電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊的制作方法
【專利摘要】電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，屬于電動汽車【技術(shù)領(lǐng)域】。其特征在于包括三相六橋臂IGBT驅(qū)動電路和兩橋臂IGBT高電壓轉(zhuǎn)換電路,所述的三相六橋臂IGBT驅(qū)動電路由六個IGBT組成三相全橋電路，所述的兩橋臂IGBT高電壓轉(zhuǎn)換電路由兩個并聯(lián)的IGBT組成。上述電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，電機驅(qū)動運行和發(fā)電運行時，功率驅(qū)動模塊直流母線電壓能夠?qū)崟r進(jìn)行調(diào)整，使得驅(qū)動電機始終是效率最優(yōu)狀態(tài)下運行，且能夠當(dāng)做電池充電機使用，適用于三相異步電機或永磁同步電機。
【專利說明】電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電動汽車【技術(shù)領(lǐng)域】，具體為電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車電機控制器作為電動汽車發(fā)展的核心部件之一，關(guān)系到未來中國新能源技術(shù)的發(fā)展，是衡量中國電動汽車領(lǐng)域核心技術(shù)研發(fā)能力的重要指標(biāo)。電動汽車電機控制器集成了主控模塊、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT )或MOSFET模塊、IGBT或MOSFET驅(qū)動模塊、電池用電及發(fā)電控制以及冷卻系統(tǒng)。電動汽車用驅(qū)動電機需要工作在低速大轉(zhuǎn)矩情況下，還要工作在高速恒功率情況下，還同時能夠在全速度范圍內(nèi)實現(xiàn)能量回收。這就給電機控制器的功率模塊提出了更高的要求。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于設(shè)計提供一種電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊的技術(shù)方案，電機驅(qū)動運行和發(fā)電運行時，功率驅(qū)動模塊直流母線電壓能夠?qū)崟r進(jìn)行調(diào)整，使得驅(qū)動電機始終是效率最優(yōu)狀態(tài)下運行，且能夠當(dāng)做電池充電機使用，適用于三相異步電機或永磁同步電機。
[0004]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于包括三相六橋臂IGBT驅(qū)動電路和兩橋臂IGBT高電壓轉(zhuǎn)換電路，所述的三相六橋臂IGBT驅(qū)動電路由六個IGBT組成三相全橋電路，所述的兩橋臂IGBT高電壓轉(zhuǎn)換電路由兩個并聯(lián)的IGBT組成；電池BTl的負(fù)極接地，正極接功率電感LI的一端，絕緣柵雙極型晶體管Ql的漏極接高壓300V，Q1的源極和Q2的漏極連接在一起并且和功率電感LI的另一端相連，Q2的源極接地；Q3的源極和Q4的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q3的源極漏極接Ql的漏極；Q5的源極和Q6的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q5的源極漏極接Ql的漏極；Q7的源極和Q8的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q7的源極漏極接Ql的漏極。
[0005]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述三相六橋臂IGBT組成三相全橋電路驅(qū)動電機。
[0006]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述兩橋臂IGBT高電壓轉(zhuǎn)換電路用于電機驅(qū)動運行、發(fā)電運行時調(diào)整直流端電壓，或者當(dāng)做充電機使用時調(diào)整充電電壓。
[0007]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于包括三相六橋臂MOSFET驅(qū)動電路和兩橋臂MOSFET高電壓轉(zhuǎn)換電路，所述的三相六橋臂MOSFET驅(qū)動電路由六個MOSFET組成三相全橋電路，所述的兩橋臂MOSFET高電壓轉(zhuǎn)換電路由兩個并聯(lián)的MOSFET組成。
[0008]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述三相六橋臂MOSFET組成三相全橋電路驅(qū)動電機。[0009]所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述兩橋臂MOSFET高電壓轉(zhuǎn)換電路用于電機驅(qū)動運行、發(fā)電運行時調(diào)整直流端電壓，或者當(dāng)做充電機使用時調(diào)整充電電壓。
[0010]上述電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，電機驅(qū)動運行和發(fā)電運行時，功率驅(qū)動模塊直流母線電壓能夠?qū)崟r進(jìn)行調(diào)整，使得驅(qū)動電機始終是效率最優(yōu)狀態(tài)下運行，且能夠當(dāng)做電池充電機使用，適用于三相異步電機或永磁同步電機。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明電路原理圖；
圖2為本發(fā)明驅(qū)動狀態(tài)下，升壓運行時的電流示意圖；
圖3為本發(fā)明發(fā)電狀態(tài)下，降壓運行時的電流示意圖。
【具體實施方式】
[0012]以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0013]如圖所示，該電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，包括三相六橋臂IGBT或MOSFET驅(qū)動電路和兩橋臂IGBT或MOSFET高電壓轉(zhuǎn)換電路，所述的三相六橋臂IGBT或MOSFET驅(qū)動電路由六個IGBT或MOSFET組成三相全橋電路，所述的兩橋臂IGBT或MOSFET高電壓轉(zhuǎn)換電路由兩個并聯(lián)的IGBT或MOSFET組成；所述三相六橋臂IGBT或MOSFET組成三相全橋電路驅(qū)動電機；所述兩橋臂IGBT或MOSFET高電壓轉(zhuǎn)換電路用于電機驅(qū)動運行、發(fā)電運行時調(diào)整直流端電壓，或者當(dāng)做充電機使用時調(diào)整充電電壓。三相六路IGBT或MOSFET驅(qū)動電路控制電動汽車的驅(qū)動電機；兩橋臂IGBT或MOSFET組成半橋用于電機驅(qū)動運行、發(fā)電運行時調(diào)整直流端電壓，或者當(dāng)做充電機使用時調(diào)整充電電壓，做充電機使用給電池充電。電動汽車控制器的CPU能夠根據(jù)當(dāng)前電機轉(zhuǎn)速，實時調(diào)整最佳的母線電壓，實現(xiàn)驅(qū)動電機的最優(yōu)效率運行，控制器的CPU能夠控制制動時PMSM發(fā)電運行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)電量通過降壓存貯到電池中。該功率模塊可提供穩(wěn)定的電源，保證系統(tǒng)可靠運行，實時檢測負(fù)載變化，保持電能轉(zhuǎn)換的高效率，可以準(zhǔn)確分壓，減低IGBT或MOSFET開通關(guān)斷損耗，在惡劣條件下安全可靠運行。
[0014]當(dāng)電機驅(qū)動運行時，控制下臂IGBT或MOSFET按照PWM方式進(jìn)行開通關(guān)斷，電壓從電池端的低壓升高到驅(qū)動端需要的高壓。電流按照①電池組一②功率電感一③MOSFET的二極管的方向從電池流向驅(qū)動的直流端。
[0015]當(dāng)電機發(fā)電運行時，控制上臂IGBT或MOSFET按照PWM方式進(jìn)行開通關(guān)斷，電壓從驅(qū)動端的高壓降低為電池端的低壓。電流按照③MOSFET —②功率電感一①電池組的方向從驅(qū)動的直流端流向電池。
[0016]在上述兩種運行過程中，控制器的CPU根據(jù)電機運行所需要的電壓，實時調(diào)整，從而保證電機始終運行在效率最優(yōu)狀態(tài)，最大限度的延長電動汽車的續(xù)駛里程。
[0017]當(dāng)作為充電機使用時，控制上臂IGBT或MOSFET按照PWM方式進(jìn)行開通關(guān)斷，電壓從驅(qū)動端的高壓降低為電池端的低壓。電流按照③MOSFET —②功率電感一①電池組方向從驅(qū)動的直流端流向電池?？刂破鞯腃PU根據(jù)電池的電量狀態(tài)調(diào)整充電時的電壓和電流，達(dá)到即快速充電又能保護(hù)電池的效果。[0018]圖1中:電池BTl的負(fù)極接地，正極接功率電感LI的一端，絕緣柵雙極型晶體管Ql的漏極接高壓300V，Ql的源極和Q2的漏極連接在一起并且和功率電感LI的另一端相連，Q2的源極接地；Q3的源極和Q4的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q3的源極漏極接Ql的漏極；Q5的源極和Q6的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q5的源極漏極接Ql的漏極；Q7的源極和Q8的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q7的源極漏極接Ql的漏極。
[0019]圖2中:當(dāng)電機驅(qū)動運行時，控制下臂IGBT Q2按照PWM方式進(jìn)行開通關(guān)斷，從電池BTl低壓升高到驅(qū)動端需要的高壓。電流按照①一②一③的方向從電池流向驅(qū)動的直流端。
[0020]圖3中:當(dāng)電機發(fā)電運行時，控制上臂IGBT Ql按照PWM方式進(jìn)行開通關(guān)斷，電壓從驅(qū)動端的高壓降低為電池端的低壓。電流按照③一②一①的方向從驅(qū)動的直流端流向電池。
[0021]在上述兩種運行過程中，控制器的CPU根據(jù)電機運行所需要的電壓，實時調(diào)整，從而保證電機始終運行在效率最優(yōu)狀態(tài)，最大限度的延長電動汽車的續(xù)駛里程。
[0022]當(dāng)作為充電機使用時，控制上臂IGBT Ql按照PWM方式進(jìn)行開通關(guān)斷，電壓從驅(qū)動端的高壓降低為電池端的低壓。電流按照③一②一①方向從驅(qū)動的直流端流向電池。控制器的CPU根據(jù)電池的電量狀態(tài)調(diào)整充電時的電壓和電流，達(dá)到即快速充電又能保護(hù)電池的效果。
【權(quán)利要求】
1.電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于包括三相六橋臂IGBT驅(qū)動電路和兩橋臂IGBT高電壓轉(zhuǎn)換電路，所述的三相六橋臂IGBT驅(qū)動電路由六個IGBT組成三相全橋電路，所述的兩橋臂IGBT高電壓轉(zhuǎn)換電路由兩個并聯(lián)的IGBT組成；電池BTl的負(fù)極接地，正極接功率電感LI的一端，絕緣柵雙極型晶體管Ql的漏極接高壓300V，Q1的源極和Q2的漏極連接在一起并且和功率電感LI的另一端相連，Q2的源極接地；Q3的源極和Q4的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q3的源極漏極接Ql的漏極；Q5的源極和Q6的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q5的源極漏極接Ql的漏極；Q7的源極和Q8的漏極連接在一起并且和電機PMSM連接，Q7的源極漏極接Ql的漏極。
2.如權(quán)利要求1所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述三相六橋臂IGBT組成三相全橋電路驅(qū)動電機。
3.如權(quán)利要求1所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述兩橋臂IGBT高電壓轉(zhuǎn)換電路用于電機驅(qū)動運行、發(fā)電運行時調(diào)整直流端電壓，或者當(dāng)做充電機使用時調(diào)整充電電壓。
4.如權(quán)利要求1所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于包括三相六橋臂MOSFET驅(qū)動電路和兩橋臂MOSFET高電壓轉(zhuǎn)換電路，所述的三相六橋臂MOSFET驅(qū)動電路由六個MOSFET組成三相全橋電路，所述的兩橋臂MOSFET高電壓轉(zhuǎn)換電路由兩個并聯(lián)的MOSFET組成。
5.如權(quán)利要求4所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述三相六橋臂MOSFET組成三相全橋電路驅(qū)動電機。
6.如權(quán)利要求4所述的電動汽車使用的電機控制器八橋臂集成封裝功率模塊，其特征在于所述兩橋臂MOSFET高電壓轉(zhuǎn)換電路用于電機驅(qū)動運行、發(fā)電運行時調(diào)整直流端電壓，或者當(dāng)做充電機使用時調(diào)整充電電壓。
【文檔編號】H02M7/797GK103997251SQ201410099253
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】周華豐, 張文華, 馬關(guān)金 申請人:杭州明果教育咨詢有限公司