專利名稱：起動電機驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及驅動裝置，尤其涉及一種用于混合動力汽車起動電機的起動 電機驅動裝置。
背景技術：
目前，由于人們對環(huán)境保護以及能源有效合理利用的日益重視，具有高 效、節(jié)能、環(huán)保車型的混合動力汽車已成為汽車行業(yè)的發(fā)展趨勢。
現(xiàn)有的混合動力汽車的動力系統(tǒng)由發(fā)動機、起動電機、蓄電池等基本動
力模塊組成，以額定電壓為12V的單一蓄電池作為供電裝置來驅動起動電 機，進而起動發(fā)動機。
由于驅動起動電機所需要的起動電壓由單一蓄電池提供，電池負載重， 壽命短。且由于電池的內阻隨周圍溫度和使用環(huán)境的變化容易發(fā)生大幅變 化，導致施加到起動電機的電壓也隨之大幅變化。變化的起動電壓有損起動 電機的起動穩(wěn)定性，從而也影響了發(fā)動機的起動穩(wěn)定性。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以對起動電機提供穩(wěn)定電壓，實現(xiàn)起動電 機穩(wěn)定起動發(fā)動機的起動電機驅動裝置。
本發(fā)明提供的起動電機驅動裝置包括第一線圈、第二線圈、觸點開關和 電源，所述電源的正極與第一線圈和第二線圈連接并通過第二線圈接地，用 于為第一線圈和第二線圈提供電源電壓，所述觸點開關在當?shù)谝痪€圈和第二 線圈產生磁場時閉合，該驅動裝置還包括電壓變換裝置和單向導通元件，電 壓變換裝置的輸出端與觸點開關的一端連接，所述觸點開關的另一端用于連接起動電機，電壓變換裝置用于將輸入的變化的動力高電壓變換成恒定的起動電壓并在觸點開關閉合時將所述恒定的起動電壓輸出到起動電機，所述電源的正極通過第一線圈連接至單向導通元件的正極，所述單向導通元件的負極與所述觸點開關的另一端連接，該單向導通元件僅允許從正極到負極的電流通過。
本發(fā)明提供的起動電機驅動裝置采用具有電壓轉換功能的電壓變換裝置將變化的動力高電壓變換為恒定電壓后再供給起動電機以供其驅動所用，而電源僅作為觸發(fā)電壓變換裝置與起動電機回路的連接所用，避免了由于起動電壓變化而導致起動電機起動不穩(wěn)定的情況，能夠實現(xiàn)起動電機的穩(wěn)定起動，從而保證了發(fā)動機的起動性能。此外，本發(fā)明中變化的動力高電壓來自整車動力源，本發(fā)明中的電壓變換裝置除了能夠將變化的動力高電壓變換為在電源電壓范圍內的恒定電壓提供給起動電機之外，還能夠利用其電壓變換功能將變化的動力高電壓變換為高于電源電壓的恒定電壓供起動電機起動所用，為起動電機提供較電源電壓更高的起動電壓能夠提高起動電機的轉矩，進而提高起動電機起動發(fā)動機的起動性能。


圖1為本發(fā)明提供的起動電機驅動裝置的結構圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發(fā)明提供的起動電機驅動裝置做進一步的詳細描述。如圖1所示，本發(fā)明提供的起動電機驅動裝置包括第一線圈1、第二線
圈2、觸點開關4和電源6，所述電源6的正極與第一線圈1和第二線圈2連接并通過第二線圈2接地，用于為第一線圈1和第二線圈2提供電源電壓，所述觸點開關4在當?shù)谝痪€圈1和第二線圈2產生磁場時閉合，該驅動裝置還包括電壓變換裝置5和單向導通元件3，電壓變換裝置5的輸出端與觸點開關4的一端連接，所述觸點開關4的另一端用于連接起動電機，電壓變換裝置5用于將輸入的變化的動力高電壓變換成恒定的起動電壓并在觸點開關4閉合時將所述恒定的起動電壓輸出到起動電機，所述電源6的正極通過第一線圈1連接至單向導通元件3的正極，所述單向導通元件3的負極與所述觸點開關4的另一端連接，該單向導通元件3僅允許從正極到負極的電流通過。
所述電源6為額定電壓為12V DC的鉛酸蓄電池，與車載DC-DC變換器并聯(lián)，用于為車載附件、例如空調、汽車音響設備、汽車導航設備等供電，同時用于為第一線圈1和第二線圈2供電。電源6的輸出電壓范圍為10.5V-14.2V DC。
所述第一線圈1和第二線圈2為電感線圈，由于流過線圈本身的電流變化而產生磁場，為本領域技術人員所公知。第一線圈l為吸附線圈，其一端連接電源6的正極，另一端連接單向導通元件3的正極，用于在有變化的電流流過時產生磁場，通過磁場產生磁力而吸合觸點開關4。第二線圈2為保持線圈， 一端連接電源6的正極，另一端接地。
所述觸點開關4的一端與電壓變換裝置5的輸出端連接，另一端連接單向導通元件3的負極，并連接至起動電機。所述觸點開關4被設置在當?shù)谝痪€圈l和第二線圈2產生磁場時能夠閉合的范圍內。觸點開關4具有靜觸點和動觸點，當?shù)谝痪€圈l產生磁場時，觸點開關4的動觸點由于磁力的作用與靜觸點吸合，將電壓變換裝置5的輸出電壓V。ut傳遞至起動電機。當?shù)谝痪€圈1不產生磁場時，觸點開關4的動觸點與靜觸點分開，將電壓變換裝置5與起動電機之間的通路斷開。
所述單向導通元件3為任意具有單向導通特性的半導體元件，例如可以為二極管。單向導通元件3具有正極和負極，其正極與第一線圈l連接，負極連接至起動電機。當?shù)谝痪€圈l產生磁場導致觸點開關4吸合時，觸點開關4閉合，電壓變換裝置5的輸出電壓V。ut由于單向導通元件3的阻斷作用，只能傳遞至起動電機，而不會通過第一線圈1形成回路。
所述起動電機為任意可以將輸入的直流電能轉換為機械能輸出、實現(xiàn)直流電能和機械能互相轉換的旋轉電機，例如無刷直流電機。所述起動電機的驅動電壓為其額定電壓，用于驅動起動電機運行。通常情況下，所述起動電機的驅動電壓為12V-42VDC。
所述電壓變換裝置5為任意可以將變化的輸入電壓Vin變換為恒定的輸出電壓V。ut的電壓變換裝置，與為整車動力系統(tǒng)供電的動力電源7連接，用于將來自動力電源7的變化的動力高電壓變換為供起動電機驅動所用的恒定電壓，例如可以為DC-DC變換器。
所述DC-DC變換器選用移相控制器UCC2895作為主控芯片，根據(jù)輸入電壓Vin的變化而調整內部的占空比，以達到對輸出電壓V。ut的控制，實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出的功能，其工作原理為本領域技術人員所公知。所述DC-DC變換器的輸出電壓V。ut、即變換后的起動電壓可以根據(jù)起動電機的額定電壓進行設定。通常情況下，所述變換后的起動電壓的范圍為12V-42VDC。
本發(fā)明提供的起動電機驅動裝置還包括動力電源7，與電壓變換裝置5的輸入端連接，用于為電壓變換裝置5提供變化的動力高電壓。
所述動力電源7為任意可以為起動電機提供動力高電壓的裝置，例如可以為高壓電池包。所述高壓電池包為整車的動力源，用于為整車動力系統(tǒng)供電，為本領域技術人員所公知。通常情況下，所述動力電源7的輸出電壓范圍為180V-400VDC。
為了提高起動電機的轉矩以提高起動電機的起動性能，進而提高發(fā)動機的起動性能，縮短發(fā)動機的起動時間，順暢發(fā)動車輛，優(yōu)選情況下，所述起動電機的驅動電壓為42V DC，電壓變換裝置5輸出的變換后的起動電壓為42V DC。
當需要起動發(fā)動機時，電源6為第一線圈l和第二線圈2供電。電源6的開關可由車輛主控ECU進行控制，例如在汽車點火時通過鑰匙啟動，扭緊鑰匙時開啟電源6，松開鑰匙后關閉電源6。當開啟電源6為第一線圈1和第二線圈2供電時，電源6的輸出電壓由0V變?yōu)?2V，電流流過第一線圈l和第二線圈2產生磁場，由此對觸點開關4產生磁力，導致觸點開關4的動觸點與靜觸點吸合，觸點開關4閉合。由動力電源7輸入的變化的動力高電壓經過電壓變換裝置5變換為恒定電壓輸出，并且由于單向導通元件3的阻斷作用，電壓變換裝置5輸出的恒定電壓只能通過觸點開關4輸出到起動電機，供起動電機起動發(fā)動機所用。此時由于觸點開關4吸合，單向導通元件3的負極電壓高于正極電壓，因此單向導通元件3斷開，第一線圈l被短路，磁場消失，由此觸點開關4斷開，完成了起動電機的起動過程。松開鑰匙關閉電源6后，沒有電流流過第一線圈1和第二線圈2，觸點開關4保持斷開。在混合動力汽車傳統(tǒng)的起動電機驅動系統(tǒng)中，通過控制電源6的開閉而控制觸點開關4的開閉過程為本領域技術人員所公知。
采用本發(fā)明提供的起動電機驅動裝置可以為起動電機提供恒定電壓以供其驅動所用，避免了變化的起動電壓導致的起動電機起動不穩(wěn)定的情況，能夠實現(xiàn)起動電機的穩(wěn)定起動，從而保證了發(fā)動機的起動性能。并且本發(fā)明提供的起動電機驅動裝置還可以為起動電機提供高于電源電壓的恒定電壓 為起動電機提供高于電源電壓的恒定電壓可以提高起動電機的轉矩，進而提高起動電機起動發(fā)動機的起動性能。
權利要求
1.一種起動電機驅動裝置，該驅動裝置包括第一線圈(1)、第二線圈(2)、觸點開關(4)和電源(6)，所述電源(6)的正極與第一線圈(1)和第二線圈(2)連接并通過第二線圈(2)接地，用于為第一線圈(1)和第二線圈(2)提供電源電壓，所述觸點開關(4)在當?shù)谝痪€圈(1)和第二線圈(2)產生磁場時閉合，其中，該驅動裝置還包括電壓變換裝置(5)和單向導通元件(3)，電壓變換裝置(5)的輸出端與觸點開關(4)的一端連接，所述觸點開關(4)的另一端用于連接起動電機，電壓變換裝置(5)用于將輸入的變化的動力高電壓變換成恒定的起動電壓并在觸點開關(4)閉合時將所述恒定的起動電壓輸出到起動電機，所述電源(6)的正極通過第一線圈(1)連接至單向導通元件(3)的正極，所述單向導通元件(3)的負極與所述觸點開關(4)的另一端連接，該單向導通元件(3)僅允許從正極到負極的電流通過。
2. 根據(jù)權利要求1所述的驅動裝置，其中，該驅動裝置還包括動力電 源(7)，該動力電源(7)與電壓變換裝置(5)的輸入端連接，用于為電壓 變換裝置(5)提供變化的動力高電壓。
3. 根據(jù)權利要求2所述的驅動裝置，其中，所述動力電源(7)為高壓 電池包。
4. 根據(jù)權利要求1或2所述的驅動裝置，其中，所述電壓變換裝置(5) 為DC-DC變換器。
5. 根據(jù)權利要求1或2所述的驅動裝置，其中，所述單向導通元件(3) 為二極管。
6. 根據(jù)權利要求1或2所述的驅動裝置，其中，所述第一線圈(1)和 第二線圈(2)為電感線圈。
7. 根據(jù)權利要求1或2所述的驅動裝置，其中，所述電源(6)輸出的 電壓范圍為10.5V-14.2VDC，所述變換后的起動電壓的范圍為12V-42VDC， 所述動力電源(7)輸出的電壓范圍為180V-400VDC。
全文摘要
本發(fā)明提供的起動電機驅動裝置包括第一線圈(1)、第二線圈(2)、觸點開關(4)和電源(6)，所述電源(6)的正極與第一線圈(1)和第二線圈(2)連接并通過第二線圈(2)接地，該驅動裝置還包括電壓變換裝置(5)和單向導通元件(3)，電壓變換裝置(5)的輸出端與觸點開關(4)的一端連接，觸點開關(4)的另一端用于連接起動電機，電源(6)的正極通過第一線圈(1)連接至單向導通元件(3)的正極，單向導通元件(3)的負極與觸點開關(4)的另一端連接，單向導通元件(3)僅允許從正極到負極的電流通過。采用本發(fā)明提供的起動電機驅動裝置可以對起動電機提供穩(wěn)定電壓，由此實現(xiàn)起動電機穩(wěn)定起動發(fā)動機。
文檔編號H02P1/18GK101640509SQ20081012629
公開日2010年2月3日 申請日期2008年7月30日 優(yōu)先權日2008年7月30日
發(fā)明者周練文, 張建華, 梁樹林 申請人:比亞迪股份有限公司