一種電動汽車分布式高頻交流電氣系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電動汽車電氣系統(tǒng)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種電動汽車分布式高頻交流電氣系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前汽車內(nèi)部電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要是14V和42V直流配電系統(tǒng)，隨著汽車自身負(fù)載及車載設(shè)備功率的不斷提高，直流14V配電系統(tǒng)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足容量增長的需求，其直接導(dǎo)致傳輸線成本上升、重量增加和傳輸效率下降;直流42V的PowerNet自上世紀(jì)90年代由美國汽車工程師協(xié)會(SAE)提出后，由于其安全性、電磁兼容性差，以及電弧、線束連接頭腐蝕嚴(yán)重等問題，加上需要額外的42V/14V變換裝置用以適應(yīng)配件廠商的要求，使得42V系統(tǒng)的難以推廣。
[0003]高頻交流(highfrequency ac，HFAC)配電系統(tǒng)是通過功率電纜傳輸頻率數(shù)千赫茲以上交流電，實現(xiàn)高效率、低成本的能量分配。自上個世紀(jì)80年代HFAC技術(shù)由美國國家航空航天局(NASA)劉易斯研究中心提出后，其突出的優(yōu)點已經(jīng)體現(xiàn)在航天、通信等領(lǐng)域。隨著社會進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展，越來越多的空間、體積和重量受限的能量分配系統(tǒng)(譬如:電動汽車電氣系統(tǒng)、新能源微網(wǎng)、船舶配電系統(tǒng)等等)正面臨著更多更復(fù)雜的負(fù)荷種類和越來越高的容量要求的挑戰(zhàn)。降低成本、提高電氣系統(tǒng)效率、節(jié)約空間、提高負(fù)荷容量，以及提供優(yōu)質(zhì)、安全、環(huán)保的應(yīng)用環(huán)境，是這些能量配電系統(tǒng)所面臨的共同挑戰(zhàn)。作為一種先進(jìn)的能量分配方式，HFAC技術(shù)為此提供了一條有效的探索途徑和發(fā)展方向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電動汽車分布式高頻交流電氣系統(tǒng)，將分布式HFAC技術(shù)引入汽車配電系統(tǒng)，使用HFAC總線替換原來的14V/42V直流配電總線。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所提供的技術(shù)方案為:一種電動汽車分布式高頻交流電氣系統(tǒng)，所述高頻交流電氣系統(tǒng)將電動汽車的全部負(fù)載按空間位置劃分為四個負(fù)載區(qū)域，分別為車輛前端照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域、車輛右側(cè)照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域、車輛左側(cè)照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域以及大功率負(fù)載區(qū)域，該大功率負(fù)載區(qū)域包含有電動汽車的電氣懸掛系統(tǒng)；所述高頻交流電氣系統(tǒng)包括有四個高頻逆變器及四個直流輸入接口，且一個負(fù)載區(qū)域配置有一個高頻逆變器，一個高頻逆變器配置有一個直流輸入接口，所述直流輸入接口的一端與各自相應(yīng)的高頻逆變器的直流側(cè)連接，其另一端連接電動汽車的蓄電池，每個高頻逆變器的交流側(cè)輸出均連接有一條高頻交流總線，每條高頻交流總線為各自相應(yīng)的負(fù)載區(qū)域的負(fù)載供電，所述四個高頻逆變器通過高頻連接點使它們之間處于并聯(lián)工作狀態(tài)，所述高頻連接點分別連接四個高頻逆變器的高頻交流總線。
[0006]所述蓄電池通過一條直流母線連接四個高頻逆變器。
[0007]所述四個負(fù)載區(qū)域中的各個負(fù)載與高頻交流總線的連接是通過高頻變壓器和AC/DC整流模塊或者AC/AC變頻模塊實現(xiàn)。
[0008]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點與有益效果:
[0009]1、減少線束質(zhì)量，節(jié)省銅材料；
[0010]2、功率變換器數(shù)量的減少，無源器件體積和重量降低，系統(tǒng)簡化；
[0011]3、可提供可靠的高頻電氣隔離和便利的電壓變換；
[0012]4、易于分布式電氣結(jié)構(gòu)的實現(xiàn)；
[0013]5、易于實現(xiàn)高效率的400Hz電機(jī)驅(qū)動和LED照明系統(tǒng)；
[0014]6、對人體更安全和易于交流斷路器設(shè)計；
[0015]7、可與無接觸式充電技術(shù)結(jié)合起來，提供更舒適的用戶體驗；
[0016]8、高頻交流傳輸具備數(shù)據(jù)通信的能力，可實現(xiàn)電力線載波通信，進(jìn)一步簡化車內(nèi)電氣和電子系統(tǒng)。
[0017]這種分布式高頻交流電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)除了具備HFAC配電本身的優(yōu)點外，還具備:對各分布式區(qū)域無功和諧波的有效控制，減小集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)導(dǎo)致的高頻傳輸損耗；易于軟開關(guān)的實現(xiàn)，提高轉(zhuǎn)換效率和減弱EMI干擾;分布式結(jié)構(gòu)可提高配電系統(tǒng)的可靠性，實現(xiàn)局部功率限制，以增強(qiáng)電氣系統(tǒng)的安全性。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的電動汽車分布式高頻交流電氣系統(tǒng)在汽車內(nèi)部的連接關(guān)系示意圖。
[0019]圖2為本實用新型的蓄電池與直流輸入接口的連接關(guān)系示意圖。
[0020]圖3為本實用新型的負(fù)載與高頻交流總線的連接關(guān)系示意圖。
【具體實施方式】
[0021 ]下面結(jié)合具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。
[0022]如圖1所示，本實施例所述的電動汽車分布式高頻交流電氣系統(tǒng)，將電動汽車的全部負(fù)載按空間位置劃分為四個負(fù)載區(qū)域，分別為車輛前端照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域1、車輛右側(cè)照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域2、車輛左側(cè)照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域3以及大功率負(fù)載區(qū)域4，該大功率負(fù)載區(qū)域包含有電動汽車的電氣懸掛系統(tǒng);所述高頻交流電氣系統(tǒng)包括有四個高頻逆變器5、
6、7、8及四個直流輸入接口 13、14、15、16，且一個負(fù)載區(qū)域配置有一個高頻逆變器，一個高頻逆變器配置有一個直流輸入接口，即該車輛前端照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域I配置有一個高頻逆變器5，該高頻逆變器5配置有一個直流輸入接口 13，該車輛右側(cè)照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域2配置有一個高頻逆變器6，該高頻逆變器6配置有一個直流輸入接口 14，該車輛左側(cè)照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域3配置有一個高頻逆變器7，該高頻逆變器7配置有一個直流輸入接口 15，該大功率負(fù)載區(qū)域4配置有一個高頻逆變器8，該高頻逆變器8配置有一個直流輸入接口 16;所述四個直流輸入接口 13、14、15、16的一端均與各自相應(yīng)的高頻逆變器的直流側(cè)連接，其另一端均連接電動汽車的蓄電池18，四個高頻逆變器5、6、7、8的交流側(cè)輸出分別連接有一條高頻交流總線，即共帶有四條高頻交流總線9、10、11、12，該四條高頻交流總線9、1、11、12分別為各自相應(yīng)的負(fù)載區(qū)域的負(fù)載供電，即高頻交流總線9為車輛前端照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域I的負(fù)載供電，高頻交流總線10為車輛右側(cè)照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域2的負(fù)載供電，高頻交流總線11為車輛左側(cè)照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域3的負(fù)載供電，高頻交流總線12為大功率負(fù)載區(qū)域4的負(fù)載供電;此外，上述四個高頻逆變器5、6、7、8還通過一高頻連接點17使它們之間處于并聯(lián)工作狀態(tài)，該高頻連接點17分別連接四個高頻逆變器5、6、7、8的四條高頻交流總線9、1、11、12。
[0023]如圖2所示，所述蓄電池18通過一條直流母線19連接分布于各負(fù)載區(qū)域的高頻逆變器。
[0024]如圖3所示，各個負(fù)載與高頻交流總線的連接通過高頻變壓器20、22和AC/DC整流模塊21或者AC/AC變頻模塊23實現(xiàn)。
[0025]綜上所述，本實用新型系統(tǒng)通過將電動汽車的全部負(fù)載按空間位置劃分為四個負(fù)載區(qū)域，并設(shè)置有四個高頻逆變器及四個直流輸入接口，以完成將蓄電池的直流電逆變?yōu)楦哳l交流電，并通過四條高頻交流總線分別饋送至負(fù)載終端，由負(fù)載端的電壓調(diào)節(jié)模塊實現(xiàn)變壓、整流或變頻后供給直流或交流負(fù)載。這相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型系統(tǒng)具有簡化汽車電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高系統(tǒng)可靠性等優(yōu)點，值得推廣。
[0026]以上所述之實施例子只為本實用新型之較佳實施例，并非以此限制本實用新型的實施范圍，故凡依本實用新型之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種電動汽車分布式高頻交流電氣系統(tǒng)，其特征在于:所述高頻交流電氣系統(tǒng)將電動汽車的全部負(fù)載按空間位置劃分為四個負(fù)載區(qū)域，分別為車輛前端照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域、車輛右側(cè)照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域、車輛左側(cè)照明和電機(jī)負(fù)載區(qū)域以及大功率負(fù)載區(qū)域，該大功率負(fù)載區(qū)域包含有電動汽車的電氣懸掛系統(tǒng);所述高頻交流電氣系統(tǒng)包括有四個高頻逆變器及四個直流輸入接口，且一個負(fù)載區(qū)域配置有一個高頻逆變器，一個高頻逆變器配置有一個直流輸入接口，所述直流輸入接口的一端與各自相應(yīng)的高頻逆變器的直流側(cè)連接，其另一端連接電動汽車的蓄電池，每個高頻逆變器的交流側(cè)輸出均連接有一條高頻交流總線，每條高頻交流總線為各自相應(yīng)的負(fù)載區(qū)域的負(fù)載供電，所述四個高頻逆變器通過高頻連接點使它們之間處于并聯(lián)工作狀態(tài)，所述高頻連接點分別連接四個高頻逆變器的高頻交流總線。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車分布式高頻交流電氣系統(tǒng)，其特征在于:所述蓄電池通過一條直流母線連接四個高頻逆變器。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動汽車分布式高頻交流電氣系統(tǒng)，其特征在于:所述四個負(fù)載區(qū)域中的各個負(fù)載與高頻交流總線的連接是通過高頻變壓器和AC/DC整流模塊或者AC/AC變頻模塊實現(xiàn)。
【專利摘要】本實用新型公開了一種電動汽車分布式高頻交流電氣系統(tǒng)，該系統(tǒng)將電動汽車的全部負(fù)載按空間位置劃分為四個負(fù)載區(qū)域，該系統(tǒng)包括有四個高頻逆變器及四個直流輸入接口，且一個負(fù)載區(qū)域配置有一個高頻逆變器，一個高頻逆變器配置有一個直流輸入接口，所述直流輸入接口的一端與各自相應(yīng)的高頻逆變器的直流側(cè)連接，其另一端連接電動汽車的蓄電池，每個高頻逆變器的交流側(cè)輸出均連接有一條高頻交流總線，每條高頻交流總線為各自相應(yīng)的負(fù)載區(qū)域的負(fù)載供電，所述四個高頻逆變器通過高頻連接點使它們之間處于并聯(lián)工作狀態(tài)，所述高頻連接點分別連接四個高頻逆變器的高頻交流總線。本實用新型具有簡化汽車電氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高系統(tǒng)可靠性等優(yōu)點。
【IPC分類】B60L1/00, B60L11/18
【公開號】CN205202750
【申請?zhí)枴緾N201520969206
【發(fā)明人】劉俊峰, 吳佳磊, 曾君
【申請人】華南理工大學(xué)
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年11月27日