[发明专利]一种电动汽车制动能量回收系统

摘要

本发明涉及一种电动汽车制动能量回收系统，包括依次连接的三相交错式双向半桥电路、档位选择电路、采样保持电路、数字芯片、电压采样电路、电流采样电路以及驱动电路。通过将双向半桥型DC/DC变换器进行并联，三相交错式双向半桥电路作为本系统的主电路拓扑，通过I/O口输出高低电平控制继电器的通断来选择不同的功率需求档位，最终实现对不同输出功率电机进行制动能量回收的目的。本发明提高了装置的可靠性，减小了电流纹波，同时减小了电感的体积和电容的容量，使得装置更易于实现；对于不同输出功率要求的直流电机能够达到一机多用的目的；该系统能有效防止故障情况下电流失控，迅速完成过电流保护；另外，三相交错式DC/DC变流系统与有源逆变系统结构一致，有利于实现电动车系统模块化结构。

主权项

1.一种电动汽车制动能量回收系统，其特征在于：包括连接的三相交错式双向半桥电路、档位选择电路、采样保持电路、数字芯片、电压采样电路、电流采样电路以及驱动电路；所述三相交错式双向半桥电路，为双向半桥型DC/DC变换器并联得到，能够通过控制开关管的通断实现DC/DC电路在Buck/Boost模式下的切换，从而实现为直流电机提供电能和对制动状态下直流电机能量回收的目的，其主电路由开关管、储能电感、续流二极管、滤波电容和负载组成；所述三相交错式双向半桥电路、档位选择电路、采样保持电路、数字芯片、电压采样电路、电流采样电路以及驱动电路构成了电动汽车制动能量回收系统的主电路；所述采样保持电路具有采样和保持两种状态，当处于采样状态时，采样保持电路的输出信号跟随输入信号变化而变化；当处于保持状态时，采样保持电路的输出信号保持为接到保持命令的瞬间的输入信号电平值；所述数字芯片用于对采样保持电路采集的信号进行AD转换分析，并对电路中电压电流的状态进行实时监控，以输出信号决定开关管的开关频率以及开关状态，从而决定当前电路供能或是储能的状态；所述电压采样电路和电流采样电路，为分别用模拟电路对系统电压和电流进行实时监控和采集；在所述三相交错式双向半桥电路的高压侧添加独立开关管Q7，当高压侧发生电压故障跌落时，独立开关管Q7迅速动作，切断失控电流；当汽车制动、减速时，所述三相交错式双向半桥电路控制开关管Q1、Q3、Q5导通，使得DC/DC变换器变为一个由3个BUCK电路并联的DC/DC直流转换电路从而实现降压，直流电机回馈能量给储能装置；当汽车处于启动、加速等状态时，所述三相交错式双向半桥电路控制开关管Q2、Q4、Q6导通，使得DC/DC变换器变为一个由3个BOOST电路并联的DC/DC直流转换电路从而实现升压，储能装置为直流电机提供电能；根据直流电机输出功率的不同要求，控制数字芯片I/O口输出固定的一路或者几路PWM波控制开关管的通断，从而实现对不同输出功率电机的能量回收档位选择，具体选择方式以及标准如下：1)如果直流电机属于系统设置的小功率范围，则数字芯片控制I/O口只使继电器S1导通，即只导通一路双向DC/DC变换器，PWM波只控制Q1、Q2开关管按照需求导通；2)如果直流电机属于系统设置的中间功率范围，则数字芯片控制I/O口使继电器S1，S2导通，即两路双向DC/DC变换器并联导通，PWM波控制Q1、Q2、Q3、Q4开关管按照需求导通；3)如果直流电机属于系统设置的大功率范围，则数字芯片控制I/O口使继电器S1，S2，S3导通，即三路双向DC/DC变换器并联导通，PWM波控制Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6开关管按照需求导通。