[发明专利]开关磁阻电机功率变换器、控制方法、系统及电动汽车

说明书

本发明适用于开关磁阻电机技术领域，提供了一种开关磁阻电机功率变换器、控制方法、系统及电动汽车，上述开关磁阻电机功率变换器包括：第一开关管、第二开关管、第一电容、第二电容、第一继电器以及三个桥臂；第一开关管的发射极用于连接外部电池的正极，第一开关管的集电极连接第二开关管的发射极，第二开关管的集电极连接第一电容的第一端，第一电容的第二端分别连接第二电容的第一端和外部电池的正极；第二电容的第二端连接外部电池的负极；各个桥臂并联在第一开关管的集电极和外部电池的负极之间。本发明提供的开关磁阻电机功率变换器可以简化开关磁阻电机系统的电路结构，有效提高开关磁阻电机的运行效率。

技术领域

本发明属于开关磁阻电机技术领域，尤其涉及一种开关磁阻电机功率变换器、控制方法、系统及电动汽车。

背景技术

电动汽车由于具有零尾气排放的巨大优势而受到人们的关注，在电动汽车领域中，开关磁阻电机(Switched Reluctance Motor，SRM)具有广阔的应用前景。传统的电动汽车的开关磁阻电机系统包括电源子系统、驱动子系统和电池，其中电池分别与电源子系统和驱动子系统连接。具体的，电源子系统包括整流器和功率因数校正电路(PowerFactorCorrection，PFC)，驱动子系统包括开关磁阻电机功率变换器和开关磁阻电机。其中电源子系统用于电网的能量输送至电池，驱动子系统用于利用电池中的能量驱动电机运转。

然而传统的开关磁阻电机系统需要使用大量的功率器件，占用的空间大，导致系统的功率密度和运行效率低下。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种开关磁阻电机功率变换器、控制方法、系统及电动汽车，能够简化开关磁阻电机系统的电路结构，提高开关磁阻电机的运行效率。

本发明实施例的第一方面提供了一种开关磁阻电机功率变换器，应用于具有三相绕组的开关磁阻电机系统，所述开关磁阻电机功率变换器包括：第一开关管、第二开关管、第一电容、第二电容、第一继电器、第一桥臂、第二桥臂以及第三桥臂；

所述第一开关管的发射极用于连接外部电池的正极，所述第一开关管的集电极分别连接所述第二开关管的发射极、所述第一桥臂的第一端以及所述第一继电器的第一端；

所述第一继电器的第二端分别连接所述第一桥臂的第二端、所述第二桥臂的第一端和所述第三桥臂的第一端；

所述第二开关管的集电极连接所述第一电容的第一端，所述第一电容的第二端分别连接所述第二电容的第一端以及所述外部电池的正极；所述第二电容的第二端分别连接所述外部电池的负极、所述第一桥臂的第三端、所述第二桥臂的第二端以及所述第三桥臂的第二端。

本发明实施例的第二方面提供了一种开关磁阻电机功率变换器控制方法，用于控制上述开关磁阻电机功率变换器的工作模式；所述工作模式包括低速驱动模式和高速驱动模式；所述方法包括：

向第一继电器发送闭合指令，向第一开关管发送导通指令，向第二开关管发送截止指令，以使得所述开关磁阻电机功率变换器工作在所述低速驱动模式；

向所述第一继电器发送闭合指令，向所述第一开关管发送截止指令，以使得所述开关磁阻电机功率变换器工作在所述高速驱动模式。

本发明实施例的第三方面提供了一种开关磁阻电机系统，包括上述开关磁阻电机功率变换器、具有三相绕组的开关磁阻电机、传感器模块以及控制器；所述控制器与所述开关磁阻电机功率变换器连接；所述开关磁阻电机功率变换器与所述开关磁阻电机连接；所述传感器模块安装在所述开关磁阻电机上，并与所述控制器通信连接；

所述传感器模块用于采集所述开关磁阻电机的运行状态信息，并向所述控制器发送所述运行状态信息；

所述控制器用于根据所述运行状态信息生成控制指令，通过执行上述开关磁阻电机功率变换器控制方法，控制所述开关磁阻电机功率变换器的工作模式，所述工作模式包括低速驱动模式和高速驱动模式；