[发明专利]使用绕线转子同步电动机的充电系统

说明书

本文公开了使用绕线转子同步电动机的充电系统，其能够在减小由于车载充电电路而增加的车辆的体积、重量和/或成本的同时增加电池充电容量。充电系统包括逆变器、绕线转子同步电动机和控制器，所述逆变器将电池的DC输出转换为具有不同相位的多个AC信号，所述绕线转子同步电动机具有多个定子线圈和与定子线圈形成互感的励磁线圈，具有不同相位的AC信号分别输入到多个定子线圈，励磁线圈安装在转子中以使用电池的DC输出形成磁通量，所述控制器允许电池和励磁线圈在来自电网的电被施加到绕线转子同步电动机的励磁线圈的充电模式下彼此绝缘。

技术领域

本公开涉及使用绕线转子同步电动机的充电系统，并且更具体地，涉及能够增加电池充电容量的使用绕线转子同步电动机的充电系统。

背景技术

近年来，由于严重的全球变暖和环境污染问题，已经积极开发环保车辆以大大减少环境污染，并且这些类型的车辆的市场正在增长。在世界范围内制造的环保车辆包括(i)电动车辆，其包括代替现有发动机的电动机，所述电动机使用电能产生驱动力，所述发动机通过燃烧化石燃料产生驱动力，(ii)混合动力车辆，以及(iii)插电式混合动力车辆。使用电能的环保车辆技术主要用于通过从电网对车辆内的电池充电来驱动电动机。因此，使用电能的环保车辆需要车载充电电路，用于利用从电网供应的电能对电池充电。

车载充电电路对于对环保车辆的电池进行充电是必需的，并且可以使用各种拓扑来体现。大多数车载充电电路包括高频变压器、用于隔离的滤波器、多个开关元件和控制模块。在环保车辆上实施单独的车载充电电路不可避免地增加了车辆的成本和重量。此外，环保车辆的重量和体积可进一步增加，因为车载充电电路的变压器通常使用磁路，并且变压器的尺寸根据容量而增加。

因此，需要研究和开发以减少由于包括在车辆中的车载充电电路而增加的环保车辆的体积、重量和成本。

除非本文另有指示，否则本部分中描述的方面不是权利要求的现有技术，并且不因包括在本部分中而被承认为现有技术。

发明内容

因此，本公开考虑到相关技术中出现的问题，并且本公开描述了使用绕线转子同步电动机的充电系统，其能够在减小由于车载充电电路而增加的车辆的体积、重量和/或成本的同时增加电池充电容量。

根据一个方面，使用绕线转子同步电动机的充电系统包括逆变器、绕线转子同步电动机、充电电路和控制器，所述逆变器配置为将电池的直流输出转换为具有不同相位的多个交流(AC)信号，所述绕线转子同步电动机包括连接以分别接收具有不同相位的AC信号的多个定子线圈以及配置为与定子线圈形成互感的励磁线圈，励磁线圈安装在转子中以使用电池的直流输出形成磁通量并且当电池被充电时连接到电网，所述充电电路并联连接在电池和逆变器的连接端与绕线转子同步电动机的励磁线圈和电网的连接端之间，所述控制器配置为允许电池和励磁线圈在来自电网的电被施加到绕线转子同步电动机的励磁线圈的充电模式下选择性地彼此绝缘。

当在充电模式下用于对电池充电而供应的电流等于或小于通过充电电路供应的电流时，控制器可以允许电池和励磁线圈彼此绝缘，以便防止充电电流通过励磁线圈供应给电池，并且允许充电电流通过充电电路供应给电池。

当在充电模式下用于对电池充电供应的功率超过通过充电电路供应的功率时，控制器可以允许电池和励磁线圈彼此绝缘，并且控制逆变器以便将励磁线圈从电网接收的电传递到定子线圈，从而对电池充电。

在充电模式下，控制器可以允许电池和励磁线圈彼此绝缘，控制逆变器以便将励磁线圈从电网接收的电传递到定子线圈，允许充电功率通过充电电路供应给电池，并且控制通过励磁线圈和定子线圈供应给电池的充电功率以及通过充电电路供应给电池的充电功率。

当绕线转子同步电动机旋转时，控制器可以允许电池电连接到励磁线圈。