电力转换和双电驱动装置制造方法及图纸

提供了一种电力转换和双电驱动装置(2)、包括所述装置(2)的系统、操作所述装置(2)的方法(12)以及用于执行所述方法(12)的计算机程序，这使得能够从三相电网对双驱动电动汽车(electric vehicle，EV)充电而不产生任何转矩，同时利用牵引系统和电机电感现有的所有电力电子设备。因此，节省了空间并提高了功率密度、效率和可靠性。效率和可靠性。效率和可靠性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电力转换和双电驱动装置


[0001]本专利技术涉及电动汽车(electric vehicle，EV)应用中的充电。为此，本专利技术提供了一种电力转换和双电驱动装置、包括该装置的系统、操作该装置的方法以及用于执行该方法的计算机程序。

技术介绍

[0002]大多数EV架构依赖物理上分离的充电和牵引功能，这两项功能分别由车载充电器(on
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board charger，OBC)和牵引转换器/逆变器实现。顾名思义，OBC始终位于车上，需要专用空间，需要置于车辆内部，并且在车辆移动时无法提供任何附加功能。这意味着较高的资本支出(capital expenditure，CAPEX)和运营支出(operational expenditure，OPEX)。
[0003]然而，通常不会同时使用EV的充电和驾驶功能。在同一硬件中将充电和驱动功能结合在一起的示例性尝试意味着存在许多重大限制。
[0004]例如，全集成方案在功能和操作方面受到限制。这使得EV系统缺乏灵活性，并且没有消除大多数EV用户的焦虑。
[0005]为实现从三相电网充电，可以采用附加的非共用转换器、使用多台电机或使用多相电机。在其它一些情况下，从三相电网充电会产生转矩。显然，这对机械部件的效率和寿命不利，并且会产生噪声和振动。

技术实现思路

[0006]鉴于上述不利问题，无论采用单相还是三相充电操作，目的都是降低EV应用中充电和牵引驱动系统的总体尺寸和成本。
[0007]此目的和其它目的通过所附独立权利要求定义的实施例来实现。从属权利要求以及以下描述和附图中阐述了其它实施例。
[0008]本专利技术的第一方面提供了一种电力转换和双电驱动装置。所述装置包括：第一电源转换器和第二电源转换器，分别包括三个支路；第一电机和第二电机，分别包括三个开口端定子绕组，所述三个开口端定子绕组分别具有第一端和第二端；第一电源开关和第二电源开关。所述第一电机的所述定子绕组的所述第一端连接到所述第一电源转换器的所述三个支路中的相应支路。所述第二电机的所述定子绕组的所述第一端连接到所述第二电源转换器的所述三个支路中的相应支路。所述第一电机的所述定子绕组的所述第二端连接在一起并且具有相同的电势。所述第二电机的所述定子绕组的所述第二端连接在一起并且具有相同的电势。所述第一电源开关用于选择性地断开所述第一电机的所述定子绕组的所述第二端中的一个第二端与所述第二端中的所有其它第二端，以建立最多两个不同的电势；所述第二电源开关用于选择性地断开所述第二电机的所述定子绕组的所述第二端中的一个第二端与所述第二端中的所有其它第二端，以建立最多两个不同的其它电势。
[0009]本文中使用的双电驱动可以指使用两个独立可控的电机的电驱动。
[0010]本文中使用的电源转换器可以指能够将电能从一种形式转换成另一种形式的装
置(例如在AC和DC之间转换和/或反之亦然)、改变电压或频率或者上述某些组合。具体而言，电源转换器可以包括开关模式电源转换器。
[0011]本文中使用的定子可以指旋转系统的固定部分，例如电机。在电机中，定子可以包括多个绕组，以提供驱动转子的旋转磁场。
[0012]本文中使用的开口端可以指电机中可接近且可重新配置的定子绕组的内部端子。
[0013]本文中使用的电源开关可以指设计用于高压和/或大电流应用的开关。具体而言，电源开关可以包括电力半导体器件，例如绝缘栅极双极型晶体管(insulated gate bipolar transistor，IGBT)。
[0014]第一方面所述的装置使得EV能够实现与三相电网结合且不产生任何转矩的充电模式，并且可以利用牵引系统和电机电感现有的所有电力电子设备。因此，可以节省空间并提高功率密度、效率和可靠性。
[0015]根据所述第一方面的一种实现方式，所述装置还包括第三电源开关，用于选择性地组合所述已建立的不同电势中的这两个电势，所述两个电势涉及所述第一电机的所述定子绕组中的大多数和所述第二电机的所述定子绕组中的最少数。
[0016]这增加了能够结合所述装置进行单相充电的连接性的可能性，并且提供耦合所述电机的功能。
[0017]根据所述第一方面的一种实现方式，所述第一电源开关用于使所述第一电机的所述定子绕组的所述第二端彼此不断开，以建立单个不同的电势；所述第二电源开关用于使所述第二电机的所述定子绕组的所述第二端彼此不断开，以建立单个不同的另一电势。
[0018]该配置能够在包括两个电源开关的配置中实现EV的牵引模式。
[0019]根据所述第一方面的一种实现方式，所述第一电源开关用于使所述第一电机的所述定子绕组的所述第二端彼此不断开，以建立单个不同的电势；所述第二电源开关用于使所述第二电机的所述定子绕组的所述第二端彼此不断开，以建立单个不同的另一电势；所述第三电源开关用于不对任何所述已建立的不同电势进行组合。
[0020]该配置能够在包括三个电源开关的配置中实现EV的牵引模式。
[0021]根据所述第一方面的一种实现方式，所述已建立的不同电势可连接到单相电网接口的两个相应支路，所述单相电网接口可连接到所述装置。
[0022]根据所述第一方面的一种实现方式，所述第一电源开关用于断开所述第一电机的所述定子绕组的所述第二端中的一个第二端与所述第二端中的所有其它第二端，以建立最多两个不同的电势；所述第二电源开关用于断开所述第二电机的所述定子绕组的所述第二端中的一个第二端与所述第二端中的所有其它第二端，以建立最多两个不同的其它电势；所述第三电源开关用于组合所述已建立的不同电势中的这两个电势，所述两个电势涉及所述第一电机的所述定子绕组中的大多数和所述第二电机的所述定子绕组中的最少数；所述已建立的不同电势可连接到三相电网接口的三个相应支路，所述三相电网接口可连接到所述装置。
[0023]根据所述第一方面的一种实现方式，所述第一电源转换器和所述第二电源转换器中的至少一个用于根据直接转矩控制、磁场定向控制、模型预测控制或开环控制策略来操作，并且用于根据相应的转矩基准调整所述相应电机的转矩。
[0024]本文中使用的转矩可以指电机产生的线性力的旋转当量，以实现EV的推进。
[0025]这提高了对各种EV需求的可定制性。
[0026]根据所述第一方面的一种实现方式，所述第一电源转换器和所述第二电源转换器中的至少一个用于调整所述第一电源转换器和所述第二电源转换器中的所述至少一个的需求侧上的电参数。
[0027]这使得所述至少一个电源转换器和所述装置实现双向操作。因此，所述装置能够从所述电网对蓄电池等储能装置充电，并使用存储的电力产生转矩。此外，如果需要，所述装置能够将存储的电力返回所述电网。
[0028]根据所述第一方面的一种实现方式，所述第一电源转换器和所述第二电源转换器中的至少一个用于执行AC/AC电源转换；所述相应电机的所述定子绕组的所述第一端连接到所述第一电源转换器和所述第二电源转换器中的所述至少本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电力转换和双电驱动装置(2)，其特征在于，所述装置(2)包括：第一电源转换器(201)和第二电源转换器(203)，分别包括三个支路(202，204)；第一电机(205)和第二电机(207)，分别包括三个开口端定子绕组(206，208)，所述三个开口端定子绕组(206，208)分别具有第一端和第二端(a、b、c)；第一电源开关(209，S1)和第二电源开关(210，S2)；所述第一电机(205)的所述定子绕组(206)的所述第一端连接到所述第一电源转换器(201)的所述三个支路(202)中的相应支路；所述第二电机(207)的所述定子绕组(208)的所述第一端连接到所述第二电源转换器(203)的所述三个支路(204)中的相应支路；所述第一电机(205)的所述定子绕组(206)的所述第二端(a、b、c)连接在一起并且具有相同的电势；所述第二电机(207)的所述定子绕组(208)的所述第二端(a、b、c)连接在一起并且具有相同的电势；所述第一电源开关(209，S1)用于选择性地断开所述第一电机(205)的所述定子绕组(206)的所述第二端(a、b、c)中的一个第二端(a)与所述第二端(a、b、c)中的所有其它第二端(b、c)，以建立最多两个不同的电势；所述第二电源开关(210，S2)用于选择性地断开所述第二电机(207)的所述定子绕组(208)的所述第二端(a、b、c)中的一个第二端(a)与所述第二端(a、b、c)中的所有其它第二端(b、c)，以建立最多两个不同的其它电势。2.根据权利要求1所述的装置(2)，其特征在于，还包括：第三电源开关(211，S3)，用于选择性地组合所述已建立的不同电势中的这两个电势，所述两个电势涉及所述第一电机(205)的所述定子绕组(206)中的大多数和所述第二电机(207)的所述定子绕组(208)中的最少数。3.根据权利要求1所述的装置(2)，其特征在于，所述第一电源开关(209，S1)用于使所述第一电机(205)的所述定子绕组(206)的所述第二端(a、b、c)彼此不断开，以建立单个不同的电势；所述第二电源开关(210，S2)用于使所述第二电机(207)的所述定子绕组(208)的所述第二端(a、b、c)彼此不断开，以建立单个不同的另一电势。4.根据权利要求2所述的装置(2)，其特征在于，所述第一电源开关(209，S1)用于使所述第一电机(205)的所述定子绕组(206)的所述第二端(a、b、c)彼此不断开，以建立所述单个不同的电势；所述第二电源开关(210，S2)用于使所述第二电机(207)的所述定子绕组(208)的所述第二端(a、b、c)彼此不断开，以建立所述单个不同的另一电势；所述第三电源开关(211，S3)用于不对任何所述已建立的不同电势进行组合。5.根据权利要求1或2所述的装置(2)，其特征在于，所述已建立的不同电势可连接到单相电网接口(212)的两个相应支路(213，A、B、C)，所述单相电网接口(212)可连接到所述装置(2)。6.根据权利要求2所述的装置(2)，其特征在于，所述第一电源开关(209，S1)用于断开所述第一电机(205)的所述定子绕组(206)的所
述第二端(a、b、c)中的一个第二端(a)与所述第二端(a、b、c)中的所有其它第二端(b、c)，以建立最多两个不同的电势；所述第二电源开关(210，S2)用于断开所述第二电机(207)的所述定子绕组(208)的所述第二端(a、b、c)中的一个第二端(a)与所述第二端(a、b、c)中的所有其它第二端(b、c)，以建立最多两个不同的其它电势；所述第三电源开关(211，S3)用于组合所述已建立的不同电势中的这两个电势，所述两个电势涉及所述第一电机(205)的所述定子绕组(206)中的大多数(b、c)和所述第二电机(207)的所述定子绕组(208)中的最少数(a)；所述已建立的不同电势可连接到三相电网接口(212)的三个相应支路(213，A、B、C)，所述三相电网接口(212)可连接到所述装置(2)。7.根据权利要求3或4所述的装置(2)，其特征在于，所述第一电源转换器(201)和所述第二电源转换器(203)中的至少一个用于根据直接转矩控制(DTC)、磁场定向控制(FOC)、模型预测控制(MPC)或开环控制策略来操作，并且用于根据相应的转矩基准调整所述相应电机的转矩。8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(2)，其特征在于，所述第一电源转换器(201)和所述第二电源转换器(203)中的至少一个用于调整所述第一电源转换器(201)和所述第二电源转换器(203)中的所述至少一个的需求侧上的电参数。9.根据权利要求1至8中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫罗，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：