一種在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路的制作方法
【專利說明】一種在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路
[0001]本申請為針對申請日為2015年I月14日、申請?zhí)枮?01520023545.4、名稱為“一種用于在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制裝置”的原申請?zhí)岢龅姆职干暾垺１旧暾堃笕〉门c原申請相同的申請日。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本實(shí)用新型涉及一種在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路。
【背景技術(shù)】
[0003]12米的在線充電式電動(dòng)車長期與線網(wǎng)搭接，為了確保系統(tǒng)與乘員安全，控制系統(tǒng)被要求米用風(fēng)冷方式。現(xiàn)有的在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路包含一個(gè)作為電機(jī)控制器的橋式變流單元以及一個(gè)用于制動(dòng)能量回收的充電斬波單元。橋式變流單元和充電斬波單元中的半導(dǎo)體器件均安裝在一個(gè)風(fēng)冷散熱器的底板上?，F(xiàn)有的器件布局為橋式變流單元中的半導(dǎo)體器件集中布置在一起，充電斬波單元中的半導(dǎo)體器件集中布置在一起。當(dāng)橋式變流單元和充電斬波單元同時(shí)工作時(shí)，系統(tǒng)熱損耗急劇增大。尤其是橋式變流單元中的半導(dǎo)體器件長時(shí)間發(fā)熱，其所在的底板位置的溫度最高，為了使該處的溫度達(dá)到合理水平，通常采用增大風(fēng)冷散熱器的結(jié)構(gòu)來增強(qiáng)散熱效果。這樣就導(dǎo)致該在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)控制裝置體積龐大。
[0004]尤其是18米在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的功率更大，半導(dǎo)體器件的發(fā)熱量比上述電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的發(fā)熱量增加50%以上。同時(shí)，BRT (即Bus Rapid Transit快速交通系統(tǒng))線路工況趨向于長時(shí)高速運(yùn)行，這對控制裝置的散熱提出了更高的需求，將造成電機(jī)控制裝置的體積進(jìn)一步增加，使整車布置更加困難。
[0005]公開號為CN203427630U的中國專利提出了一種在線充電式電動(dòng)車制動(dòng)能量的回收系統(tǒng)。在該能量回收系統(tǒng)中，電池、功率開關(guān)和制動(dòng)電阻串聯(lián)在電機(jī)控制器的正極母線與負(fù)極母線之間。在制動(dòng)時(shí)，功率開關(guān)打開，電機(jī)控制器向電池充電。制動(dòng)電阻用于分壓，以防止電池的充電電壓過高。
[0006]但是，電流流經(jīng)制動(dòng)電阻時(shí)會(huì)使得制動(dòng)電阻發(fā)熱，制動(dòng)電阻會(huì)大量消耗電機(jī)控制器輸出的電能。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題為降低電池組兩端的電壓的同時(shí)降低由于電器元件發(fā)熱所導(dǎo)致的電能的損耗。
[0008]針對上述問題，本實(shí)用新型提出了一種在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路，其特征在于，包括:
[0009]橋式變流單元，橋式變流單元包括直流端；
[0010]充電斬波單元，所述充電斬波單元包括從直流端的正極到直流端的負(fù)極依次串聯(lián)的開關(guān)器件、第二單向?qū)ㄔ?、電感元件、電池組，以及分別電連接于所述第二單向?qū)ㄔ退鲭姵亟M的負(fù)極的第一單向?qū)ㄔ?br>[0011]其中，所述電池組的正極連接于所述電感元件，所述第一單向?qū)ㄔ偷诙蜗驅(qū)ㄔ鶅H能通過流向電池組的正極的電流。
[0012]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路還包括分別電連接于電池組的正極和直流端的正極的第三單向?qū)ㄔ?，第三單向?qū)ㄔH能通過流向直流端的正極的電流。
[0013]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，開關(guān)器件為IGBT元件。
[0014]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，第一單向?qū)ㄔ?或第二單向?qū)ㄔ槎O管。
[0015]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，第一單向?qū)ㄔ?或第二單向?qū)ㄔ殛P(guān)斷的IGBT元件。
[0016]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，第三單向?qū)ㄔ槎O管或關(guān)斷的IGBT元件。
[0017]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，橋式變流單元還包括用于連接電機(jī)的交流端。
[0018]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，橋式變流單元為三相橋式變流器。
[0019]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路還包括能耗斬波單元，能耗斬波單元包括串聯(lián)在直流端的正極和直流端的負(fù)極之間的開關(guān)元件和耗能電阻。
[0020]在一個(gè)具體的實(shí)施例中，在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路還包括分別連接于直流端的正極和直流端的負(fù)極的支撐電容。
[0021]電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輔助電路控制可以控制開關(guān)器件快速且反復(fù)地導(dǎo)通和關(guān)斷。在開關(guān)器件反復(fù)開關(guān)的過程中，電感元件降低電池組兩端的電壓，使電池組的兩端電壓不超過額定值，從而提高電池組的壽命，增加該主電路的安全性。同時(shí)，電感元件的反復(fù)充、放電并不消耗電機(jī)制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的電能，這樣能充分節(jié)約電能，降低電動(dòng)車的運(yùn)營成本。
【附圖說明】
[0022]圖1顯示了一種在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路的電路示意圖；
[0023]圖2顯示了第一個(gè)實(shí)施方式中的一種用于在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制裝置的示意圖；
[0024]圖3顯示了第二個(gè)實(shí)施方式中的一種用于在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制裝置的示意圖；
[0025]圖4顯示了圖3中的散熱器的示意圖；
[0026]圖5顯示了圖4中的散熱器在A-A向的全剖視示意圖；
[0027]圖6顯示了圖4中的散熱器在B-B向的全剖視示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]圖1顯示了一種在線充電式電動(dòng)車的電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路100。
[0029]如圖1所示，該電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主電路100包括并聯(lián)的橋式變流單元10、充電斬波單元30。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的輔助電路控制橋式變流單元10、充電斬波單元30，使其實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。
[0030]橋式變流單元10的交流端連接于電機(jī)70，橋式變流單元10的直流端連接于線網(wǎng)200。在電動(dòng)車行走時(shí)，橋式變流單元10將線網(wǎng)200輸入的直流電逆變?yōu)榻涣麟姴⒃摻涣麟娸斎氲诫姍C(jī)70中以驅(qū)動(dòng)電機(jī)70旋轉(zhuǎn)。在電動(dòng)車剎車時(shí)，電機(jī)70進(jìn)行輔助制動(dòng)，車輪通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)電機(jī)70旋轉(zhuǎn)，由此電機(jī)70中產(chǎn)生交流電并輸入到橋式變流單元10中，橋式變流單元10再將這些交流電整流成直流電從橋式變流單元10的直流端輸出。
[0031]在本實(shí)施例中，橋式變流單元10為三相IGBT變流器(文中的IGBT為絕緣柵雙極型晶體管的英文縮寫)。該橋式變流單元10包括6個(gè)第一 IGBT元件11-16。每兩個(gè)第一 IGBT元件連接成一個(gè)橋臂。例如，第一 IGBT元件11的發(fā)射極連接于第一 IGBT元件12的集電極，這樣就構(gòu)成一個(gè)橋臂，并且第一 IGBT元件11的集電極為該橋臂的高壓端，第一IGBT元件12的發(fā)射極為該橋臂的低壓端。同理，第一 IGBT元件13與第一 IGBT元件14、第一 IGBT元件15與第一 IGBT元件16分別構(gòu)成另外兩個(gè)橋臂。三個(gè)橋臂的高壓端均相連，即第一 IGBT元件11、第一 IGBT元件13、第一 IGBT元件15的集電極相連，這樣就構(gòu)成橋式變流單元10的直流端的正極；三個(gè)橋臂的低壓端均相連，即第一 IGBT元件12、第一 IGBT元件14、第一 IGBT元件16的發(fā)射極相連，構(gòu)成橋式變流單元10的直流端的負(fù)極。該橋式變流單元10的正極連接于線網(wǎng)200的正極，橋式變流單元10的負(fù)極連接于線網(wǎng)200的負(fù)極。另外，每個(gè)橋臂中的對稱點(diǎn)分別連接于電機(jī)70，并作為橋式變流單元10的交流端的三個(gè)端子U、V、W。例如，第一 IGBT元件12、第一 IGBT元件14、第一 IGBT元件16的集電極分別為橋式變流單元10的交流端的三個(gè)端子U、V、W，這三個(gè)端子U、V、W分別連接