一種集成起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域,尤其涉及混合動(dòng)力汽車的起動(dòng)發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域,具體的講是一種混合動(dòng)力汽車用集成起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]集成式起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)作為混合動(dòng)力汽車,尤其是微型混合動(dòng)力汽車的關(guān)鍵部件之一,在較高的燃油價(jià)格以及越來(lái)越嚴(yán)格的排放法規(guī)出臺(tái)的背景下,已經(jīng)越來(lái)越廣泛的在混合動(dòng)力汽車中被采用。
[0003]如圖1所示,傳統(tǒng)的雙電源供電系統(tǒng)(如12V/48V系統(tǒng),或者其它雙電源系統(tǒng))的集成式起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng)包括電機(jī),驅(qū)動(dòng)電機(jī)的逆變器,逆變器的(如48V或其它電壓等級(jí)的)供電電源,低壓直流/直流變換器(可供48V/12V電源之間的電能雙向流動(dòng))以及另一電源(如12V或其它電壓等級(jí))。傳統(tǒng)的起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)所用電機(jī)為傳統(tǒng)單繞組電機(jī),并且使用了獨(dú)立的低壓直流變換器用于在48v及12v這兩個(gè)電源之間的電能轉(zhuǎn)換,即48V可以給12V充電,反之亦然。
[0004]如圖1所示,在電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式時(shí),驅(qū)動(dòng)電機(jī)以輔助汽車引擎共同輸出扭矩以牽引汽車;在制動(dòng)能量回收模式時(shí),電機(jī)運(yùn)行于發(fā)電機(jī)模式(如汽車制動(dòng)時(shí)),逆變器將制動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的能量回收至電池(圖中48V)。
[0005]低壓直流/直流變換器用以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電池間的雙向充電,例如:汽車引擎起動(dòng)時(shí),12V可以給48V充電;汽車駕駛期間,48V可以給12V充電;汽車制動(dòng)時(shí),48V可以給12V充電;在低速駕駛或緊急加速時(shí),12V可以給48V充電。
[0006]如圖2所示,為現(xiàn)有的一種驅(qū)動(dòng)三相雙繞組電機(jī)的系統(tǒng),其包括三相雙繞組電機(jī)及分別接于電機(jī)兩套繞組的兩個(gè)逆變器,由兩個(gè)獨(dú)立供電電源供電。該系統(tǒng)在某些領(lǐng)域有所應(yīng)用,但沒(méi)有應(yīng)用于混合動(dòng)力汽車中的集成起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng),因?yàn)槠鋬蓚€(gè)電源(如48V及12V電池)之間的雙向能量流動(dòng)效率較低。
[0007]現(xiàn)有的兩種技術(shù)至少存在以下缺點(diǎn):
[0008]圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)沒(méi)有充分考慮電機(jī)與電力電子部件(如逆變器及直流/直流變換器)的集成,因此其系統(tǒng)尺寸及體積有下降的空間。
[0009]圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)雖然可以提供低壓直流/直流變換器(將三相雙定子繞組的兩套繞組在執(zhí)行低壓直流/直流變換器功能時(shí)作為三相變壓器使用)的功能,但其轉(zhuǎn)換效率非常低。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]本發(fā)明提出一種新型的無(wú)低壓直流/直流變換器的起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng),采用三相雙定子繞組電機(jī)及雙逆變器結(jié)構(gòu),以減小整個(gè)系統(tǒng)的尺寸和體積。
[0011]為了達(dá)到上述目的,本發(fā)明提供一種集成起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng),包括三相雙定子繞組電機(jī)、控制開關(guān)、第一逆變器、第二逆變器、第一電源以及第二電源;所述三相雙定子繞組電機(jī)包括第一繞組和第二繞組,所述第一逆變器連接所述第一繞組以及第一電源,所述第二逆變器連接所述第二繞組以及第二電源;所述控制開關(guān)分別連接于所述第一繞組的中性點(diǎn)和第二繞組的中性點(diǎn);當(dāng)引擎關(guān)閉時(shí),所述控制開關(guān)閉合,所述第一繞組和第二繞組的中性點(diǎn)互連,所述第一電源通過(guò)所述第一逆變器、三相雙定子繞組電機(jī)以及所述第二逆變器組成三相交錯(cuò)并聯(lián)降壓電路,用于為所述第二電源充電。
[0012]進(jìn)一步地,在一實(shí)施例中,當(dāng)引擎啟動(dòng)時(shí),所述控制開關(guān)斷開,同時(shí)運(yùn)行所述第一逆變器和第二逆變器以驅(qū)動(dòng)所述三相雙定子繞組電機(jī)以輸出扭矩。
[0013]進(jìn)一步地,在一實(shí)施例中,當(dāng)引擎運(yùn)行時(shí),所述控制開關(guān)斷開,所述第一逆變器輸出相應(yīng)的扭矩,所述第二逆變器不運(yùn)行或運(yùn)行在發(fā)電模式給所述第二電源充電。
[0014]進(jìn)一步地,在一實(shí)施例中,當(dāng)引擎運(yùn)行時(shí),所述控制開關(guān)斷開,所述第一逆變器和第二逆變器運(yùn)行在發(fā)電模式,分別給所述第一電源和第二電源充電。
[0015]進(jìn)一步地,在一實(shí)施例中,所述第一電源為48V。
[0016]進(jìn)一步地,在一實(shí)施例中,所述第二電源為12V。
[0017]本發(fā)明實(shí)施例的集成起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng),不需要獨(dú)立設(shè)計(jì)低壓直流/直流變換器,利用電機(jī)中已有的繞組組成電感,配合兩個(gè)逆變器形成充電回路,從而也有利于減小系統(tǒng)的尺寸及體積。
【附圖說(shuō)明】
[0018]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)一的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0020]圖2為現(xiàn)有技術(shù)二的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0021]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的集成起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0022]圖4為本發(fā)明的集成起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0023]圖5為圖4所示具體實(shí)施例的當(dāng)引擎啟動(dòng)時(shí)的系統(tǒng)工作示意圖;
[0024]圖6為圖4所示具體實(shí)施例的當(dāng)引擎運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)工作示意圖;
[0025]圖7為圖4所示具體實(shí)施例的當(dāng)引擎運(yùn)行且處于發(fā)電模式時(shí)的系統(tǒng)工作示意圖;
[0026]圖8為圖4所具體實(shí)施例的當(dāng)引擎關(guān)閉時(shí)的系統(tǒng)工作意圖;
[0027]圖9為圖8所示實(shí)施例的三相交錯(cuò)并聯(lián)電路中的一路Buck電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0029]本發(fā)明針對(duì)具有雙電源供電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的混合動(dòng)力汽車,設(shè)計(jì)一種新型的集成式起動(dòng)機(jī)發(fā)電機(jī)系統(tǒng),與當(dāng)前應(yīng)用較多的具有獨(dú)立的低壓直流/直流變換器的系統(tǒng)不同,本發(fā)明提出一種新型的無(wú)低壓直流/直流變換器的結(jié)構(gòu),采用三相雙定子繞組電機(jī)及雙逆變器結(jié)構(gòu),來(lái)完成低壓直流/直流變換器的功能(無(wú)需單獨(dú)的低壓直流/直流變換器),并減小了整個(gè)系統(tǒng)的尺寸和體積。
[0030]圖3為本發(fā)明實(shí)施例的集成起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖所示,本實(shí)施例的集成起動(dòng)發(fā)電系統(tǒng)包括:三相雙定子繞組電機(jī)1、控制開關(guān)2、第一逆變器3、第二逆變器4、第一電源5以及第二電源6 ;所述三相雙定子繞組電機(jī)1包括第一繞組11和第二繞組12,所述第一逆變器3連接所述第一繞組11以及第一電源5,所述第二逆變器4連接所述第二繞組12以及第二電源6。
[0031]所述控制開關(guān)2分別連接于所述第一繞組11的中性點(diǎn)和第二繞組12的中性點(diǎn)。
[0032]當(dāng)引擎關(guān)閉時(shí),所述控制開關(guān)2閉合,所述第一繞組11和第二繞組12的中性點(diǎn)互連,所述第一電源5通過(guò)所述第一逆變器3、三相雙定子繞組電機(jī)1以及所述第二逆變器4組成三相交錯(cuò)并聯(lián)降壓電路,用于為所述第二電源6充電。
[0033]由上述可以看出,本發(fā)明實(shí)施例提出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括一個(gè)三相雙定子繞組電機(jī),由兩個(gè)獨(dú)立且共地的電源供電的逆變器,其輸出分別接于電機(jī)的兩套繞組的一端,并且三相雙定子繞組電機(jī)的兩套繞組的中性點(diǎn)通過(guò)控制開關(guān)2相互連接,以執(zhí)行低壓直流/直流變換器的功能時(shí)將系統(tǒng)作為一個(gè)并聯(lián)交錯(cuò)的降壓電路(如48V給12V充電)或一個(gè)交錯(cuò)并聯(lián)的升壓電路(12V給48V充電)。
[0034]如圖4所示,在一具體實(shí)施例中,其工作模式如下:
[0035]①開關(guān)S1斷開時(shí):逆變器1及逆變器2分別可以獨(dú)立控制,均可以運(yùn)行于電機(jī)驅(qū)動(dòng)及發(fā)電回收給相應(yīng)電源充電的模式,取決于不同行駛條件下該系統(tǒng)的上級(jí)控制器發(fā)出的指令。
[0036]②開關(guān)S1閉合時(shí)(此時(shí)汽車停止行駛,發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉):逆變器1及逆變器2,以及開關(guān)S1閉合后,雙繞組電機(jī)的兩套繞組相應(yīng)的每相繞組形成串聯(lián)而成的電