電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其逆變器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其逆變器。
【背景技術(shù)】
[0002]電動(dòng)汽車成為汽車發(fā)展的重要方向之一，其動(dòng)力源來自車載電源。電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)燃油汽車的重要區(qū)別之一在于動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
[0003]如圖1所示，現(xiàn)有一種電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括:電連接的電源1、逆變器2、以及電機(jī)3，逆變器2位于電源1、電機(jī)3之間；與電機(jī)3的輸出軸連接的變速器4。
[0004]電源I 一般供給直流電，該直流電經(jīng)由逆變器2轉(zhuǎn)變成交流電后輸出至電機(jī)3，使電機(jī)3轉(zhuǎn)動(dòng)，電機(jī)3通過變速器4驅(qū)使車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)汽車行駛。變速器4為多檔變速器，其作用在于:通過改變傳動(dòng)比，以適應(yīng)在不同行駛條件下對(duì)轉(zhuǎn)矩和車速的需要。
[0005]但是，上述現(xiàn)有電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在以下不足:變速器為多檔變速器，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜、占用空間較大、成本較高，而且還需要設(shè)置專門的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)來執(zhí)行換擋操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是:提供一種新的電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以滿足在不同行駛條件下對(duì)轉(zhuǎn)矩的要求。
[0007]本發(fā)明所提供的一種電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括:電連接的電源、逆變器、電機(jī)，所述逆變器位于電源和電機(jī)之間；所述電機(jī)包括:嵌放在定子鐵芯的槽內(nèi)的三相定子繞組；所述動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括:開關(guān)裝置，與所述三相定子繞組的所有端子電連接；控制電路，用于接收換擋指令，并根據(jù)所述換擋指令控制所述開關(guān)裝置的工作狀態(tài)，使得所述三相定子繞組至少在兩種接線方式之間切換；在所述控制電路接收到換擋指令時(shí)，所述三相定子繞組切換接線方式，使得在所述電機(jī)轉(zhuǎn)速相同的條件下，電機(jī)在切換后的接線方式下的輸出轉(zhuǎn)矩大于在其余接線方式下的輸出轉(zhuǎn)矩。
[0008]可選的，所述三相定子繞組中至少有一相繞組分割為至少兩段子繞組，每段所述子繞組具有兩個(gè)獨(dú)立的端子；所述三相定子繞組的接線方式切換時(shí)，同一相定子繞組的各段子繞組之間在以下兩種連接方式之間切換:各段所述子繞組串聯(lián)；各段所述子繞組并聯(lián)。
[0009]可選的，所述三相定子繞組的接線方式切換時(shí)，所述三相定子繞組始終以星形接法或三角形接法連接；或者，所述三相定子繞組的接線方式在星形接法和三角形接法之間切換。
[0010]可選的，所述控制電路集成在逆變器內(nèi)。
[0011]可選的，還包括:單檔變速器，與所述電機(jī)的輸出軸連接。
[0012]可選的，所述開關(guān)裝置具有多個(gè)開關(guān)，所述開關(guān)為半導(dǎo)體元件。
[0013]可選的，所述半導(dǎo)體元件為MOSFET或IGBT。
[0014]可選的，所述開關(guān)裝置集成在所述逆變器內(nèi)。
[0015]另外，本發(fā)明還提供了一種應(yīng)用于上述任一所述的電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的逆變器，所述逆變器包括:控制電路，用于接收換擋指令，并基于所述換擋指令所述開關(guān)裝置的工作狀態(tài)。
[0016]可選的，所述逆變器集成有所述開關(guān)裝置。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0018]控制電路接收到換擋指令時(shí)，在控制電路和開關(guān)裝置的作用下，切換電機(jī)的三相定子繞組的接線方式，使得在電機(jī)轉(zhuǎn)速相同的條件下，電機(jī)在切換后的接線方式下的輸出轉(zhuǎn)矩大于在其余接線方式下的輸出轉(zhuǎn)矩，使得電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩增大，滿足了在不同行駛條件下對(duì)轉(zhuǎn)矩的要求。
[0019]進(jìn)一步地，電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括單檔變速器。與多檔變速器相比，單檔變速器具有以下優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、占用空間更小、成本降低；另外，無需設(shè)置專門的換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)來執(zhí)行換擋操作。
【附圖說明】
[0020]圖1是現(xiàn)有一種動(dòng)力汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例中動(dòng)力汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明的第一實(shí)施例中電機(jī)的定子鐵芯沿軸向的平面示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明的第一實(shí)施例中三相定子繞組未被分割之前嵌放在圖3所示定子鐵芯的槽內(nèi)時(shí)，定子鐵芯的展開示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明的第一實(shí)施例中定子鐵芯展開后，嵌放在定子鐵芯的槽內(nèi)、且分割為兩段子繞組的U相繞組與開關(guān)裝置電連接的示意圖；
[0025]圖6是圖5中開關(guān)裝置在第一種工作狀態(tài)下U相繞組的各段子繞組之間的連接示意圖；
[0026]圖7是圖5中開關(guān)裝置在第二種工作狀態(tài)下U相繞組的各段子繞組之間的連接示意圖；
[0027]圖8是本發(fā)明的第一實(shí)施例中定子鐵芯展開后，嵌放在定子鐵芯的槽內(nèi)、且分割為兩段子繞組的V相繞組與開關(guān)裝置電連接的示意圖；
[0028]圖9是圖8中開關(guān)裝置在第一種工作狀態(tài)下V相繞組的各段子繞組之間的連接示意圖；
[0029]圖10是圖8中開關(guān)裝置在第二種工作狀態(tài)下V相繞組的各段子繞組之間的連接不意圖；
[0030]圖11是本發(fā)明的第一實(shí)施例中定子鐵芯展開后，嵌放在定子鐵芯的槽內(nèi)、且分割為兩段子繞組的W相繞組與開關(guān)裝置電連接的示意圖；
[0031]圖12是圖11中開關(guān)裝置在第一種工作狀態(tài)下W相繞組的各段子繞組之間的連接示意圖；
[0032]圖13是圖11中開關(guān)裝置在第二種工作狀態(tài)下W相繞組的各段子繞組之間的連接不意圖；
[0033]圖14是本發(fā)明的第一實(shí)施例中開關(guān)裝置分別在第一、二種工作狀態(tài)下，電機(jī)的三相定子繞組以第一、二種接線方式連接的示意圖，其中，圖(a)、(b)依次是三相定子繞組以第一、二種接線方式連接的示意圖；
[0034]圖15是本發(fā)明的第一實(shí)施例中電機(jī)的三相定子繞組分別以第一、二種接線方式連接時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸出轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系曲線圖；
[0035]圖16是本發(fā)明的第一實(shí)施例中電機(jī)的三相定子繞組分別以第一、二種接線方式連接時(shí)，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與輸出功率之間的關(guān)系曲線圖；
[0036]圖17是本發(fā)明的第二實(shí)施例中開關(guān)裝置分別在第一、二種工作狀態(tài)下，電機(jī)的三相定子繞組以第一、二種接線方式連接的示意圖，其中，圖(a)、(b)依次是三相定子繞組以第一、二種接線方式連接的示意圖；
[0037]圖18是本發(fā)明的第三實(shí)施例中開關(guān)裝置分別在第一、二種工作狀態(tài)下，電機(jī)的三相定子繞組以第一、二種接線方式連接的示意圖，其中，圖(a)、(b)依次是三相定子繞組以第一、二種接線方式連接的示意圖；
[0038]圖19是本發(fā)明的第四實(shí)施例中開關(guān)裝置分別在第一、二種工作狀態(tài)下，電機(jī)的三相定子繞組以第一、二種接線方式連接的示意圖，其中，圖(a)、(b)依次是三相定子繞組以第一、二種接線方式連接的示意圖；
[0039]圖20是本發(fā)明的第五實(shí)施例中開關(guān)裝置分別在第一、二、三種工作狀態(tài)下，電機(jī)的三相定子繞組以第一、二、三種接線方式連接的示意圖，其中，圖(a)、(b)、(c)依次是三相定子繞組以第一、二、三種接線方式連接的示意圖；
[0040]圖21是本發(fā)明的第六實(shí)施例中動(dòng)力汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更為明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)的說明。
[0042]第一實(shí)施例
[0043]如圖2所示，本實(shí)施例的電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Q包括:電連接的電源10、逆變器20、電機(jī)30、以及與電機(jī)30的輸出軸連接的變速器40，逆變器20位于電源10和電機(jī)30之間。在本實(shí)施例中，電源10為蓄電池。
[0044]動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)Q還包括:開關(guān)裝置60，與電機(jī)30的三相定子繞組的所有端子電連接。在本實(shí)施例中，開關(guān)裝置60具有9個(gè)開關(guān)，9個(gè)開關(guān)與三相定子繞組所有端子如何電連接將在后續(xù)作具體介紹。
[0045]如圖3所示，電機(jī)30包括定子鐵芯50，定子鐵芯50具有多個(gè)沿周向均勻間隔排列的槽和齒(未標(biāo)識(shí))，所述槽由相鄰兩齒圍成。所述槽和齒的數(shù)量一般為3的倍數(shù)，在本實(shí)施例中，所述槽和齒的數(shù)量以12個(gè)為例，12個(gè)所述齒依次以1、2、3、......、11、12標(biāo)識(shí)。在其他實(shí)施例中，所述槽和齒的數(shù)量也可以為其他數(shù)量，如24、36、48等。
[0046]如圖4所示，電機(jī)30還包括:嵌放在定子鐵芯50的槽內(nèi)的三相定子繞組。所述三相定子繞組分別為U相定子繞組、V相定子繞組、W相定子繞組。其中，U相定子繞組繞制在齒1、4、7、10上，V相定子繞組繞制在齒2、5、8、11上，W相定子繞組繞制在齒3、6、9、12上。
[0047]如圖5所示，U相定子繞組分割為兩段子繞組，使得U相定子繞組具有四個(gè)彼此獨(dú)立的端子，分別為+Ul端子、+U2端子、+U3端子、-U端子。兩個(gè)端子分別為+Ul、+U2的一段子繞組繞制在齒1、4上，兩個(gè)端子分別為+U3、-U的一段子繞組繞制在齒7、10上。開關(guān)SI電連接在端子+U2、+U3之間，開關(guān)S2電連接在端子+Ul、+U3之間，開關(guān)S3電連接在端子+U2、-U之間。
[004