專利名稱：增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車技術(shù)，特別是涉及一種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
電動(dòng)汽車的成本是制約其產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的瓶頸。增程式電動(dòng)汽車如附

圖1所示，主要包括三部分發(fā)電系統(tǒng)、電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電池系統(tǒng)。增程式電動(dòng)汽車的發(fā)電系統(tǒng)功能上要滿足如下需求能輸出可調(diào)節(jié)的直流電壓、 電流；能幫助發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)。現(xiàn)有的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)如圖2所示，包括一發(fā)動(dòng)機(jī)控制器ECU、一發(fā)動(dòng)機(jī)、一交流永磁同步電機(jī)、一位置傳感器、一逆變器、一發(fā)電控制單元；逆變器有兩種功能模式，一種是整流模式，另一種是逆變模式；發(fā)電控制單元包括控制電路與驅(qū)動(dòng)電路兩部分， 發(fā)電控制單元的控制電路可以控制逆變器工作于整流模式或逆變模式。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)交流永磁同步電機(jī)時(shí)，如果逆變器工作于整流模式，發(fā)電控制單元可以控制逆變器將交流永磁同步電機(jī)提供的交流電變換為直流電，并調(diào)節(jié)逆變器的直流輸出電壓與輸出電流；如果發(fā)電控制單元控制逆變器工作于逆變模式，則發(fā)電控制單元可以控制交流永磁同步電機(jī)拖動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)完成啟動(dòng)?，F(xiàn)有的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)存在以下技術(shù)缺陷1)逆變器拓?fù)錇椴捎萌匦凸β书_關(guān)器件的三相橋式逆變電路，需要六只全控型功率開關(guān)管，全控型功率開關(guān)管數(shù)量較多，成本較高；2)需要對(duì)交流永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，同時(shí)驅(qū)動(dòng)六路功率開關(guān)管工作，控制算法復(fù)雜，發(fā)電系統(tǒng)需獨(dú)立配置發(fā)電控制單元；3)由于需要對(duì)交流永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，所以需要位置傳感器，位置傳感器及其處理電路價(jià)格較貴。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，成本低。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、交流永磁同步電機(jī)、二極管整流器、非隔離型DC/DC變換器、發(fā)電控制單元；發(fā)動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)后拖動(dòng)交流永磁同步電機(jī)；交流永磁同步電機(jī)，被拖動(dòng)后輸出三相交流電到二極管整流器；二極管整流器，輸出接非隔離型DC/DC變換器，用于對(duì)三相交流電整流輸出直流電到非隔離型DC/DC變換器；控制單元，接非隔離型DC/DC變換器，用于輸出控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制調(diào)節(jié)非隔離型 DC/DC變換器的輸出電壓、輸出電流；非隔離型DC/DC變換器，用于對(duì)輸入的直流電進(jìn)行升壓或降壓后輸出。[0018]本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)還包括一起動(dòng)機(jī)，所述起動(dòng)機(jī)用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。所述二極管整流器包括六只不控型二極管，六只不控型二極管接成三相整流橋輸出，三相整流橋的正極接非隔離型DC/DC變換器的輸入正極，三相整流橋的負(fù)極接非隔離型DC/DC變換器的輸入負(fù)極。非隔離型DC/DC變換器可以為Buck電路，包括一三極管、一儲(chǔ)能電感、一濾波電容、一二極管，三極管的基極用于接控制單元的控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，三極管的集電極作為非隔離型DC/DC變換器的輸入正極，三極管的發(fā)射極接二極管的陰極及儲(chǔ)能電感的一端，二極管的陽(yáng)極作為非隔離型DC/DC變換器的輸入負(fù)極及輸出負(fù)極，儲(chǔ)能電感的另一端作為非隔離型DC/DC變換器的輸出正極，濾波電容接在非隔離型DC/DC變換器的輸出正極同輸出負(fù)極之間。非隔離型DC/DC變換器可以為Boost電路，包括一三極管、一儲(chǔ)能電感、一濾波電容、一二極管，儲(chǔ)能電感的一端作為非隔離型DC/DC變換器的輸入正極，另一端接三極管的集電極及二極管的陽(yáng)極，二極管的陰極作為非隔離型DC/DC變換器的輸出正極，三極管的基極用于接控制單元的控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，三極管的發(fā)射極作為非隔離型DC/DC變換器的輸入負(fù)極及輸出負(fù)極，濾波電容接在非隔離型DC/DC變換器的輸出正極同輸出負(fù)極之間。所述三極管為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管或絕緣柵雙極型晶體管。本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)由傳統(tǒng)起動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)交流永磁同步電機(jī)時(shí)，通過二極管整流器來實(shí)現(xiàn)交流電到直流電的變換，由于二極管整流器不需要控制，故發(fā)電控制單元僅需控制非隔離型DC/DC變換器即可，而非隔離型DC/DC 變換器拓?fù)浜?jiǎn)單，僅需控制一路功率開關(guān)管工作，控制算法容易，所以發(fā)電控制單元可以簡(jiǎn)化，可與其它控制單元合并，例如可將發(fā)電控制單元與電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制單元合并， 因此能節(jié)省發(fā)電控制單元的成本；本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，主電路結(jié)構(gòu)由二極管整流器和非隔離型DC/DC變換器組成，主電路結(jié)構(gòu)只有非隔離型DC/DC變換器中的一只全控型功率開關(guān)管，其余開關(guān)管均為不可控器件，降低了全控型功率開關(guān)管的成本；本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，不需要對(duì)交流永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，無需位置傳感器及其處理電路，消除了位置傳感器及其處理電路的成本。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是現(xiàn)有的增程式電動(dòng)汽車示意圖；圖2是現(xiàn)有的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)中非隔離型DC/DC變換器采用Buck 電路的示意圖；圖4是本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)中非隔離型DC/DC變換器采用 Boost電路的示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)一實(shí)施方式如圖3、圖4所示，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、起動(dòng)機(jī)、交流永磁同步電機(jī)、二極管整流器、非隔離型DC/DC(直流/直流)變換器、發(fā)電控制單元。起動(dòng)機(jī)，為傳統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)，用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)，由傳統(tǒng)起動(dòng)機(jī)啟動(dòng)，在啟動(dòng)后拖動(dòng)交流永磁同步電機(jī)。交流永磁同步電機(jī)，被拖動(dòng)后輸出三相交流電到二極管整流器。控制單元，接非隔離型DC/DC變換器，用于輸出控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制調(diào)節(jié)非隔離型 DC/DC變換器的輸出電壓、輸出電流。二極管整流器，輸出接非隔離型DC/DC變換器，用于對(duì)三相交流電整流輸出直流電到非隔離型DC/DC變換器；二極管整流器包括六只不控型二極管，六只不控型二極管接成三相整流橋輸出，三相整流橋的正極接非隔離型DC/DC變換器的輸入正極，三相整流橋的負(fù)極接非隔離型DC/DC變換器的輸入負(fù)極。非隔離型DC/DC變換器，用于對(duì)輸入的直流電進(jìn)行升壓或降壓后輸出，其結(jié)構(gòu)為 Buck電路(降壓變換電路)或Boost電路(升壓變換電路)，非隔離型DC/DC變換器的輸出正極接電池的正極，非隔離型DC/DC變換器的輸出負(fù)極接電池的負(fù)極，所述非隔離型DC/ DC變換器采用電流型控制，可實(shí)現(xiàn)直流輸出電壓、輸出電流的調(diào)節(jié)。采用Buck電路(降壓變換電路)的非隔離型DC/DC變換器如圖3所示，包括一三極管、一儲(chǔ)能電感、一濾波電容、一二極管，三極管的基極用于接控制單元的控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 三極管的集電極作為非隔離型DC/DC變換器的輸入正極，三極管的發(fā)射極接二極管的陰極及儲(chǔ)能電感的一端，二極管的陽(yáng)極作為非隔離型DC/DC變換器的輸入負(fù)極及輸出負(fù)極，儲(chǔ)能電感的另一端作為非隔離型DC/DC變換器的輸出正極，濾波電容接在非隔離型DC/DC變換器的輸出正極同輸出負(fù)極之間。采用Boost電路(升壓變換電路)的非隔離型DC/DC變換器如圖4所示，包括一三極管、一儲(chǔ)能電感、一濾波電容、一二極管，儲(chǔ)能電感的一端作為非隔離型DC/DC變換器的輸入正極，另一端接三極管的集電極及二極管的陽(yáng)極，二極管的陰極作為非隔離型DC/ DC變換器的輸出正極，三極管的基極用于接控制單元的控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，三極管的發(fā)射極作為非隔離型DC/DC變換器的輸入負(fù)極及輸出負(fù)極，濾波電容接在非隔離型DC/DC變換器的輸出正極同輸出負(fù)極之間。上述實(shí)施方式的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，只有一只全控型功率開關(guān)管，即Buck 電路或Boost電路中的三極管，對(duì)不同應(yīng)用場(chǎng)合，該全控型功率開關(guān)管可選用MOSFET (金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管)或IGBT (絕緣柵雙極型晶體管)。本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，能滿足增程式電動(dòng)汽車的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)交流永磁同步電機(jī)時(shí)，通過二極管整流器來實(shí)現(xiàn)交流電到直流電的變換，再通過控制單元控制調(diào)節(jié)非隔離型DC/DC變換器的輸出電壓、輸出電流，實(shí)現(xiàn)對(duì)直流輸出電壓、輸出電流的調(diào)節(jié)；當(dāng)需要啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，可通過傳統(tǒng)的起動(dòng)機(jī)完成。本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，發(fā)動(dòng)機(jī)由傳統(tǒng)起動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；發(fā)動(dòng)機(jī)拖動(dòng)交流永磁同步電機(jī)時(shí)，通過二極管整流器來實(shí)現(xiàn)交流電到直流電的變換，由于二極管整流器不需要控制，故發(fā)電控制單元僅需控制非隔離型DC/DC變換器即可，而非隔離型DC/DC 變換器拓?fù)浜?jiǎn)單，僅需控制一路功率開關(guān)管工作，控制算法容易，所以發(fā)電控制單元可以簡(jiǎn)化，可與其它控制單元合并，例如可將發(fā)電控制單元與電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)控制單元合并，因此能節(jié)省發(fā)電控制單元的成本；本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，主電路結(jié)構(gòu)由二極管整流器和非隔離型DC/DC變換器組成，主電路結(jié)構(gòu)只有非隔離型DC/DC變換器中的一只全控型功率開關(guān)管，其余開關(guān)管均為不可控器件，降低了全控型功率開關(guān)管的成本；本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，不需要對(duì)交流永磁同步電機(jī)進(jìn)行控制，無需位置傳感器及其處理電路，消除了位置傳感器及其處理電路的成本。
權(quán)利要求1.一種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、交流永磁同步電機(jī)、二極管整流器、非隔離型DC/DC變換器、發(fā)電控制單元；發(fā)動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)后拖動(dòng)交流永磁同步電機(jī)；交流永磁同步電機(jī)，被拖動(dòng)后輸出三相交流電到二極管整流器；二極管整流器，輸出接非隔離型DC/DC變換器，用于對(duì)三相交流電整流輸出直流電到非隔離型DC/DC變換器；控制單元，接非隔離型DC/DC變換器，用于輸出控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制調(diào)節(jié)非隔離型DC/DC 變換器的輸出電壓、輸出電流；非隔離型DC/DC變換器，用于對(duì)輸入的直流電進(jìn)行升壓或降壓后輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，還包括一起動(dòng)機(jī)，所述起動(dòng)機(jī)用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述二極管整流器包括六只不控型二極管，六只不控型二極管接成三相整流橋輸出，三相整流橋的正極接非隔離型DC/DC變換器的輸入正極，三相整流橋的負(fù)極接非隔離型DC/DC變換器的輸入負(fù)極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，非隔離型DC/DC變換器為Buck電路，包括一三極管、一儲(chǔ)能電感、一濾波電容、一二極管，三極管的基極用于接控制單元的控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，三極管的集電極作為非隔離型DC/DC變換器的輸入正極，三極管的發(fā)射極接二極管的陰極及儲(chǔ)能電感的一端，二極管的陽(yáng)極作為非隔離型DC/DC變換器的輸入負(fù)極及輸出負(fù)極，儲(chǔ)能電感的另一端作為非隔離型DC/DC變換器的輸出正極，濾波電容接在非隔離型DC/DC變換器的輸出正極同輸出負(fù)極之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，非隔離型DC/DC變換器為Boost電路，包括一三極管、一儲(chǔ)能電感、一濾波電容、一二極管，儲(chǔ)能電感的一端作為非隔離型DC/DC變換器的輸入正極，另一端接三極管的集電極及二極管的陽(yáng)極，二極管的陰極作為非隔離型DC/DC變換器的輸出正極，三極管的基極用于接控制單元的控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)，三極管的發(fā)射極作為非隔離型DC/DC變換器的輸入負(fù)極及輸出負(fù)極，濾波電容接在非隔離型DC/DC變換器的輸出正極同輸出負(fù)極之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，所述三極管為金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)管或絕緣柵雙極型晶體管。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、交流永磁同步電機(jī)、二極管整流器、非隔離型DC/DC(直流/直流)變換器、發(fā)電控制單元；發(fā)動(dòng)機(jī)，在啟動(dòng)后拖動(dòng)交流永磁同步電機(jī)；交流永磁同步電機(jī)，被拖動(dòng)后輸出三相交流電到二極管整流器；控制單元，接非隔離型DC/DC變換器，用于輸出控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制調(diào)節(jié)非隔離型DC/DC變換器的輸出電壓、輸出電流；二極管整流器，輸出接非隔離型DC/DC變換器，用于對(duì)三相交流電整流輸出直流電到非隔離型DC/DC變換器；非隔離型DC/DC變換器，用于對(duì)輸入的直流電進(jìn)行升壓或降壓后輸出。本實(shí)用新型的增程式電動(dòng)汽車發(fā)電系統(tǒng)成本低。
文檔編號(hào)H02M3/155GK201956903SQ201020681608
公開日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者何海, 吳璐璐, 孫儒文, 陳江紅 申請(qǐng)人:聯(lián)合汽車電子有限公司