电动汽车动力总成测试专用电源的制作方法

电动汽车动力总成测试专用电源的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电动汽车动力总成测试专用电源，涉及一种电源装置，包括整流回馈模块、交流调频调压电源模块和双向动力电池模拟电源模块；所述整流回馈模块与电网连接；所述交流调频调压电源模块和双向动力电池模拟电源模块均与所述整流回馈模块的直流母线连接；所述交流调频调压电源模块向电机供电，所述双向动力电池模拟电源模块向电机的控制器供电。本实用新型将整流回馈部分共用，交流调频调压电源模块、双向动力电池模拟电源模块挂置于公共直流母线后端，简化了结构、降低了成本。
【专利说明】电动汽车动力总成测试专用电源
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电源装置，特别是涉及一种电动汽车动力总成测试专用电源。
【背景技术】
[0002]驱动电机及控制器组成的动力总成系统是电动汽车的核心，其性能对整个电动汽车的性能起到至关重要的作用。电动汽车驱动电机的工作状况复杂，性能参数变化范围大，普通的工业电机测试电源无法满足其测试要求。当前普通交流电机型式试验电源主要是发电机组或调压变压器，体积笨重，使用成本高，频率调节不方便。不能适应电动汽车驱动电机种类多、参数范围大等特点的测试要求。本实用新型利用现有的大功率交流调频调压技术，另设计了一种合适匹配的正弦波滤波器，得到了满足电机试验标准要求的交流调频调压试验电源。
[0003]传统的直流电源为整流变压器加可控硅整流电路，不能回馈，电压纹波大，无法满足动力电池的动态模拟功能。本实用新型基于新型的IGBT技术，通过脉宽调制技术实现的双向DC/DC动态直流开关电源，在其输出端增加大功率EMI滤波装置，得到一种可以代替动力电池给电机控制器动态供电的双向动力电池模拟电源。
[0004]现有技术中还没有可用于电动汽车动力总成台架试验用的交流调频调压试验电源产品，无双向动力电池模拟电源产品，更无所述交流调频调压电源模块和双向动力电池模拟电源模块共直流母线、共用整流回馈模块结构的产品。
实用新型内容
[0005]有鉴于现有技术的上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够满足电动汽车驱动电机及控制器台架测试的电源。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供了一种电动汽车动力总成测试专用电源，包括整流回馈模块(I)、交流调频调压电源模块(2)和双向动力电池模拟电源模块(3);所述整流回馈模块(I)与电网连接；所述交流调频调压电源模块(2)和双向动力电池模拟电源模块(3 )均与所述整流回馈模块(I)的直流母线连接；所述交流调频调压电源模块(2 )向电机
(4)供电，所述双向动力电池模拟电源模块(3)向电机(4)的控制器供电。
[0007]采用以上技术方案，通过交流调频调压电源模块提供交流电机测试用的交流正弦波电源，通过双向动力电池模拟电源模块提供电机控制器试验所需的双向动态直流电源，完全能满足了电动汽车驱动电机及控制器台架测试电源的需求。
[0008]所述交流调频调压电源模块(2)由变频逆变器(5)和宽频正弦波滤波器(6)组成；所述宽频正弦波滤波器(6)包括第一电抗器(LI)、第二电抗器(L2)、第三电抗器(L3)、第一滤波平衡电阻(R1)、第二滤波平衡电阻(R2)、第三滤波平衡电阻(R3)、第一电容(Cl)、第二电容(C2)和第三电容(C3)。
[0009]所述变频逆变器(5)的直流输入端与所述整流回馈模块(I)的直流母线连接；所述变频逆变器(5)的第一交流输出端通过第一电抗器(LI)连接所述电机(4)的U相绕组；所述变频逆变器(5)的第二交流输出端通过第二电抗器(L2)连接所述电机(4)的V相绕组；所述变频逆变器(5)的第三交流输出端通过第三电抗器(L3)连接电机(4)的W相绕组；所述第二滤波平衡电阻(R2)的一端连接在所述第二电抗器(L2)与电机(4) V相绕组之间的电路上，所述第二滤波平衡电阻(R2)的另一端分别通过第一电容(Cl)和第三电容(C3)连接第三滤波平衡电阻(R3)的一端和第一滤波平衡电阻(Rl)的一端；所述第一滤波平衡电阻(Rl)的另一端连接在所述第一电抗器(LI)与电机(4)U相绕组之间的电路上，所述第三滤波平衡电阻(R3)的另一端连接在第三电抗器(L3)与电机(4) W相绕组之间的电路上；所述第二电容(C2)的一端连接在所述第一电容(Cl)与第三滤波平衡电阻(R3)之间的电路上，所述第二电容(C2)的另一端连接在所述第三电容(C3)与第一滤波平衡电阻(Rl)之间的电路上。
[0010]所述双向动力电池模拟电源模块(3)包括双向DC/DC开关电源模块(7)和输出滤波模块(8);所述双向DC/DC开关电源模块(7)包括第一绝缘栅双极型晶体管(Q1)、第二绝缘栅双极型晶体管(Q2)、第一续流二极管(D1)、第二续流二极管(D2)、第一半导体快速熔断器(F1)、第二半导体快速熔断器(F2)、高频电感(L4)、第一霍尔电流传感器(II)、第二霍尔电流传感器(12)、第四电容(C4)和第五电容(C5)。
[0011]所述输出滤波模块(8)包括共模滤波电感(L5)和第六电容(C6)；
[0012]所述第一半导体快速熔断器(Fl)的一端连接所述整流回馈模块(I)的直流母线正极，所述第一半导体快速熔断器(Fl)的另一端连接所述第一绝缘栅双极型晶体管(Ql)的集电极，所述第一绝缘栅双极型晶体管(Ql)的集电极与第一续流二极管(Dl)的负极连接，所述第一绝缘栅双极型晶体管(Ql)的发射极连接所述第一续流二极管(Dl)的正极，所述第一续流二极管(Dl)的正极依次通过第一霍尔电流传感器(II)和高频电感(L4)连接第二半导体快速熔断器(F2)的一端，所述第二半导体快速熔断器(F2)的另一端连接第二霍尔电流传感器(12)的一端，所述第二霍尔电流传感器(12)的另一端连接所述共模滤波电感(L5)的第一输入端；所述第一续流二极管(Dl)的正极连接所述第二绝缘栅双极型晶体管(Q2)的集电极，所述第二绝缘栅双极型晶体管(Q2)的集电极连接所述第二续流二极管(D2)的负极，所述第二绝缘栅双极型晶体管(Q2)的发射极连接所述第二续流二极管(D2)的正极，所述第二续流二极管(D2)的正极连接所述整流回馈模块(I)的直流母线负极；所述第二续流二极管(D2)的正极连接所述共模滤波电感(L5)的第二输入端；所述第四电容(C4) 一端连接在第一半导体快速熔断器(Fl)与第一续流二极管(Dl)之间，所述第四电容(C4)的另一端连接在所述第二续流二极管(D2)与所述整流回馈模块(I)的直流母线之间；所述第五电容(C5)的一端连接在所述高频电感(L4)与第二半导体快速熔断器(F2)之间，所述第五电容(C5)的另一端连接在所述第二续流二极管(D2)与所述共模滤波电感(L5)之间；所述第六电容(C6)并联在所述共模滤波电感(L5)的输出端之间；所述第六电容(C6)两端与所述电机(4)的控制器连接。
[0013]本实用新型的有益效果是:本实用新型将整流回馈部分共用，交流调频调压电源模块、双向动力电池模拟电源模块挂置于公共直流母线后端，简化了结构、降低了成本。
【专利附图】

【附图说明】[0014]图1是本实用新型【具体实施方式】的电路原理示意图。
[0015]图2是交流调频调压电源模块电路原理图。
[0016]图3是双向动力电池模拟电源模块电路原理图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0018]如图1所示，一种电动汽车动力总成测试专用电源，包括整流回馈模块1、交流调频调压电源模块2和双向动力电池模拟电源模块3 ;所述整流回馈模块I与电网连接；所述交流调频调压电源模块2和双向动力电池模拟电源模块3均与所述整流回馈模块I的直流母线连接；所述交流调频调压电源模块2向电机4的驱动电路供电，所述双向动力电池模拟电源模块3向电机4的控制器供电。
[0019]整流回馈模块是共直流母线的可回馈功率转换器的前端，用来传输AC输入与中间DC电路间的功率的，具有能量双向流动功能。交流电源模块、直流电源模块共直流母线结构，共用整流回馈模块。此方案系统效率高，柜内直流侧的能量循环可以大大降低大功率试验对整流回馈模块和电网容量的要求。避免了巨大的能量消耗和对设备外电网的冲击。
[0020]如图2所示，所述交流调频调压电源模块2由变频逆变器5和宽频正弦波滤波器6组成。
[0021]所述宽频正弦波滤波器6包括第一电抗器L1、第二电抗器L2、第三电抗器L3、第一滤波平衡电阻RU第二滤波平衡电阻R2、第三滤波平衡电阻R3、第一电容Cl、第二电容C2和第三电容C3。
[0022]所述变频逆变器5的直流输入端与所述整流回馈模块I的直流母线连接；所述变频逆变器5的第一交流输出端通过第一电抗器LI连接所述电机4的U相绕组；所述变频逆变器5的第二交流输出端通过第二电抗器L2连接所述电机4的V相绕组；所述变频逆变器5的第三交流输出端通过第三电抗器L3连接电机4的W相绕组；所述第二滤波平衡电阻R2的一端连接在所述第二电抗器L2与电机4V相绕组之间的电路上，所述第二滤波平衡电阻R2的另一端分别通过第一电容Cl和第三电容C3连接第三滤波平衡电阻R3的一端和第一滤波平衡电阻Rl的一端；所述第一滤波平衡电阻Rl的另一端连接在所述第一电抗器LI与电机4U相绕组之间的电路上，所述第三滤波平衡电阻R3的另一端连接在第三电抗器L3与电机4W相绕组之间的电路上；所述第二电容C2的一端连接在所述第一电容Cl与第三滤波平衡电阻R3之间的电路上，所述第二电容C2的另一端连接在所述第三电容C3与第一滤波平衡电阻Rl之间的电路上。本实施例中，所述变频逆变器为DC/AC逆变器，变频逆变器输出调制波形通过宽频正弦波滤波器后，变成低谐波的正弦波电压波形，满足电动汽车交流驱动电机试验的要求。
[0023]如图3所示，所述双向动力电池模拟电源模块3包括双向DC/DC开关电源模块7和输出滤波模块8 ;所述双向DC/DC开关电源模块7包括第一绝缘栅双极型晶体管Q1、第二绝缘栅双极型晶体管Q2、第一续流二极管D1、第二续流二极管D2、第一半导体快速熔断器F1、第二半导体快速熔断器F2、高频电感L4、第一霍尔电流传感器11、第二霍尔电流传感器12、第四电容C4和第五电容C5 ;所述输出滤波模块8包括共模滤波电感L5和第六电容C6。
[0024]所述第一半导体快速熔断器Fl的一端连接所述整流回馈模块I的直流母线正极，所述第一半导体快速熔断器Fl的另一端连接所述第一绝缘栅双极型晶体管Ql的集电极，所述第一绝缘栅双极型晶体管Ql的集电极与第一续流二极管Dl的负极连接，所述第一绝缘栅双极型晶体管Ql的发射极连接所述第一续流二极管Dl的正极，所述第一续流二极管Dl的正极依次通过第一霍尔电流传感器Il和高频电感L4连接第二半导体快速熔断器F2的一端，所述第二半导体快速熔断器F2的另一端连接第二霍尔电流传感器12的一端，所述第二霍尔电流传感器12的另一端连接所述共模滤波电感L5的第一输入端；所述第一续流二极管Dl的正极连接所述第二绝缘栅双极型晶体管Q2的集电极，所述第二绝缘栅双极型晶体管Q2的集电极连接所述第二续流二极管D2的负极，所述第二绝缘栅双极型晶体管Q2的发射极连接所述第二续流二极管D2的正极，所述第二续流二极管D2的正极连接所述整流回馈模块I的直流母线负极；所述第二续流二极管D2的正极连接所述共模滤波电感L5的第二输入端；所述第四电容C4 一端连接在第一半导体快速熔断器Fl与第一续流二极管Dl之间，所述第四电容C4的另一端连接在所述第二续流二极管D2与所述整流回馈模块I的直流母线之间；变换器正向降压工作时，Ql工作、Q2截止，反向升压工作时，Q2工作、Ql截止。所述第五电容C5的一端连接在所述高频电感L4与第二半导体快速熔断器F2之间，所述第五电容C5的另一端连接在所述第二续流二极管D2与所述共模滤波电感L5之间；所述第六电容C6并联在所述共模滤波电感L5的输出端之间；所述第六电容C6两端与所述电机4的控制器连接。双向动力电池模拟电源模块能给汽车电机驱动器供电，也可将汽车电机及控制器系统发电能量回馈到设备的直流母线侧，满足了电动汽车动力总成系统的四象限运行工况。
[0025]以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本【技术领域】中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
【权利要求】
1.一种电动汽车动力总成测试专用电源，其特征在于:包括整流回馈模块(I)、交流调频调压电源模块(2)和双向动力电池模拟电源模块(3);所述整流回馈模块(I)与电网连接；所述交流调频调压电源模块(2)和双向动力电池模拟电源模块(3)均与所述整流回馈模块(I)的直流母线连接；所述交流调频调压电源模块(2)向电机(4)供电，所述双向动力电池模拟电源模块(3)向电机(4)的控制器供电。
2.如权利要求1所述的电动汽车动力总成测试专用电源，其特征是:所述交流调频调压电源模块(2)由变频逆变器(5)和宽频正弦波滤波器(6)组成；所述宽频正弦波滤波器(6)包括第一电抗器(LI)、第二电抗器(L2)、第三电抗器(L3)、第一滤波平衡电阻(R1)、第二滤波平衡电阻(R2)、第三滤波平衡电阻(R3)、第一电容(Cl)、第二电容(C2)和第三电容(C3)；所述变频逆变器(5)的直流输入端与所述整流回馈模块(I)的直流母线连接；所述变频逆变器(5)的第一交流输出端通过第一电抗器(LI)连接所述电机(4)的U相绕组；所述变频逆变器(5)的第二交流输出端通过第二电抗器(L2)连接所述电机(4)的V相绕组；所述变频逆变器(5)的第三交流输出端通过第三电抗器(L3)连接电机(4)的W相绕组；所述第二滤波平衡电阻(R2)的一端连接在所述第二电抗器(L2)与电机(4) V相绕组之间的电路上，所述第二滤波平衡电阻(R2)的另一端分别通过第一电容(Cl)和第三电容(C3)连接第三滤波平衡电阻(R3)的一端和第一滤波平衡电阻(Rl)的一端；所述第一滤波平衡电阻(Rl)的另一端连接在所述第一电抗器(LI)与电机(4)U相绕组之间的电路上，所述第三滤波平衡电阻(R3)的另一端连接在第三电抗器(L3)与电机(4)W相绕组之间的电路上；所述第二电容(C2)的一端连接在所述第一电容(Cl)与第三滤波平衡电阻(R3)之间的电路上，所述第二电容(C2)的另一端连接在所述第三电容(C3)与第一滤波平衡电阻(Rl)之间的电路上。
3.如权利要求1所述的电动汽车动力总成测试专用电源，其特征是:所述双向动力电池模拟电源模块(3)包括双向DC/DC开关电源模块(7)和输出滤波模块(8);所述双向DC/DC开关电源模块(7)包括第一绝缘栅双极型晶体管(Q1)、第二绝缘栅双极型晶体管(Q2)、第一续流二极管(D1)、第二续流二极管(D2)、第一半导体快速熔断器(F1)、第二半导体快速熔断器(F2)、高频电感(L4)、第一霍尔电流传感器(II)、第二霍尔电流传感器(12)、第四电容(C4)和第五电容(C5)；所述输出滤波模块(8)包括共模滤波电感(L5)和第六电容(C6); 所述第一半导体快速熔断器(Fl)的一端连接所述整流回馈模块(I)的直流母线正极，所述第一半导体快速熔断器(Fl)的另一端连接所述第一绝缘栅双极型晶体管(Ql)的集电极，所述第一绝缘栅双极型晶体管(Ql)的集电极与第一续流二极管(Dl)的负极连接，所述第一绝缘栅双极型晶体管(Ql)的发射极连接所述第一续流二极管(Dl)的正极，所述第一续流二极管(Dl)的正极依次通过第一霍尔电流传感器(II)和高频电感(L4)连接第二半导体快速熔断器(F2)的一端，所述第二半导体快速熔断器(F2)的另一端连接第二霍尔电流传感器(12)的一端，所述第二霍尔电流传感器(12)的另一端连接所述共模滤波电感(L5)的第一输入端；所述第一续流二极管(Dl)的正极连接所述第二绝缘栅双极型晶体管(Q2)的集电极，所述第二绝缘栅双极型晶体管(Q2)的集电极连接所述第二续流二极管(D2)的负极，所述第二绝缘栅双极型晶体管(Q2)的发射极连接所述第二续流二极管(D2)的正极，所述第二续流二极管(D2)的正极连接所述整流回馈模块(I)的直流母线负极；所述第二续流二极管(D2)的正极连接所述共模滤波电感(L5)的第二输入端；所述第四电容(C4) 一端连接在第一半导体快速熔断器(Fl)与第一续流二极管(Dl)之间，所述第四电容(C4)的另一端连接在所述第二续流二极管(D2)与所述整流回馈模块(I)的直流母线之间；所述第五电容(C5)的一端连接在所述高频电感(L4)与第二半导体快速熔断器(F2)之间，所述第五电容(C5)的另一端连接在所述第二续流二极管(D2)与所述共模滤波电感(L5)之间；所述第六电容(C6)并联在所述共模滤波电感(L5)的输出端之间；所述第六电容(C6)两端与所述电机(4)的控制 器连接。
【文档编号】H02M3/155GK203788159SQ201420122273
【公开日】2014年8月20日 申请日期:2014年3月18日 优先权日:2014年3月18日
【发明者】阳鹏, 刘立伟, 李晓波 申请人:中国汽车工程研究院股份有限公司, 重庆凯瑞汽车试验设备开发有限公司