专利名称：一种新能源客车电驱动系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新能源客车电驱动系统。
背景技术：
由于传统燃油汽车带来的石油危机及排放污染问题日益严重，国家和企业寄希望于通过新能源汽车技术有效解决以上问题。作为新能源汽车核心部件之一的电驱动系统，其技术的先进性、可靠性，直接决定了新能源汽车的整车性能。现阶段，新能源汽车电驱动系统基本由直流电源(如车载锂离子电池、镍氢电池等)、逆变器、电机组成，直流电源用于提供车辆行驶所需的电能或储存电能；逆变器用于直流/交流转换，控制电机的运行状态；电机用于驱动车辆行驶、电制动等。在新能源汽车电驱动系统中，多采用固定直流母线电压的驱动方式，即直流电源输出电压保持不变。由于系统中直流电源自身特性，母线电压在系统实际工作中会在一定范围内波动。直流母线固定不变的驱动方式，导致逆变器直流母线利用率低、驱动电机的电流纹波大、电机铁耗大、逆变器开关损耗大等问题，直接影响电驱动系统效率和性能。
实用新型内容实用新型目的本实用新型提供一种新能源客车电驱动系统，可依据驱动电机运行中线电压的有效值，实时调整直流母线的电压值，用以解决普通电驱动系统中直流母线电压固定不变导致系统效率和性能不佳的问题。技术方案一种新能源客车电驱动系统，主要由超级电容Cl、第一功率模块V1、第二功率模块V2、第三功率模块V3、第四功率模块V4、储能电感L1、薄膜电容C2、驱动电机控制电路INV1-C、第一逆变器INVl、驱动电机Ml、发电机控制电路INV2-C、第二逆变器INV2、发电机M2和电压调节控制电路VCl组成；所述第一功率模块V1、第二功率模块V2、第三功率模块V3、第四功率模块V4和储能电感LI组成电压调节电路；所述电压调节控制电路VCl和发电机控制电路INV2-C同时采集超级电容Cl的第一电压Udci和第一电流IDa，电压调节控制电路VCl和驱动电机控制电路INVl-C同时采集薄膜电容C2的第二电压Udc2和第二电流IDe2，电压调节控制电路VCl和驱动电机控制电路INVl-C同时接收驱动电机控制信号。所述的超级电容Cl用于储存系统所需的直流电能，可由多块低耐压、大容量的超级电容进行并、串联组成。所述的驱动电机控制电路INVl-C依据驱动电机Ml运行时线电压的有效值，向电压调节控制电路VCl提供驱动电机Ml运行所需的直流母线电压UNEED。所述的第二逆变器INV2依据发电机控制信号和超级电容Cl的第一电压Udci值，控制发电机M2发电。所述的电压调节控制电路VCl与驱动电机控制电路INVl-C存在互锁信号，当电压调节控制电路VCl或驱动电机控制电路INVl-C出现故障时，均停止工作。所述的电压调节电路中第一功率模块V1、第二功率模块V2、第三功率模块V3、第四功率模块V4，依据电压调节控制电路的驱动信号工作。所述的电压调节电路中对系统的直流母线电压和电流具备超限保护功能。有益效果:与现有技术相比，本实用新型所提供的新能源客车电驱动系统，由电压调节电路依据驱动电机运行中线电压的有效值，实时调整驱动电机逆变器的直流母线电压值，使逆变器的直流母线利用率始终保持较高水平，有效解决由于逆变器直流母线电压不变导致电机纹波电流大、电机铁耗大、逆变器开关损耗大等问题，提高了新能源客车电驱动系统的运行效率；可变直流母线电压的工作方式，有效降低驱动电机输出转矩的波动，提高电机的机械使用寿命，降低了新能源整车的振动噪声。
图1为本实用新型实施例的系统原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。如图1所示:新能源客车电驱动系统包括超级电容Cl、功率模块V1-V4、储能电感L1、薄膜电容C2、驱动电机控制电路INV1-C、第一逆变器INVl、驱动电机Ml、发电机控制电路INV2-C、第二逆变器INV2、发电机M2和电压调节控制电路VCl ;功率模块V1-V4和储能电感LI组成电压调节电路；电压调节控制电路VCl和发电机控制电路INV2-C同时采集超级电容Cl的电压Udci和电流Idci ；电压调节控制电路VCl和驱动电机控制电路INVl-C同时采集薄膜电容C2的电压Udc2和电流Idc2 ；电压调节控制电路VCl和驱动电机控制电路INVl-C同时接收驱动电机控制信号。驱动电机控制电路INVl-C根据整车控制器发出的驱动电机控制信号控制驱动电机Ml以给定转矩值运行；驱动电机控制电路INVl-C通过采集驱动电机Ml的电流计算发电机M2的线电压有效值Um2,并利用UM2=UNEED/1.414计算驱动电机Ml运行所需的直流母线电
压 Uneed ο电压调节控制电路VCl获得直流母线电压需求值Uneed，并结合超级电容Cl的电压Udci的大小及系统相关参数，计算电压调节电路中功率模块￥1、￥2、￥3、￥4的斩波占空比σ，并驱动功率模块工作。当超级电容Cl的电压Uio值低于UDa_MIN值时，整车控制器发出发电机控制信号，发电机控制电路INV2-C根据控制信号控制发电机M2以给定转矩发电，即向超级电容Cl充电；当超级电容Cl的电压Uio值高于UDa_mx值时，发电机M2停止工作。当超级电容Cl的电压Uio大于UDa_mx2值时，电压调节控制电路VCl向驱动电机控制电路INVl-C发出超级电容过压信号，驱动电机控制电路INVl-C控制驱动电机Ml停止能量回馈；当超级电容Cl的电压Udci大于UDa_MX3值时，电压调节控制电路VCl输出过压信号，系统停止工作。当超级电容Cl的电流Idci大于IDa_MX值时，电压调节控制电路VCl输出超级电容过流信号，系统停止工作；当薄膜电容C2的电流Idc2大于IDC2_MX值时，电压调节控制电路VCl输出薄膜电容过流信号，系统停止工作。以上所述仅是本实用 新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种新能源客车电驱动系统，其特征在于:包括超级电容(Cl)、第一功率模块(VI)、第二功率模块(V2)、第三功率模块(V3)、第四功率模块(V4)、储能电感(LI)、薄膜电容(C2)、驱动电机控制电路(INV1-C)、第一逆变器(INV1)、驱动电机(Ml)、发电机控制电路(INV2-C)、第二逆变器(INV2)、发电机(M2)和电压调节控制电路(VCl);所述第一功率模块(VI)、第二功率模块(V2)、第三功率模块(V3)、第四功率模块(V4)和储能电感(LI)组成电压调节电路；所述电压调节控制电路(VCl)和发电机控制电路(INV2-C)同时采集超级电容(Cl)的第一电压(Uio)和第一电流(IDa)，电压调节控制电路(VCl)和驱动电机控制电路(INVl-C)同时采集薄膜电容(C2)的第二电压(Udc2)和第二电流(IDC2)，电压调节控制电路(VCl)和驱动电机控制电路(INVl-C)同时接收驱动电机控制信号。
2.根据权利要求1所述的新能源客车电驱动系统，其特征在于:所述的超级电容(Cl)用于储存系统所需的直流电能，由多块电容经过并、串联组成。
3.根据权利要求1所述的新能源客车电驱动系统，其特征在于:所述的电压调节控制电路(VCl)依据驱动电机(Ml)运行所需的直流母线电压(UNEED)、超级电容(Cl)的电压第一(Udci )和薄膜电容(C2 )的第二电压(Udc2 )这三个参数，控制电压调节电路工作。
4.根据权利要求1所述的新能源客车电驱动系统，其特征在于:所述的驱动电机控制电路(INV1-C)依据驱动电机(Ml)运行时线电压的有效值，向电压调节控制电路(VCl)提供驱动电机(Ml)运行所需的直流母线电压(UNEED)。
5.根据权利要求1所述的新能源客车电驱动系统，其特征在于:所述的第二逆变器(INV2)依据发电机控制信号和超级电容(Cl)的第一电压(Udq)值,控制发电机(M2)发电。
6.根据权利要求1所述新能源客车电驱动系统，其特征在于:所述的电压调节控制电路(VCl)与驱动电机控制电路(INVl-C)存在互锁信号，当电压调节控制电路(VCl)或驱动电机控制电路(IN V1-C)出现故障时，均停止工作。
专利摘要本实用新型公开一种新能源客车电驱动系统，包括超级电容(C1)、功率模块(V1-V4)、储能电感(L1)、薄膜电容(C2)、驱动电机控制电路(INV1-C)、逆变器(INV1)、驱动电机(M1)、发电机控制电路(INV2-C)、逆变器(INV2)、发电机(M2)、电压调节控制电路(VC1)等。本实用新型可依据驱动电机运行过程中电机线电压的有效值，实时调整逆变器直流母线的电压值，从而减小电机的纹波电流、降低电机输出转矩的波动、电机的铁耗和逆变器开关损耗等，有效提升电驱动系统的性能。
文档编号B60L15/00GK202911578SQ20122047566
公开日2013年5月1日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者洪筱, 丁晓群 申请人:河海大学