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CN108001292B - 一种混合高压直流与高频交流的纯电动汽车电气系统 - Google Patents

一种混合高压直流与高频交流的纯电动汽车电气系统 Download PDF

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CN108001292B
CN108001292B CN201810017331.4A CN201810017331A CN108001292B CN 108001292 B CN108001292 B CN 108001292B CN 201810017331 A CN201810017331 A CN 201810017331A CN 108001292 B CN108001292 B CN 108001292B
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China
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刘俊峰
吴佳磊
祝祥开
曾君
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South China University of Technology SCUT
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South China University of Technology SCUT
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60L1/00—Supplying electric power to auxiliary equipment of vehicles
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    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

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  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Arrangement Or Mounting Of Propulsion Units For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种混合高压直流与高频交流的纯电动汽车电气系统，包括四个区及两条配电总线，分别为高压直流总线和高频交流总线，四个区是将纯电动汽车除动力电池组外的其它部分按空间位置划分而成，分别为左前区、左后区、右前区和右后区，每个区均包含变频器、轮毂电机、高频逆变器和辅助设备总成；高压直流总线直接与动力电池组的输出连接，其一方面连接各区的变频器，给相应的轮毂电机供电，另一方面连接各区的高频逆变器，给各区的辅助设备总成供电，而各区的高频逆变器的输出与相应的辅助设备总成之间是通过高频交流总线连接，且四个区的高频逆变器是并联连接。本发明具有简化系统结构，增强系统兼容性等优点。

Description

一种混合高压直流与高频交流的纯电动汽车电气系统
技术领域
本发明涉及纯电动汽车的技术领域，尤其是指一种混合高压直流(High-voltagedc，HVDC)与高频交流(High-frequency ac，HFAC)的纯电动汽车电气系统。
背景技术
现有的纯电动汽车电气系统多为高压100-400V/低压14V的双直流配电系统，高压母线从动力电池组获取能量，一方面通过变频器驱动电机负载，另一方面通过dc-dc变换器产生低压直流母线，进而给车载辅助设备供电。其中，低压14V直流配电方式基本沿袭于传统汽车电气系统，随着车载设备多样化程度不断提高，汽车电气系统的功率等级不断提升，导致了传输线束的增加，及汽车重量和成本的提高；此外，低压大电流的传输方式还存在着效率低等缺点。为解决此类问题，出现了直流42V的汽车电气系统，但因未能兼容14V车载设备的原因而暂未得到推广；同时，42V直流电气系统还存在着安全性差、电弧、线束连接头腐蚀严重等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种混合高压直流(HVDC)与高频交流(HFAC)的纯电动汽车电气系统，将HFAC配电系统引入纯电动汽车领域，克服了现有高压100-400V/低压14V双直流电气系统的不足，此外，对于14/42V车载电气设备具有良好的兼容性。
为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种混合高压直流与高频交流的纯电动汽车电气系统，包括四个区及两条配电总线，分别为高压直流总线和高频交流总线，其中，所述四个区是将纯电动汽车除动力电池组外的其它部分按空间位置划分而成，分别为左前区、左后区、右前区和右后区，每个区均包含变频器、轮毂电机、高频逆变器和辅助设备总成；所述高压直流总线直接与动力电池组的输出连接，其一方面连接各区的变频器，给相应的轮毂电机供电，另一方面连接各区的高频逆变器，给各区的辅助设备总成供电，而各区的高频逆变器的输出与相应的辅助设备总成之间是通过高频交流总线连接，且四个区的高频逆变器是并联连接。
本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：
1、简化纯电动汽车电气系统，减少传输线束数量和整车重量，降低成本。
2、HFAC传输可结合电力线载波通信技术，进一步地简化车载电气系统。
3、HFAC总线给车载辅助设备总成供电，可兼容14/42V设备，易于推广。
4、各区域独立配电，易于实现基于空间位置的区域自治，可增强可靠性。
附图说明
图1为本发明系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例所提供的混合高压直流(HVDC)与高频交流(HFAC)的纯电动汽车电气系统，包括四个区及两条配电总线，分别为高压直流(HVDC)总线22和高频交流(HFAC)总线23，其中，所述四个区是将纯电动汽车除动力电池组1外的其它部分按空间位置划分而成，分别为左前区2、左后区3、右前区4和右后区5；左前区2包含变频器6、左前轮毂电机7、高频逆变器8和左前区辅助设备总成9；左后区3包含变频器10、左后轮毂电机11、高频逆变器12和左后区辅助设备总成13；右前区4包含变频器14、右前轮毂电机15、高频逆变器16和右前区辅助设备总成17；右后区5包含变频器18、右后轮毂电机19、高频逆变器20和右后区辅助设备总成21；所述高压直流总线22由动力电池组1直接供电，其一方面连接各区的变频器6、10、14、18分别给左前轮毂电机7、左后轮毂电机11、右前轮毂电机15、右后轮毂电机19供电，另一方面连接各区的高频逆变器8、12、16、20分别给左前区辅助设备总成9、左后区辅助设备总成13、右前区辅助设备总成17、右后区辅助设备总成21供电，可兼容14/42V设备，而各区的高频逆变器8、12、16、20的输出与相应的辅助设备总成之间是通过高频交流总线23连接，且四个区的高频逆变器8、12、16、20是并联连接，可有效控制各区的无功和谐波。
综上所述，本发明系统将纯电动汽车除动力电池组外的其它部分按空间位置划分为四个区，HVDC总线连接各区的变频器给相应的轮毂电机供电，同时，通过各区的高频逆变器产生HFAC给相应的辅助设备总成供电。这相比于现有的纯电动汽车双直流电气系统，本发明系统具有简化系统结构，增强系统兼容性等优点，具有实际推广价值，值得推广。
以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (1)

1.一种混合高压直流与高频交流的纯电动汽车电气系统，其特征在于：包括四个区及两条配电总线，分别为高压直流总线和高频交流总线，其中，所述四个区是将纯电动汽车除动力电池组外的其它部分按空间位置划分而成，分别为左前区、左后区、右前区和右后区，每个区均包含变频器、轮毂电机、高频逆变器和辅助设备总成；所述高压直流总线直接与动力电池组的输出连接，其一方面连接各区的变频器，给相应的轮毂电机供电，另一方面连接各区的高频逆变器，给各区的辅助设备总成供电，而各区的高频逆变器的输出与相应的辅助设备总成之间是通过高频交流总线连接，且四个区的高频逆变器是并联连接。
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