專利名稱：一種新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
由于傳統(tǒng)燃油汽車帶來的石油危機及排放污染問題日益嚴重，國家和企業(yè)寄希望于通過新能源汽車技術(shù)有效解決以上問題。作為新能源汽車核心部件之一的電驅(qū)動系統(tǒng)，其技術(shù)的先進性、可靠性，直接決定了新能源汽車的整車性能?，F(xiàn)階段，新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)基本由直流電源(如車載鋰離子電池、鎳氫電池等)、逆變器、電機組成，直流電源用于提供車輛行駛所需的電能或儲存電能；逆變器用于直流/交流轉(zhuǎn)換，控制電機的運行狀態(tài)；電機用于驅(qū)動車輛行駛、電制動等。在新能源汽車電驅(qū)動系統(tǒng)中，多采用固定直流母線電壓的驅(qū)動方式，即直流電源輸出電壓保持不變。由于系統(tǒng)中直流電源自身特性，母線電壓在系統(tǒng)實際工作中會在一定范圍內(nèi)波動。直流母線固定不變的驅(qū)動方式，導致逆變器直流母線利用率低、驅(qū)動電機的電流紋波大、電機鐵耗大、逆變器開關(guān)損耗大等問題，直接影響電驅(qū)動系統(tǒng)效率和性能。

實用新型內(nèi)容實用新型目的本實用新型提供一種新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)，可依據(jù)驅(qū)動電機運行中線電壓的有效值，實時調(diào)整直流母線的電壓值，用以解決普通電驅(qū)動系統(tǒng)中直流母線電壓固定不變導致系統(tǒng)效率和性能不佳的問題。技術(shù)方案一種新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)，主要由超級電容Cl、第一功率模塊V1、第二功率模塊V2、第三功率模塊V3、第四功率模塊V4、儲能電感L1、薄膜電容C2、驅(qū)動電機控制電路INV1-C、第一逆變器INVl、驅(qū)動電機Ml、發(fā)電機控制電路INV2-C、第二逆變器INV2、發(fā)電機M2和電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl組成；所述第一功率模塊V1、第二功率模塊V2、第三功率模塊V3、第四功率模塊V4和儲能電感LI組成電壓調(diào)節(jié)電路；所述電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl和發(fā)電機控制電路INV2-C同時采集超級電容Cl的第一電壓Udci和第一電流IDa，電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl和驅(qū)動電機控制電路INVl-C同時采集薄膜電容C2的第二電壓Udc2和第二電流IDe2，電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl和驅(qū)動電機控制電路INVl-C同時接收驅(qū)動電機控制信號。所述的超級電容Cl用于儲存系統(tǒng)所需的直流電能，可由多塊低耐壓、大容量的超級電容進行并、串聯(lián)組成。所述的驅(qū)動電機控制電路INVl-C依據(jù)驅(qū)動電機Ml運行時線電壓的有效值，向電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl提供驅(qū)動電機Ml運行所需的直流母線電壓UNEED。所述的第二逆變器INV2依據(jù)發(fā)電機控制信號和超級電容Cl的第一電壓Udci值，控制發(fā)電機M2發(fā)電。所述的電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl與驅(qū)動電機控制電路INVl-C存在互鎖信號，當電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl或驅(qū)動電機控制電路INVl-C出現(xiàn)故障時，均停止工作。所述的電壓調(diào)節(jié)電路中第一功率模塊V1、第二功率模塊V2、第三功率模塊V3、第四功率模塊V4，依據(jù)電壓調(diào)節(jié)控制電路的驅(qū)動信號工作。所述的電壓調(diào)節(jié)電路中對系統(tǒng)的直流母線電壓和電流具備超限保護功能。有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型所提供的新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)，由電壓調(diào)節(jié)電路依據(jù)驅(qū)動電機運行中線電壓的有效值，實時調(diào)整驅(qū)動電機逆變器的直流母線電壓值，使逆變器的直流母線利用率始終保持較高水平，有效解決由于逆變器直流母線電壓不變導致電機紋波電流大、電機鐵耗大、逆變器開關(guān)損耗大等問題，提高了新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)的運行效率；可變直流母線電壓的工作方式，有效降低驅(qū)動電機輸出轉(zhuǎn)矩的波動，提高電機的機械使用壽命，降低了新能源整車的振動噪聲。

圖1為本實用新型實施例的系統(tǒng)原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡明本實用新型。如圖1所示:新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)包括超級電容Cl、功率模塊V1-V4、儲能電感L1、薄膜電容C2、驅(qū)動電機控制電路INV1-C、第一逆變器INVl、驅(qū)動電機Ml、發(fā)電機控制電路INV2-C、第二逆變器INV2、發(fā)電機M2和電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl ;功率模塊V1-V4和儲能電感LI組成電壓調(diào)節(jié)電路；電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl和發(fā)電機控制電路INV2-C同時采集超級電容Cl的電壓Udci和電流Idci ；電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl和驅(qū)動電機控制電路INVl-C同時采集薄膜電容C2的電壓Udc2和電流Idc2 ；電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl和驅(qū)動電機控制電路INVl-C同時接收驅(qū)動電機控制信號。驅(qū)動電機控制電路INVl-C根據(jù)整車控制器發(fā)出的驅(qū)動電機控制信號控制驅(qū)動電機Ml以給定轉(zhuǎn)矩值運行；驅(qū)動電機控制電路INVl-C通過采集驅(qū)動電機Ml的電流計算發(fā)電機M2的線電壓有效值Um2,并利用UM2=UNEED/1.414計算驅(qū)動電機Ml運行所需的直流母線電
壓 Uneed ο電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl獲得直流母線電壓需求值Uneed，并結(jié)合超級電容Cl的電壓Udci的大小及系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)，計算電壓調(diào)節(jié)電路中功率模塊￥1、￥2、￥3、￥4的斬波占空比σ，并驅(qū)動功率模塊工作。當超級電容Cl的電壓Uio值低于UDa_MIN值時，整車控制器發(fā)出發(fā)電機控制信號，發(fā)電機控制電路INV2-C根據(jù)控制信號控制發(fā)電機M2以給定轉(zhuǎn)矩發(fā)電，即向超級電容Cl充電；當超級電容Cl的電壓Uio值高于UDa_mx值時，發(fā)電機M2停止工作。當超級電容Cl的電壓Uio大于UDa_mx2值時，電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl向驅(qū)動電機控制電路INVl-C發(fā)出超級電容過壓信號，驅(qū)動電機控制電路INVl-C控制驅(qū)動電機Ml停止能量回饋；當超級電容Cl的電壓Udci大于UDa_MX3值時，電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl輸出過壓信號，系統(tǒng)停止工作。當超級電容Cl的電流Idci大于IDa_MX值時，電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl輸出超級電容過流信號，系統(tǒng)停止工作；當薄膜電容C2的電流Idc2大于IDC2_MX值時，電壓調(diào)節(jié)控制電路VCl輸出薄膜電容過流信號，系統(tǒng)停止工作。以上所述僅是本實用 新型的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以作出若干改進，這些改進也應視為本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:包括超級電容(Cl)、第一功率模塊(VI)、第二功率模塊(V2)、第三功率模塊(V3)、第四功率模塊(V4)、儲能電感(LI)、薄膜電容(C2)、驅(qū)動電機控制電路(INV1-C)、第一逆變器(INV1)、驅(qū)動電機(Ml)、發(fā)電機控制電路(INV2-C)、第二逆變器(INV2)、發(fā)電機(M2)和電壓調(diào)節(jié)控制電路(VCl);所述第一功率模塊(VI)、第二功率模塊(V2)、第三功率模塊(V3)、第四功率模塊(V4)和儲能電感(LI)組成電壓調(diào)節(jié)電路；所述電壓調(diào)節(jié)控制電路(VCl)和發(fā)電機控制電路(INV2-C)同時采集超級電容(Cl)的第一電壓(Uio)和第一電流(IDa)，電壓調(diào)節(jié)控制電路(VCl)和驅(qū)動電機控制電路(INVl-C)同時采集薄膜電容(C2)的第二電壓(Udc2)和第二電流(IDC2)，電壓調(diào)節(jié)控制電路(VCl)和驅(qū)動電機控制電路(INVl-C)同時接收驅(qū)動電機控制信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述的超級電容(Cl)用于儲存系統(tǒng)所需的直流電能，由多塊電容經(jīng)過并、串聯(lián)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述的電壓調(diào)節(jié)控制電路(VCl)依據(jù)驅(qū)動電機(Ml)運行所需的直流母線電壓(UNEED)、超級電容(Cl)的電壓第一(Udci )和薄膜電容(C2 )的第二電壓(Udc2 )這三個參數(shù)，控制電壓調(diào)節(jié)電路工作。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述的驅(qū)動電機控制電路(INV1-C)依據(jù)驅(qū)動電機(Ml)運行時線電壓的有效值，向電壓調(diào)節(jié)控制電路(VCl)提供驅(qū)動電機(Ml)運行所需的直流母線電壓(UNEED)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述的第二逆變器(INV2)依據(jù)發(fā)電機控制信號和超級電容(Cl)的第一電壓(Udq)值,控制發(fā)電機(M2)發(fā)電。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:所述的電壓調(diào)節(jié)控制電路(VCl)與驅(qū)動電機控制電路(INVl-C)存在互鎖信號，當電壓調(diào)節(jié)控制電路(VCl)或驅(qū)動電機控制電路(IN V1-C)出現(xiàn)故障時，均停止工作。
專利摘要本實用新型公開一種新能源客車電驅(qū)動系統(tǒng)，包括超級電容(C1)、功率模塊(V1-V4)、儲能電感(L1)、薄膜電容(C2)、驅(qū)動電機控制電路(INV1-C)、逆變器(INV1)、驅(qū)動電機(M1)、發(fā)電機控制電路(INV2-C)、逆變器(INV2)、發(fā)電機(M2)、電壓調(diào)節(jié)控制電路(VC1)等。本實用新型可依據(jù)驅(qū)動電機運行過程中電機線電壓的有效值，實時調(diào)整逆變器直流母線的電壓值，從而減小電機的紋波電流、降低電機輸出轉(zhuǎn)矩的波動、電機的鐵耗和逆變器開關(guān)損耗等，有效提升電驅(qū)動系統(tǒng)的性能。
文檔編號B60L15/00GK202911578SQ20122047566
公開日2013年5月1日 申請日期2012年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月18日
發(fā)明者洪筱, 丁曉群 申請人:河海大學