CN102529731A - 电动车驱动系统及电动车 - Google Patents

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本狄恩·约翰查尔斯
李兰宇
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Abstract

本发明提供一种电动车驱动系统及电动车，电动车驱动系统，包括受电弓和三相电机，还包括动力转换装置，动力转换装置包括第一电力转换模块和第二电力转换模块；牵引接触器与第一整流器的交流侧连接，充电接触器与第一逆变器的交流侧连接，第一整流器的直流侧和第一逆变器的直流侧分别与开关电路连接；双稳态开关电路分别与第二整流器的直流侧和第二逆变器的直流侧连接；受电弓与牵引接触器连接，开关电路与双稳态开关电路连接，第二整流器的交流侧和第二逆变器的交流侧分别与三相电机连接。实现通过电动车驱动系统提高电动车的能量利用率。

Description

电动车驱动系统及电动车
技术领域
 本发明涉及车辆设备，尤其涉及一种电动车驱动系统及电动车。
背景技术
目前，随着能源消耗的日益严重，电力作为能源的电动车（电动汽车或电动公交车等）被广泛的应用于人们的日常生活中。电动车的驱动系统通常包括受电弓和三相电机，三相电机的工作过程是可逆的，即可实现电能-动能（三相电机）转换，也可实现动能-电能转换（发电机）。但以往情况下动能-电能转换所输出的电能因为相位的差异并不能为电网所用（其所输出的电能被称为杂波电能，如果回馈到电网，会干扰电网的正常输电，称为“电力公害”），所以这块电能不能被利用而且要通过其它处理方式引入大地，否则会出现电能在三相电机内存储造成伤人事件。因此，现有技术中电动车在刹车过程中的动能没有充分利用而浪费掉，导致现有技术中电动车的能量利用率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种电动车驱动系统及电动车，解决现有技术中电动车的能量利用率较低的缺陷，实现通过电动车驱动系统提高电动车的能量利用率。
本发明提供的技术方案是，一种电动车驱动系统，包括受电弓和三相电机，还包括动力转换装置，所述动力转换装置包括第一电力转换模块和第二电力转换模块；所述第一电力转换模块包括牵引接触器、第一整流器、充电接触器、第一逆变器和开关电路，所述牵引接触器与所述第一整流器的交流侧连接，所述充电接触器与所述第一逆变器的交流侧连接，所述第一整流器的直流侧和所述第一逆变器的直流侧分别与所述开关电路连接；所述第二电力转换模块包括双稳态开关电路、第二整流器和第二逆变器，所述双稳态开关电路分别与所述第二整流器的直流侧和所述第二逆变器的直流侧连接；所述受电弓与所述牵引接触器连接，所述开关电路与所述双稳态开关电路连接，所述第二整流器的交流侧和所述第二逆变器的交流侧分别与所述三相电机连接。
本发明提供的电动车驱动系统，通过设置动力转换装置，在需要通过市电驱动电动车运行时，受电弓将市电引入到动力转换装置中，牵引接触器闭合使市电通过第一整流器由交流电变为直流电后进入到第二逆变器，经过第二逆变器转为适合三相电机使用的交流电供三相电机使用，实现三相电机带动电动车运行；当电动车制动时，三相电机作为发电机发电产生交流电，三相电机产生交流电经过第二整流器处理形成直流电，直流电进入到第一逆变器转为能够融入市电电网的交流电，此时充电接触器闭合使第一逆变器转换的交流电进入到市电电网，实现通过电动车驱动系统提高电动车的能量利用率。
如上所述的电动车驱动系统，还包括蓄电池，所述动力转换装置还包括辅助逆变器，所述蓄电池和所述开关电路分别与所述辅助逆变器的直流侧连接，所述三相电机与所述辅助逆变器的交流侧连接。
如上所述的电动车驱动系统，所述第一电力转换模块还包括稳压器，所述开关电路通过所述稳压器与所述辅助逆变器的直流侧和所述双稳态开关电路连接。
如上所述的电动车驱动系统，还包括主变压器，所述受电弓通过所述主变压器与所述牵引接触器连接。
如上所述的电动车驱动系统，还包括高压开关，所述受电弓通过所述高压开关与所述主变压器连接。
如上所述的电动车驱动系统，还包括保护箱，所述动力转换装置设置在所述保护箱中。
本发明提供的技术方案是，一种电动车，包括如上所述的电动车驱动系统。
本发明提供的电动车，通过设置动力转换装置，在需要通过市电驱动电动车运行时，受电弓将市电引入到动力转换装置中，牵引接触器闭合使市电通过第一整流器由交流电变为直流电后进入到第二逆变器，经过第二逆变器转为适合三相电机使用的交流电供三相电机使用，实现三相电机带动电动车运行；当电动车制动时，三相电机作为发电机发电产生交流电，三相电机产生交流电经过第二整流器处理形成直流电，直流电进入到第一逆变器转为能够融入市电电网的交流电，此时充电接触器闭合使第一逆变器转换的交流电进入到市电电网，实现通过电动车驱动系统提高电动车的能量利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明电动车驱动系统实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明电动车驱动系统实施例的结构示意图。如图1所示，本实施例电动车驱动系统，包括受电弓1和三相电机2，还包括动力转换装置3，动力转换装置3包括第一电力转换模块31和第二电力转换模块32；第一电力转换模块31包括牵引接触器311、第一整流器312、充电接触器313、第一逆变器314和开关电路315，牵引接触器311与第一整流器312的交流侧连接，充电接触器313与第一逆变器314的交流侧连接，第一整流器312的直流侧和第一逆变器314的直流侧分别与开关电路315连接；第二电力转换模块32包括双稳态开关电路321、第二整流器322和第二逆变器323，双稳态开关电路321分别与第二整流器322的直流侧和第二逆变器323的直流侧连接；受电弓1与牵引接触器311连接，开关电路315与双稳态开关电路321连接，第二整流器322的交流侧和第二逆变器323的交流侧分别与三相电机2连接。
具体而言，本实施例电动车驱动系统具有牵引模式和充电模式。在牵引模式下，本实施例电动车驱动系统将通过受电弓1将市电引入并用于驱动三相电机2；当电动车处于制动状态或滑行状态时，本实施例电动车驱动系统将处于充电模式，此时三相电机2将作为发电机发电并将电能回馈给市电电网。其中，为了解决三相电机2在动能-电能转换过程中所输出的电能因为相位的差异并不能为电网所用的问题，本实施例电动车驱动系统通过动力转换装置3实现将三相电机2产生的电能回馈给电网。具体的，在牵引模式下，牵引接触器311处于闭合状态而充电接触器313处于打开状态，受电弓1将电网中的电能引入到第一整流器312，通过第一整流器312转为直流电，经过第一电力转换模块31处理获得的直流电通过开关电路315输送入到第二电力转换模块32中，经过控制双稳态开关电路321的状态使第二逆变器323所在的电路导通，从而直流电通过第二逆变器323处理转化为适于三相电机2使用的交流电，使三相电机2能够驱动电动车移动。在充电模式下，牵引接触器311处于打开状态而充电接触器313处于闭合状态，三相电机2将跟随车轮转动成为发电机，三相电机2产生的交流电与电网存在相位差异，此时，双稳态开关电路321将使第二整流器322所在的电路导通，三相电机2产生的交流电将通过第二整流器322变为直流电逆向传给第一电力转换模块31，直流电经过第一逆变器314处理转换为与电网相位相同的交流电便可以通过充电接触器313输送给电网。
进一步的，在牵引模式与充电模式转换过程中，为了确保直流环节的电压以及电动车中其他部件的正常运行，本实施例电动车驱动系统可以还包括蓄电池4，动力转换装置3可以还包括辅助逆变器33，蓄电池4和开关电路315分别与辅助逆变器33的直流侧连接，三相电机2与辅助逆变器3的交流侧连接。具体的，当电动车由牵引模式转为充电模式时，电网供电断开，蓄电池4向辅助逆变器33提供直流电，由辅助逆变器33转为交流电为三相电机2提供励磁以确保三相电机2实现将动能转换为电能。与此同时，蓄电池4通过辅助逆变器33可以供给电动车的其他器件正常运行。优选的，为了确保回馈给电网的交流电与电网的相位更加匹配，本实施例中的第一电力转换模块3可以还包括稳压器316，开关电路315通过稳压器316与辅助逆变器33的直流侧和双稳态开关电路321连接。
更进一步的，为了事先对电网中的电压进行变压处理，本实施例电动车驱动系统可以还包括主变压器11，受电弓1通过主变压器11与牵引接触器311连接。为了方便控制本实施例电动车驱动系统供电的通断，本实施例电动车驱动系统可以还包括高压开关12，受电弓1通过高压开关12与主变压器11连接。
另外，为了方便的将本实施例电动车驱动系统安装到电动车中，本实施例电动车驱动系统可以还包括保护箱（未图示），动力转换装置3设置在保护箱中。具体的，通过将动力转换装置3放置到保护箱内，一方面可以通过保护箱保护动力转换装置3，另一方面可以通过保护箱将动力转换装置3中的各个部件方便可靠的装配到电动车中，以方便将本实施例电动车驱动系统安装到电动车中。
本实施例电动车驱动系统，通过设置动力转换装置，在需要通过市电驱动电动车运行时，受电弓将市电引入到动力转换装置中，牵引接触器闭合使市电通过第一整流器由交流电变为直流电后进入到第二逆变器，经过第二逆变器转为适合三相电机使用的交流电供三相电机使用，实现三相电机带动电动车运行；当电动车制动时，三相电机作为发电机发电产生交流电，三相电机产生交流电经过第二整流器处理形成直流电，直流电进入到第一逆变器转为能够融入市电电网的交流电，此时充电接触器闭合使第一逆变器转换的交流电进入到市电电网，实现通过电动车驱动系统提高电动车的能量利用率。
本发明还提供一种电动车，包括电动车驱动系统。其中，本实施例中的电动车驱动系统可以采用本发明电动车驱动系统实施例中的电动车驱动系统，其具体结构可以参见本发明电动车驱动系统实施例以及附图1的记载，在此不再赘述。
本实施例电动车，通过设置动力转换装置，在需要通过市电驱动电动车运行时，受电弓将市电引入到动力转换装置中，牵引接触器闭合使市电通过第一整流器由交流电变为直流电后进入到第二逆变器，经过第二逆变器转为适合三相电机使用的交流电供三相电机使用，实现三相电机带动电动车运行；当电动车制动时，三相电机作为发电机发电产生交流电，三相电机产生交流电经过第二整流器处理形成直流电，直流电进入到第一逆变器转为能够融入市电电网的交流电，此时充电接触器闭合使第一逆变器转换的交流电进入到市电电网，实现通过电动车驱动系统提高电动车的能量利用率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种电动车驱动系统，包括受电弓和三相电机，其特征在于，还包括动力转换装置，所述动力转换装置包括第一电力转换模块和第二电力转换模块；所述第一电力转换模块包括牵引接触器、第一整流器、充电接触器、第一逆变器和开关电路，所述牵引接触器与所述第一整流器的交流侧连接，所述充电接触器与所述第一逆变器的交流侧连接，所述第一整流器的直流侧和所述第一逆变器的直流侧分别与所述开关电路连接；所述第二电力转换模块包括双稳态开关电路、第二整流器和第二逆变器，所述双稳态开关电路分别与所述第二整流器的直流侧和所述第二逆变器的直流侧连接；所述受电弓与所述牵引接触器连接，所述开关电路与所述双稳态开关电路连接，所述第二整流器的交流侧和所述第二逆变器的交流侧分别与所述三相电机连接。
2.根据权利要求1所述的电动车驱动系统，其特征在于，还包括蓄电池，所述动力转换装置还包括辅助逆变器，所述蓄电池和所述开关电路分别与所述辅助逆变器的直流侧连接，所述三相电机与所述辅助逆变器的交流侧连接。
3.根据权利要求2所述的电动车驱动系统，其特征在于，所述第一电力转换模块还包括稳压器，所述开关电路通过所述稳压器与所述辅助逆变器的直流侧和所述双稳态开关电路连接。
4.根据权利要求1-3所述的电动车驱动系统，其特征在于，还包括主变压器，所述受电弓通过所述主变压器与所述牵引接触器连接。
5.根据权利要求5所述的电动车驱动系统，其特征在于，还包括高压开关，所述受电弓通过所述高压开关与所述主变压器连接。
6.根据权利要求1所述的电动车驱动系统，其特征在于，还包括保护箱，所述动力转换装置设置在所述保护箱中。
7.一种电动车，其特征在于，包括如权利要求1-6任一所述的电动车驱动系统。
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