[0035] 下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
[0036] 如图1所示,一种电动汽车用六相电驱重构型直流快速充电机,包括电池1、电容 2,第一三相逆变器3‑1、第二三相逆变器3‑2、六相永磁同步电机4、直流电网接口5。其中,第一三相逆变器3‑1的输出端连接六相永磁同步电机ABC相,第二三相逆变器 3‑2的输出端连接六相永磁同步电机UVW相;六相永磁同步电机4有两个中性点引出, ABC相中性点O1连接直流电网接口5正极,UVW相中性点O2连接直流电网接口5负极;电池、电容、第一三相逆变器
3‑1的输入端和第二三相逆变器3‑2的输入端并联。
[0037] 其控制方法包括如下步骤:
[0038] 步骤1:在每一个控制周期中,采样当前电池充电电流Ib,利用充电电流PI控制器 *6,实时计算出电池的充电电压参考值Vb。具体为:
[0039] 将电池参考充电电流Ib*与当前电池充电电流Ib的差值eIb输入充电电流PI控制器,*根据公式(1)计算出电池的充电电压参考值Vb;
[0040]
[0041] 式中,kIP和kII分别为充电电流PI控制器的比例增益和积分增益;s为复变量。当充* *电电压参考值Vb大于电池最大允许充电电压Vbm,电池充电电压参考值Vb取Vbm。
[0042] 步骤2:采样当前电池充电电压Vb,通过充电电压PI控制器7,然后再除以3实时计算出六相永磁同步电机相电流参考值Ip*。具体为:
[0043] 将电池充电电压参考值Vb*与当前电池充电电压Vb的差值eVb输入充电电压PI控制器,根据公式(2)计算出六相永磁同步电机相电流参考值Ip*;
[0044]
[0045] 式中,kVP和kVI分别为充电电压PI控制器的比例增益和积分增益;s为复变量。当六相永磁同步电机相电流参考值Ip*大于六相永磁同步电机最大允许电流Ipm,六相永磁同步*电机相电流参考值Ip取Ipm。
[0046] 步骤3:采样当前六相永磁同步电机相电流IA、IB、IC、IU、IV、IW,利用相电流PI 控制器(8),实时计算出对应的开关管驱动信号占空比dA、dB、dC、dU、dV、dW。具体为:
[0047] 采样当前六相永磁同步电机相电流IA、IB、IC、IU、IV、IW,根据公式(3)计算相电流误差epx(x=A、B、C、U、V、W)输入相电流PI控制器,根据公式(4)计算出出对应的开关管驱动信号占空比dA、dB、dC、dU、dV、dW;
[0048]
[0049]
[0050] 式中,kpP和kpI分别为相电流PI控制器的比例增益和积分增益;s为复变量。
[0051] 步骤4:通过第一级平均值器9,计算得到dA、dB、dC的平均值dm1和dU、dV、dW的平均值dm2,通过第二级平均值器10,计算得到dm1、dm2的平均值dm;然后通过加法器11计算得到第一三相逆变器3‑1的下桥臂开关管S4、S5、S6驱动信号占空比d4、d5、 d6以及第二三相逆变器3‑2的上桥臂开关管S7、S8、S9驱动信号占空比d7、d8、d9。具体为:
[0052] 首先通过第一级平均值器根据公式(5)计算dm1、dm2,然后通过第二级平均值器根据公式(5)计算dm,最后通过加法器根据公式(6)计算出三相逆变器中开关管S4、S5、S6、S7、 S8、S9驱动信号占空比d4、d5、d6、d7、d8、d9;
[0053]
[0054]
[0055] 步骤5:步骤4中计算得到的开关管S4、S5、S6的占空比d4、d5、d6与三角载波12 经过PWM调制13后得到开关管S4、S5、S6的驱动信号,开关管S7、S8、S9的占空比 d7、d8、d9与三角载波通过移向模块14移向后得到经过PWM调制后得到开关管S7、S8、 S9的驱动信号;第一三相逆变器(3‑1)上桥臂开关管S1、S2、S3以及第二三相逆变器(3‑2) 下桥臂开关管S10、S11、S12驱动信号均为零。具体为:
[0056] 如图2所示,开关管S4、S5、S6的占空比d4、d5、d6与三角载波T1经过PWM调制后得到开关管S4、S5、S6的驱动信号,三角载波T1通过移向模块移向0.5开关周期后得到的三角载波T2,开关管S7、S8、S9的占空比d7、d8、d9与三角载波T2经过PWM调制后得到开关管S7、S8、S9的驱动信号。
[0057] 本发明无需额外添加元器件,利用电动汽车内存在的元器件便可对电池进行大功率直流充电,有效降低了充电机成本;另外,本方法在确保电动汽车充电期间保持静止的前提下,有效降低了电机相电流纹波。
[0058] 为验证本发明的技术问题,本实施例中将六相电机定子绕组等效为两套三组电感与电阻串联,建立简化的电驱重构型充电机系统电路拓扑结构,对本发明提出的一种电动汽车用六相电驱重构型直流快速充电机及其控制方法进行验证。
[0059] 本实施例中,本发明方法得到的充电电压、电流仿真结果如图3所示,可以看出充电电压电流保持恒定,满足电池的充电需要。电机A相、B相、C相电流仿真结果如图 4所示,从图中可以看出,电机A相、B相、C、相电流相等,因此电机产生零电磁转矩,满足充电期间汽车保持静止的要求。A相、U相电流以及其对应桥臂开关管驱动信号仿真结果如图5所示,由于采用PWM移向技术,驱动信号S4、S7相位相差0.5开关周期,并且电机相电流纹波频率为20kHz,电机相电流纹波得到了有效抑制。
[0060] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。