電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法及其應(yīng)用的電動(dòng)汽車(chē)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法及其應(yīng)用的電動(dòng)汽車(chē)，是一種將驅(qū)動(dòng)功能與充電功能共用同一硬件的拓?fù)湎到y(tǒng)結(jié)構(gòu)，包括高壓電池、逆變器和電機(jī)，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，高壓電池輸出的高壓直流電通過(guò)逆變器正向操作控制轉(zhuǎn)換成3相交流電輸出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，外部3相交流電輸入到電機(jī)，通過(guò)電機(jī)的線(xiàn)圈繞組，再輸入到逆變器，通過(guò)逆變器反向操作控制轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電，利用電機(jī)的線(xiàn)圈繞組作為充電電感和電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)--即逆變器的反向操作，對(duì)高壓電池進(jìn)行充電，在充電狀態(tài)下，把電機(jī)的線(xiàn)圈繞組作為充電電感，把逆變器變成充電器，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)便體積緊湊，成本低，處于全功率驅(qū)動(dòng)的充電能力，充電快速，效率高。
【專(zhuān)利說(shuō)明】電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法及其應(yīng)用的電動(dòng)汽車(chē)

【技術(shù)領(lǐng)域】：
[0001] 本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法及其應(yīng)用的電動(dòng)汽車(chē)。

【背景技術(shù)】：
[0002] 現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)用逆變器（INVERTER)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)電機(jī)，利用高壓電池輸出的高壓直 流電通過(guò)逆變器轉(zhuǎn)換成3相交流輸出到電機(jī)，當(dāng)高壓電池電量較低時(shí)，需要對(duì)高壓電池進(jìn) 行充電，否則無(wú)法驅(qū)動(dòng)汽車(chē)。現(xiàn)有對(duì)高壓電池進(jìn)行充電的方式主要包括如下兩種：
[0003] 第一種方式如圖1所示，3相供電電源通過(guò)獨(dú)立的充電器換成高壓直流電對(duì)高壓 電池進(jìn)行充電，這樣明顯增加了獨(dú)立的充電器，導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本偏高，另外這種充 電器的運(yùn)作原理是基于整流（Rectifier)的概念，即整流器+三相交錯(cuò)的DC/DC的組合，充 電效率較低，不能滿(mǎn)足快速高效充電的要求。
[0004] 第二種方式如圖2所示，利用逆變器（INVERTER)的部分元器件形成整流器 (Rectifier)，外加電感器利用單相交流電源對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。當(dāng)充電時(shí)，首先需要 通過(guò)開(kāi)關(guān)K1切斷逆變器與電機(jī)三相繞組之間的連接，單相供電電源通過(guò)電感器L與逆 變器連接并通過(guò)整流器轉(zhuǎn)換成高壓直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電，這種結(jié)構(gòu)見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利 US8441229 (B2)，這種方式，他們的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是傳統(tǒng)的充電器的概念，S卩，整流器+三相交錯(cuò) 的DC/DC;需要額外增加電感器L，體積大，成本高，充電效率低，因?yàn)槭褂脙呻A段的功率轉(zhuǎn) 換，即交流AC-直流DC-交流AC，需要一個(gè)全新的充電器控制器包括AC/DC和DC/DC，控制 較為復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】
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[0005] 本發(fā)明的目的是提供電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法及其應(yīng)用的電動(dòng)汽車(chē)，利 用三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一即逆變器的反向操作，對(duì)高壓電池進(jìn)行充電，在充電狀態(tài)下，把逆 變器變成充電器，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，控制簡(jiǎn)便體積緊湊，成本低，處于全功率驅(qū)動(dòng)的充電能力， 充電快速，效率高。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：
[0007] 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法，所述的電動(dòng)汽車(chē)包括高壓電池、逆變器和至 少含有3相線(xiàn)圈繞組的電機(jī)，其特征在于：當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，高壓電池輸出的高壓 直流電通過(guò)逆變器正向操作控制轉(zhuǎn)換成3相交流電輸出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)電動(dòng)汽 車(chē)處于充電狀態(tài)，外部3相交流電經(jīng)過(guò)3個(gè)充電電感器輸入到逆變器，通過(guò)逆變器反向操作 控制轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
[0008] 上述所述的3個(gè)充電電感器是由電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組組成，利用電機(jī)的線(xiàn)圈繞組 作為充電電感器，然后才進(jìn)入到逆變器。
[0009] 上述所述的逆變器正向操作控制是指通過(guò)檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組的相電流和轉(zhuǎn)子位 置對(duì)3相電機(jī)的電流進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)；所述的反向操作控制是指檢測(cè)電機(jī)線(xiàn) 圈繞組的電流、外部3相交流電的端電壓使外部3相交流電轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行 充電。
[0010] 上述所述的電機(jī)的線(xiàn)圈繞組的相數(shù)是3N，N是整數(shù)。
[0011] 上述所述的逆變器的個(gè)數(shù)是N個(gè)，每個(gè)逆變器對(duì)應(yīng)連接電機(jī)的3個(gè)線(xiàn)圈繞組。
[0012] 一種利用權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法的電動(dòng)汽車(chē)，包括 高壓電池、逆變器和電機(jī)，所述的電機(jī)包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，定子組件里面含有若干相 線(xiàn)圈繞組，高壓電池與逆變器連接，其特征在于：電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，高壓電池通過(guò)逆 變器連接電機(jī)的線(xiàn)圈繞組，高壓電池輸出的高壓直流電通過(guò)逆變器正向操作控制轉(zhuǎn)換成交 流電輸出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)牽引電動(dòng)車(chē)；電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，外部3相交流電通過(guò) 輸入連接器連接到逆變器，利用逆變器作為充電器，外部3相交流電通過(guò)逆變器反向操作 控制轉(zhuǎn)換成高壓直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
[0013] 上述所述的外部3相交流電先連接到電機(jī)的線(xiàn)圈繞組，電機(jī)的線(xiàn)圈繞組再與逆變 器連接，利用電機(jī)的線(xiàn)圈繞組作為充電電感器。
[0014] 上述所述的用來(lái)輸入3相交流電的輸入連接器后面連接三相開(kāi)關(guān)控制盒，其中電 機(jī)連接在逆變器與三相開(kāi)關(guān)控制盒之間；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)的線(xiàn)圈繞組的一 端與逆變器連接，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使線(xiàn)圈繞組另一端短路連接起來(lái)；當(dāng)電動(dòng) 汽車(chē)處于充電狀態(tài)，電機(jī)的線(xiàn)圈繞組一端與逆變器連接，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使 線(xiàn)圈繞組的另一端與輸入連接器連接，外部3相交流電通過(guò)電機(jī)的線(xiàn)圈繞組，然后進(jìn)入逆 變器。
[0015] 上述所述的電機(jī)的線(xiàn)圈繞組的相數(shù)是3N，N是整數(shù)。
[0016] 上述所述的逆變器具有N個(gè)，每個(gè)逆變器與電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組連接。
[0017] 上述所述的N = 3,即電機(jī)是9相電機(jī)，逆變器具有3個(gè)，每3相線(xiàn)圈繞組一端短路 連接起來(lái)并連接外部1相交流電，另一端連接一個(gè)逆變器。
[0018] 上述所述的逆變器包括微處理器單元、驅(qū)動(dòng)電路單元、IGBT模塊和檢測(cè)電路，檢 測(cè)電路檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)并送到微處理器單元，微處理器單元輸出控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路單 元，驅(qū)動(dòng)電路單元控制IGBT模塊，以便控制電機(jī)的3N相線(xiàn)圈繞組正常換相。
[0019] 所述的逆變器正向操作控制是指通過(guò)檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組的相電流和轉(zhuǎn)子位置對(duì)3 相電機(jī)的電流進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)；所述的反向操作控制是指檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組 的電流、外部3相交流電的端電壓使外部3相交流電轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。。
[0020] 三相開(kāi)關(guān)控制盒包括有機(jī)械開(kāi)關(guān)JK，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)的線(xiàn)圈繞組 的一端與逆變器連接，機(jī)械開(kāi)關(guān)JK閉合使線(xiàn)圈繞組另一端短路連接起來(lái)；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于 充電狀態(tài)，線(xiàn)圈繞組的另一端與輸入連接器連接，外部3相交流電通過(guò)電機(jī)的線(xiàn)圈繞組，然 后進(jìn)入逆變器，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制，使機(jī)械開(kāi)關(guān)JK斷開(kāi)，線(xiàn)圈繞組另一端不能 短路連接起來(lái)。
[0021] 上述所述的三相開(kāi)關(guān)控制盒連接有管理控制單元，管理控制單元檢測(cè)三相開(kāi)關(guān)控 制盒是否接入外部3相交流供電電源，管理控制單元與逆變器連接通信；當(dāng)管理控制單元 檢測(cè)三相開(kāi)關(guān)控制盒沒(méi)有接入外部3相交流電，管理控制單元通知逆變器一電動(dòng)汽車(chē)處 于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，管理控制單元對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組的另一端短路 連接起來(lái)，高壓電池輸出的高壓直流電通過(guò)逆變器正向操作控制轉(zhuǎn)換成3相交流電輸出到 電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)管理控制單元檢測(cè)三相開(kāi)關(guān)控制盒接入外部3相交流電，管理控制 單元通知逆變器一-電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使電機(jī)的3相 線(xiàn)圈繞組與外部3相交流供電電源連接，外部3相交流供電電源通過(guò)逆變器反向操作控制 轉(zhuǎn)換成高壓直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
[0022] 上述所述的高壓電池還連接有電池管理系統(tǒng)BMS，電池管理系統(tǒng)BMS與逆變器連 接通信。
[0023] 上述所述的所述的三相開(kāi)關(guān)控制盒包括3個(gè)繼電器開(kāi)關(guān)及其集電器線(xiàn)圈驅(qū)動(dòng)電 路。
[0024] 上述所述的所述的三相開(kāi)關(guān)控制盒包括6個(gè)IGBT組成，每2個(gè)IGBT組合成一個(gè) 開(kāi)關(guān)，每組的2個(gè)IGBT發(fā)射極連接起來(lái)，每組的2個(gè)IGBT中上方的IGBT的集電極連接外 部1相交流供電電源，下方的IGBT的集電極與電機(jī)3相繞組的并聯(lián)引線(xiàn)連接，各IGBT的基 極分別引出連接控制信號(hào)。
[0025] 上述所述的三相開(kāi)關(guān)控制盒包括3個(gè)開(kāi)關(guān)，3個(gè)開(kāi)關(guān)可以分別把電機(jī)的3相繞組 的一端互相斷開(kāi)或者互相短接，3個(gè)開(kāi)關(guān)是機(jī)械開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。
[0026] 上述所述3個(gè)開(kāi)關(guān)是電磁繼電接觸器。
[0027] 上述所述的三相開(kāi)關(guān)控制盒包括3個(gè)開(kāi)關(guān)。3個(gè)開(kāi)關(guān)可以分別把電機(jī)的3相繞組 的一端互相斷開(kāi)或者互相短接，3個(gè)開(kāi)關(guān)可以由電子開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。
[0028] 上述所述的電子開(kāi)關(guān)是IGBT模塊，所述的IGBT模塊包括6個(gè)IGBT組成，每2個(gè) IGBT組合成一個(gè)開(kāi)關(guān)，每組的2個(gè)IGBT發(fā)射極連接起來(lái)，每組的2個(gè)IGBT的集電極一端連 接外部1相交流供電電源，另一端的IGBT的集電極與電機(jī)3相繞組的引線(xiàn)連接，各IGBT的 基極分別引出連接控制信號(hào)
[0029] 上述所述的管理控制單元包括變壓器、電壓傳感器、整流電路以及DC-DC電路，變 壓器連接到外部3相交流供電電源上獲取電源信號(hào)，電源信號(hào)通過(guò)電壓傳感器檢測(cè)后反饋 輸出，電源信號(hào)通過(guò)整流電路以及DC-DC電路輸出一路充電喚醒信號(hào)到逆變器，輸出另一 路開(kāi)關(guān)控制信號(hào)到三相開(kāi)關(guān)控制盒，逆變器返回開(kāi)關(guān)控制信號(hào)到整流電路以及DC-DC電 路。
[0030] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下效果：
[0031] 1)當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，外部3相交流電輸入到逆變器，通過(guò)逆變器反向操 作控制轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電，這時(shí)候逆變器相當(dāng)于一個(gè)充電器，無(wú)需像傳統(tǒng) 汽車(chē)充電器一樣外加獨(dú)立充電器或者充電電感器，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低；
[0032] 2)本發(fā)明在充電狀態(tài)下，逆變器相當(dāng)于一個(gè)充電器使用，并非傳統(tǒng)意見(jiàn)的簡(jiǎn)單整 流+整流器+三相交錯(cuò)的DC/DC的概念，本發(fā)明是對(duì)三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)-逆變器（INVERTER) 的反向操作，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，只需增加逆變器（INVERTER)反向操作的控制程序即可，控制 非常簡(jiǎn)單，制造成本更低；
[0033] 3)本發(fā)明是對(duì)三相電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)-逆變器（INVERTER)的反向操作，是對(duì)外部3相 交流電進(jìn)行3相全功率充電，充電快速，效率高，充電能力遠(yuǎn)比傳統(tǒng)單相充電器或者通過(guò)二 極管整流器進(jìn)行三相充電的效率高；
[0034] 4)本發(fā)明動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)時(shí)，外部3相交流供電電源通過(guò)輸入到電機(jī)的線(xiàn) 圈繞組，利用電機(jī)的線(xiàn)圈繞組和定子鐵芯組成電感器，無(wú)需外加充電電感器，節(jié)省成本和體 積，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)；
[0035] 5)本發(fā)明的電動(dòng)汽車(chē)通過(guò)三相開(kāi)關(guān)控制盒連接外部3相交流供電電源，其中：電 機(jī)連接在逆變器與三相開(kāi)關(guān)控制盒之間或者三相開(kāi)關(guān)控制盒連接在逆變器與電機(jī)之間；當(dāng) 電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組的一端與逆 變器連接，3相線(xiàn)圈繞組另一端短路連接起來(lái)，高壓電池輸出的高壓直流電通過(guò)逆變器正向 操作控制轉(zhuǎn)換成3相交流電輸出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，通過(guò)對(duì) 三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組一端與逆變器連接，3相線(xiàn)圈繞組的另一端 與外部3相交流供電電源連接，外部3相交流供電電源通過(guò)逆變器反向操作控制轉(zhuǎn)換成高 壓直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電，這樣實(shí)現(xiàn)逆變器與充電器之間的自動(dòng)切換，操作簡(jiǎn)便；
[0036] 5)本發(fā)明的電動(dòng)汽車(chē)的三相開(kāi)關(guān)控制盒連接有管理控制單元，管理控制單元檢測(cè) 三相開(kāi)關(guān)控制盒是否接入外部3相交流供電電源，管理控制單元與逆變器連接通信，通過(guò) 管理控制單元可以自動(dòng)控制三相開(kāi)關(guān)控制盒的動(dòng)作，并通知逆變器當(dāng)前處于驅(qū)動(dòng)工作狀態(tài) 還是充電工作狀態(tài)，以便逆變器切換恰當(dāng)?shù)目刂颇Ｊ?，控制?jiǎn)單合理；
[0037] 6)本發(fā)明的電動(dòng)汽車(chē)可以采用3個(gè)逆變器帶9相線(xiàn)圈繞組的電機(jī)，每3相線(xiàn)圈繞 組通過(guò)一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)，高壓電池連接到逆變器的輸入端，電機(jī)的9相線(xiàn)圈繞組連接到3個(gè) 逆變器的一端，電機(jī)的9相線(xiàn)圈繞組的另一端連接外部3相交流供電電源；無(wú)需相開(kāi)關(guān)控制 盒，結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單，成本更加低。
[0038] 7)三相開(kāi)關(guān)控制盒包括有機(jī)械開(kāi)關(guān)JK，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)的線(xiàn)圈繞 組的一端與逆變器連接，機(jī)械開(kāi)關(guān)JK閉合使線(xiàn)圈繞組另一端短路連接起來(lái)；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處 于充電狀態(tài)，線(xiàn)圈繞組的另一端與輸入連接器連接，外部3相交流電通過(guò)電機(jī)的線(xiàn)圈繞組， 然后進(jìn)入逆變器，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制，使機(jī)械開(kāi)關(guān)JK斷開(kāi)，線(xiàn)圈繞組另一端不 能短路連接起來(lái)。防止短路，安全性可操作性更加好。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】：
[0039] 圖1是現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制其中一種方式的電路原理圖；
[0040] 圖2是現(xiàn)有電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制另一種方式的電路原理圖；
[0041] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例一的電路原理圖；
[0042] 圖4是本發(fā)明逆變器的電路原理圖；
[0043] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例一中三相開(kāi)關(guān)控制盒米用機(jī)械開(kāi)關(guān)的一種電氣原理圖；
[0044] 圖6是本發(fā)明實(shí)施例一中三相開(kāi)關(guān)控制盒米用電子開(kāi)關(guān)的一種電氣原理圖；
[0045] 圖7是本發(fā)明實(shí)施例一充電狀態(tài)的電氣連接圖；
[0046] 圖8是本發(fā)明管理控制單元的電路原理圖；
[0047] 圖9是本發(fā)明實(shí)施例二的電路原理圖；
[0048] 圖10是實(shí)施例二中3個(gè)逆變器與電機(jī)之間的連接電路圖；
[0049] 圖11是本發(fā)明的逆變器反向操作控制的原理示意圖；
[0050] 圖12是本發(fā)明處于充電時(shí)，流過(guò)電機(jī)各相繞組電流的波形圖；
[0051] 圖13是本發(fā)明的實(shí)施例四至實(shí)施例i^一的連接示意圖。

【具體實(shí)施方式】：
[0052] 下面通過(guò)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0053] 實(shí)施例一：如圖3所示，本發(fā)明是一種電動(dòng)汽車(chē)，包括高壓電池、逆變器和電機(jī)，所 述的電機(jī)包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，定子組件里面含有3相線(xiàn)圈繞組，高壓電池與逆變器 連接，它還包括三相開(kāi)關(guān)控制盒，三相開(kāi)關(guān)控制盒連接3相交流電的輸入連接器，輸入連接 器輸入外部3相交流電，其中電機(jī)連接在逆變器與三相開(kāi)關(guān)控制盒之間，3相交流電輸入連 接器連接在充電站的充電插座中，3相交流的市電電源經(jīng)過(guò)3相變壓器進(jìn)入充電插座中；
[0054] 當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組的一端與逆變器連接，通過(guò)對(duì)三 相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使3相線(xiàn)圈繞組另一端短路連接起來(lái)，高壓電池輸出的高壓直流電通 過(guò)逆變器正向操作控制轉(zhuǎn)換成3相交流電輸出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；
[0055] 如圖3、圖7所示，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組一端與逆變器連 接，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使3相線(xiàn)圈繞組的另一端與3相交流電輸入連接器連接， 外部3相交流電通過(guò)電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組，利用電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組作為充電電感，然后進(jìn) 入逆變器，利用逆變器反向操作控制轉(zhuǎn)換成高壓直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
[0056] 如圖4所示，逆變器包括微處理器單元、驅(qū)動(dòng)電路單元、IGBT模塊和檢測(cè)電路，檢 測(cè)電路檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)并送到微處理器單元，微處理器單元輸出控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路單 元，驅(qū)動(dòng)電路單元控制IGBT模塊，以便控制電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組正常換相。所述的IGBT模 塊由6個(gè)電子開(kāi)關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6組成3個(gè)橋臂，每個(gè)橋臂分別連接電機(jī)的一相線(xiàn) 圈繞組（U、V、W)。
[0057] 所述的逆變器正向操作控制是通過(guò)檢測(cè)電機(jī)繞組的電流和轉(zhuǎn)子位置參數(shù)對(duì)電機(jī) 的各相繞組進(jìn)行換相的操作，實(shí)現(xiàn)高壓直流電轉(zhuǎn)換成3相交流電。檢測(cè)電路檢測(cè)電機(jī)繞組 和轉(zhuǎn)子位置參數(shù)并送到微處理器單元，微處理器單元根據(jù)電機(jī)繞組的電流和轉(zhuǎn)子位置參數(shù) 輸出等6路PWM信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路單元，驅(qū)動(dòng)電路單元控制電子開(kāi)關(guān)管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6 的打開(kāi)或者斷開(kāi)。逆變器正向操作即作為永磁電機(jī)的換相驅(qū)動(dòng)部件在教科書(shū)或者專(zhuān)利 文獻(xiàn)已經(jīng)詳細(xì)披露，在這里沒(méi)有必要詳細(xì)敘述，轉(zhuǎn)子位置參數(shù)的測(cè)量通常用旋轉(zhuǎn)變壓器來(lái) 實(shí)現(xiàn)，檢測(cè)電機(jī)繞組的電流用電流傳感器可以實(shí)現(xiàn)。
[0058] 所述的所述的反向操作控制是指檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組的電流、外部3相交流電的端 電壓使外部3相交流電轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。。同樣的，檢測(cè)電路檢測(cè)電機(jī)繞 組的電流和外部3相交流電的端電壓并送到微處理器單元，微處理器單元根據(jù)電機(jī)繞組的 電流和外部3相交流電的端電壓，微處理器單元輸出等6路PWM信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路單元，驅(qū)動(dòng) 電路單元控制電子開(kāi)關(guān)管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6輪流導(dǎo)通，使高壓直流電從電子開(kāi)關(guān)管經(jīng)過(guò) 并對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。通過(guò)在逆變器里面建立一個(gè)反向充電的控制程序就可以，換言之， 反向充電的控制程序不同于正向操作控制程序。
[0059] 如圖3所示，三相開(kāi)關(guān)控制盒連接有管理控制單元，管理控制單元檢測(cè)三相開(kāi)關(guān) 控制盒是否接入外部3相交流供電電源，管理控制單元與逆變器連接通信；當(dāng)管理控制單 元檢測(cè)三相開(kāi)關(guān)控制盒沒(méi)有接入外部3相交流電，管理控制單元通知逆變器一電動(dòng)汽車(chē) 處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，管理控制單元對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組的另一端短 路李連接起來(lái)，高壓電池輸出的高壓直流電通過(guò)逆變器正向操作控制轉(zhuǎn)換成3相交流電輸 出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)管理控制單元檢測(cè)三相開(kāi)關(guān)控制盒接入外部3相交流電，管理 控制單元通知逆變器一電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使電機(jī)的 3相線(xiàn)圈繞組與外部3相交流供電電源連接，外部3相交流供電電源通過(guò)逆變器反向操作控 制轉(zhuǎn)換成高壓直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
[0060] 高壓電池還連接有電池管理系統(tǒng)BMS，電池管理系統(tǒng)BMS與逆變器連接通信。 [0061] 如圖5所示，所述的三相開(kāi)關(guān)控制盒包括有機(jī)械開(kāi)關(guān)JK，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀 態(tài)，電機(jī)的線(xiàn)圈繞組的一端與逆變器連接，機(jī)械開(kāi)關(guān)JK閉合使線(xiàn)圈繞組另一端短路連接起 來(lái)；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，線(xiàn)圈繞組的另一端與輸入連接器連接，外部3相交流電通過(guò) 電機(jī)的線(xiàn)圈繞組，然后進(jìn)入逆變器，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制，使機(jī)械開(kāi)關(guān)JK斷開(kāi)，線(xiàn) 圈繞組另一端不能短路連接起來(lái)。
[0062] 為了操作的逆變器在驅(qū)動(dòng)模式和充電模式之間切換更加安全可靠，外部3相交流 電源電壓的信息需要監(jiān)控/測(cè)量，如圖8所示。
[0063] A)驅(qū)動(dòng)方式開(kāi)始前：·逆變器PWM處于關(guān)閉狀態(tài)，外部3相交流電的輸入連接器 在車(chē)輛側(cè)，輸入連接器不應(yīng)該有電壓，否則，檢測(cè)到輸入連接器接入外部3相交流電，車(chē)不 能開(kāi)動(dòng)；另外，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使機(jī)械開(kāi)關(guān)JK閉合，線(xiàn)圈繞組另一端短路連 接起來(lái)，符合遵循正常的車(chē)輛驅(qū)動(dòng)啟動(dòng)順序。
[0064] B)在開(kāi)始充電模式：· HV電池應(yīng)連接到逆變器，所有電動(dòng)汽車(chē)需要測(cè)量是否連 接，?逆變器PWM處于關(guān)閉狀態(tài)，此時(shí)通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制，使機(jī)械開(kāi)關(guān)JK斷開(kāi)， 線(xiàn)圈繞組的另一端與輸入連接器連接，外部3相交流電通過(guò)電機(jī)的線(xiàn)圈繞組，然后進(jìn)入逆 變器.外部3相交流電的輸入連接器，終端應(yīng)該有電壓，如圖8所示，如果不是，外部3相交 流電未連接；?交流電源反饋信號(hào)，如圖8所示，在充電模式；電動(dòng)汽車(chē)用于驅(qū)動(dòng)控制?的 旋轉(zhuǎn)變壓器信號(hào)將外部3相交流電的端電壓信號(hào)代替。
[0065] 如圖6所示，所述的三相開(kāi)關(guān)控制盒采用電子開(kāi)關(guān)，包括6個(gè)IGBT組成，每2個(gè) IGBT組合成一個(gè)開(kāi)關(guān)，每組的2個(gè)IGBT發(fā)射極連接起來(lái)，每組的2個(gè)IGBT中上方的IGBT 的集電極連接外部1相交流供電電源，下方的IGBT的集電極與電機(jī)3相繞組的并聯(lián)引線(xiàn)連 接，各IGBT的基極分別引出連接控制信號(hào)C2。，在3相交流電的輸入連接器的后面可以選擇 增加一個(gè)電源開(kāi)關(guān)，電源開(kāi)關(guān)是觸點(diǎn)常開(kāi)的機(jī)械開(kāi)關(guān)。
[0066] 如圖8所示，管理控制單元包括變壓器、電壓傳感器、整流電路以及DC-DC電路，變 壓器連接到外部3相交流供電電源上獲取電源信號(hào)C4,電源信號(hào)C4通過(guò)電壓傳感器檢測(cè)后 反饋輸出，電源信號(hào)c4通過(guò)整流電路以及DC-DC電路輸出一路充電喚醒信號(hào)C5到逆變器， 輸出另一路開(kāi)關(guān)控制信號(hào)C3到三相開(kāi)關(guān)控制盒，逆變器返回開(kāi)關(guān)控制信號(hào)N到整流電路以 及DC-DC電路。所述的變壓器是380V/12V變壓器。
[0067] 實(shí)施例二：如圖9所示，本發(fā)明是一種電動(dòng)汽車(chē)，包括高壓電池、3個(gè)逆變器和電 機(jī)，所述的電機(jī)包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，定子組件里面含有9相線(xiàn)圈繞組，每3相線(xiàn)圈繞 組通過(guò)一個(gè)逆變器驅(qū)動(dòng)，高壓電池連接到逆變器的輸入端，電機(jī)的9相線(xiàn)圈繞組連接到3個(gè) 逆變器的一端，電機(jī)的9相線(xiàn)圈繞組的另一端連接外部3相交流供電電源；
[0068] 如圖10所示，定子組件里面含有9相線(xiàn)圈繞組，每3相線(xiàn)圈繞組通過(guò)一個(gè)逆變器 驅(qū)動(dòng)，與同一逆變器連接的3相線(xiàn)圈繞組的一端短路連接后連接3相交流電的一相交流輸 入，3相交流電輸入連接器輸入外部3相交流電，高壓電池還連接有電池管理系統(tǒng)BMS，電池 管理系統(tǒng)BMS與3個(gè)逆變器連接通信，逆變器連接管理控制單元，管理控制單元檢測(cè)是否接 入外部3相交供電；
[0069] 圖中有3個(gè)逆變器（即第一逆變器、第二逆變器和第三逆變器），每個(gè)逆變器與電 機(jī)中的3相線(xiàn)圈繞組形成一個(gè)電機(jī)單元（電機(jī)1、電機(jī)2和電機(jī)3)，當(dāng)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，每個(gè) 逆變器各自驅(qū)動(dòng)控制3相線(xiàn)圈繞，當(dāng)處于充電狀態(tài)，每一相交流電輸入到3相相線(xiàn)圈繞，然 后進(jìn)入一個(gè)逆變器，逆變器根據(jù)該相交流電輸入的狀態(tài)進(jìn)行反向操作控制轉(zhuǎn)換成高壓直流 電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電，這樣的連接可以省略三相開(kāi)關(guān)控制盒，節(jié)省成本。
[0070] 如圖4所示，每個(gè)逆變器包括微處理器單元、驅(qū)動(dòng)電路單元、IGBT模塊和檢測(cè)電 路，檢測(cè)電路檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)并送到微處理器單元，微處理器單元輸出控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng) 電路單元，驅(qū)動(dòng)電路單元控制IGBT模塊，以便控制電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組正常換相，所述的逆 變器正向操作控制是指通過(guò)檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組的相電流和轉(zhuǎn)子位置對(duì)3相電機(jī)的電流進(jìn) 行控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)；所述的反向操作控制是指檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組的電流、外部3 相交流電的端電壓使外部3相交流電轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
[0071] 下面簡(jiǎn)述逆變器反向操作控制是指對(duì)電機(jī)的各相繞組進(jìn)行換相的操作，如圖11、 圖12所示，通過(guò)電機(jī)每相線(xiàn)圈繞組（U、V、W)的電流互感器或者電流傳感器sensor檢測(cè)各 相電機(jī)線(xiàn)圈繞組電流狀況，眾所周知，輸入的三相交流電AC POWER是正弦波的電流且相互 相差120度電角度，分別包括A相、B相和C相，電流互感器或者電流傳感器sensor檢測(cè)各 相電機(jī)線(xiàn)圈繞組的相電流和外部3相交流電的端電壓，并通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換輸送到微處理器；微 處理器單元輸出P1、P2、P3、P4、P5、P6等6路PWM信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路單元，驅(qū)動(dòng)電路單元控制 電子開(kāi)關(guān)管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6輪流導(dǎo)通，使高壓直流電從電子開(kāi)關(guān)管經(jīng)過(guò)并對(duì)高壓電池 進(jìn)行充電，微處理器單元當(dāng)檢測(cè)到U相線(xiàn)圈繞組處于正半周時(shí)，打開(kāi)電子開(kāi)關(guān)管Q1，處于負(fù) 半周時(shí)，打開(kāi)電子開(kāi)關(guān)管Q2 ;微處理器單元當(dāng)檢測(cè)到V相線(xiàn)圈繞組處于正半周時(shí)，打開(kāi)電子 開(kāi)關(guān)管Q3,處于負(fù)半周時(shí)，打開(kāi)電子開(kāi)關(guān)管Q4;微處理器單元當(dāng)檢測(cè)到W相線(xiàn)圈繞組處于正 半周時(shí)，打開(kāi)電子開(kāi)關(guān)管Q5,處于負(fù)半周時(shí)，打開(kāi)電子開(kāi)關(guān)管Q6。這種逆變器反向操作控制 充電與傳統(tǒng)的二極管整流的主要優(yōu)點(diǎn)是：二級(jí)管整流，發(fā)熱較為厲害，損失能量多，不高效； 本發(fā)明的逆變器反向操作控制充電，只是對(duì)子開(kāi)關(guān)的閉合，損耗小，效率高，充電快捷。另 外外部3相交流電的端電壓信號(hào)C5送到逆變器里面的微處理器，微處理器根據(jù)外部3相交 流電的端電壓相位和各相電機(jī)線(xiàn)圈繞組的相電流的相位進(jìn)行反向操作控制。
[0072] 實(shí)施例三：
[0073] -種電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法，所述的電動(dòng)汽車(chē)包括高壓電池、逆變器 和電機(jī)，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，高壓電池輸出的高壓直流電通過(guò)逆變器正向操作控制 轉(zhuǎn)換成3相交流電輸出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，外部3相交流電 經(jīng)過(guò)3個(gè)充電電感器輸入到逆變器，通過(guò)逆變器反向操作控制轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn) 行充電。
[0074] 所述的3個(gè)充電電感器是由電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組組成，利用電機(jī)的線(xiàn)圈繞組作為 充電電感器。
[0075]
[0076] 所述的所述的逆變器正向操作控制是指通過(guò)檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組的相電流和轉(zhuǎn)子 位置對(duì)3相電機(jī)的電流進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)；所述的反向操作控制是指檢測(cè)電機(jī) 線(xiàn)圈繞組的電流、外部3相交流電的端電壓使外部3相交流電轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn) 行充電。
[0077] 所述的電機(jī)的線(xiàn)圈繞組的相數(shù)是3N，N是整數(shù)。
[0078] 所述的逆變器的個(gè)數(shù)是N個(gè)，每個(gè)逆變器對(duì)應(yīng)連接電機(jī)的3個(gè)線(xiàn)圈繞組。
[0079] 實(shí)施例四至實(shí)施例十一：如圖13所示，利用該圖，我們可以得到多種的實(shí)施方式： 圖中有3相交流電輸入A、B、C，位于圖3的充電插座中；電機(jī)中有9相的線(xiàn)圈繞組L1、L2、 L3、L4、L5、L6、L7、L8和L9,高壓電池和逆變器，具有9個(gè)充電觸點(diǎn)1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、 1-6、1-7、1-8、1-9和9個(gè)驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)2-1、2-2、2-3、2-4、2-5、2-6、2-7、2-8、2-9;具有切換的繼 電器開(kāi)關(guān)JK，控制繼電器開(kāi)關(guān)JK斷開(kāi)和閉合的驅(qū)動(dòng)電路，主要包括三極管Q0和繼電器線(xiàn)圈 L。9個(gè)充電觸點(diǎn)1-1、1-2、1-3、1-4、1-5、1-6、1-7、1-8、1-9相當(dāng)于圖3的輸入連接器。
[0080] 下面是我的通用配置概念。當(dāng)它的驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)閉合，交流電源應(yīng)斷開(kāi)與電機(jī)線(xiàn)圈繞 組的連接，當(dāng)它的充電觸點(diǎn)與交流電源連接時(shí)，斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)。總共有7個(gè)可能的配置，見(jiàn) 下表。
[0081] -）組成一個(gè)三相電機(jī)：充電觸點(diǎn)1_1、1_2、1_3分別與3相交流電輸入A、B、C相 連接；當(dāng)在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)2-1，2-2, 2-3短接起來(lái)。
[0082] 二）組成兩個(gè)平行的三相異步電動(dòng)機(jī)：充電觸點(diǎn)1-1和1-4與3相交流電輸入A 相連接，充電觸點(diǎn)1-2和1-5與3相交流電輸入B相連接，充電觸點(diǎn)1-3和1-6與3相交流 電輸入C相連接；當(dāng)在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)2-1，2-2, 2-3短路接起來(lái)，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)2-4, 2-5， 和2-6短路接起來(lái)。
[0083] 三）組成一個(gè)六相電機(jī)：充電觸點(diǎn)1-1和1-4與3相交流電輸入A相連接，充電觸 點(diǎn)1-2和1-5與3相交流電輸入B相連接，充電觸點(diǎn)1-3和1-6與3相交流電輸入C相連 接；當(dāng)在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)2-1，2-2,2-3、2-4,2-5，和2-6短路接起來(lái)。
[0084] 四）組成三個(gè)平行的三相異步電動(dòng)機(jī)：充電觸點(diǎn)1-1，1-2和1-3與3相交流電輸入 A相連接，充電觸點(diǎn)1-4,1-5和1-6與3相交流電輸入B相連接，充電觸點(diǎn)1-7,1-8和1-9 與3相交流電輸入C相連接；當(dāng)在驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)2-1，2-2, 2-3短路接起來(lái)，驅(qū)動(dòng)觸 點(diǎn)2-4, 2-5,和2-6短路接起來(lái)，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)2-7, 2-8,和2-9短路接起來(lái)。
[0085] 五）組成三個(gè)平行的三相異步電動(dòng)機(jī)（選項(xiàng)2):
[0086] 充電觸點(diǎn)1-1，1-4和1-7與3相交流電輸入A相連接，充電觸點(diǎn)1-2,1-5和1-8 與3相交流電輸入B相連接，充電觸點(diǎn)1-3,1-6和1-9與3相交流電輸入C相連接；當(dāng)在驅(qū) 動(dòng)狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)2-1，2-2, 2-3短路接起來(lái)，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)2-4, 2-5,和2-6短路接起來(lái)，驅(qū)動(dòng) 觸點(diǎn)2-7, 2-8,和2-9短路接起來(lái)。
[0087] 六）組成一個(gè)九相電機(jī)（選項(xiàng)1):
[0088] 充電觸點(diǎn)1-1，1-2和1-3與3相交流電輸入A相連接，充電觸點(diǎn)1-4,1-5和1-6 與3相交流電輸入B相連接，充電觸點(diǎn)1-7,1-8和1-9與3相交流電輸入C相連接；當(dāng)在驅(qū) 動(dòng)狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)· 2-1，2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8,和2-9短路接起來(lái)。
[0089] 七）組成一個(gè)九相電機(jī)（選項(xiàng)2):
[0090] 充電觸點(diǎn)1-1，1-4和1-7與3相交流電輸入A相連接，充電觸點(diǎn)1-2,1-5和1-8 與3相交流電輸入B相連接，充電觸點(diǎn)1-3,1-6和1-9與3相交流電輸入C相連接；當(dāng)在驅(qū) 動(dòng)狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)· 2-1，2-2, 2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-8,和2-9短路接起來(lái)。
[0091] 八）組成一個(gè)5相電機(jī)，充電觸點(diǎn)1_1和1-4與3相交流電輸入A相連接，充電觸 點(diǎn)1-2和1-5與3相交流電輸入B相連接，充電觸點(diǎn)1-3與3相交流電輸入C相連接；當(dāng)在 驅(qū)動(dòng)狀態(tài)下，驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)2-1，2-2, 2-3、2-4, 2-5短路接起來(lái)。當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，高壓 電池輸出的高壓直流電通過(guò)逆變器正向操作控制轉(zhuǎn)換成3相交流電輸出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)相電 機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，外部3相交流電輸入到逆變器，通過(guò)逆變器反向操作控 制轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
【權(quán)利要求】
1. 電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法，所述的電動(dòng)汽車(chē)包括高壓電池、逆變器和至少 含有3相線(xiàn)圈繞組的電機(jī)，其特征在于： 當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，高壓電池輸出的高壓直流電通過(guò)逆變器正向操作控制轉(zhuǎn)換 成3相交流電輸出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)； 當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，外部3相交流電經(jīng)過(guò)3個(gè)充電電感器輸入到逆變器，通過(guò)逆 變器反向操作控制轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法，其特征在于：所述的3 個(gè)充電電感器是由電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組組成，利用電機(jī)的線(xiàn)圈繞組作為充電電感器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法，其特征在于：所述 的逆變器正向操作控制是指通過(guò)檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組的相電流和轉(zhuǎn)子位置對(duì)3相電機(jī)的電 流進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)；所述的反向操作控制是指檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組的電流、夕卜 部3相交流電的端電壓使外部3相交流電轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法，其特征在于：電機(jī)的線(xiàn) 圈繞組的相數(shù)是3N，N是整數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法，其特征在于：逆變器的 個(gè)數(shù)是N個(gè)，每個(gè)逆變器對(duì)應(yīng)連接電機(jī)的3個(gè)線(xiàn)圈繞組。
6. -種利用權(quán)利要求1所述的電動(dòng)汽車(chē)驅(qū)動(dòng)與充電集成控制方法的電動(dòng)汽車(chē)，包括高 壓電池、逆變器和電機(jī)，所述的電機(jī)包括定子組件和轉(zhuǎn)子組件，定子組件里面含有若干相線(xiàn) 圈繞組，高壓電池與逆變器連接，其特征在于：電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，高壓電池通過(guò)逆變 器連接電機(jī)的線(xiàn)圈繞組，高壓電池輸出的高壓直流電通過(guò)逆變器正向操作控制轉(zhuǎn)換成交流 電輸出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)牽引電動(dòng)車(chē)；電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，外部3相交流電通過(guò)輸 入連接器連接到逆變器，利用逆變器作為充電器，外部3相交流電通過(guò)逆變器反向操作控 制轉(zhuǎn)換成高壓直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：外部3相交流電先連接到電機(jī)的線(xiàn) 圈繞組，電機(jī)的線(xiàn)圈繞組再與逆變器連接，利用電機(jī)的線(xiàn)圈繞組作為充電電感器。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：用來(lái)輸入3相交流電的輸入連接器 后面連接三相開(kāi)關(guān)控制盒，其中電機(jī)連接在逆變器與三相開(kāi)關(guān)控制盒之間；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處 于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)的線(xiàn)圈繞組的一端與逆變器連接，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使線(xiàn)圈 繞組另一端短路連接起來(lái)；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，電機(jī)的線(xiàn)圈繞組一端與逆變器連接， 通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使線(xiàn)圈繞組的另一端與輸入連接器連接，外部3相交流電通 過(guò)電機(jī)的線(xiàn)圈繞組，然后進(jìn)入逆變器。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：電機(jī)的線(xiàn)圈繞組的相數(shù)是 3N，N是整數(shù)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：所述的逆變器具有N個(gè)，每個(gè)逆變 器與電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組連接。
11. 根據(jù)根據(jù)權(quán)利要求10所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：所述的N = 3,即電機(jī)是9相 電機(jī)，逆變器具有3個(gè)，每3相線(xiàn)圈繞組一端短路連接起來(lái)并連接外部1相交流電，另一端 連接一個(gè)逆變器。
12. 根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：所述的逆變器包括微處理 器單元、驅(qū)動(dòng)電路單元、IGBT模塊和檢測(cè)電路，檢測(cè)電路檢測(cè)電機(jī)運(yùn)行參數(shù)并送到微處理器 單元，微處理器單元輸出控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng)電路單元，驅(qū)動(dòng)電路單元控制IGBT模塊，以便控 制電機(jī)的3N相線(xiàn)圈繞組正常換相。
13. 根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：所述的逆變器正向操作控 制是指通過(guò)檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組的相電流和轉(zhuǎn)子位置對(duì)3相電機(jī)的電流進(jìn)行控制驅(qū)動(dòng)電機(jī) 的轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)；所述的反向操作控制是指檢測(cè)電機(jī)線(xiàn)圈繞組的電流、外部3相交流電的端電 壓使外部3相交流電轉(zhuǎn)換成直流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
14. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：三相開(kāi)關(guān)控制盒包括有機(jī)械開(kāi)關(guān) JK，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，電機(jī)的線(xiàn)圈繞組的一端與逆變器連接，機(jī)械開(kāi)關(guān)JK閉合使 線(xiàn)圈繞組另一端短路連接起來(lái)；當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，線(xiàn)圈繞組的另一端與輸入連接 器連接，外部3相交流電通過(guò)電機(jī)的線(xiàn)圈繞組，然后進(jìn)入逆變器，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的 控制，使機(jī)械開(kāi)關(guān)JK斷開(kāi)，線(xiàn)圈繞組另一端不能短路連接起來(lái)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：三相開(kāi)關(guān)控制盒連接有管理控制 單元，管理控制單元檢測(cè)三相開(kāi)關(guān)控制盒是否接入外部3相交流供電電源，管理控制單元 與逆變器連接通信； 當(dāng)管理控制單元檢測(cè)三相開(kāi)關(guān)控制盒沒(méi)有接入外部3相交流電，管理控制單元通知逆 變器一電動(dòng)汽車(chē)處于驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，管理控制單元對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使電機(jī)的3相線(xiàn) 圈繞組的短路連接起來(lái)，高壓電池輸出的高壓直流電通過(guò)逆變器正向操作控制轉(zhuǎn)換成3相 交流電輸出到電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)； 當(dāng)管理控制單元檢測(cè)三相開(kāi)關(guān)控制盒接入外部3相交流電，管理控制單元通知逆變 器一電動(dòng)汽車(chē)處于充電狀態(tài)，通過(guò)對(duì)三相開(kāi)關(guān)控制盒的控制使電機(jī)的3相線(xiàn)圈繞組與外 部3相交流供電電源連接，外部3相交流供電電源通過(guò)逆變器反向操作控制轉(zhuǎn)換成高壓直 流電對(duì)高壓電池進(jìn)行充電。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：高壓電池還連接有電池管理系統(tǒng) BMS，電池管理系統(tǒng)BMS與逆變器連接通信。
17. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：所述的三相開(kāi)關(guān)控制盒包括3個(gè)開(kāi) 關(guān)，3個(gè)開(kāi)關(guān)可以分別把電機(jī)的3相繞組的一端互相斷開(kāi)或者互相短接，3個(gè)開(kāi)關(guān)是機(jī)械開(kāi) 關(guān)實(shí)現(xiàn)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：所述3個(gè)開(kāi)關(guān)是電磁繼電接觸器。
19. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：所述的三相開(kāi)關(guān)控制盒包括3個(gè)開(kāi) 關(guān)。3個(gè)開(kāi)關(guān)可以分別把電機(jī)的3相繞組的一端互相斷開(kāi)或者互相短接，3個(gè)開(kāi)關(guān)可以由電 子開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。
20. 根據(jù)權(quán)利要求19所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：所述的電子開(kāi)關(guān)是IGBT模塊，所 述的IGBT模塊包括6個(gè)IGBT組成，每2個(gè)IGBT組合成一個(gè)開(kāi)關(guān)，每組的2個(gè)IGBT發(fā)射極 連接起來(lái)，每組的2個(gè)IGBT的集電極一端連接外部1相交流供電電源，另一端的IGBT的集 電極與電機(jī)3相繞組的引線(xiàn)連接，各IGBT的基極分別引出連接控制信號(hào)。
21. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電動(dòng)汽車(chē)，其特征在于：管理控制單元包括變壓器、電壓傳 感器、整流電路以及DC-DC電路，變壓器連接到外部3相交流供電電源上獲取電源信號(hào)，電 源信號(hào)通過(guò)電壓傳感器檢測(cè)后反饋輸出，電源信號(hào)通過(guò)整流電路以及DC-DC電路輸出一路 充電喚醒信號(hào)到逆變器，輸出另一路開(kāi)關(guān)控制信號(hào)到三相開(kāi)關(guān)控制盒，逆變器返回開(kāi)關(guān)控 制信號(hào)到整流電路以及DC-DC電路。
【文檔編號(hào)】B60L15/20GK104092273SQ201410360928
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】黃風(fēng)太 申請(qǐng)人:中山大洋電機(jī)股份有限公司