驱动充电集成拓扑和电动车的制作方法

[0001]
本实用新型属于电动车技术领域，特别是涉及一种驱动充电集成拓扑和电动车。


背景技术：

[0002]
近些年来，城市环境污染问题越来越严重，其中汽车尾气污染正日益危害着人们的健康，随着保护环境意识的提高，低碳经济和节能减排技术的快速发展，电动车因其无污染的优点，开始被人们普及应用于日常生活中。
[0003]
电动车驱动充电变成了研究热点，现有电动车的驱动电路和充电电路通常是两个相互独立的电路拓扑结构，电动车实现驱动和充电功能所使用的器件较多；作为电动车的“核心动力”，电机驱动对于电动车运行性能至关重要，电动车空间受到成本、机动性等方面限制，电机驱动必须满足紧凑型设计要求；电动车空间、重量的限制和电机驱动及充电机容量、性能要求的不断增加形成了矛盾，对电动车设计造成了巨大的技术挑战，阻碍了电动车产业的发展，因此，如何从电动车电机驱动和充电功能集成及性能提高方面寻找技术突破、提出技术创新，进而解决电动车空间限制和高性能要求之间的矛盾，对于电动车技术的发展和整体电动车产业的推进都具有重要的作用。


技术实现要素：

[0004]
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种驱动充电集成拓扑和电动车，用于解决现有技术中驱动和充电所使用器件较多，占用空间，不能满足紧凑型设计要求的问题。
[0005]
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种驱动充电集成拓扑，应用于电动车，包括：逆变驱动模块、第一电解电容、直流电源、第二电解电容及整流模块；所述第一电解电容并联在所述直流电源的两端；所述直流电源与所述逆变驱动模块连接，以实现驱动所述电动车的无刷直流电机；所述整流模块分别与所述逆变驱动模块和所述第二电解电容连接。
[0006]
于本实用新型的一实施例中，还包括：交流电源；所述交流电源与所述整流模块的输入端连接，以实现为所述无刷直流电机充电。
[0007]
于本实用新型的一实施例中，所述逆变驱动模块包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管、第一储能电感、第二储能电感及第三储能电感；所述第一开关管的发射极分别与所述第一储能电感的一端、所述第二开关管的集电极连接、所述第二电解电容的正极及所述整流模块的输出端的正极连接；所述第三开关管的发射极分别与所述第二储能电感的一端和所述第四开关管的集电极连接；所述第五开关管的发射极分别与所述第三储能电感的一端和所述第六开关管的集电极连接；所述第一开关管的集电极、所述第三开关管的集电极及所述第五开关管的集电极共同连接至所述直流电源的正极；所述第二开关管的发射极、所述第四开关管的发射极及所述第六开关管的发射极共同连接至所述直流电源的负极；所述第一储能电感的另一端、所述第二储能电感
的另一端及所述第三储能电感的另一端共同相连。
[0008]
于本实用新型的一实施例中，所述第一储能电感、所述第二储能电感及所述第三储能电感均采用电机绕组。
[0009]
于本实用新型的一实施例中，还包括：dsp芯片；所述dsp芯片与所述逆变驱动模块连接，用于向所述逆变驱动模块输出pwm控制信号。
[0010]
于本实用新型的一实施例中，所述整流模块包括：二极管；所述二极管与所述逆变驱动模块连接，且所述二极管的阴极与所述第二电解电容的正极连接，所述二极管的阳极与所述第二电解电容的负极连接。
[0011]
于本实用新型的一实施例中，所述直流电源采用蓄电池。
[0012]
本实用新型提供一种电动车，包括：上述的驱动充电集成拓扑和无刷直流电机；所述驱动充电集成拓扑与所述无刷直流电机连接，用于驱动所述无刷直流电机。
[0013]
于本实用新型的一实施例中，还包括：交流电源；所述交流电源与所述驱动充电集成拓扑连接，用于为所述无刷直流电机充电。
[0014]
于本实用新型的一实施例中，还包括：dsp芯片；所述dsp芯片与所述驱动充电集成拓扑连接，用于控制所述驱动充电集成拓扑，以实现驱动所述无刷直流电机或为所述无刷直流电机充电。
[0015]
如上所述，本实用新型所述的驱动充电集成拓扑和电动车，具有以下有益效果：
[0016]
(1)与现有技术相比，本实用新型实现了驱动和充电拓扑集成，在同一个逆变驱动模块下，能够实现驱动和充电两种工作模式，在不影响驱动和充电效率的前提下，实现了减少器件的使用，相应的降低了成本。
[0017]
(2)通过利用电机绕组作为充电储能电感，适用于各种电动车驱动充电场合，提高了该驱动充电集成拓扑的适用性。
附图说明
[0018]
图1显示为本实用新型的驱动充电集成拓扑于一实施例中的电路结构示意图。
[0019]
图2显示为本实用新型的驱动充电集成拓扑于一实施例中处于驱动工作模式下的电路结构示意图。
[0020]
图3显示为本实用新型的驱动充电集成拓扑于一实施例中处于充电工作模式下的电路结构示意图。
[0021]
图4显示为本实用新型的电动车于一实施例中的结构示意图。
[0022]
标号说明
[0023]
41
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驱动充电集成拓扑
[0024]
42
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无刷直流电机
[0025]
43
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
交流电源
[0026]
44
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
dsp芯片
具体实施方式
[0027]
以下通过特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另
外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0028]
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0029]
本实用新型的驱动充电集成拓扑和电动车，与现有技术相比，本实用新型实现了驱动和充电拓扑集成，在同一个逆变驱动模块下，能够实现驱动和充电两种工作模式，在不影响驱动和充电效率的前提下，实现了减少器件的使用，相应的降低了成本；通过利用电机绕组作为充电储能电感，适用于各种电动车驱动充电场合，提高了该驱动充电集成拓扑的适用性。
[0030]
如图1所示，于一实施例中，本实用新型的驱动充电集成拓扑应用于电动车，包括逆变驱动模块、第一电解电容c
1
、直流电源v
1
、第二电解电容c
2
及整流模块dn
1
。
[0031]
具体地，所述第一电解电容c
1
并联在所述直流电源v
1
的两端(该第一电解电容c
1
的正极(+)与该直流电源v
1
的正极连接，该第一电解电容c
1
的负极与该直流电源v
1
的负极连接)；所述直流电源v
1
与所述逆变驱动模块连接，以实现驱动所述电动车的无刷直流电机，从而使该驱动充电集成拓扑能够处于驱动工作模式；所述整流模块dn
1
分别与所述逆变驱动模块和所述第二电解电容c
2
连接。
[0032]
于一实施例中，还包括交流电源ac；所述交流电源ac与所述整流模块dn
1
的输入端连接，以实现为所述无刷直流电机充电，从而使该驱动充电集成拓扑能够处于充电工作模式。
[0033]
于一实施例中，所述逆变驱动模块包括第一开关管k
1
、第二开关管k
2
、第三开关管k
3
、第四开关管k
4
、第五开关管k
5
、第六开关管k
6
、第一储能电感a、第二储能电感b及第三储能电感c。
[0034]
具体地，所述第一开关管k
1
的发射极分别与所述第一储能电感a的一端、所述第二开关管k
2
的集电极连接、所述第二电解电容c
2
的正极(+)及所述整流模块dn
1
的输出端的正极连接；所述第三开关管k
3
的发射极分别与所述第二储能电感b的一端和所述第四开关管k
4
的集电极连接；所述第五开关管k
5
的发射极分别与所述第三储能电感c的一端和所述第六开关管k
6
的集电极连接；所述第一开关管k
1
的集电极、所述第三开关管k
3
的集电极及所述第五开关管k
5
的集电极共同连接至所述直流电源v
1
的正极；所述第二开关管k
2
的发射极、所述第四开关管k
4
的发射极及所述第六开关管k
6
的发射极共同连接至所述直流电源v
1
的负极；所述第一储能电感a的另一端、所述第二储能电感b的另一端及所述第三储能电感c的另一端共同相连。
[0035]
需要说明的是，该第一开关管k
1
、第二开关管k
2
、第三开关管k
3
、第四开关管k
4
、第五开关管k
5
及第六开关管k
6
可采用但并不限于mos管或igbt。
[0036]
于一实施例中，还包括dsp芯片；所述dsp芯片与所述逆变驱动模块连接，用于向所述逆变驱动模块输出pwm控制信号。
[0037]
具体地，通过该dsp芯片向该逆变驱动模块中的开关管(第一开关管k1、第二开关
管k
2
、第三开关管k
3
、第四开关管k
4
、第五开关管k
5
及第六开关管k
6
)输出相应的pwm控制信号，以控制该开关管的导通或关断，从而实现控制该驱动充电集成拓扑，使其处于驱动工作模式或充电工作模式。
[0038]
于一实施例中，所述整流模块dn
1
包括二极管；所述二极管与所述逆变驱动模块连接，且所述二极管的阴极与所述第二电解电容c
2
的正极(+)连接，所述二极管的阳极与所述第二电解电容c
2
的负极连接。
[0039]
需要说明的是，该整流模块dn
1
除利用图1中显示的单相整流结构(二极管)外，还可利用双相或三相等整流结构，只要能够实现整流功能的电路结构均可。
[0040]
需要说明的是，本实用新型实现了驱动和充电拓扑集成，在同一个逆变驱动模块下，能够实现驱动和充电两种工作模式。
[0041]
如图2所示，当处于驱动工作模式时，在dsp芯片的控制下，输出pwm控制信号来实现开关管的导通和关断；具体地，开关管k
1
、k
2
、k
3
、k
4
、k
5
、k
6
均正常导通和关断(如图2中实线所示)，第二电解电容c
2
、整流模块dn
1
和交流电源ac均不接入电路中工作(如图2中虚线所示)。
[0042]
如图3所示，当处于充电工作模式时，在dsp芯片的控制下，输出pwm控制信号来实现开关管的导通和关断；具体地，开关管k
3
和开关管k
4
在dsp芯片输出的pwm控制信号的控制下，实现正常导通和关断，电机绕组a、b作为充电升压储能电感使用，此时接入交流电源ac、整流模块dn
1
以及第二电解电容c
2
，构造成整流boost充电拓扑(如图3中实线所示)；开关管k
1
、开关管k
2
、开关管k
5
及开关管k
6
一直处于关断状态，且电机绕组c不接入电路中(如图3中虚线所示)。
[0043]
于一实施例中，所述直流电源v
1
采用但并不限于蓄电池。
[0044]
于一实施例中，所述第一储能电感a、所述第二储能电感b及所述第三储能电感c均采用电机绕组。
[0045]
需要说明的是，采用电机绕组作为充电储能电感，使该驱动充电集成拓扑适用于各种电动车驱动充电场合，提高了其适用性。
[0046]
如图4所示，于一实施例中，本实用新型的电动车包括上述的驱动充电集成拓扑41和无刷直流电机42。
[0047]
具体地，所述驱动充电集成拓扑41与所述无刷直流电机42连接，用于驱动所述无刷直流电机42，以使该驱动充电集成拓扑41能够处于驱动工作模式。
[0048]
于一实施例中，还包括交流电源43；所述交流电源43与所述驱动充电集成拓扑41连接，用于为所述无刷直流电机42充电，以使该驱动充电集成拓扑41能够处于充电工作模式。
[0049]
需要说明的是，通过使用同一驱动充电集成拓扑41，可使该电动车实现驱动充电集成，在不影响电动车驱动和充电效率的前提下，实现了减少器件的使用，相应的降低了成本。
[0050]
于一实施例中，还包括dsp芯片44；所述dsp芯片44与所述驱动充电集成拓扑41连接，用于控制所述驱动充电集成拓扑41，以实现驱动所述无刷直流电机42或为所述无刷直流电机42充电。
[0051]
需要说明的是，该驱动充电集成拓扑41与上述驱动充电集成拓扑的工作原理相
同，所以，该电动车的驱动工作原理也与上述驱动充电集成拓扑的工作原理相同，在此也不再赘述。
[0052]
综上所述，本实用新型的驱动充电集成拓扑和电动车，与现有技术相比，本实用新型实现了驱动和充电拓扑集成，在同一个逆变驱动模块下，能够实现驱动和充电两种工作模式，在不影响驱动和充电效率的前提下，实现了减少器件的使用，相应的降低了成本；通过利用电机绕组作为充电储能电感，适用于各种电动车驱动充电场合，提高了该驱动充电集成拓扑的适用性；所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
[0053]
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

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