专利名称：电动汽车电机测试一体化电源平台及控制方法
技术领域：
本发明涉及电动汽车电机测试领域，特别涉及一种电动汽车电机测 试一体化电源平台及控制方法。
背景技术：
电机驱动系统作为电动汽车研发的一个非常重要的部件，其测试工作是提高和验证电机驱动系统性能的重要手段。随着测试要求的不断提 高，现在高端测试平台测功4几基本上都采用 叉'/危电力观'J功才几的方式,其驱动需要使用AC-DC-AC的控制器，从电网上吸收能量或者回馈能量。同时，电机驱动系统也需要从特定的电源平台上吸收能量---般是恒压源，其制动能量采取电阻耗能的方式，这种方式会浪费大量能源，同 时随着工作过程的持续，制动电阻的工作效率也会降低。为了改善这个 问题，目前有些测试平台的测试电机能源供给采用了可回馈方式，即电 源平台不仅能够提供直流能量，同时也能够实现对被测试电机的能量回 馈到电网的功能。但是所有这些的系统的建立，都需要建立两个独立的 电源平台，两者直接没有直接的信息交互和能量利用，总体容量较大， 成本较高。发明内容本发明所要解决的技术问题提供一种利用统 一 的电源平台向测功机 和被测试电机提供电源，同时实现在较、容量的基础上充分利用回馈能 量实现较大功率测试的 一种电动汽车电机测试一体化电源平台及其控制方法。本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台，用于从电网交流母线 向测功机和电机分别提供直流电流，包括，至少两个独立的双向AC/DC变换器，至少一个高速双向DC/DC变换器，所述至少两个双向AC/DC 变换器的交流侧分别连接所述电网交流母线，直流侧的直流母排分别连 接各自的负载测功机或电机，所述至少一个高速双向DC/DC变换器连 接于所述至少两个双向AC/DC变换器的直流侧的直流母排之间。本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台，在所述至少两个双向 AC/DC变换器的直流侧的直流母排之间并联两个或两个以上高速双向 DC/DC变换器。本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台，向同 一 负载提供直流 能源的双向AC/DC变换器为两个或两个以上，其并联于电网交流母线 和相应的负载之间。本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台，所述双向AC/DC变换 器根据下游直流母排所连接负载的工作模式，能量流向为从交流母线到 直流母排的动力输出或从直流母排到交流母线的能量回收，并且所述至 少两个独立的双向AC/DC变换器的工作模式相反。本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台，所述DC/DC变换器将 能量从一路直流母排反馈到另 一路的直流母排。本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台的控制方法，采用上述 电动汽车电机测试一体化电源平台，根据所述直流母排连接的负载的工 作模式，确定所述至少两个独立的双向AC/DC变换器的工作模式，其 中一路双向AC/DC变换器进行直流输出，另一路双向AC/DC变换器进 行能量回馈；所述高速双向DC/DC变换器在两路直流母排之间进行直 流能量变换。本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台的控制方法，进行能量 回馈工作的所述双向AC/DC变换器所回馈的能量，不能满足电动模式 的负载的直流能量要求本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台的控制方法，进行能量
回馈工作的所述双向AC/DC变换器所回馈的能量大于电动模式的负载 的直流能量要求时，进行能量回馈工作的所述双向AC/DC变换器将多 余的能量回馈到交流母线上。
本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台的控制方法，配置标准 的CAN总线接口 ，通过CAN总线进行通讯以及实时更新和交换测试 数据和参数。
本发明所述的电动汽车电机测试一体化电源平台，将被测试电机和 测功机的电源平台整合为一个整体，最大限度的对测试过程中的能量的 节省和回收利用；电源平台提供了两路直流母排，能够为被测试电机和 测功机提供相应的能源；同时两路直流母排由一个高速双向DC/DC变 换器连接，根据控制策略可以将其中一路的直流能源通过高速双向 DC/DC变换器直接输出到另外一路的DC,从而实现了能源的直接回收 利用；同时能量直接施加到直流输出，而不通过AC/DC变换，可以大 大降低整机容量，减少了技术风险和成本。
本发明的所述电源平台具有标准的CAN通讯协议接口 ，可以接受来 自测功机和被测电机的CAN总线信号或者其他设备的CAN通讯，从 而实现电源平台与外部的信息交换和数据共享，同时系统可以通过 CAN通讯的方式实现参数的重新设定或者实时更新，实现了控制的灵 活性和方便性。
本发明提供了测功机和被测电机统 一 的电源平台，与现有测功机系 统相比较降低了系统总体容量，在更大限度上重复利用了回馈能量，提 高了系统利用率。
图1是本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台结构图。
图2是本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台的控制方法流程图。
具体实施例方式
图1所示的是本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台结构图，
图2所示是本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台的控制方法流 程图。所述电动汽车电机测试一体化电源平台主要由两个双向AC/DC 转换器4、 6和一个双向DC/DC变换器5构成，两个AC/DC转换器4、 6的交流侧共同连接到电网的交流母线上，对外接口包括与电网的交流 母排接口 1、 2、和3,以及与负载的直流母排接口 7、 8和9、 10.从而 平台的主要能源供应由交流母线提供，同时两个AC/DC变换器的回馈 能量也可以反^t到电网交流母线上，实现能量的回收。其中一个AC/DC 变换器4的直流侧的直流母排连接负载电机测功机，另 一个AC/DC变 换器6的直流侧的直流母排连接负载被测电机。根据电力测功机测试电 机驱动系统的工作特点，测功机和被测电机的工作模式是相反的，即测 功机工作在电动模式时，被测电机将工作在发电模式；反之亦然。根据 测功机和被测电机的工作模式，两个AC/DC变换器4、 6的工作模式也 互为相反。在两个直流母排之间设置了一个高效高速双向DC/DC变换 器，将能量从一路直流母排反馈到另一路的直流母排，从而在两个直流 母排之间能量直接交换，即电动工作模式的负载的能量将主要由发电工 作模式的负载产生的电能来提供。若发电工作模式的负载的能量不能满 足电动工作模式的负载所需要的能量时，根据控制策略判断是电压控 制、电流控制还是功率控制，不足部分由相应的双向AC/DC变换器从 电网的交流母线整流来补充；若发电工作模式的负载回馈的能量大于电 动工作模式的负载所需的能量，则多余的能量通过相应的双向AC/DC 变换器进行逆变反^t到交流母线上，实现能量的回收。
对于电机测试电源平台，总的能源供应是从电网交流母线开始的， 在传统的测功机方案中，两个直流母排要求有两个独立同等容量的双向AC/DC变换器来供应，系统能够实现部分的能量回馈，但是回馈的能 量必须都回馈到交流电网上，不仅增加了系统的成本，而且较大的回馈 能量对电网也产生不利的影响，并且回馈能量经过双向AC/DC变换器 变换到电网，再经另 一路双向AC/DC变换器变换后利用，效率比较低， 影响回馈能量的有效利用。本发明所述的电动汽车电机测试一体化电源平台，利用电力测功机测试电机驱动系统的特点，即当测功机是电动工 作模式时，被测试的电机驱动系统肯定发电模式或者无动作，反之亦然。 在两路直流母排之间设计了高速双向DC/DC变换器5。当两个负载无 动作时，两个负载中的主动部件所需能量只要维持两个负载_—测功机 和被测电机的很小的机械惯量即可，所需能量很小。而当一个负载例如 测功机处于电动工作模式，另外一个负载如被测电机处于发电工作模式 时，此时测功机所需能量可能很大，按照传统的方案，这些能量只能从 双向AC/DC变换器将电网交流电整流得到，而被测电机同时将会发出 较大功率的电能，在传统方案中，这些电能只能通过双向AC/DC变换 器逆变到交流母线上。在本发明中，被测电机发出的电能直接经过双向 DC/DC变换器5按照控制要求变换为测功机侧，供测功机电动工作能 量需求，而不足的部分由测功机所连接的双向AC/DC变换器4从电网 的交流母线整流获得；若被测电机发出的电能大于测功机所需的电能， 则多余的电能通过被测电机侧的双向AC/DC变换器6逆变到电网的交 流母线上，实现能量的高效回馈利用。本发明的电动汽车电机测试 一体化电源平台的控制方法，配置标准 的CAN总线，采用强制插入的方式，具有较高的优先权，通过系统的 CAN总线和被测电机以及测功机的CAN总线，整个系统的模式均可以 实时得到，并监控整个系统的工作情况，为系统安全运行提供了技术保 障。同时，电源平台CAN总线与外部测控设备CAN总线的信息交互， 可以实现电源平台测试数据的实时共享和远程共享，同时还能够实现电 源系统参数的实时在线更新，保证系统的动态性能。本发明的电动汽车电机测试一体化电源平台，可以设置两个或两个
以上高速双向DC/DC变换器，两个或两个以上高速双向DC/DC变换器 在两个双向AC/DC变换器的直流侧之间并联。向同一负载提供直流电 流的双向AC/DC变换器也可以是两个或两个以上，分别并联于电网交 流输入母线和相应的负载之间。
权利要求
1.电动汽车电机测试一体化电源平台，用于从电网交流母线向测功机和电机分别提供直流电流，其特征在于，包括，至少两个独立的双向AC/DC变换器，至少一个高速双向DC/DC变换器，所述至少两个双向AC/DC变换器的交流侧分别连接所述电网交流母线，直流侧的直流母排分别连接各自的负载测功机或电机，所述至少一个高速双向DC/DC变换器连接于所述至少两个双向AC/DC变换器的直流侧的直流母排之间。
2. 根据权利要求1所述的电动汽车电机测试一体化电源平台，其特 征在于，在所述至少两个双向AC/DC变换器的直流侧的直流母排之间 并联两个或两个以上高速双向DC/DC变换器。
3. 根据权利要求1所述的电动汽车电机测试一体化电源平台，其特 征在于，向同一负载提供直流能源的双向AC/DC变换器为两个或两个 以上，其并联于电网交流母线和相应的负载之间。
4. 根据权利要求1所述的电动汽车电机测试一体化电源平台，其特 征在于，所述双向AC/DC变换器根据下游直流母排所连接负载的工作 模式，能量流向为从交流母线到直流母排的动力输出或从直流母排到交 流母线的能量回收，并且所述至少两个独立的双向AC/DC变换器的工 作才莫式相反。
5. 根据权利要求1所述的电动汽车电机测试一体化电源平台，其特 征在于，所述DC/DC变换器将能量从一路直流母排反馈到另一路的直流母排。
6. —种电动汽车电机测试一体化电源平台的控制方法，其特征在 于，采用权利要求1至5任一项所述的电动汽车电机测试一体化电源平 台，根据所述直流母排连接的负载的工作模式，确定所述至少两个独立 的双向AC/DC变换器的工作模式，其中一路双向AC/DC变换器进行直 流输出，另 一路双向AC/DC变换器进行能量回馈；所述高速双向DC/DC 变换器在两路直流母排之间进行直流能量变换。
7. 根据权利要求6所述的电动汽车电机测试一体化电源平台的控制 方法，其特征在于，进行能量回馈工作的所述双向AC/DC变换器所回 馈的能量，不能满足电动模式的负载的直流能量要求时，根据控制策略 判断是电压控制、电流控制还是功率控制，由进行直流输出工作的双向 AC/DC变换器从电网的交流母线整流来补充。
8. 根据权利要求6所述的电动汽车电机测试一体化电源平台的控制 方法，其特征在于，进行能量回馈工作的所述双向AC/DC变换器所回 馈的能量大于电动模式的负载的直流能量要求时，进行能量回馈工作的 所述双向AC/DC变换器将多余的能量回馈到交流母线上。
9. 根据权利要求6所述的电动汽车电机测试一体化电源平台的控制 方法，其特征在于，配置标准的CAN总线接口，通过CAN总线进行 通讯以及实时更新和交换测试数据和参数。
全文摘要
本发明涉及一种电动汽车电机测试一体化电源平台及控制方法，用于从电网交流输入母线向测功机和电机分别提供直流电流，包括，至少两个独立的双向AC/DC变换器，至少一个高速双向DC/DC变换器，所述至少两个双向AC/DC变换器分别连接所述电网交流输入母线，并且其直流侧分别连接到测功机和电机的直流母排，所述至少一个高速双向DC/DC变换器连接于所述至少两个双向AC/DC变换器的直流侧之间，降低了系统总体容量，在更大限度上重复利用了回馈能量，提高了系统利用率。
文档编号G01R31/34GK101408589SQ200810227400
公开日2009年4月15日 申请日期2008年11月26日 优先权日2008年11月26日
发明者张承宁, 王志福 申请人:北京理工大学