[发明专利]一种基于开绕组电机的V2G隔离型充电机集成方法

说明书

一种基于开绕组电机的V2G隔离型充电机集成方法，该集成方法利用开绕组电机作为充电机的滤波电感，设置了6个切换开关，通过6个切换开关的通断，实现了充电和驱动两种工作模态，由于所有的功率器件为全控型器件，可实现能量的双向流动。与现有技术相比，集成方法只需附加较少的切换开关，电机驱动系统将三相绕组每相一分为二，驱动模式下采用开绕组运行，充电模式下每相两个绕组并联充当滤波电感。隔离型充电机可实现V2G能量双向传递。

技术领域

本发明涉及中大功率电动汽车充电与驱动集成系统领域，尤其涉及一种基于开绕组电机的V2G隔离型充电机集成。

背景技术

由于车载充电机被安装在电动汽车上，所以，不仅增加了电动汽车的体积、重量，还增加了整个电动汽车的成本。为了解决这个问题，引入了集成化技术。目前，根据集成的充电机是否具有电气隔离，分为两类：有隔离变压器和无隔离变压器的充电机。对于中大功率电动客车，考虑到电气安全性，充电装置必须具备电气隔离。

目前，有隔离变压器的集成方案有两种：第一种，如图1所示，利用特殊电机结构构成静止变压器，是工频变压器，在工频工作下，损耗较大；第二种，如图2所示，专利授权号为CN104670040B，充电拓扑利用磁组合高频变压器的电气隔离提高了系统安全性，集成的阻抗源驱动拓扑利用三原边绕组并联的磁组合高频变压器大大提高了升压能力，其中，阻抗源网络需额外附加可控功率管，实现能量双向流动。集成的驱动拓扑虽具有容错功能，但是电机处于降额运行。另外，该方案存在需要附加无源器件、切换开关较多、能量单向流动等问题。为了解决的上述缺陷，本发明提出了一种利用电机绕组作为充电滤波电感的能量双向流动的充电集成方法。集成的充电变换器可以实现电动汽车与电网能量的双向流动(V2G)，帮助电网移峰填谷稳定电网运行。随着电动汽车V2G技术的应用，不仅能有效地缓解目前能源危机和环境污染问题，还能减小电网负荷峰谷差，平衡电网的能量需求。

发明内容

本发明目的在于研究一种基于开绕组电机的V2G隔离型大功率充电机集成方法，该集成变换器通过附加较少的切换开关，实现充电模式和驱动模式切换自如。而且集成的变换器中均采用可控管，可以实现V2G能量双向流动。

为实现上述目的，一种基于开绕组电机的V2G隔离型充电机集成方法，其电路结构包括第一至第七H桥型变换器、第一至第三三相电机绕组、第一至第三薄膜滤波电容、磁组合高频变压器，第一电解滤波电容两端分别接蓄电池的正极和负极；其特征在于，还包括第一至第六切换开关；

所述电网A相输出接第一切换开关输入第一端；

所述电网B相输出接第一切换开关输入第二端；

所述电网C相输出接第一切换开关输入第三端；

所述电网中点N接第一切换开关输入第四端；

所述第一切换开关输出第一端接三相电机第一相定子绕组入线端a₀，绕组出线端a₁接第四切换开关的a端，绕组出线端a2接第四切换开关的c端；

所述第一切换开关输出第二端接三相电机第二相定子绕组入线端b₀，绕组出线端b₁接第五切换开关的a端，绕组出线端b₂接第五切换开关的c端；

所述第一切换开关输出第三端接三相电机第三相定子绕组入线端c₀，绕组出线端c₁接第六切换开关的a端，绕组出线端c₂接第四切换开关的c端；

所述第一切换开关输出第四端接第六切换开关的b端；

所述第一H桥型变换器第一输入端接第二切换开关的c端，第二输入端接第二切换开关的b端；

所述第二H桥型变换器第一输入端接第三切换开关的c端，第二输入端接第三切换开关的b端；