一种用于混动结构的逆变整流器和混动结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供了一种用于混动结构的逆变整流器和动结构。该逆变整流器包括高压接头，用于连接混动结构中的高压系统；低压接头，用于连接混动结构中的低压系统；高压驱动输出电路，连接高压接头和电机；以及低压驱动输出电路，连接低压接头和电机。通过本实用新型，能够降低系统成本，并提升整个系统效率。
【专利说明】
一种用于混动结构的逆变整流器和混动结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及混动汽车技术领域，特别地，涉及一种用于混动结构的逆变整流器和混动结构。
【背景技术】
[0002]混动汽车是指包含发动机和电动机两种动力源的汽车，通常混动汽车包含高电压和低电压两套电气系统，高压系统与低压系统通过DCDC转换器进行电压和能量转换，实现对高压系统与低压系统的充放电控制。其中，DCDC转换器是可以转换直流电压的装置，通常可以将高压直流电转换为低压直流电，也可以将低压直流电转换为高压直流电。
[0003]对于上述现有技术中的混动结构，发明人发现，由于DCDC转换器本身消耗能量，影响到整个系统效率，同时也会增加系统成本。
[0004]针对现有技术中存在的上述技术问题，现有技术并未给出有效的解决方案。
【发明内容】
[0005]本实用新型提供一种用于混动结构的逆变整流器、混动结构及其控制方法，可解决现有技术中混动结构的DCDC转换器影响系统效率、增加系统成本的问题。
[0006]为了解决上述问题，本实用新型公开了一种用于混动结构的逆变整流器，该逆变整流器包括:高压接头，用于连接混动结构中的高压系统;低压接头，用于连接混动结构中的低压系统；高压驱动输出电路，连接高压接头和电机；以及低压驱动输出电路，连接低压接头和电机。
[0007]进一步地，高压驱动输出电路和低压驱动输出电路共用半桥电路的低边电路，高压驱动输出电路的半桥高边电路直接连接高压接头，低压驱动输出电路的半桥高边电路连接低压开关电路，低压开关电路连接低压接头，半桥电路的中间点连接所述电机。
[0008]进一步地，高压驱动输出电路和低压驱动输出电路共用半桥电路，其中，半桥电路的低边电路接地，高边电路连接高压驱动输出电路的高压开关电路和低压驱动输出电路的低压开关电路，半桥电路的中间点连接电机，高压开关电路连接高压接头，低压开关电路连接低压接头。
[0009]进一步地，高压开关电路和低压开关电路置于逆变器的壳体之内。
[0010]进一步地，高压开关电路和低压开关电路置于逆变器的壳体之外。
[0011]另一方面，本实用新型公开了一种混动结构，该混动结构包括:逆变器和电机模块，逆变器和电机模块包括本申请提供的任意一种逆变整流器;高压系统，高压系统包括高压电瓶和高压负载，高压电瓶的一端接地，高压电瓶的另一端连接逆变整流器的高压接头，高压负载的一端接地，高压负载的另一端连接逆变整流器的高压接头;低压系统，低压系统包括低压电瓶和低压负载，低压电瓶的一端接地，低压电瓶的另一端连接逆变整流器的低压接头，低压负载的一端接地，低压负载的另一端连接逆变整流器的低压接头。
[0012]进一步地，逆变器和电机模块为一体式结构或分体式结构。
[0013]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:省去DCDC转换器，通过逆变器直接和高、低压系统相连，直接对高、低压系统供电，降低系统成本，并提升整个系统效率。
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型用于混动结构的逆变器的一种实施例的原理框图；
[0015]图2为本实用新型用于混动结构的逆变器的一种实施例的电路结构图；
[0016]图3为本实用新型用于混动结构的逆变器的另一种实施例的电路结构图；
[0017]图4为本实用新型混动结构的一种实施例的原理框图。
【具体实施方式】
[0018]为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细的说明。
[0019]参照图1，示出了本实用新型用于混动结构的逆变整流器的一种实施例的原理框图，该逆变整流器包括高压接头U、低压接头12、高压驱动输出电路13和低压驱动输出电路14ο
[0020]其中，逆变整流器可以是分立式逆变整流器，与电机30为分体式结构;也可以是集成在电机机体中的逆变整流器，与电机30为一体式结构。在下文中，为描述简洁，将逆变整流器简称为逆变器。逆变器上布置两套接头，高压接头11用于连接混动结构中的高压系统20，低压接头12用于连接混动结构中的低压系统40，高压接头11和低压接头12的接地线可以共用。
[0021]逆变器内设置有高压驱动输出电路13和低压驱动输出电路14。高压输出电路13连接高压接头11和电机30;低压输出电路14连接低压接头12和电机30。
[0022]在对高压系统20进行供电时，高压驱动输出电路13导通，低压驱动输出电路14关断，电机30被控向高压系统20输出高压电；在对低压系统40进行供电时，高压驱动输出电路13关断，低压驱动输出电路14导通，电机30被控向低压系统40输出低压电。
[0023]其中，高压驱动输出电路13和低压驱动输出电路14具体可以为MOS管、IGBT或可控硅器件，也可以为由多个器件构成的一组器件，本领域技术人员在其能力范围内所形成的各种变形，均在本申请的保护范围之内。
[0024]采用该实施例提供的逆变器应用于混动结构中时，与现有技术相比，省去DCDC转换器，通过逆变器直接和高、低压系统相连，直接对高、低压系统供电，降低系统成本，并提升整个系统效率。
[0025]在一种实施例中，如图2所示，优选地，高压驱动输出电路和低压驱动输出电路共用半桥电路的一部分电路，通过多个半桥电路与电机相连接，电机可以为星型或三角型连接，三相或多相电机，半桥电路数量取决于电机结构，通常最少为3个。其中，高压驱动输出电路和低压驱动输出电路共用半桥电路的低边电路，高压驱动输出电路的半桥高边电路直接连接高压接头H，低压驱动输出电路的半桥高边电路连接低压开关电路，低压开关电路连接低压接头L。
[0026]该种优选实施例具有以下优点:系统结构清晰，硬件电路结构比较简单;高压驱动输出电路没有增加额外损耗。
[0027]在另一种实施例中，如图3所示，优选地，高压驱动输出电路和低压驱动输出电路共用半桥电路，通过多个半桥电路与电机相连接，电机可以为星型或三角型连接，三相或多相电机，半桥电路数量取决于电机结构，通常最少为3个。其中，每个半桥电路的低边电路接地，高边电路连接高压驱动输出电路的高压开关电路和低压驱动输出电路的低压开关电路，半桥电路的中间点连接电机，高压开关电路连接高压接头H，低压开关电路连接低压接头Lo
[0028]该共用半桥电路的优选实施例具有以下优点:控制方法实现比较简单。
[0029]进一步优选地，高压开关电路和低压开关电路置于逆变器的壳体之内，具有以下优点:系统结构清晰简单。
[0030]或者，进一步地优选地，高压开关电路和低压开关电路置于逆变器的壳体之外，可以为物理开关、继电器或电子开关，该优选实施例具有以下优点:可以直接使用现有逆变器，系统方案实现简单。
[0031]参见图4，示出了本实用新型混动结构的一种实施例的原理框图，该混动结构包括逆变器和电机模块10-30、高压系统和低压系统，其中，高压系统包括高压电瓶21和高压负载22，低压系统包括低压电瓶41和低压负载42。
[0032]逆变器和电机模块可以为一体式结构或分体式结构，其中，涉及的逆变器为上述实施例中提到的任意一种逆变器。高压电瓶21的一端接地，高压电瓶21的另一端连接逆变器的高压接头。高压负载22的一端接地，高压负载22的另一端连接逆变器的高压接头。低压电瓶41的一端接地，低压电瓶41的另一端连接逆变器的低压接头。低压负载42的一端接地，低压负载42的另一端连接逆变器的低压接头。
[0033]该实施例的混动结构与现有技术相比，无需使用DCDC转换器，通过逆变器直接和高、低压系统相连，直接对高、低压系统供电，降低系统成本，并提升整个系统效率。
[0034]本申请还提供了混动结构的控制方法的实施例，其中的混动结构为上述实施例中提供的任意一种混动结构，该方法包括如下的步骤:
[0035]在对高压系统进行供电时，调整逆变器以使电机与高压系统相连，并控制电机的发电电压，向高压系统输出高压电。在对低压系统进行供电时，调整逆变器以使电机与低压系统相连，并控制电机的发电电压，向低压系统输出低压电。
[0036]具体地，调整逆变器是指根据控制器的指令，并结合电机转速、电瓶状态和/或负载情况调整逆变器，该处的控制器可以为混动结构整体的控制器，也可以为逆变器中设置的控制器。针对电机类型的不同，采用不同的方式控制电机的发电电压，例如当电机的转子磁场全部或部分由励磁线圈提供时，通过调整励磁线圈电流调整磁场强度以调整所述发电电压，或通过调整定子磁场相位来调整所述发电电压；当电机的转子磁场由永磁体提供时，通过调整定子磁场相位来调整所述发电电压。
[0037]具体地，在控制方面，监测高压电瓶、低压电瓶的电量及状态，同时结合车辆、发动机、电机等相关参数，如车速、发动机转速、电机转速、电气负载情况等，合理控制发电机是向高压系统，还是低压体统供电或充电。例如在高低压系统中一方出现严重馈电时，应优先获得发电机的充电；在高低压电瓶电量都处于合理区间时，应考虑发电机发电效率，根据电机转速合理分配电机是向高压系统，还是低压系统供电。这部分控制逻辑可以是在逆变器内部或逆变器外部其他控制器中实现，逆变器通过一定的通讯接口，如CAN通讯接口、LIN通讯接口、硬线接口等接口形式，和其他控制器交互信息协同工作，完成相应的控制。
[0038]本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
[0039]以上对本实用新型所提供的一种用于混动结构的逆变器、混动结构及其控制方法，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。
【主权项】
1.一种用于混动结构的逆变整流器，其特征在于，包括: 高压接头，用于连接混动结构中的高压系统； 低压接头，用于连接所述混动结构中的低压系统； 高压驱动输出电路，连接所述高压接头和电机；以及 低压驱动输出电路，连接所述低压接头和所述电机。2.如权利要求1所述的用于混动结构的逆变整流器，其特征在于，所述高压驱动输出电路和所述低压驱动输出电路共用半桥电路的低边电路，所述高压驱动输出电路的半桥高边电路直接连接高压接头，所述低压驱动输出电路的半桥高边电路连接低压开关电路，所述低压开关电路连接低压接头，半桥电路的中间点连接所述电机。3.如权利要求1所述的用于混动结构的逆变整流器，其特征在于，所述高压驱动输出电路和所述低压驱动输出电路共用半桥电路，其中，所述半桥电路的低边电路接地，高边电路连接所述高压驱动输出电路的高压开关电路和所述低压驱动输出电路的低压开关电路，所述半桥电路的中间点连接所述电机，所述高压开关电路连接所述高压接头，所述低压开关电路连接所述低压接头。4.如权利要求3所述的用于混动结构的逆变整流器，其特征在于，所述高压开关电路和所述低压开关电路置于所述逆变器的壳体之内。5.如权利要求3所述的用于混动结构的逆变整流器，其特征在于，所述高压开关电路和所述低压开关电路置于所述逆变器的壳体之外。6.一种混动结构，其特征在于，包括: 逆变器和电机模块，所述逆变器和电机模块包括权利要求1至5中任一项所述的逆变整流器； 高压系统，所述高压系统包括高压电瓶和高压负载，所述高压电瓶的一端接地，所述高压电瓶的另一端连接所述逆变整流器的高压接头，所述高压负载的一端接地，所述高压负载的另一端连接所述逆变整流器的高压接头； 低压系统，所述低压系统包括低压电瓶和低压负载，所述低压电瓶的一端接地，所述低压电瓶的另一端连接所述逆变整流器的低压接头，所述低压负载的一端接地，所述低压负载的另一端连接所述逆变整流器的低压接头。7.如权利要求6所述的混动结构，其特征在于，所述逆变器和电机模块为一体式结构或分体式结构。
【文档编号】H02M3/28GK205647267SQ201620510181
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年5月31日
【发明人】蔡文利
【申请人】北京德尔福万源发动机管理系统有限公司