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      一種集成充電與驅動于一體的電動汽車系統(tǒng)及其控制方法_3

      文檔序號:9918533閱讀:來源:國知局
      ,利用逆變器作為充電器,外部3相交流電通過電 機的若干相線圈繞組和逆變器轉換成直流電對高壓電池進行充電;牽引電機的定子組件里 面含有3N相線圈繞組,其中N是整數(shù)。 W45] 如圖4、圖3所示,是本發(fā)明的具體實施原理圖,牽引電機采用3相線圈繞組104, 在該圖中第一組開關K1分別連接在高壓電池與逆變器之間,使控制更加完善,驅動/充電 切換控制器包括微處理器單元、繼電器驅動電路、電流傳感器檢測單元,第一組開關K1分 別連接在高壓電池與逆變器之間,逆變器與若干相線圈繞組104的第一端101連接,若干相 線圈繞組104的第二端102分別連接3相交流電的輸入連接器和短路連接單元103,第二 組開關k2設置在短路連接單元與若干相線圈繞組104的第二端102之間。第一組開關K1 和第二組開關k2都是繼電器開關,分別具有電磁線圈L1和電磁線圈L2 ;微處理器單元通 過繼電器驅動電路控制電磁線圈L2,從而通過第二組開關k2控制短路連接單元與若干相 線圈繞組的第二端連接或者斷開,微處理器單元與電池管理系統(tǒng)BMS和逆變器相互連接通 信,電池管理系統(tǒng)BMS通過繼電器驅動電路控制電磁線圈L1,從而控制高壓電池與逆變器 之間的第一組開關K1的接通或者斷開。驅動/充電切換控制器還包括充電蓋指示燈,微處 理器單元可w根據(jù)充電蓋的開關狀態(tài)通過充電蓋指示燈來顯示。
      [0046] 所述的3相交流電的輸入連接器包括插座體W及安裝在插座體里面的3相高壓端 子,接地端子、控制通信端子和接近端子,當充電站的插頭插入到輸入連接器,接近端子與 充電站的插頭里面對應的端子接觸時,接近端子輸出信號到驅動/充電切換控制器,接近 端子是物理短接端子,只有在其它所有的端子都接插好好,接近端子最后才短接,W確保充 電站的插頭與輸入連接器已經連接好,可W進入充電狀態(tài)。
      [0047] 充電站與電動汽車的3相交流電輸入連接器的標準接口如圖5所示,是一種國際 標準接口,如IEC 61851 SAE J1772,輸入連接器包括Α、Β、0Ξ相高壓端子,1個接地端子 GND,1個接近端子C0M1,1個充電通信端子COM2。接近端子C0M1輸出信號到驅動/充電切 換控制器,如果充電站的插頭與輸入連接器插接好,才通知可W進入充電狀態(tài),充電通信端 子COM2是在充電過程中用作充電站與電動汽車之間的數(shù)據(jù)通信。
      [0048] 當電動汽車處于驅動狀態(tài),第一組開關kl閉合,輸入連接器的外面的充電蓋關閉 罩住高壓端子并且被鎖銷裝置鎖住,使外部3相交流電與電機的線圈繞組的第二端斷開, 電機的線圈繞組的第一端與逆變器連接,第二組開關k2閉合使線圈繞組的第二端通過短 接單元互相短接,高壓電池輸出的高壓直流電通過逆變器轉換成3相交流電輸出到電機, 驅動電機運轉。
      [0049] 當電動汽車處于充電狀態(tài),電機的線圈繞組的第一端與逆變器連接,鎖銷裝置被 打開,輸入連接器的外面的充電蓋被打開,檢測開關將充電蓋的開啟狀態(tài)的信號傳送到驅 動/充電切換控制器,驅動/充電切換控制器斷開第二組開關k2,使線圈繞組的第二端互 相斷開不短接,同時使外部3相交流電與電機的線圈繞組的第二端連接,當充電站的插頭 與輸入連接器已經完全連接好時,接近端子輸出信號到驅動/充電切換控制器,第一組開 關kl才閉合連接高壓電池和逆變器,利用電機的線圈繞組作為充電電感器,利用逆變器作 為充電器,外部3相交流電依次通過電機的若干相線圈繞組和逆變器轉換成直流電對高壓 電池進行充電。
      [0050] 電動汽車的駕駛室里面設置有充電控制按鈕,充電控制按鈕通過一個機械傳動機 構帶動鎖銷裝置,當人們操控充電控制按鈕,充電控制按鈕通過一個機械傳動機構帶動鎖 銷裝置動作,打開充電蓋,充電控制按鈕還向驅動/充電切換控制器輸出信號,指令驅動/ 充電切換控制器進入充電狀態(tài)。電動汽車的駕駛室里面設置有驅動控制按鈕,驅動控制按 鈕向驅動/充電切換控制器輸出信號,當人們操控驅動控制按鈕,驅動控制按鈕向驅動/充 電切換控制器輸出信號,指令驅動/充電切換控制器進入驅動狀態(tài)。
      [0051] 如圖6、圖7、圖8、圖9、圖10所示,外部3相交流電是通過3相交流電的輸入連接 器輸入,所述的3相交流電的輸入連接器包括插座體1 W及安裝在插座體1的空腔11里面 的端子4,端子4包括包括A、B、C Ξ相高壓端子,1個接地端子GND,1個接近端子C0M1,1個 充電通信端子COM2,充電蓋2通過較鏈3安裝在插座體1的外面,充電蓋2可繞插座體1翻 轉從而打開或者關閉,充電蓋2的活動的一側凸出凸塊21,在凸塊21上設置卡槽22,插座 體1安裝在車身100上,車身100設置有鎖銷裝置,鎖銷裝置包括鎖銷6、彈黃8、機械傳動 機構,當充電蓋2關閉時鎖銷6在彈黃8的作用下卡入到凸塊21上設置卡槽22里面,使充 電蓋2不能隨意打開,只有當按下充電控制按鈕,充電控制按鈕通過一個機械傳動機構帶 動鎖銷6克服彈黃8的阻力脫離卡槽22,從而打開充電蓋2,在較鏈3的旁邊設置壓黃7, 一 旦鎖銷6脫離卡槽22,壓黃7就彈開充電蓋2。在鎖銷6的旁邊、車身100上設置檢測開關 6 (位置開關),檢測開關6輸出0和1的數(shù)字信號,0數(shù)字信號代表充電蓋2關閉,?數(shù)字信 號代表充電蓋2打開,檢測開關6將充電蓋2的狀態(tài)信號送到驅動/充電切換控制器。另 夕F,并且在非充電狀態(tài)下,充電蓋2封堵住3相高壓端子4,避免他人接觸觸電導致危險,在 充電狀態(tài)下,打開充電蓋2,裸露出3相高壓端子4,充電蓋2的打開或關閉會觸發(fā)檢測開關 6輸出第一互鎖信號送到驅動/充電切換控制器。
      [0052] 充電控制按鈕一般安裝在駕駛室內,充電控制按鈕還通過機械傳動機構帶動鎖銷 5動作,控制充電蓋2的開啟,該鎖銷裝置的結構正如許多汽車上應用的加油按鈕一樣,在 車內壓下或上拉加油按鈕才能打開加油蓋的外蓋一樣,其結構基本類似;屬于機械聯(lián)動鎖 止機構;按下充電控制按鈕觸發(fā)鎖銷裝置動作,可W打開充電蓋2。鎖銷裝置的結構可參考 公告號為CN200610063402、名稱為:汽車加油口蓋系統(tǒng)-的專利文獻,或者參考公告號為 CN201110432192、名稱為:-一種自鎖式加油口的專利文獻。
      [0053] 如圖11所示,定子組件里面含有9相線圈繞組,逆變器具有3個,每3相線圈繞組 形成一個單元繞組,單元繞組的3相線圈繞組的第一端連接一個逆變器,單元繞組的3相線 圈繞組的第二端短路連接起來,外部的3相交流電的每一相連接一個單元繞組。
      [0054] 所述的逆變器包括微處理器單元、驅動電路單元、IGBT模塊和檢測電路,檢測電 路檢測電機運行參數(shù)并送到微處理器單元,微處理器單元輸出控制信號到驅動電路單元, 驅動電路單元控制IGBT模塊,W便控制電機的線圈繞組正常換相,當電動汽車處于驅動狀 態(tài),通過檢測電機線圈繞組的相電流和轉子位置對電機的電流進行控制驅動電機的轉子運 轉,當電動汽車處于充電狀態(tài),通過檢測電機線圈繞組的電流、外部3相交流電的端電壓使 外部3相交流電轉換成直流電對高壓電池進行充電。 陽化5] 如圖4、圖3、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖12所示,一種集成充電與驅動于 一體的電動汽車系統(tǒng)的控制方法,所述的電動汽車系統(tǒng)高壓電池、逆變器、牽引電機、電池 管理系統(tǒng)BMS、驅動/充電切換控制器、第一組開關kl、第二組開關k2、短接單元、3相交流 電的輸入連接器和高壓互鎖裝置,高壓電池通過第一組開關kl與逆變器一端連接,逆變 器的另一端連接牽引電機的線圈繞組的第一端連接,牽引電機的線圈繞組的第二端連接輸 入連接器,電機的線圈繞組的第二端還通過第二組開關k2連接短接單元,驅動/充電切換 控制器與逆變器和電池管理系統(tǒng)BMS連接通信,高壓互鎖裝置包括充電蓋、鎖銷裝置和檢 測開關,外部3相交流電是通過一個輸入連接器來輸入,所述的輸入連接器的外面被充電 蓋罩住W免裸露出輸入連接器上的高壓端子,鎖銷裝置用于在充電蓋關閉時鎖住充電蓋, W免充電蓋意外打開,檢測開關用于檢測充電
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