本實(shí)用新型屬于交流電機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置以及包含該電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)設(shè)備。

背景技術(shù)：

隨著各大城市霧霾天數(shù)和持續(xù)時(shí)間的增加，國(guó)家對(duì)燃油設(shè)備的尾氣排放管理越來(lái)越嚴(yán)格；另外，在封閉的室內(nèi)工作環(huán)境中，燃油設(shè)備是禁止使用的；此外，石油這種能源是不可再生的，幾十年后將面臨枯竭。因此，將電作為能源的電動(dòng)設(shè)備如電動(dòng)汽車、電動(dòng)叉車等電動(dòng)設(shè)備越來(lái)越受到生產(chǎn)商和消費(fèi)者的青睞。它不但污染小、可以通過(guò)可再生能源提供電能，而且與燃油設(shè)備相比，它還具有能源利用率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、噪聲小、動(dòng)態(tài)性能好和便攜性高等優(yōu)點(diǎn)。在石油資源越來(lái)越緊張的形勢(shì)下，大力發(fā)展電驅(qū)動(dòng)裝置，特別是大功率電驅(qū)動(dòng)裝置如電動(dòng)戰(zhàn)車、電動(dòng)軍艦、電動(dòng)飛行器和電驅(qū)動(dòng)航空母艦等等，對(duì)于國(guó)防安全具有深遠(yuǎn)的意義。

電池是電動(dòng)設(shè)備的核心部件，由于目前電池制造技術(shù)水平的限制，電池單體在容量、電壓和性能上還是不能滿足電動(dòng)設(shè)備的實(shí)際要求，為了滿足電動(dòng)設(shè)備高能量動(dòng)力電源的要求，一般都將電池單體采用串并聯(lián)結(jié)合的方式成組使用，以滿足負(fù)載較大的功率需求。通過(guò)電池單體的并聯(lián)增加電池組的輸出電流，通過(guò)電池單體的串聯(lián)增加電池組的輸出電壓。

在電動(dòng)汽車行業(yè)，純電動(dòng)乘用車的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)一般具有96～110 節(jié)容量約為45～80Ah的鋰離子電池；純電動(dòng)大巴的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)一般具有150～200節(jié)容量約為200～400Ah的鋰離子電池。礦用電機(jī)車基本上都是由幾組電池組并聯(lián)來(lái)供電的，每組電池組又是由數(shù)十節(jié)電池單體串聯(lián)成組的。國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車車載電池大多采用電池單體先并聯(lián)再串聯(lián)的連接方式。

根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的要求，人體的安全電壓是50伏，由于電動(dòng)設(shè)備安全性能的要求，一般優(yōu)先選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級(jí)48、36、24、 12伏。而電動(dòng)汽車裝備的電機(jī)功率一般都是幾十千瓦，如果采用單個(gè)三相電機(jī)的話，每一相的額定電流都是幾百安培，啟動(dòng)電流和上坡時(shí)的電流更大，可超過(guò)一千安培。

如圖2所示，由于電機(jī)的工作電流很大，大容量串并聯(lián)電池組的輸出電流也相應(yīng)很大，一般為幾十到幾千安培。串并聯(lián)電池組與逆變器之間的連接線、連接線與電池組的接頭、連接線與逆變器的接頭，都將由于流過(guò)大電流而導(dǎo)致嚴(yán)重發(fā)熱。這對(duì)連接線的電阻和絕緣性能、接頭緊固件的接觸電阻和絕緣保護(hù)都提出了較高的要求。因此，這也增加了生產(chǎn)成本，降低了系統(tǒng)的可靠性和安全性。

大容量串并聯(lián)電池組的整體性能并不是通過(guò)電池單體的容量和數(shù)量進(jìn)行線性疊加而增強(qiáng)的。電池單體成組后，電池組的能量密度、功率、性能、耐久性和安全性都會(huì)有一定程度的下降。而這種情況的產(chǎn)生是在生產(chǎn)和使用電池過(guò)程中，由于電池受到了制造工藝、電池老化和環(huán)境溫度等因素的影響，造成電池內(nèi)阻、電壓、容量等參數(shù)的不一致。相同規(guī)格和型號(hào)的電池在相同運(yùn)行環(huán)境下性能參數(shù)存在差異的現(xiàn)象稱為電池的不一致性。對(duì)于電池組系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，不一致性是客觀存在的，且在電池組的充放電循環(huán)過(guò)程中，電池單體的充放電深度各不相同，電池組性能的發(fā)揮往往取決于性能最差的那個(gè)單體，造成電池組剩余容量無(wú)法完全發(fā)揮。這也導(dǎo)致部分電池單體過(guò)充電或者過(guò)放電，加劇整個(gè)電池組的性能劣化，嚴(yán)重時(shí)可能導(dǎo)致電池的爆炸或燃燒等安全事故。

在電池組中，電池單體的電壓不一致性會(huì)對(duì)電池組造成較大的影響，影響到電池組的容量、性能、壽命和安全等多個(gè)方面。特別是，若干個(gè)電壓不一致的電池并聯(lián)組成電池組后，非常容易出現(xiàn)電壓高的電池向電壓低的電池充電，形成電池組內(nèi)部環(huán)流，造成電池組電量無(wú)意義地浪費(fèi)，最終影響電池充放電效率。

電池并聯(lián)的電池均衡問(wèn)題對(duì)電池組的性能起著決定性作用，且直接影響到電動(dòng)設(shè)備的整體性能。并聯(lián)電池組電流不平衡受多方面因素影響，包括電池容量、開(kāi)路電壓、內(nèi)阻、初始、極化等，各因素綜合作用，使并聯(lián)問(wèn)題變得極其復(fù)雜。當(dāng)電池一致性較好時(shí)，并聯(lián)連接方式對(duì)電池組的容量保持率沒(méi)有太大的影響，但是當(dāng)電池組中出現(xiàn)短板電池或者將不匹配的電池并聯(lián)在一起時(shí)，參數(shù)不一致問(wèn)題導(dǎo)致了電流不平衡，電流不平衡又會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致使用條件的不一致，進(jìn)而使電池組的循環(huán)性能變差。特別是，并聯(lián)電池?cái)?shù)量的增加會(huì)加劇短板電池的影響。電池組中某個(gè)電池單體意外的壽命終結(jié)往往導(dǎo)致整體功能失效。

在電池使用過(guò)程中，采用電池管理系統(tǒng)對(duì)電池單體進(jìn)行實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)，分析判斷并試圖消除或控制電池不一致性的方法稱為電池均衡技術(shù)。但是，電池管理系統(tǒng)并不具備并聯(lián)管理能力，難以對(duì)并聯(lián)間各單體的能量流動(dòng)進(jìn)行管理。并聯(lián)電池?cái)?shù)量的增加，管理的難度越大。

因此電動(dòng)設(shè)備核心部件的電池組中的電池均衡問(wèn)題已經(jīng)嚴(yán)重影響了大功率電動(dòng)設(shè)備的續(xù)航和性能，進(jìn)而影響了包括電動(dòng)車、電動(dòng)船、電動(dòng)飛行器，乃至于國(guó)防上的電動(dòng)戰(zhàn)車、電動(dòng)軍艦、電動(dòng)飛行器和電驅(qū)動(dòng)航空母艦的發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是為解決上述問(wèn)題而進(jìn)行的，提供了一種電驅(qū)動(dòng)裝置和電動(dòng)設(shè)備。

<結(jié)構(gòu)一>

本實(shí)用新型提供了一種電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置，設(shè)置在電動(dòng)設(shè)備中，用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)設(shè)備，包括：多相交流電機(jī)，其相數(shù)為k，具有額定線電壓以及額定線電流；直流電源，具有與多相交流電機(jī)的額定線電壓相對(duì)應(yīng)的恒定電壓，用于提供與額定線電流相對(duì)應(yīng)的直流電；指令發(fā)送部，發(fā)送與多相交流電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩的值相對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)；電流傳感器，檢測(cè)構(gòu)成多相交流電機(jī)的多相繞組單元的線電流，并發(fā)送與檢測(cè)的線電流值對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)；輸出傳感器，檢測(cè)多相交流電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩，并發(fā)送對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)；控制器，根據(jù)指令信號(hào)、反饋信號(hào)以及輸出信號(hào)計(jì)算輸出控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)器，根據(jù)控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)；逆變器，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作用下將直流電轉(zhuǎn)換為交流電并提供給多相交流電機(jī)，具有這樣的特征：其中，多相交流電機(jī)具有j 個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的多相繞組單元，逆變器具有與j個(gè)多相繞組單元一一對(duì)應(yīng)連接的j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的逆變單元，每個(gè)逆變單元具有k個(gè)相互并列連接且參數(shù)相同的逆變橋臂向?qū)?yīng)的多相繞組單元提供k路線電流，直流電源具有j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的電池單元，分別對(duì)應(yīng)連接j個(gè)逆變單元，驅(qū)動(dòng)器具有j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的驅(qū)動(dòng)單元，分別與j個(gè)逆變單元相連接，k為大于2的正整數(shù)，j為大于1的正整數(shù)。

本實(shí)用新型提供的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還可以具有這樣的技術(shù)特征：其中，當(dāng)逆變單元的單個(gè)橋臂正常輸出的最大連續(xù)工作電流值為I₁，多相交流電機(jī)的最大線電流有效值為I_N時(shí)，多相繞組單元的個(gè)數(shù)j滿足下述條件：j＞I_N÷I₁，其中，j為大于1的正整數(shù)。

本實(shí)用新型提供的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還可以具有這樣的特征：其中，電池單元是由一個(gè)電池單體構(gòu)成、或是由至少兩個(gè)電池單體串聯(lián)而成。

本實(shí)用新型提供的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還可以具有這樣的特征：其中，多相交流電機(jī)為異步電機(jī)或同步電機(jī)，多相繞組單元在電樞上是對(duì)稱分布的，多相繞組單元的連接方式可以是星形聯(lián)結(jié)或多角形環(huán)形聯(lián)結(jié)，多相交流電機(jī)繞組的并繞根數(shù)和極對(duì)數(shù)的積能被多相繞組單元的個(gè)數(shù)j整除。

本實(shí)用新型提供的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還可以具有這樣的特征：其中，每個(gè)逆變橋臂含有相互串聯(lián)連接的上橋臂功率開(kāi)關(guān)單元以及下橋臂功率開(kāi)關(guān)單元，上橋臂功率開(kāi)關(guān)單元以及下橋臂功率開(kāi)關(guān)單元均是由一個(gè)功率開(kāi)關(guān)管構(gòu)成、或是多個(gè)性能參數(shù)一致的功率開(kāi)關(guān)管并聯(lián)而成的。

本實(shí)用新型提供的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置還可以具有這樣的特征：其中，逆變單元是由單個(gè)智能功率模塊構(gòu)成的或是多個(gè)類型和參數(shù)相同的功率開(kāi)關(guān)管組合構(gòu)成的，功率開(kāi)關(guān)管為電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管(Power MOSFET)、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、集成門(mén)極換流晶閘管(IGCT)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、電力雙極型晶體管中(GTR)和門(mén)極換流晶閘管(SGCT)中的任意一種。

<結(jié)構(gòu)二>

進(jìn)一步，本實(shí)用新型還提供了一種含有上述電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的電動(dòng)設(shè)備。

實(shí)用新型的作用與效果

根據(jù)本實(shí)用新型提供的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置以及電動(dòng)設(shè)備，由于多相交流電機(jī)具有j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的多相繞組單元，逆變器具有與 j個(gè)多相繞組單元一一對(duì)應(yīng)連接的j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的逆變單元，每個(gè)逆變單元具有k個(gè)相互并列連接且參數(shù)相同的逆變橋臂向?qū)?yīng)的多相繞組單元提供k路線電流，直流電源具有j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的電池單元，分別對(duì)應(yīng)連接j個(gè)逆變單元，驅(qū)動(dòng)器具有j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的驅(qū)動(dòng)單元，分別與j個(gè)逆變單元相連接，所以電池組的電池單體不采用并聯(lián)技術(shù)，僅僅采用串聯(lián)技術(shù)構(gòu)成電池單元，消除電池單體并聯(lián)后產(chǎn)生的電池均衡問(wèn)題。在供電方面，由多個(gè)相對(duì)小容量的電池單元代替了單個(gè)的大容量串并聯(lián)電池組，在電池單體數(shù)量相同的情況下，減小了電池由于并聯(lián)引起的整體性能衰減，提高了能量密度、功率、性能、耐久性和安全性，可以為電動(dòng)設(shè)備的續(xù)航和性能提供更好的保障。

而且，相對(duì)于串并聯(lián)電池組的輸出電流，電池單元的輸出電流較小，所以，電池單元與逆變單元之間的連接線、連接線與電池單元的接頭、連接線與逆變單元的接頭對(duì)電阻和絕緣的要求較低。所以不僅降低了生產(chǎn)的難度和成本，還有助于提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。

不僅如此，本實(shí)用新型的電驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)現(xiàn)，有助于打破國(guó)外對(duì)于大電流驅(qū)動(dòng)裝置的壟斷和封鎖，促進(jìn)電動(dòng)設(shè)備的發(fā)展和壯大，使得該電驅(qū)動(dòng)裝置不僅能夠取代污染大、啟動(dòng)速度慢和能源利用率低的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)而應(yīng)用于目前無(wú)法采用電動(dòng)機(jī)的重型機(jī)車上，如叉車、卡車、推土機(jī)、挖土機(jī)等重型機(jī)車等，還能夠應(yīng)用于軍事上需要更大電流的電動(dòng)戰(zhàn)車、電動(dòng)飛行器、電動(dòng)軍艦和電驅(qū)動(dòng)航空母艦上，實(shí)現(xiàn)了低壓大電流的電驅(qū)動(dòng)裝置的國(guó)產(chǎn)化。而且與燃油驅(qū)動(dòng)裝置相比較，系統(tǒng)性能更加優(yōu)越，可靠性更高，容錯(cuò)能力更強(qiáng)。

因此，本實(shí)用新型的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、合理，成本低，發(fā)熱量小，工作性能穩(wěn)定、安全可靠，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖；以及

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中的大電流多相交流電機(jī)、逆變器和串并聯(lián)電池組的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。

電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置10設(shè)置在電動(dòng)設(shè)備如電動(dòng)工具、四軸飛行器、電動(dòng)汽車、電動(dòng)船舶、工業(yè)用電動(dòng)叉車、電動(dòng)軍事設(shè)備內(nèi)，用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)設(shè)備。

圖1是本實(shí)施例中的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置10包括多相交流電機(jī)11、直流電源 12、指令發(fā)送部13、電流傳感器14、輸出傳感器15、控制器16、驅(qū)動(dòng)器17以及逆變器18。

多相交流電機(jī)11的相數(shù)為k，具有額定線電壓以及額定線電流。多相交流電機(jī)11具有安裝在一個(gè)電樞或多個(gè)電樞上的j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的多相繞組單元111，j的個(gè)數(shù)可以通過(guò)多相交流電機(jī)11 繞組的并繞根數(shù)和極對(duì)數(shù)之積進(jìn)行平均拆分，j的個(gè)數(shù)大于等于2。拆分前后，多相交流電機(jī)繞組和j個(gè)多相繞組單元的繞組相數(shù)、繞組相序、繞組匝數(shù)、繞組聯(lián)結(jié)方式、額定電壓和額定電流總和保持不變。

在本實(shí)施例中，k為三，即多相交流電機(jī)11為三相交流電機(jī)，相應(yīng)的，多相繞組單元111為三相繞組，每個(gè)三相繞組具有三個(gè)呈三角形連接的繞組A、B、C。

在本實(shí)施例中，電樞為多相交流電機(jī)的定子或轉(zhuǎn)子，多相交流電機(jī)為異步電機(jī)或同步電機(jī)。

直流電源12具有與多相交流電機(jī)11的額定線電壓相對(duì)應(yīng)的恒定電壓，用于提供與額定線電流相對(duì)應(yīng)的直流電。在本實(shí)施例中，直流電源為動(dòng)力電池。直流電源12具有j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的電池單元121。

每個(gè)電池單元121均是由一個(gè)電池單體構(gòu)成的、或是由至少兩個(gè)電池單體串聯(lián)而成的。所以，j個(gè)電池單元121在裝置中不存在電的耦合關(guān)系，不存在電池單體由于電壓不等而引起的環(huán)流等問(wèn)題，消除了電池單體并聯(lián)引起的電池均衡問(wèn)題，直流電源的總?cè)萘颗cj個(gè)電池單元121容量之和基本相等。

指令發(fā)送部13發(fā)送與多相交流電機(jī)11輸出的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩的值相對(duì)應(yīng)的指令信號(hào)。

電流傳感器14檢測(cè)多相繞組單元111的線電流，并發(fā)送與檢測(cè)的線電流值對(duì)應(yīng)的反饋信號(hào)。反饋信號(hào)被控制器16接收。

輸出傳感器15檢測(cè)多相交流電機(jī)11輸出的轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩，并發(fā)送對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)被控制器16接收。輸出傳感器15 可為轉(zhuǎn)速傳感器或轉(zhuǎn)矩傳感器。在本實(shí)施例中，輸出傳感器15采用轉(zhuǎn)速傳感器。

控制器16根據(jù)指令發(fā)送部13的指令信號(hào)、電流傳感器14的反饋信號(hào)以及輸出傳感器15的輸出信號(hào)計(jì)算輸出控制信號(hào)。

驅(qū)動(dòng)器17根據(jù)控制信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)逆變器工作的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。

逆變器18在驅(qū)動(dòng)信號(hào)的作用下將直流電轉(zhuǎn)換為交流電并提供給多相交流電機(jī)11。逆變器18包括分別與j個(gè)多相繞組單元111相對(duì)應(yīng)的j個(gè)逆變單元181。

每個(gè)逆變單元181具有三個(gè)相互并列連接、結(jié)構(gòu)和功率開(kāi)關(guān)管都相同的A相逆變橋臂、B相逆變橋臂以及C相逆變橋臂。A相逆變橋臂的輸出線連接著A相繞組與C相繞組的接點(diǎn)，B相逆變橋臂的輸出線連接著B(niǎo)相繞組與A相繞組的接點(diǎn)，C相逆變橋臂的輸出線連接著C相繞組與B相繞組的接點(diǎn)，分別向繞組提供線電流。

每個(gè)逆變橋臂含有相互串聯(lián)連接的上橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141a以及下橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141b。

上橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141a以及下橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141b均是由一個(gè)功率開(kāi)關(guān)管構(gòu)成、或是多個(gè)性能參數(shù)一致的功率開(kāi)關(guān)管并聯(lián)而成的。在本實(shí)施例中，每個(gè)三相繞組111是由六個(gè)功率開(kāi)關(guān)管構(gòu)成的逆變單元181單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。

上橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141a以及下橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141b具有相同的最大連續(xù)工作電流。只有在最大連續(xù)工作電流以下時(shí)，功率開(kāi)關(guān)管才有可能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，如果工作電流超過(guò)這個(gè)電流值，功率開(kāi)關(guān)管就會(huì)由于過(guò)流而被擊穿損壞。

在本實(shí)施例中，逆變單元可以由單個(gè)智能功率模塊構(gòu)成，也可以采用多個(gè)類型和參數(shù)相同的功率開(kāi)關(guān)管組合而成。

功率開(kāi)關(guān)管為電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管(PowerMOSFET)、門(mén)極可關(guān)斷晶閘管(GTO)、集成門(mén)極換流晶閘管(IGCT)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、電力雙極型晶體管中(GTR)和門(mén)極換流晶閘管(SGCT) 中的任意一種。

在本實(shí)施例中，j個(gè)相互獨(dú)立的電池單元121分別與j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的逆變單元181相連接并給j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的多相繞組單元111供電。

控制器16還根據(jù)上橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141a以及下橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141b之間的預(yù)定工作周期，以及根據(jù)與上橋臂功率開(kāi)關(guān)單元 141a以及下橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141b在相應(yīng)的工作時(shí)間內(nèi)的導(dǎo)通電流相對(duì)應(yīng)的脈沖信號(hào)，向驅(qū)動(dòng)器13提供信號(hào)。

驅(qū)動(dòng)器17具有j個(gè)相互獨(dú)立參數(shù)相同的驅(qū)動(dòng)單元171，每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元171同時(shí)接收到控制器16發(fā)出的相同信號(hào)，j個(gè)驅(qū)動(dòng)單元171分別與j個(gè)逆變單元181相連接。每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元171都可以發(fā)出A相驅(qū)動(dòng)信號(hào)、B相驅(qū)動(dòng)信號(hào)以及C相驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該三相驅(qū)動(dòng)信號(hào)分別驅(qū)動(dòng) A相逆變橋臂、B相逆變橋臂以及C相逆變橋臂上的上橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141a以及下橋臂功率開(kāi)關(guān)單元141b，使其導(dǎo)通或關(guān)閉。

本實(shí)施例中的多相繞組單元的個(gè)數(shù)j為整數(shù)，滿足如下條件：j ＞I_N÷I₁。該式中I₁為單個(gè)橋臂在各種不同工況下都可以正常輸出的最大連續(xù)工作電流值；I_N為多相交流電機(jī)線電流在各種不同工況下可能出現(xiàn)的最大有效值。

j的確定思路如下：首先根據(jù)采購(gòu)要求、性價(jià)比和可靠性等因素選擇合適的功率開(kāi)關(guān)管，確定單個(gè)功率開(kāi)關(guān)管在各種不同工況下都可以正常輸出的最大連續(xù)工作電流值，然后根據(jù)上式計(jì)算并向上取整得到j(luò)。

j的個(gè)數(shù)也可以通過(guò)多相交流電機(jī)繞組導(dǎo)線的并繞根數(shù)和極對(duì)數(shù)的積來(lái)進(jìn)行平均拆分，如果電機(jī)繞組導(dǎo)線不是并繞的或難以拆分成所要求的個(gè)數(shù)時(shí)，可以利用等效原理重新設(shè)計(jì)繞組，把繞組的并繞根數(shù)和極對(duì)數(shù)的積確定為j或j的整數(shù)倍，再進(jìn)行平均拆分。

當(dāng)然，也可以不根據(jù)I₁來(lái)確定j，而是直接設(shè)定j，然后再來(lái)選擇合適的開(kāi)關(guān)管和拆分繞組導(dǎo)線，只要保證導(dǎo)線拆分后電機(jī)的性能不變且單個(gè)橋臂能夠穩(wěn)定提供多相繞組單元的線電流即可。

對(duì)于逆變器來(lái)說(shuō)，任意一個(gè)逆變橋臂的輸出電流僅僅與其相連接的多相繞組單元有關(guān)系，與其他的多相繞組單元及其對(duì)應(yīng)的逆變橋臂輸出電流沒(méi)有任何電的耦合聯(lián)系。因此，消除了低壓大電流系統(tǒng)中功率開(kāi)關(guān)管并聯(lián)均流的問(wèn)題。即使某一相的所有逆變橋臂的開(kāi)關(guān)管存在開(kāi)關(guān)特性不一致的情況，導(dǎo)致每個(gè)多相繞組單元所產(chǎn)生的力矩在導(dǎo)通過(guò)程和關(guān)斷過(guò)程這兩個(gè)瞬間內(nèi)的大小不一致，但是由于開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷過(guò)程的時(shí)間非常短，一般都是納秒級(jí)的，而電機(jī)及其負(fù)載又是一個(gè)相對(duì)很大的慣性物體，這個(gè)力矩不一致的影響微乎其微，完全可以忽略不計(jì)。

實(shí)施例的作用與效果

根據(jù)本實(shí)施例提供的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置以及電動(dòng)設(shè)備，由于多相交流電機(jī)具有j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的多相繞組單元，逆變器具有與j 個(gè)多相繞組單元一一對(duì)應(yīng)連接的j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的逆變單元，每個(gè)逆變單元具有k個(gè)相互并列連接且參數(shù)相同的逆變橋臂向?qū)?yīng)的多相繞組單元提供k路線電流，直流電源具有j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的電池單元并分別對(duì)應(yīng)連接j個(gè)逆變單元，驅(qū)動(dòng)器具有j個(gè)相互獨(dú)立且參數(shù)相同的驅(qū)動(dòng)單元，分別與j個(gè)逆變單元相連接，所以電池組的電池單體不需要采用并聯(lián)技術(shù)，僅僅采用串聯(lián)技術(shù)構(gòu)成電池單元，即可消除了電池單體并聯(lián)后產(chǎn)生的電池均衡問(wèn)題。在供電方面，由多個(gè)相對(duì)小容量的電池單元代替了單個(gè)的大容量串并聯(lián)電池組，在電池單體數(shù)量相同的情況下，減小了電池由于并聯(lián)引起的整體性能衰減，提高了能量密度、功率、性能、耐久性和安全性，可以為電動(dòng)設(shè)備的續(xù)航和性能提供更好的保障。

而且，相對(duì)于串并聯(lián)電池組的輸出電流，電池單元的輸出電流較小，所以，電池單元與逆變單元之間的連接線、連接線與電池單元的接頭、連接線與逆變單元的接頭對(duì)電阻和絕緣的要求較低。所以不僅降低了生產(chǎn)的難度和成本，還有助于提高系統(tǒng)的可靠性和安全性。

不僅如此，本實(shí)施例的電驅(qū)動(dòng)裝置的實(shí)現(xiàn)，有助于打破國(guó)外對(duì)于大電流驅(qū)動(dòng)裝置的壟斷和封鎖，促進(jìn)電動(dòng)設(shè)備的發(fā)展和壯大，使得該電驅(qū)動(dòng)裝置不僅能夠取代污染大、啟動(dòng)速度慢和能源利用率低的燃油發(fā)動(dòng)機(jī)而應(yīng)用于目前無(wú)法采用電動(dòng)機(jī)的重型機(jī)車上，如叉車、卡車、推土機(jī)、挖土機(jī)等重型機(jī)車等，還能夠應(yīng)用于軍事上需要更大電流的電動(dòng)戰(zhàn)車、電動(dòng)飛行器、電動(dòng)軍艦和電驅(qū)動(dòng)航空母艦上，實(shí)現(xiàn)了低壓大電流的電驅(qū)動(dòng)裝置的國(guó)產(chǎn)化。而且與燃油驅(qū)動(dòng)裝置相比較，系統(tǒng)性能更加優(yōu)越，可靠性更高，容錯(cuò)能力更強(qiáng)。

綜上所述，本實(shí)施例的電動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、合理，成本低，發(fā)熱量小，工作性能穩(wěn)定、安全可靠，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。

以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。