CN103997251A - 电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块 - Google Patents
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Abstract
电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，属于电动汽车技术领域。其特征在于包括三相六桥臂IGBT驱动电路和两桥臂IGBT高电压转换电路,所述的三相六桥臂IGBT驱动电路由六个IGBT组成三相全桥电路，所述的两桥臂IGBT高电压转换电路由两个并联的IGBT组成。上述电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，电机驱动运行和发电运行时，功率驱动模块直流母线电压能够实时进行调整，使得驱动电机始终是效率最优状态下运行，且能够当做电池充电机使用，适用于三相异步电机或永磁同步电机。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车技术领域，具体为电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块。
背景技术
电动汽车电机控制器作为电动汽车发展的核心部件之一，关系到未来中国新能源技术的发展，是衡量中国电动汽车领域核心技术研发能力的重要指标。电动汽车电机控制器集成了主控模块、绝缘栅双极型晶体管（IGBT）或MOSFET 模块、IGBT或MOSFET 驱动模块、电池用电及发电控制以及冷却系统。电动汽车用驱动电机需要工作在低速大转矩情况下，还要工作在高速恒功率情况下，还同时能够在全速度范围内实现能量回收。这就给电机控制器的功率模块提出了更高的要求。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，本发明的目的在于设计提供一种电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块的技术方案，电机驱动运行和发电运行时，功率驱动模块直流母线电压能够实时进行调整，使得驱动电机始终是效率最优状态下运行，且能够当做电池充电机使用，适用于三相异步电机或永磁同步电机。
所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于包括三相六桥臂IGBT驱动电路和两桥臂IGBT高电压转换电路,所述的三相六桥臂IGBT驱动电路由六个IGBT组成三相全桥电路，所述的两桥臂IGBT高电压转换电路由两个并联的IGBT组成；电池BT1的负极接地，正极接功率电感L1的一端，绝缘栅双极型晶体管Q1的漏极接高压300V，Q1的源极和Q2的漏极连接在一起并且和功率电感L1的另一端相连，Q2的源极接地；Q3的源极和Q4的漏极连接在一起并且和电机PMSM连接，Q3的源极漏极接Q1的漏极；Q5的源极和Q6的漏极连接在一起并且和电机PMSM连接，Q5的源极漏极接Q1的漏极；Q7的源极和Q8的漏极连接在一起并且和电机PMSM连接，Q7的源极漏极接Q1的漏极。
所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于所述三相六桥臂IGBT 组成三相全桥电路驱动电机。
所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于所述两桥臂IGBT高电压转换电路用于电机驱动运行、发电运行时调整直流端电压，或者当做充电机使用时调整充电电压。
所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于包括三相六桥臂MOSFET驱动电路和两桥臂MOSFET高电压转换电路,所述的三相六桥臂MOSFET驱动电路由六个MOSFET组成三相全桥电路，所述的两桥臂MOSFET高电压转换电路由两个并联的MOSFET组成。
所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于所述三相六桥臂MOSFET组成三相全桥电路驱动电机。
所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于所述两桥臂MOSFET高电压转换电路用于电机驱动运行、发电运行时调整直流端电压，或者当做充电机使用时调整充电电压。
上述电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，电机驱动运行和发电运行时，功率驱动模块直流母线电压能够实时进行调整，使得驱动电机始终是效率最优状态下运行，且能够当做电池充电机使用，适用于三相异步电机或永磁同步电机。
附图说明
图1为本发明电路原理图；
图2为本发明驱动状态下，升压运行时的电流示意图；
图3为本发明发电状态下，降压运行时的电流示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图对本发明作进一步说明。
如图所示，该电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，包括三相六桥臂IGBT或MOSFET驱动电路和两桥臂IGBT或MOSFET高电压转换电路,所述的三相六桥臂IGBT或MOSFET驱动电路由六个IGBT或MOSFET组成三相全桥电路，所述的两桥臂IGBT或MOSFET高电压转换电路由两个并联的IGBT或MOSFET组成；所述三相六桥臂IGBT或MOSFET 组成三相全桥电路驱动电机；所述两桥臂IGBT或MOSFET高电压转换电路用于电机驱动运行、发电运行时调整直流端电压，或者当做充电机使用时调整充电电压。三相六路IGBT或MOSFET驱动电路控制电动汽车的驱动电机；两桥臂IGBT或MOSFET组成半桥用于电机驱动运行、发电运行时调整直流端电压，或者当做充电机使用时调整充电电压，做充电机使用给电池充电。电动汽车控制器的CPU能够根据当前电机转速，实时调整最佳的母线电压，实现驱动电机的最优效率运行，控制器的CPU能够控制制动时PMSM发电运行，并且能够实现电量通过降压存贮到电池中。该功率模块可提供稳定的电源，保证系统可靠运行，实时检测负载变化，保持电能转换的高效率，可以准确分压，减低IGBT或MOSFET开通关断损耗，在恶劣条件下安全可靠运行。
当电机驱动运行时，控制下臂IGBT或MOSFET按照PWM方式进行开通关断，电压从电池端的低压升高到驱动端需要的高压。电流按照①电池组→②功率电感→③MOSFET的二极管的方向从电池流向驱动的直流端。
当电机发电运行时，控制上臂IGBT或MOSFET按照PWM方式进行开通关断，电压从驱动端的高压降低为电池端的低压。电流按照③MOSFET→②功率电感→①电池组的方向从驱动的直流端流向电池。
在上述两种运行过程中，控制器的CPU根据电机运行所需要的电压，实时调整，从而保证电机始终运行在效率最优状态，最大限度的延长电动汽车的续驶里程。
当作为充电机使用时，控制上臂IGBT或MOSFET按照PWM方式进行开通关断，电压从驱动端的高压降低为电池端的低压。电流按照③MOSFET→②功率电感→①电池组方向从驱动的直流端流向电池。控制器的CPU根据电池的电量状态调整充电时的电压和电流，达到即快速充电又能保护电池的效果。
图1中：电池BT1的负极接地，正极接功率电感L1的一端，绝缘栅双极型晶体管Q1的漏极接高压300V，Q1的源极和Q2的漏极连接在一起并且和功率电感L1的另一端相连，Q2的源极接地；Q3的源极和Q4的漏极连接在一起并且和电机PMSM连接，Q3的源极漏极接Q1的漏极；Q5的源极和Q6的漏极连接在一起并且和电机PMSM连接，Q5的源极漏极接Q1的漏极；Q7的源极和Q8的漏极连接在一起并且和电机PMSM连接，Q7的源极漏极接Q1的漏极。
图2中：当电机驱动运行时，控制下臂IGBT Q2按照PWM方式进行开通关断，从电池BT1低压升高到驱动端需要的高压。电流按照①→②→③的方向从电池流向驱动的直流端。
图3中：当电机发电运行时，控制上臂IGBT Q1按照PWM方式进行开通关断，电压从驱动端的高压降低为电池端的低压。电流按照③→②→①的方向从驱动的直流端流向电池。
在上述两种运行过程中，控制器的CPU根据电机运行所需要的电压，实时调整，从而保证电机始终运行在效率最优状态，最大限度的延长电动汽车的续驶里程。
当作为充电机使用时，控制上臂IGBT Q1按照PWM方式进行开通关断，电压从驱动端的高压降低为电池端的低压。电流按照③→②→①方向从驱动的直流端流向电池。控制器的CPU根据电池的电量状态调整充电时的电压和电流，达到即快速充电又能保护电池的效果。
Claims (6)
1.电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于包括三相六桥臂IGBT驱动电路和两桥臂IGBT高电压转换电路,所述的三相六桥臂IGBT驱动电路由六个IGBT组成三相全桥电路，所述的两桥臂IGBT高电压转换电路由两个并联的IGBT组成；电池BT1的负极接地，正极接功率电感L1的一端，绝缘栅双极型晶体管Q1的漏极接高压300V，Q1的源极和Q2的漏极连接在一起并且和功率电感L1的另一端相连，Q2的源极接地；Q3的源极和Q4的漏极连接在一起并且和电机PMSM连接，Q3的源极漏极接Q1的漏极；Q5的源极和Q6的漏极连接在一起并且和电机PMSM连接，Q5的源极漏极接Q1的漏极；Q7的源极和Q8的漏极连接在一起并且和电机PMSM连接，Q7的源极漏极接Q1的漏极。
2.如权利要求1所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于所述三相六桥臂IGBT 组成三相全桥电路驱动电机。
3.如权利要求1所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于所述两桥臂IGBT高电压转换电路用于电机驱动运行、发电运行时调整直流端电压，或者当做充电机使用时调整充电电压。
4.如权利要求1所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于包括三相六桥臂MOSFET驱动电路和两桥臂MOSFET高电压转换电路,所述的三相六桥臂MOSFET驱动电路由六个MOSFET组成三相全桥电路，所述的两桥臂MOSFET高电压转换电路由两个并联的MOSFET组成。
5.如权利要求4所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于所述三相六桥臂MOSFET组成三相全桥电路驱动电机。
6.如权利要求4所述的电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块，其特征在于所述两桥臂MOSFET高电压转换电路用于电机驱动运行、发电运行时调整直流端电压，或者当做充电机使用时调整充电电压。
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| JP4284075B2 (ja) * | 2001-05-11 | 2009-06-24 | 株式会社日立製作所 | 充放電制御装置 |
| CN102437814A (zh) * | 2010-09-29 | 2012-05-02 | 无锡爱光电气科技有限公司 | 双方向升降压型逆变器装置 |
| CN203775073U (zh) * | 2014-03-18 | 2014-08-13 | 杭州明果教育咨询有限公司 | 电动汽车使用的电机控制器八桥臂集成封装功率模块 |
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