電動汽車動力總成測試專用電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種電動汽車動力總成測試專用電源,涉及一種電源裝置,包括整流回饋模塊、交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊和雙向動力電池模擬電源模塊;所述整流回饋模塊與電網(wǎng)連接;所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊和雙向動力電池模擬電源模塊均與所述整流回饋模塊的直流母線連接;所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊向電機(jī)供電,所述雙向動力電池模擬電源模塊向電機(jī)的控制器供電。本實(shí)用新型將整流回饋部分共用,交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊、雙向動力電池模擬電源模塊掛置于公共直流母線后端,簡化了結(jié)構(gòu)、降低了成本。
【專利說明】電動汽車動力總成測試專用電源
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源裝置,特別是涉及一種電動汽車動力總成測試專用電源。
【背景技術(shù)】
[0002]驅(qū)動電機(jī)及控制器組成的動力總成系統(tǒng)是電動汽車的核心,其性能對整個電動汽車的性能起到至關(guān)重要的作用。電動汽車驅(qū)動電機(jī)的工作狀況復(fù)雜,性能參數(shù)變化范圍大,普通的工業(yè)電機(jī)測試電源無法滿足其測試要求。當(dāng)前普通交流電機(jī)型式試驗電源主要是發(fā)電機(jī)組或調(diào)壓變壓器,體積笨重,使用成本高,頻率調(diào)節(jié)不方便。不能適應(yīng)電動汽車驅(qū)動電機(jī)種類多、參數(shù)范圍大等特點(diǎn)的測試要求。本實(shí)用新型利用現(xiàn)有的大功率交流調(diào)頻調(diào)壓技術(shù),另設(shè)計了一種合適匹配的正弦波濾波器,得到了滿足電機(jī)試驗標(biāo)準(zhǔn)要求的交流調(diào)頻調(diào)壓試驗電源。
[0003]傳統(tǒng)的直流電源為整流變壓器加可控硅整流電路,不能回饋,電壓紋波大,無法滿足動力電池的動態(tài)模擬功能。本實(shí)用新型基于新型的IGBT技術(shù),通過脈寬調(diào)制技術(shù)實(shí)現(xiàn)的雙向DC/DC動態(tài)直流開關(guān)電源,在其輸出端增加大功率EMI濾波裝置,得到一種可以代替動力電池給電機(jī)控制器動態(tài)供電的雙向動力電池模擬電源。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中還沒有可用于電動汽車動力總成臺架試驗用的交流調(diào)頻調(diào)壓試驗電源產(chǎn)品,無雙向動力電池模擬電源產(chǎn)品,更無所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊和雙向動力電池模擬電源模塊共直流母線、共用整流回饋模塊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠滿足電動汽車驅(qū)動電機(jī)及控制器臺架測試的電源。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供了一種電動汽車動力總成測試專用電源,包括整流回饋模塊(I)、交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊(2)和雙向動力電池模擬電源模塊(3);所述整流回饋模塊(I)與電網(wǎng)連接;所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊(2)和雙向動力電池模擬電源模塊(3 )均與所述整流回饋模塊(I)的直流母線連接;所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊(2 )向電機(jī)
(4)供電,所述雙向動力電池模擬電源模塊(3)向電機(jī)(4)的控制器供電。
[0007]采用以上技術(shù)方案,通過交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊提供交流電機(jī)測試用的交流正弦波電源,通過雙向動力電池模擬電源模塊提供電機(jī)控制器試驗所需的雙向動態(tài)直流電源,完全能滿足了電動汽車驅(qū)動電機(jī)及控制器臺架測試電源的需求。
[0008]所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊(2)由變頻逆變器(5)和寬頻正弦波濾波器(6)組成;所述寬頻正弦波濾波器(6)包括第一電抗器(LI)、第二電抗器(L2)、第三電抗器(L3)、第一濾波平衡電阻(R1)、第二濾波平衡電阻(R2)、第三濾波平衡電阻(R3)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)和第三電容(C3)。
[0009]所述變頻逆變器(5)的直流輸入端與所述整流回饋模塊(I)的直流母線連接;所述變頻逆變器(5)的第一交流輸出端通過第一電抗器(LI)連接所述電機(jī)(4)的U相繞組;所述變頻逆變器(5)的第二交流輸出端通過第二電抗器(L2)連接所述電機(jī)(4)的V相繞組;所述變頻逆變器(5)的第三交流輸出端通過第三電抗器(L3)連接電機(jī)(4)的W相繞組;所述第二濾波平衡電阻(R2)的一端連接在所述第二電抗器(L2)與電機(jī)(4) V相繞組之間的電路上,所述第二濾波平衡電阻(R2)的另一端分別通過第一電容(Cl)和第三電容(C3)連接第三濾波平衡電阻(R3)的一端和第一濾波平衡電阻(Rl)的一端;所述第一濾波平衡電阻(Rl)的另一端連接在所述第一電抗器(LI)與電機(jī)(4)U相繞組之間的電路上,所述第三濾波平衡電阻(R3)的另一端連接在第三電抗器(L3)與電機(jī)(4) W相繞組之間的電路上;所述第二電容(C2)的一端連接在所述第一電容(Cl)與第三濾波平衡電阻(R3)之間的電路上,所述第二電容(C2)的另一端連接在所述第三電容(C3)與第一濾波平衡電阻(Rl)之間的電路上。
[0010]所述雙向動力電池模擬電源模塊(3)包括雙向DC/DC開關(guān)電源模塊(7)和輸出濾波模塊(8);所述雙向DC/DC開關(guān)電源模塊(7)包括第一絕緣柵雙極型晶體管(Q1)、第二絕緣柵雙極型晶體管(Q2)、第一續(xù)流二極管(D1)、第二續(xù)流二極管(D2)、第一半導(dǎo)體快速熔斷器(F1)、第二半導(dǎo)體快速熔斷器(F2)、高頻電感(L4)、第一霍爾電流傳感器(II)、第二霍爾電流傳感器(12)、第四電容(C4)和第五電容(C5)。
[0011]所述輸出濾波模塊(8)包括共模濾波電感(L5)和第六電容(C6);
[0012]所述第一半導(dǎo)體快速熔斷器(Fl)的一端連接所述整流回饋模塊(I)的直流母線正極,所述第一半導(dǎo)體快速熔斷器(Fl)的另一端連接所述第一絕緣柵雙極型晶體管(Ql)的集電極,所述第一絕緣柵雙極型晶體管(Ql)的集電極與第一續(xù)流二極管(Dl)的負(fù)極連接,所述第一絕緣柵雙極型晶體管(Ql)的發(fā)射極連接所述第一續(xù)流二極管(Dl)的正極,所述第一續(xù)流二極管(Dl)的正極依次通過第一霍爾電流傳感器(II)和高頻電感(L4)連接第二半導(dǎo)體快速熔斷器(F2)的一端,所述第二半導(dǎo)體快速熔斷器(F2)的另一端連接第二霍爾電流傳感器(12)的一端,所述第二霍爾電流傳感器(12)的另一端連接所述共模濾波電感(L5)的第一輸入端;所述第一續(xù)流二極管(Dl)的正極連接所述第二絕緣柵雙極型晶體管(Q2)的集電極,所述第二絕緣柵雙極型晶體管(Q2)的集電極連接所述第二續(xù)流二極管(D2)的負(fù)極,所述第二絕緣柵雙極型晶體管(Q2)的發(fā)射極連接所述第二續(xù)流二極管(D2)的正極,所述第二續(xù)流二極管(D2)的正極連接所述整流回饋模塊(I)的直流母線負(fù)極;所述第二續(xù)流二極管(D2)的正極連接所述共模濾波電感(L5)的第二輸入端;所述第四電容(C4) 一端連接在第一半導(dǎo)體快速熔斷器(Fl)與第一續(xù)流二極管(Dl)之間,所述第四電容(C4)的另一端連接在所述第二續(xù)流二極管(D2)與所述整流回饋模塊(I)的直流母線之間;所述第五電容(C5)的一端連接在所述高頻電感(L4)與第二半導(dǎo)體快速熔斷器(F2)之間,所述第五電容(C5)的另一端連接在所述第二續(xù)流二極管(D2)與所述共模濾波電感(L5)之間;所述第六電容(C6)并聯(lián)在所述共模濾波電感(L5)的輸出端之間;所述第六電容(C6)兩端與所述電機(jī)(4)的控制器連接。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:本實(shí)用新型將整流回饋部分共用,交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊、雙向動力電池模擬電源模塊掛置于公共直流母線后端,簡化了結(jié)構(gòu)、降低了成本。
【專利附圖】
【附圖說明】[0014]圖1是本實(shí)用新型【具體實(shí)施方式】的電路原理示意圖。
[0015]圖2是交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊電路原理圖。
[0016]圖3是雙向動力電池模擬電源模塊電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0018]如圖1所示,一種電動汽車動力總成測試專用電源,包括整流回饋模塊1、交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊2和雙向動力電池模擬電源模塊3 ;所述整流回饋模塊I與電網(wǎng)連接;所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊2和雙向動力電池模擬電源模塊3均與所述整流回饋模塊I的直流母線連接;所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊2向電機(jī)4的驅(qū)動電路供電,所述雙向動力電池模擬電源模塊3向電機(jī)4的控制器供電。
[0019]整流回饋模塊是共直流母線的可回饋功率轉(zhuǎn)換器的前端,用來傳輸AC輸入與中間DC電路間的功率的,具有能量雙向流動功能。交流電源模塊、直流電源模塊共直流母線結(jié)構(gòu),共用整流回饋模塊。此方案系統(tǒng)效率高,柜內(nèi)直流側(cè)的能量循環(huán)可以大大降低大功率試驗對整流回饋模塊和電網(wǎng)容量的要求。避免了巨大的能量消耗和對設(shè)備外電網(wǎng)的沖擊。
[0020]如圖2所示,所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊2由變頻逆變器5和寬頻正弦波濾波器6組成。
[0021]所述寬頻正弦波濾波器6包括第一電抗器L1、第二電抗器L2、第三電抗器L3、第一濾波平衡電阻RU第二濾波平衡電阻R2、第三濾波平衡電阻R3、第一電容Cl、第二電容C2和第三電容C3。
[0022]所述變頻逆變器5的直流輸入端與所述整流回饋模塊I的直流母線連接;所述變頻逆變器5的第一交流輸出端通過第一電抗器LI連接所述電機(jī)4的U相繞組;所述變頻逆變器5的第二交流輸出端通過第二電抗器L2連接所述電機(jī)4的V相繞組;所述變頻逆變器5的第三交流輸出端通過第三電抗器L3連接電機(jī)4的W相繞組;所述第二濾波平衡電阻R2的一端連接在所述第二電抗器L2與電機(jī)4V相繞組之間的電路上,所述第二濾波平衡電阻R2的另一端分別通過第一電容Cl和第三電容C3連接第三濾波平衡電阻R3的一端和第一濾波平衡電阻Rl的一端;所述第一濾波平衡電阻Rl的另一端連接在所述第一電抗器LI與電機(jī)4U相繞組之間的電路上,所述第三濾波平衡電阻R3的另一端連接在第三電抗器L3與電機(jī)4W相繞組之間的電路上;所述第二電容C2的一端連接在所述第一電容Cl與第三濾波平衡電阻R3之間的電路上,所述第二電容C2的另一端連接在所述第三電容C3與第一濾波平衡電阻Rl之間的電路上。本實(shí)施例中,所述變頻逆變器為DC/AC逆變器,變頻逆變器輸出調(diào)制波形通過寬頻正弦波濾波器后,變成低諧波的正弦波電壓波形,滿足電動汽車交流驅(qū)動電機(jī)試驗的要求。
[0023]如圖3所示,所述雙向動力電池模擬電源模塊3包括雙向DC/DC開關(guān)電源模塊7和輸出濾波模塊8 ;所述雙向DC/DC開關(guān)電源模塊7包括第一絕緣柵雙極型晶體管Q1、第二絕緣柵雙極型晶體管Q2、第一續(xù)流二極管D1、第二續(xù)流二極管D2、第一半導(dǎo)體快速熔斷器F1、第二半導(dǎo)體快速熔斷器F2、高頻電感L4、第一霍爾電流傳感器11、第二霍爾電流傳感器12、第四電容C4和第五電容C5 ;所述輸出濾波模塊8包括共模濾波電感L5和第六電容C6。
[0024]所述第一半導(dǎo)體快速熔斷器Fl的一端連接所述整流回饋模塊I的直流母線正極,所述第一半導(dǎo)體快速熔斷器Fl的另一端連接所述第一絕緣柵雙極型晶體管Ql的集電極,所述第一絕緣柵雙極型晶體管Ql的集電極與第一續(xù)流二極管Dl的負(fù)極連接,所述第一絕緣柵雙極型晶體管Ql的發(fā)射極連接所述第一續(xù)流二極管Dl的正極,所述第一續(xù)流二極管Dl的正極依次通過第一霍爾電流傳感器Il和高頻電感L4連接第二半導(dǎo)體快速熔斷器F2的一端,所述第二半導(dǎo)體快速熔斷器F2的另一端連接第二霍爾電流傳感器12的一端,所述第二霍爾電流傳感器12的另一端連接所述共模濾波電感L5的第一輸入端;所述第一續(xù)流二極管Dl的正極連接所述第二絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極,所述第二絕緣柵雙極型晶體管Q2的集電極連接所述第二續(xù)流二極管D2的負(fù)極,所述第二絕緣柵雙極型晶體管Q2的發(fā)射極連接所述第二續(xù)流二極管D2的正極,所述第二續(xù)流二極管D2的正極連接所述整流回饋模塊I的直流母線負(fù)極;所述第二續(xù)流二極管D2的正極連接所述共模濾波電感L5的第二輸入端;所述第四電容C4 一端連接在第一半導(dǎo)體快速熔斷器Fl與第一續(xù)流二極管Dl之間,所述第四電容C4的另一端連接在所述第二續(xù)流二極管D2與所述整流回饋模塊I的直流母線之間;變換器正向降壓工作時,Ql工作、Q2截止,反向升壓工作時,Q2工作、Ql截止。所述第五電容C5的一端連接在所述高頻電感L4與第二半導(dǎo)體快速熔斷器F2之間,所述第五電容C5的另一端連接在所述第二續(xù)流二極管D2與所述共模濾波電感L5之間;所述第六電容C6并聯(lián)在所述共模濾波電感L5的輸出端之間;所述第六電容C6兩端與所述電機(jī)4的控制器連接。雙向動力電池模擬電源模塊能給汽車電機(jī)驅(qū)動器供電,也可將汽車電機(jī)及控制器系統(tǒng)發(fā)電能量回饋到設(shè)備的直流母線側(cè),滿足了電動汽車動力總成系統(tǒng)的四象限運(yùn)行工況。
[0025]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此,凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗可以得到的技術(shù)方案,皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動汽車動力總成測試專用電源,其特征在于:包括整流回饋模塊(I)、交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊(2)和雙向動力電池模擬電源模塊(3);所述整流回饋模塊(I)與電網(wǎng)連接;所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊(2)和雙向動力電池模擬電源模塊(3)均與所述整流回饋模塊(I)的直流母線連接;所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊(2)向電機(jī)(4)供電,所述雙向動力電池模擬電源模塊(3)向電機(jī)(4)的控制器供電。
2.如權(quán)利要求1所述的電動汽車動力總成測試專用電源,其特征是:所述交流調(diào)頻調(diào)壓電源模塊(2)由變頻逆變器(5)和寬頻正弦波濾波器(6)組成; 所述寬頻正弦波濾波器(6)包括第一電抗器(LI)、第二電抗器(L2)、第三電抗器(L3)、第一濾波平衡電阻(R1)、第二濾波平衡電阻(R2)、第三濾波平衡電阻(R3)、第一電容(Cl)、第二電容(C2)和第三電容(C3); 所述變頻逆變器(5)的直流輸入端與所述整流回饋模塊(I)的直流母線連接;所述變頻逆變器(5)的第一交流輸出端通過第一電抗器(LI)連接所述電機(jī)(4)的U相繞組;所述變頻逆變器(5)的第二交流輸出端通過第二電抗器(L2)連接所述電機(jī)(4)的V相繞組;所述變頻逆變器(5)的第三交流輸出端通過第三電抗器(L3)連接電機(jī)(4)的W相繞組;所述第二濾波平衡電阻(R2)的一端連接在所述第二電抗器(L2)與電機(jī)(4) V相繞組之間的電路上,所述第二濾波平衡電阻(R2)的另一端分別通過第一電容(Cl)和第三電容(C3)連接第三濾波平衡電阻(R3)的一端和第一濾波平衡電阻(Rl)的一端;所述第一濾波平衡電阻(Rl)的另一端連接在所述第一電抗器(LI)與電機(jī)(4)U相繞組之間的電路上,所述第三濾波平衡電阻(R3)的另一端連接在第三電抗器(L3)與電機(jī)(4)W相繞組之間的電路上;所述第二電容(C2)的一端連接在所述第一電容(Cl)與第三濾波平衡電阻(R3)之間的電路上,所述第二電容(C2)的另一端連接在所述第三電容(C3)與第一濾波平衡電阻(Rl)之間的電路上。
3.如權(quán)利要求1所述的電動汽車動力總成測試專用電源,其特征是:所述雙向動力電池模擬電源模塊(3)包括雙向DC/DC開關(guān)電源模塊(7)和輸出濾波模塊(8);所述雙向DC/DC開關(guān)電源模塊(7)包括第一絕緣柵雙極型晶體管(Q1)、第二絕緣柵雙極型晶體管(Q2)、第一續(xù)流二極管(D1)、第二續(xù)流二極管(D2)、第一半導(dǎo)體快速熔斷器(F1)、第二半導(dǎo)體快速熔斷器(F2)、高頻電感(L4)、第一霍爾電流傳感器(II)、第二霍爾電流傳感器(12)、第四電容(C4)和第五電容(C5); 所述輸出濾波模塊(8)包括共模濾波電感(L5)和第六電容(C6); 所述第一半導(dǎo)體快速熔斷器(Fl)的一端連接所述整流回饋模塊(I)的直流母線正極,所述第一半導(dǎo)體快速熔斷器(Fl)的另一端連接所述第一絕緣柵雙極型晶體管(Ql)的集電極,所述第一絕緣柵雙極型晶體管(Ql)的集電極與第一續(xù)流二極管(Dl)的負(fù)極連接,所述第一絕緣柵雙極型晶體管(Ql)的發(fā)射極連接所述第一續(xù)流二極管(Dl)的正極,所述第一續(xù)流二極管(Dl)的正極依次通過第一霍爾電流傳感器(II)和高頻電感(L4)連接第二半導(dǎo)體快速熔斷器(F2)的一端,所述第二半導(dǎo)體快速熔斷器(F2)的另一端連接第二霍爾電流傳感器(12)的一端,所述第二霍爾電流傳感器(12)的另一端連接所述共模濾波電感(L5)的第一輸入端;所述第一續(xù)流二極管(Dl)的正極連接所述第二絕緣柵雙極型晶體管(Q2)的集電極,所述第二絕緣柵雙極型晶體管(Q2)的集電極連接所述第二續(xù)流二極管(D2)的負(fù)極,所述第二絕緣柵雙極型晶體管(Q2)的發(fā)射極連接所述第二續(xù)流二極管(D2)的正極,所述第二續(xù)流二極管(D2)的正極連接所述整流回饋模塊(I)的直流母線負(fù)極;所述第二續(xù)流二極管(D2)的正極連接所述共模濾波電感(L5)的第二輸入端;所述第四電容(C4) 一端連接在第一半導(dǎo)體快速熔斷器(Fl)與第一續(xù)流二極管(Dl)之間,所述第四電容(C4)的另一端連接在所述第二續(xù)流二極管(D2)與所述整流回饋模塊(I)的直流母線之間;所述第五電容(C5)的一端連接在所述高頻電感(L4)與第二半導(dǎo)體快速熔斷器(F2)之間,所述第五電容(C5)的另一端連接在所述第二續(xù)流二極管(D2)與所述共模濾波電感(L5)之間;所述第六電容(C6)并聯(lián)在所述共模濾波電感(L5)的輸出端之間;所述第六電容(C6)兩端與所述電機(jī)(4)的控制 器連接。
【文檔編號】H02M3/155GK203788159SQ201420122273
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】陽鵬, 劉立偉, 李曉波 申請人:中國汽車工程研究院股份有限公司, 重慶凱瑞汽車試驗設(shè)備開發(fā)有限公司