动车的电机驱动系统主电路
[0001]本申请为针对申请日为2015年I月14日、申请号为201520023545.4、名称为“一种用于在线充电式电动车的电机驱动系统的控制装置”的原申请提出的分案申请。本申请要求取得与原申请相同的申请日。
技术领域
[0002]本实用新型涉及一种在线充电式电动车的电机驱动系统主电路。
【背景技术】
[0003]12米的在线充电式电动车长期与线网搭接，为了确保系统与乘员安全，控制系统被要求米用风冷方式。现有的在线充电式电动车的电机驱动系统主电路包含一个作为电机控制器的桥式变流单元以及一个用于制动能量回收的充电斩波单元。桥式变流单元和充电斩波单元中的半导体器件均安装在一个风冷散热器的底板上。现有的器件布局为桥式变流单元中的半导体器件集中布置在一起，充电斩波单元中的半导体器件集中布置在一起。当桥式变流单元和充电斩波单元同时工作时，系统热损耗急剧增大。尤其是桥式变流单元中的半导体器件长时间发热，其所在的底板位置的温度最高，为了使该处的温度达到合理水平，通常采用增大风冷散热器的结构来增强散热效果。这样就导致该在线充电式电动车的电机控制装置体积庞大。
[0004]尤其是18米在线充电式电动车的电机驱动系统的功率更大，半导体器件的发热量比上述电机驱动系统中的发热量增加50%以上。同时，BRT (即Bus Rapid Transit快速交通系统)线路工况趋向于长时高速运行，这对控制装置的散热提出了更高的需求，将造成电机控制装置的体积进一步增加，使整车布置更加困难。
[0005]公开号为CN203427630U的中国专利提出了一种在线充电式电动车制动能量的回收系统。在该能量回收系统中，电池、功率开关和制动电阻串联在电机控制器的正极母线与负极母线之间。在制动时，功率开关打开，电机控制器向电池充电。制动电阻用于分压，以防止电池的充电电压过高。
[0006]但是，电流流经制动电阻时会使得制动电阻发热，制动电阻会大量消耗电机控制器输出的电能。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题为降低电池组两端的电压的同时降低由于电器元件发热所导致的电能的损耗。
[0008]针对上述问题，本实用新型提出了一种在线充电式电动车的电机驱动系统主电路，其特征在于，包括:
[0009]桥式变流单元，桥式变流单元包括直流端；
[0010]充电斩波单元，所述充电斩波单元包括从直流端的正极到直流端的负极依次串联的开关器件、第二单向导通元件、电感元件、电池组，以及分别电连接于所述第二单向导通元件和所述电池组的负极的第一单向导通元件；
[0011]其中，所述电池组的正极连接于所述电感元件，所述第一单向导通元件和第二单向导通元件均仅能通过流向电池组的正极的电流。
[0012]在一个具体的实施例中，在线充电式电动车的电机驱动系统主电路还包括分别电连接于电池组的正极和直流端的正极的第三单向导通元件，第三单向导通元件仅能通过流向直流端的正极的电流。
[0013]在一个具体的实施例中，开关器件为IGBT元件。
[0014]在一个具体的实施例中，第一单向导通元件和/或第二单向导通元件为二极管。
[0015]在一个具体的实施例中，第一单向导通元件和/或第二单向导通元件为关断的IGBT元件。
[0016]在一个具体的实施例中，第三单向导通元件为二极管或关断的IGBT元件。
[0017]在一个具体的实施例中，桥式变流单元还包括用于连接电机的交流端。
[0018]在一个具体的实施例中，桥式变流单元为三相桥式变流器。
[0019]在一个具体的实施例中，在线充电式电动车的电机驱动系统主电路还包括能耗斩波单元，能耗斩波单元包括串联在直流端的正极和直流端的负极之间的开关元件和耗能电阻。
[0020]在一个具体的实施例中，在线充电式电动车的电机驱动系统主电路还包括分别连接于直流端的正极和直流端的负极的支撑电容。
[0021]电机驱动系统的辅助电路控制可以控制开关器件快速且反复地导通和关断。在开关器件反复开关的过程中，电感元件降低电池组两端的电压，使电池组的两端电压不超过额定值，从而提高电池组的寿命，增加该主电路的安全性。同时，电感元件的反复充、放电并不消耗电机制动时所产生的电能，这样能充分节约电能，降低电动车的运营成本。
【附图说明】
[0022]图1显示了一种在线充电式电动车的电机驱动系统主电路的电路示意图；
[0023]图2显示了第一个实施方式中的一种用于在线充电式电动车的电机驱动系统的控制装置的示意图；
[0024]图3显示了第二个实施方式中的一种用于在线充电式电动车的电机驱动系统的控制装置的示意图；
[0025]图4显示了图3中的散热器的示意图；
[0026]图5显示了图4中的散热器在A-A向的全剖视示意图；
[0027]图6显示了图4中的散热器在B-B向的全剖视示意图。
【具体实施方式】
[0028]图1显示了一种在线充电式电动车的电机驱动系统主电路100。
[0029]如图1所示，该电机驱动系统主电路100包括并联的桥式变流单元10、充电斩波单元30。电机驱动系统的辅助电路控制桥式变流单元10、充电斩波单元30，使其实现相应的功能。
[0030]桥式变流单元10的交流端连接于电机70，桥式变流单元10的直流端连接于线网200。在电动车行走时，桥式变流单元10将线网200输入的直流电逆变为交流电并将该交流电输入到电机70中以驱动电机70旋转。在电动车刹车时，电机70进行辅助制动，车轮通过传动机构带动电机70旋转，由此电机70中产生交流电并输入到桥式变流单元10中，桥式变流单元10再将这些交流电整流成直流电从桥式变流单元10的直流端输出。
[0031]在本实施例中，桥式变流单元10为三相IGBT变流器(文中的IGBT为绝缘栅双极型晶体管的英文缩写)。该桥式变流单元10包括6个第一 IGBT元件11-16。每两个第一 IGBT元件连接成一个桥臂。例如，第一 IGBT元件11的发射极连接于第一 IGBT元件12的集电极，这样就构成一个桥臂，并且第一 IGBT元件11的集电极为该桥臂的高压端，第一IGBT元件12的发射极为该桥臂的低压端。同理，第一 IGBT元件13与第一 IGBT元件14、第一 IGBT元件15与第一 IGBT元件16分别构成另外两个桥臂。三个桥臂的高压端均相连，即第一 IGBT元件11、第一 IGBT元件13、第一 IGBT元件15的集电极相连，这样就构成桥式变流单元10的直流端的正极；三个桥臂的低压端均相连，即第一 IGBT元件12、第一 IGBT元件14、第一 IGBT元件16的发射极相连，构成桥式变流单元10的直流端的负极。该桥式变流单元10的正极连接于线网200的正极，桥式变流单元10的负极连接于线网200的负极。另外，每个桥臂中的对称点分别连接于电机70，并作为桥式变流单元10的交流端的三个端子U、V、W。例如，第一 IGBT元件12、第一 IGBT元件14、第一 IGBT元件16的集电极分别为桥式变流单元10的交流端的三个端子U、V、W，这三个端子U、V、W分别连接