电动驱动装置以及电动设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种具有均流功能的电动驱动装置以及电动设备。本发明专利技术的电动驱动装置，设置在电动设备中，用于驱动电动设备，包括：电机，其相数为k；直流电源；驱动器，根据控制信号输出k组驱动信号；逆变器，根据驱动信号将直流电转换为交流电并提供给电机，其特征在于：其中，电机具有j个绕组单元，每个绕组单元的相数为k且包含k根相线，逆变器包含至少k个半桥单元，每个半桥单元具有j个并联连接的半桥电路，j个半桥电路对应连接j个绕组单元的同相的相线，每组驱动信号驱动一个半桥单元工作，k为大于2的正整数，j为大于1的正整数。j为大于1的正整数。j为大于1的正整数。

【技术实现步骤摘要】
电动驱动装置以及电动设备


[0001]本专利技术属于电机领域，特别涉及一种具有均流功能的电动驱动装置以及电动设备。

技术介绍

[0002]随着环保要求的提高，中国甚至全世界对燃油设备的尾气排放也管理的越来越严格，因此，各种电动设备如电动汽车、电动工具等越来越受到生产商和消费者的青睐。另外，电动设备比燃油设备还具有能源利用率高、结构简单、噪声小、动态性能好和便携性高等优点。
[0003]在以动力电池供电的电动驱动装置以及电动设备，例如电动摩托车、电动工具等，由于供电电压受限，一般低于48伏，而且电机功率比较大，导致电机电流较大，可达几百安培。从而，逆变器的输出电流必然增大，构成逆变器的功率开关元件也必须选用额定电流更大的。
[0004]然而，受各种条件的影响，大电流的功率开关元件价格很高或者无法购买，甚至不存在，在这种情况下，往往选用两个或两个以上的总价格偏低、容易购买的小电流的功率开关元件，采用并联均流的方式搭建逆变器。
[0005]在开关特性一致性很高的情况下，并联的功率开关元件能够同时导通和同时关断，从而能够实现平均分担电流，均流效果较好。但是一致性很高的功率开关元件需要向原厂定制或通过筛选得到，致使成本增加，并联的数量越多，成本越急剧上升。此外，一致性很高的功率开关元件，随着使用环境的影响和时间的老化，也难以长期保证很高的一致性。并联的功率开关元件如果不能平均分担电流，将导致均流失败，出现单个功率开关元件损坏，进而导致逆变器整体损坏。
[0006]随着功率开关元件并联数量的增长，其开关特性的一致性更加难以保证，致使均流效果越差，从而损坏的可能性越高，问题愈发严重。由于并联均流技术无法保证任意多个并联的开关元件同时导通和同时关断，而严重影响和限制了电机电流值和功率的增大，使得大电流和大功率的电动驱动装置以及电动设备的发展成为一个很难跨越的障碍。
[0007]由于中国生产的功率开关元件的一致性较差，导致中国每年都需要进口大量的功率半导体。根据相关资料显示，中国每年进口的功率开关元件金额高达几千亿元。另外，某些特殊领域或特殊产品如果使用进口的功率半导体，都有可能由于功率半导体的短缺导致严重的后果。对进口的严重依赖，也影响了相关的中国生产厂家的发展，削弱了中国产品在国际市场中的影响力。
[0008]综上，这些问题已经严重影响了大电流和大功率的电动驱动装置以及电动设备，包括电动摩托车、电动摩托艇、电动工具、电动车、电动船等的发展。

技术实现思路

[0009]本专利技术是为了解决上述课题而进行的，目的在于提供一种具有均流功能的电动驱
动装置以及电动设备。
[0010]<结构1>
[0011]本专利技术提供了一种电动驱动装置，设置在电动设备中，用于驱动电动设备，包括：电机，其相数为k，具有额定线电压以及额定线电流；直流电源，具有与额定线电压相对应的恒定电压，用于提供与额定线电流相对应的直流电；驱动器，根据控制信号输出k组驱动信号；逆变器，根据驱动信号将直流电转换为交流电并提供给电机，其特征在于：其中，电机具有j个绕组单元，每个绕组单元的相数为k且包含k根相线，逆变器包含至少k个半桥单元，每个半桥单元具有j个并联连接的半桥电路，j个半桥电路对应连接j个绕组单元的同相的相线，每组驱动信号驱动一个半桥单元工作，k为大于2的正整数，j为大于1的正整数。
[0012]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，还包括控制器，计算并输出控制信号。
[0013]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，每个绕组单元的绕组连接方式为k边形连接或无中性线的星形连接。
[0014]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，每个绕组单元的绕组连接方式为带中性线的星形连接，每个绕组单元包含k根相线和一根中性线，逆变器包含k+1个半桥单元，其中一个半桥单元对应连接j个绕组单元的中性线。
[0015]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，j个绕组单元中同相的j个绕组是并绕的关系。
[0016]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，每个半桥电路包含一个上桥臂和一个下桥臂，上桥臂包含至少一个功率开关元件，下桥臂包含至少一个功率开关元件，上桥臂和下桥臂包含的功率开关元件数量相等。
[0017]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，驱动器包含一个驱动模块或k个相同的驱动模块，每组驱动信号具有2个驱动信号。
[0018]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，每个半桥单元都有2根独立的电源引出线。
[0019]在本专利技术提供的电动驱动装置中，还可以具有这样的特征：其中，每个半桥单元的j个半桥电路输出的电流相位相同。
[0020]<结构二>
[0021]进一步，本专利技术还提供了一种含有上述电动驱动装置的电动设备。
[0022]专利技术的作用和效果
[0023]根据本专利技术所涉及的电动驱动装置以及电动设备，其中的电机，其相数为k，具有额定线电压以及额定线电流；直流电源，具有与额定线电压相对应的恒定电压，用于提供与额定线电流相对应的直流电；驱动器，根据控制信号输出k组驱动信号；逆变器，根据驱动信号将直流电转换为交流电并提供给电机，其特征在于：其中，电机具有j个绕组单元，每个绕组单元的相数为k且包含k根相线，逆变器包含至少k个半桥单元，每个半桥单元具有j个并联连接的半桥电路，j个半桥电路对应连接j个绕组单元的同相的相线，每组驱动信号驱动一个半桥单元工作，k为大于2的正整数，j为大于1的正整数，所以，j个绕组单元没有直接的电路连接，电机的电流被j个绕组单元分摊，逆变器每个半桥单元的输出电流也被j个半桥电路分摊，从而，在每个半桥电路中可以采用小电流的功率开关元件或功率模块，而且j个
绕组单元可以实现同步工作，有利于增大电机的动态转矩。另外，k可以等于3，可以直接利用成熟的三相电机控制技术，也可以直接采用三相电机的生产设备和模具等结构，有利于缩短研发过程，减小研发成本和生产成本。
[0024]综上，本专利技术的电动驱动装置具有结构设计简单、合理，成本低，故障率低，使用寿命长等优点。对于大电流的电动驱动装置，可以使用中国生产的功率开关元件，且可以安全可靠工作，有利于帮助中国企业实现进口替代，促进中国企业的良性发展，提高相关的中国制造的产品在国际市场中的竞争力。
附图说明
[0025]图1是本专利技术的实施例中电动驱动装置的电路结构示意图；
[0026]图2是本专利技术的实施例中电机绕组的第一种结构示意图；以及
[0027]图3是本专利技术的实施例中电机绕组的第二种结构示意图。
具体实施方式
[0028]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下结合附图来说明本专利技术的具体实施方式。
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动驱动装置，设置在电动设备中，用于驱动所述电动设备，包括：电机，其相数为k，具有额定线电压以及额定线电流；直流电源，具有与所述额定线电压相对应的恒定电压，用于提供与所述额定线电流相对应的直流电；驱动器，根据控制信号输出k组驱动信号；逆变器，根据所述驱动信号将所述直流电转换为交流电并提供给所述电机，其特征在于：其中，所述电机具有j个绕组单元，每个所述绕组单元的相数为k且包含k根相线，所述逆变器包含至少k个半桥单元，每个所述半桥单元具有j个并联连接的半桥电路，j个所述半桥电路对应连接j个所述绕组单元的同相的相线，每组所述驱动信号驱动一个所述半桥单元工作，所述k为大于2的正整数，所述j为大于1的正整数。2.根据权利要求1所述的电动驱动装置，其特征在于：其中，还包括控制器，计算并输出所述控制信号；3.根据权利要求1所述的电动驱动装置，其特征在于：其中，每个所述绕组单元的绕组连接方式为k边形连接或无中性线的星形连接。4.根据权利要求1所述的电动驱动装置，其特征在于：其中，每个所述绕组单元的绕组连接方式为...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ五一IntClH零二P六零八，
申请(专利权)人：李静怡，
类型：新型
国别省市：