一种集成充电与驱动于一体的电动汽车系统及其控制方法_3

文档序号:9918533阅读:来源:国知局
,利用逆变器作为充电器,外部3相交流电通过电 机的若干相线圈绕组和逆变器转换成直流电对高压电池进行充电;牵引电机的定子组件里 面含有3N相线圈绕组,其中N是整数。 W45] 如图4、图3所示,是本发明的具体实施原理图,牵引电机采用3相线圈绕组104, 在该图中第一组开关K1分别连接在高压电池与逆变器之间,使控制更加完善,驱动/充电 切换控制器包括微处理器单元、继电器驱动电路、电流传感器检测单元,第一组开关K1分 别连接在高压电池与逆变器之间,逆变器与若干相线圈绕组104的第一端101连接,若干相 线圈绕组104的第二端102分别连接3相交流电的输入连接器和短路连接单元103,第二 组开关k2设置在短路连接单元与若干相线圈绕组104的第二端102之间。第一组开关K1 和第二组开关k2都是继电器开关,分别具有电磁线圈L1和电磁线圈L2 ;微处理器单元通 过继电器驱动电路控制电磁线圈L2,从而通过第二组开关k2控制短路连接单元与若干相 线圈绕组的第二端连接或者断开,微处理器单元与电池管理系统BMS和逆变器相互连接通 信,电池管理系统BMS通过继电器驱动电路控制电磁线圈L1,从而控制高压电池与逆变器 之间的第一组开关K1的接通或者断开。驱动/充电切换控制器还包括充电盖指示灯,微处 理器单元可w根据充电盖的开关状态通过充电盖指示灯来显示。
[0046] 所述的3相交流电的输入连接器包括插座体W及安装在插座体里面的3相高压端 子,接地端子、控制通信端子和接近端子,当充电站的插头插入到输入连接器,接近端子与 充电站的插头里面对应的端子接触时,接近端子输出信号到驱动/充电切换控制器,接近 端子是物理短接端子,只有在其它所有的端子都接插好好,接近端子最后才短接,W确保充 电站的插头与输入连接器已经连接好,可W进入充电状态。
[0047] 充电站与电动汽车的3相交流电输入连接器的标准接口如图5所示,是一种国际 标准接口,如IEC 61851 SAE J1772,输入连接器包括Α、Β、0Ξ相高压端子,1个接地端子 GND,1个接近端子C0M1,1个充电通信端子COM2。接近端子C0M1输出信号到驱动/充电切 换控制器,如果充电站的插头与输入连接器插接好,才通知可W进入充电状态,充电通信端 子COM2是在充电过程中用作充电站与电动汽车之间的数据通信。
[0048] 当电动汽车处于驱动状态,第一组开关kl闭合,输入连接器的外面的充电盖关闭 罩住高压端子并且被锁销装置锁住,使外部3相交流电与电机的线圈绕组的第二端断开, 电机的线圈绕组的第一端与逆变器连接,第二组开关k2闭合使线圈绕组的第二端通过短 接单元互相短接,高压电池输出的高压直流电通过逆变器转换成3相交流电输出到电机, 驱动电机运转。
[0049] 当电动汽车处于充电状态,电机的线圈绕组的第一端与逆变器连接,锁销装置被 打开,输入连接器的外面的充电盖被打开,检测开关将充电盖的开启状态的信号传送到驱 动/充电切换控制器,驱动/充电切换控制器断开第二组开关k2,使线圈绕组的第二端互 相断开不短接,同时使外部3相交流电与电机的线圈绕组的第二端连接,当充电站的插头 与输入连接器已经完全连接好时,接近端子输出信号到驱动/充电切换控制器,第一组开 关kl才闭合连接高压电池和逆变器,利用电机的线圈绕组作为充电电感器,利用逆变器作 为充电器,外部3相交流电依次通过电机的若干相线圈绕组和逆变器转换成直流电对高压 电池进行充电。
[0050] 电动汽车的驾驶室里面设置有充电控制按钮,充电控制按钮通过一个机械传动机 构带动锁销装置,当人们操控充电控制按钮,充电控制按钮通过一个机械传动机构带动锁 销装置动作,打开充电盖,充电控制按钮还向驱动/充电切换控制器输出信号,指令驱动/ 充电切换控制器进入充电状态。电动汽车的驾驶室里面设置有驱动控制按钮,驱动控制按 钮向驱动/充电切换控制器输出信号,当人们操控驱动控制按钮,驱动控制按钮向驱动/充 电切换控制器输出信号,指令驱动/充电切换控制器进入驱动状态。
[0051] 如图6、图7、图8、图9、图10所示,外部3相交流电是通过3相交流电的输入连接 器输入,所述的3相交流电的输入连接器包括插座体1 W及安装在插座体1的空腔11里面 的端子4,端子4包括包括A、B、C Ξ相高压端子,1个接地端子GND,1个接近端子C0M1,1个 充电通信端子COM2,充电盖2通过较链3安装在插座体1的外面,充电盖2可绕插座体1翻 转从而打开或者关闭,充电盖2的活动的一侧凸出凸块21,在凸块21上设置卡槽22,插座 体1安装在车身100上,车身100设置有锁销装置,锁销装置包括锁销6、弹黃8、机械传动 机构,当充电盖2关闭时锁销6在弹黃8的作用下卡入到凸块21上设置卡槽22里面,使充 电盖2不能随意打开,只有当按下充电控制按钮,充电控制按钮通过一个机械传动机构带 动锁销6克服弹黃8的阻力脱离卡槽22,从而打开充电盖2,在较链3的旁边设置压黃7, 一 旦锁销6脱离卡槽22,压黃7就弹开充电盖2。在锁销6的旁边、车身100上设置检测开关 6 (位置开关),检测开关6输出0和1的数字信号,0数字信号代表充电盖2关闭,?数字信 号代表充电盖2打开,检测开关6将充电盖2的状态信号送到驱动/充电切换控制器。另 夕F,并且在非充电状态下,充电盖2封堵住3相高压端子4,避免他人接触触电导致危险,在 充电状态下,打开充电盖2,裸露出3相高压端子4,充电盖2的打开或关闭会触发检测开关 6输出第一互锁信号送到驱动/充电切换控制器。
[0052] 充电控制按钮一般安装在驾驶室内,充电控制按钮还通过机械传动机构带动锁销 5动作,控制充电盖2的开启,该锁销装置的结构正如许多汽车上应用的加油按钮一样,在 车内压下或上拉加油按钮才能打开加油盖的外盖一样,其结构基本类似;属于机械联动锁 止机构;按下充电控制按钮触发锁销装置动作,可W打开充电盖2。锁销装置的结构可参考 公告号为CN200610063402、名称为:汽车加油口盖系统-的专利文献,或者参考公告号为 CN201110432192、名称为:-一种自锁式加油口的专利文献。
[0053] 如图11所示,定子组件里面含有9相线圈绕组,逆变器具有3个,每3相线圈绕组 形成一个单元绕组,单元绕组的3相线圈绕组的第一端连接一个逆变器,单元绕组的3相线 圈绕组的第二端短路连接起来,外部的3相交流电的每一相连接一个单元绕组。
[0054] 所述的逆变器包括微处理器单元、驱动电路单元、IGBT模块和检测电路,检测电 路检测电机运行参数并送到微处理器单元,微处理器单元输出控制信号到驱动电路单元, 驱动电路单元控制IGBT模块,W便控制电机的线圈绕组正常换相,当电动汽车处于驱动状 态,通过检测电机线圈绕组的相电流和转子位置对电机的电流进行控制驱动电机的转子运 转,当电动汽车处于充电状态,通过检测电机线圈绕组的电流、外部3相交流电的端电压使 外部3相交流电转换成直流电对高压电池进行充电。 阳化5] 如图4、图3、图5、图6、图7、图8、图9、图10、图12所示,一种集成充电与驱动于 一体的电动汽车系统的控制方法,所述的电动汽车系统高压电池、逆变器、牵引电机、电池 管理系统BMS、驱动/充电切换控制器、第一组开关kl、第二组开关k2、短接单元、3相交流 电的输入连接器和高压互锁装置,高压电池通过第一组开关kl与逆变器一端连接,逆变 器的另一端连接牵引电机的线圈绕组的第一端连接,牵引电机的线圈绕组的第二端连接输 入连接器,电机的线圈绕组的第二端还通过第二组开关k2连接短接单元,驱动/充电切换 控制器与逆变器和电池管理系统BMS连接通信,高压互锁装置包括充电盖、锁销装置和检 测开关,外部3相交流电是通过一个输入连接器来输入,所述的输入连接器的外面被充电 盖罩住W免裸露出输入连接器上的高压端子,锁销装置用于在充电盖关闭时锁住充电盖, W免充电盖意外打开,检测开关用于检测充电
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