CN106828153A - 电动汽车一体化控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电动汽车一体化控制器，包括驱动电路、逆变电路、充电电路中的任意两种或三种；驱动电路包括向驱动电机输送驱动电信号的驱动线路、设置于驱动线路上的第一控制开关；逆变电路包括输出单相或三相三线或三相四线交流电信号的逆变线路、设置于逆变线路上的逆变器、设置于逆变线路上的第二控制开关；充电电路包括为车载动力电池充电的充电线路、设置于充电线路上的整流器、设置于充电线路上的第三控制开关。逆变电路和充电电路整合串接于同一线路中。本发明能够实现驱动、逆变、充电中任意两项或三项功能，从而可以实现提高电能利用率和/或扩展电池充电方式的目的。

Description

电动汽车一体化控制器
技术领域
本发明涉及一种电动汽车上采用的控制器。
背景技术
目前，电动汽车上采用的控制器通常仅具有驱动电动汽车电机的功能，即仅能实现将车载动力电池的电能提供给驱动电机用作动力，使得车载动力电池的电能无法得到更充分的利用，且对车载动力电池的充电方式单一，难以满足需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够实现多种功能，从而提高电能利用率和/或扩展电池充电方式的电动汽车一体化控制器。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种电动汽车一体化控制器，设置于电动汽车的连接有直流母线的车载动力电池与驱动电机之间，所述电动汽车一体化控制器包括驱动电路、逆变电路、充电电路中的任意两种或三种；
所述驱动电路包括连接于所述车载动力电池与所述驱动电机之间而向所述驱动电机输送驱动电信号的驱动线路、设置于所述驱动线路上的第一控制开关；
所述逆变电路包括连接于所述车载动力电池与一组输出端子之间而输出单相或三相三线或三相四线交流电信号的逆变线路、设置于所述逆变线路上的逆变器、设置于所述逆变线路上的第二控制开关；
所述充电电路包括连接于一组输入端子与所述驱动电机之间而为所述车载动力电池充电的充电线路、设置于所述充电线路上的整流器、设置于所述充电线路上的第三控制开关。
优选的，所述逆变电路和所述充电电路整合串接于同一线路中，且所述第二控制开关和所述第三控制开关整合为同一开关。
优选的，所述车载动力电池与所述驱动电路之间设置有第一软启动电路，所述逆变电路与一组所述输出端子之间设置有第二软启动电路。
优选的，所述逆变器包括主逆变模块、为所述主逆变模块提供逆变驱动信号的逆变驱动器。
优选的，所述逆变驱动器包括其中设定有电压给定值并输出驱动电压信号的电压环、其中设定有电流限幅值并输出驱动电流信号的电流环、输出所述逆变驱动信号的驱动发波模块，所述电压环分别与所述主逆变模块的输入电压采样信号和输出电压采样信号相连接，所述电流环与所述电压环、所述主逆变模块的输出电流采样信号相连接，所述驱动发波模块与所述电流环相连接，所述主逆变模块与所述驱动发波模块相连接。
优选的，所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述第三控制开关均与所述电动汽车的控制系统相连接并根据所述控制系统发出的工作状态信号而自动实现闭合或断开。
优选的，所述整流器包括桥式整流电路、与所述桥式整流电路相连接的滤波电路。
优选的，所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述第三控制开关采用接触器、固态继电器或双向晶闸管。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明的电动汽车一体化控制器能够实现驱动、逆变、充电中任意两项或三项功能，从而可以实现提高电能利用率和/或扩展电池充电方式的目的，其智能化程度较高，具有广泛的适用范围和较好的应用前景。
附图说明
附图1为本发明的电动汽车一体化控制器的实施例一的原理图。
附图2为本发明的电动汽车一体化控制器的实施例二的原理图。
附图3为本发明的电动汽车一体化控制器中逆变器的原理图。
以上附图中：1、车载动力电池；2、直流母线；3、驱动电机；4、电动汽车一体化控制器；5、驱动线路；6、逆变线路；7、LC滤波电路；8、充电线路；9、整流器/逆变器；10、第一软启动电路；11、第二软启动电路；12、主逆变模块；13、逆变驱动器；14、电压环；15、电流环；16、驱动发波模块。
具体实施方式
下面结合附图所示的实施例对本发明作进一步描述。
实施例一：如附图1所示，一种设置在电动汽车的连接有直流母线2的车载动力电池1与驱动电机3之间，以实现控制功能的电动汽车一体化控制器4，包括驱动电路、逆变电路、充电电路中的任意两种的组合或者全部三种。本实施例中以同时包含驱动电路、逆变电路、充电电路三者为例。
驱动电路用于实现对驱动电机3的驱动功能，它包括驱动线路5、设置于驱动线路5上的第一控制开关K1，驱动线路5连接于车载动力电池1与驱动电机3之间，从而能够在第一控制开关K1闭合时通过电动汽车一体化控制器4的一组输出端——输出1向驱动电机3输送驱动电信号。车载动力电池1与驱动电路之间设置有第一软启动电路10。
逆变电路用于实现逆变输出交流电功能，它包括逆变线路6、逆变器和第二控制开关。逆变线路6连接于车载动力电池1与该电动汽车一体化控制器4的一组输出端——输出2端子之间，从而能够将车载动力电池1输出的直流电逆变而输出单相或三相三线交流电信号，并通过输出2端子输出。该逆变电路还可以输出单相或三相四线交流电信号，如附图2所示。逆变器和第二控制开关均设置在逆变线路6上。逆变电路与一组输出端输出2端子之间可以设置第二软启动电路11。
如附图3所示，逆变器包括设置在逆变线路6上的主逆变模块12、为主逆变模块12提供逆变驱动信号的逆变驱动器13。逆变驱动器13包括其中设定有电压给定值并输出驱动电压信号的电压环14、其中设定有电流限幅值并输出驱动电流信号的电流环15、输出逆变驱动信号的驱动发波模块16，电压环14分别与主逆变模块12的输入电压采样信号和输出电压采样信号相连接，电流环15与电压环14、主逆变模块12的输出电流采样信号相连接，驱动发波模块16与电流环15相连接，主逆变模块12与驱动发波模块16相连接。
充电电路用于实现对车载动力电池1的充电功能，它包括充电线路8、整流器和第三控制开关。充电线路8连接于该电动汽车一体化控制器4的一组输入端与车载动力电池1之间，从而能够为车载动力电池1充电。整流器和第三控制开关均设置于充电线路8上。整流器包括桥式整流电路、与桥式整流电路相连接的滤波电路。
上述第一控制开关K1、第二控制开关、第三控制开关均可以采用接触器、固态继电器或双向晶闸管开实现闭合或断开功能。第一控制开关K1、第二控制开关、第三控制开关均与电动汽车的控制系统相连接，并根据控制系统发出的工作状态信号而自动实现闭合或断开。电动汽车的控制系统所发出的工作状态信号包括但不限于档位信号、油门信号、手动切换信号等。
在本实施例中，逆变电路和充电电路整合于同一线路中，即充电电路的整流器与逆变电路的逆变器整合为同一装置并连接在车载动力电池1和输出2端子之间，第二控制开关和第三控制开关整合为同一开关K2，逆变器后连接LC滤波电路再连接至输出2端子，而输出2端子同时也作为输入端。可以在逆变器后分为两组支路，一组支路即为驱动电路，而另一组支路即为逆变/充电电路，开关K2即设置在分支后的逆变/充电电路上。当采用三相三线制时，整流器/逆变器9通过三线而连接LC滤波电路7，而当采用三相四线制时，整流器/逆变器9中串联后连接于车载动力电池1两端的两个电容的公共端引出引线并连接至LC滤波电路7构成第四线输出。
上述电动汽车一体化控制器4能够实现以下三项功能：
1、驱动交流电机功能：
电动汽车需要运行时，电动汽车一体化控制器4检测外部控制系统给出的信号（包括但不限于档位信号、油门信号、手动切换信号等），自动控制开关K1闭合，开关K2断开。此时电动汽车一体化控制器4能够驱动车载驱动电机3运行，控制车辆运行。
该控制器4能够驱动交流异步电机和交流永磁同步电机，并能够具备开环矢量和闭环矢量控制功能。
2、逆变功能：
在电动汽车停止时，通过手动切换或者控制器4自动检测档位和车速信号，自动控制开关K2闭合，开关K1断开，此时电动汽车一体化控制器4能够将电池1输出的电压逆变成交流电通过输出2端子输出。
该电动汽车一体化控制器4逆变输出的交流电压可为单相交流220V有效值（图1中输出2端子1路不用）、三相三线交流380V有效值输出（图1）、三相四线制交流380V输出（图2）。
3、充电功能：
在电动汽车停止时，通过车内手动切换装置将控制器4切换到充电功能，将市电输入电压整流成直流为车载动力电池1充电。市电输入接到输入2端子。可选配单相220V输入充电或者三相380V输入充电，充电功率可设置。
根据不同的需求，该电动汽车一体化控制器4的功能可进行各种组合，例如：
1）集成驱动、逆变和充电功能；
2）集成驱动和逆变功能；
3）集成驱动和充电功能；
4）集成逆变和充电功能。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种电动汽车一体化控制器，设置于电动汽车的连接有直流母线的车载动力电池与驱动电机之间，其特征在于：所述电动汽车一体化控制器包括驱动电路、逆变电路、充电电路中的任意两种或三种；
所述驱动电路包括连接于所述车载动力电池与所述驱动电机之间而向所述驱动电机输送驱动电信号的驱动线路、设置于所述驱动线路上的第一控制开关；
所述逆变电路包括连接于所述车载动力电池与一组输出端子之间而输出单相或三相三线或三相四线交流电信号的逆变线路、设置于所述逆变线路上的逆变器、设置于所述逆变线路上的第二控制开关；
所述充电电路包括连接于一组输入端子与所述驱动电机之间而为所述车载动力电池充电的充电线路、设置于所述充电线路上的整流器、设置于所述充电线路上的第三控制开关。
2.根据权利要求1所述的电动汽车一体化控制器，其特征在于：所述逆变电路和所述充电电路整合串接于同一线路中，且所述第二控制开关和所述第三控制开关整合为同一开关。
3.根据权利要求1所述的电动汽车一体化控制器，其特征在于：所述车载动力电池与所述驱动电路之间设置有第一软启动电路，所述逆变电路与一组所述输出端子之间设置有第二软启动电路。
4.根据权利要求1所述的电动汽车一体化控制器，其特征在于：所述逆变器包括主逆变模块、为所述主逆变模块提供逆变驱动信号的逆变驱动器。
5.根据权利要求4所述的电动汽车一体化控制器，其特征在于：所述逆变驱动器包括其中设定有电压给定值并输出驱动电压信号的电压环、其中设定有电流限幅值并输出驱动电流信号的电流环、输出所述逆变驱动信号的驱动发波模块，所述电压环分别与所述主逆变模块的输入电压采样信号和输出电压采样信号相连接，所述电流环与所述电压环、所述主逆变模块的输出电流采样信号相连接，所述驱动发波模块与所述电流环相连接，所述主逆变模块与所述驱动发波模块相连接。
6.根据权利要求1所述的电动汽车一体化控制器，其特征在于：所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述第三控制开关均与所述电动汽车的控制系统相连接并根据所述控制系统发出的工作状态信号而自动实现闭合或断开。
7.根据权利要求1所述的电动汽车一体化控制器，其特征在于：所述整流器包括桥式整流电路、与所述桥式整流电路相连接的滤波电路。
8.根据权利要求1所述的电动汽车一体化控制器，其特征在于：所述第一控制开关、所述第二控制开关、所述第三控制开关采用接触器、固态继电器或双向晶闸管。
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