本發(fā)明涉及自動控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電機驅(qū)動裝置及電動汽車。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中，電動汽車等設(shè)備中的電機驅(qū)動裝置如圖1所示，主要包括串聯(lián)蓄電池組101和三相逆變器102。

然而，串聯(lián)蓄電池組101中，由于各蓄電池的初始容量、內(nèi)阻、自放電率等方面存在差異，使得各蓄電池的充放電特性也存在差異，并且在蓄電池多次充放電后，該差異進一步擴大，導(dǎo)致蓄電池容量、輸出功率的減小，蓄電池利用率較低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明實施例提供了一種電機驅(qū)動裝置及電動汽車，能夠提高蓄電池利用率。

本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動裝置，包括輸出三相交流電的驅(qū)動電路和主控制器，其中：

驅(qū)動電路，包括u相電驅(qū)動電路、v相電驅(qū)動電路以及w相電驅(qū)動電路；每相電驅(qū)動電路均包括n個蓄電池和與n個蓄電池一一對應(yīng)的n個電驅(qū)動單元，n個電驅(qū)動單元的信號端連接主控制器，n個電驅(qū)動單元的輸入端連接對應(yīng)蓄電池，n個電驅(qū)動單元的輸出端級聯(lián)，輸出三相交流電中的一相；其中，n為正整數(shù)；

主控制器，針對驅(qū)動電路中的每相電驅(qū)動電路，根據(jù)該相電驅(qū)動電路中的n個蓄電池的電壓，確定該相電驅(qū)動電路中的n個電驅(qū)動單元中的每個電驅(qū)動 單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)，并輸出至對應(yīng)電驅(qū)動單元。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，每個電驅(qū)動單元均包括h橋逆變器和單元控制器，其中：

h橋逆變器的輸入端作為對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸入端，h橋逆變器的輸出端作為對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸出端；

單元控制器的信號端作為對應(yīng)電驅(qū)動單元的信號端；單元控制器，采樣對應(yīng)電驅(qū)動單元連接的蓄電池的電壓發(fā)送至主控制器；根據(jù)主控制器確定的對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)，調(diào)整h橋逆變器的輸出電壓。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，主控制器，具體針對驅(qū)動電路中的每相電驅(qū)動電路，確定該相電驅(qū)動電路中的n個蓄電池的電壓平均值；根據(jù)電壓平均值，確定該相電驅(qū)動電路中的n個電驅(qū)動單元中的每個電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)。

實際實施時，主控制器，具體可以針對該相電驅(qū)動電路中的n個電驅(qū)動單元中的每個電驅(qū)動單元，確定對應(yīng)蓄電池的電壓與電壓平均值的比值作為該電驅(qū)動單元的電壓調(diào)整系數(shù)。

較佳的，主控制器，在針對驅(qū)動電路中的每相電驅(qū)動電路，根據(jù)該相電驅(qū)動電路中的n個蓄電池的電壓，確定該相電驅(qū)動電路中的n個電驅(qū)動單元中的每個電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)之前，還確定驅(qū)動電路的輸出正常。即主控制在確定驅(qū)動電路的輸出正常時，才確定各電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)；在確定驅(qū)動電路的輸出異常時，不確定各電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)。

較佳的，驅(qū)動電路中的每相電驅(qū)動電路均還包括與n個電驅(qū)動單元一一對應(yīng)的n個旁路開關(guān)單元，n個旁路開關(guān)單元分別連接于對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸出端間；此時，主控制器，還可以判斷電機的反電勢是否高于預(yù)設(shè)值；當(dāng)確定電機的反電勢高于預(yù)設(shè)值時，控制驅(qū)動電路中的每相驅(qū)動電路中的旁路開關(guān)單元處于閉合狀態(tài)。

實際實施時，上述旁路開關(guān)單元可以采用接觸器、雙向晶閘管實現(xiàn)，包括 接觸器、雙向晶閘管中的至少一種。

較佳的，主控制器，在判斷電機的反電勢是否高于預(yù)設(shè)值之前，還確定驅(qū)動電路的輸出異常。即主控制在確定驅(qū)動電路的輸出異常時，才判斷電機的反電勢是否高于預(yù)設(shè)值；在確定驅(qū)動電路的輸出正常時，不判斷電機的反電勢是否高于預(yù)設(shè)值。

本發(fā)明實施例提供的電動汽車，包括將電能轉(zhuǎn)換為機械能的汽車電機，以及上述任一用于驅(qū)動汽車電機的電機驅(qū)動裝置。

根據(jù)本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動裝置及電動汽車，各蓄電池獨立供電輸出，互不影響，并且根據(jù)各蓄電池的電壓調(diào)整對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸出，使電壓高的蓄電池多輸出電能，電壓低的蓄電池少輸出電能，從而達到蓄電池均壓的效果，提高蓄電池的利用率。

附圖說明

附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與本發(fā)明實施例一起用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中電機驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖3為本發(fā)明實施例提供的電驅(qū)動單元的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖5為本發(fā)明實施例提供的主控制器的控制流程示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例提供的電動汽車的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為了給出提高蓄電池利用率的實現(xiàn)方案，本發(fā)明實施例提供了一種電機驅(qū)動裝置及電動汽車，以下結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行說明，應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限定本 發(fā)明。并且在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

本發(fā)明實施例提供了一種電機驅(qū)動裝置，如圖2所示，具體可以包括輸出三相交流電的驅(qū)動電路201和主控制器202，其中：

驅(qū)動電路201，包括u相電驅(qū)動電路2011、v相電驅(qū)動電路2012以及w相電驅(qū)動電路2013；每相電驅(qū)動電路均包括n個蓄電池和與n個蓄電池一一對應(yīng)的n個電驅(qū)動單元，n個電驅(qū)動單元的信號端連接主控制器202，n個電驅(qū)動單元的輸入端連接對應(yīng)蓄電池，n個電驅(qū)動單元的輸出端級聯(lián)，輸出三相交流電中的一相；其中，n為正整數(shù)；

主控制器202，針對驅(qū)動電路201中的每相電驅(qū)動電路，根據(jù)該相電驅(qū)動電路中的n個蓄電池的電壓，確定該相電驅(qū)動電路中的n個電驅(qū)動單元中的每個電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)，并輸出至對應(yīng)電驅(qū)動單元。

即本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動裝置中，驅(qū)動電路201中的u相電驅(qū)動電路2011輸出驅(qū)動電機的三相交流電中的u相，v相電驅(qū)動電路2012輸出驅(qū)動電機的三相交流電中的v相，w相電驅(qū)動電路2013輸出驅(qū)動電機的三相交流電中的w相。

每相電驅(qū)動電路中的電驅(qū)動單元，包括信號端、正輸入端和負(fù)輸入端兩個輸入端、第一輸出端和第二輸出端兩個輸出端。

每相電驅(qū)動電路中，n個電驅(qū)動單元的信號端連接主控制器202，即為：

u相電驅(qū)動電路2011中的n個電驅(qū)動單元的信號端、v相電驅(qū)動電路2012中的n個電驅(qū)動單元的信號端、w相電驅(qū)動電路2013中的n個電驅(qū)動單元的信號端連接控制器202。

每相電驅(qū)動電路中，n個電驅(qū)動單元的輸入端連接對應(yīng)蓄電池，即為：

u相電驅(qū)動電路2011中第i個電驅(qū)動單元的正輸入端連接u相電驅(qū)動電路2011中第i個蓄電池的正極，u相電驅(qū)動電路2011中第i個電驅(qū)動單元的負(fù)輸入端連接u相電驅(qū)動電路2011中第i個蓄電池的負(fù)極；其中，i為小于n 的正整數(shù)；

v相電驅(qū)動電路2012中第j個電驅(qū)動單元的正輸入端連接v相電驅(qū)動電路2012中第j個蓄電池的正極，v相電驅(qū)動電路2012中第j個電驅(qū)動單元的負(fù)輸入端連接v相電驅(qū)動電路2012中第j個蓄電池的負(fù)極；其中，j為小于n的正整數(shù)；

w相電驅(qū)動電路2013中第k個電驅(qū)動單元的正輸入端連接w相電驅(qū)動電路2013中第k個蓄電池的正極，w相電驅(qū)動電路2013中第k個電驅(qū)動單元的負(fù)輸入端連接w相電驅(qū)動電路2013中第k個蓄電池的負(fù)極；其中，k為小于n的正整數(shù)。

每相電驅(qū)動電路中，n個電驅(qū)動單元的輸出端級聯(lián)，輸出三相交流電中的一相，即為：

u相電驅(qū)動電路2011中的第一個電驅(qū)動單元的第一輸出端作為u相電驅(qū)動電路2011的第一輸出端，用于連接電機的u相接線端；v相電驅(qū)動電路2012中的第一個電驅(qū)動單元的第一輸出端作為v相電驅(qū)動電路2012的第一輸出端，用于連接電機的v相接線端；w相電驅(qū)動電路2013中的第一個電驅(qū)動單元的第一輸出端作為w相電驅(qū)動電路2013的第一輸出端，用于連接電機的w相接線端；

u相電驅(qū)動電路2011中的第i個電驅(qū)動單元的第二輸出端連接u相電驅(qū)動電路2011中的第i+1個電驅(qū)動單元的第一輸出端；v相電驅(qū)動電路2012中的第j個電驅(qū)動單元的第二輸出端連接v相電驅(qū)動電路2012中的第j+1個電驅(qū)動單元的第一輸出端；w相電驅(qū)動電路2013中的第k個電驅(qū)動單元的第二輸出端連接w相電驅(qū)動電路2013中的第k+1個電驅(qū)動單元的第一輸出端；

u相電驅(qū)動電路2011中的第n個電驅(qū)動單元的第二輸出端、v相電驅(qū)動電路2012中的第n個電驅(qū)動單元的第二輸出端，以及w相電驅(qū)動電路2013中的第n個電驅(qū)動單元的第二輸出端組成驅(qū)動電路201的n點。

可選的，電驅(qū)動單元具體可以如圖3所示，包括h橋逆變器301和單元控 制器302，其中：

h橋逆變器301的輸入端作為對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸入端，h橋逆變器301的輸出端作為對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸出端；

單元控制器302的信號端作為對應(yīng)電驅(qū)動單元的信號端；單元控制器302，采樣對應(yīng)電驅(qū)動單元連接的蓄電池的電壓發(fā)送至主控制器202；根據(jù)主控制器202確定的對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)，調(diào)整h橋逆變器301的輸出電壓。

其中，h橋逆變器301具體包括第一igbt模塊t1、第二igbt模塊t2、第三igbt模塊t3和第四igbt模塊t4，第一igbt模塊t1的集電極和第三igbt模塊t3的集電極連接后的接線端作為h橋逆變器301的正輸入端，第四igbt模塊t4的發(fā)射極和第二igbt模塊t2的發(fā)射極連接后的接線端作為h橋逆變器301的負(fù)輸入端，第一igbt模塊t1的發(fā)射極、第四igbt模塊t4的集電極連接后的接線端作為h橋逆變器301的第一輸出端，第三igbt模塊t3的發(fā)射極、第二igbt模塊t2的集電極連接后的接線端組作為h橋逆變器301的第二輸出端。

第一igbt模塊t1的門極、第二igbt模塊t2的門極、第三igbt模塊t3的門極、第四igbt模塊t4的門極連接單元控制器302，單元控制器302根據(jù)主控制器202確定的對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)，通過控制h橋逆變器301中各igbt模塊，實現(xiàn)調(diào)整h橋逆變器301的輸出電壓，即實現(xiàn)調(diào)整電驅(qū)動單元的輸出電壓。

實際實施時，可以由主控制器202控制驅(qū)動電路201輸出三相交流電，在此基礎(chǔ)上，根據(jù)每相電驅(qū)動電路中的各蓄電池的電壓，確定該相電驅(qū)動電路中的各電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)，用于對各電驅(qū)動單元的輸出電壓進行成比例調(diào)整。具體的，每相電驅(qū)動電路中，蓄電池的電壓越低，確定該蓄電池對應(yīng)的電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)越小，調(diào)整該蓄電池對應(yīng)的電驅(qū)動單元的輸出電壓越低，使該蓄電池輸出的電能越少；蓄電池的電壓越高，確定該蓄電 池對應(yīng)的電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)越大，調(diào)整該蓄電池對應(yīng)的電驅(qū)動單元的輸出電壓越高，使該蓄電池輸出的電能越多。

在本發(fā)明的一個具體實施例中，主控制器202，具體針對驅(qū)動電路中的每相電驅(qū)動電路，確定該相電驅(qū)動電路中的n個蓄電池的電壓平均值；根據(jù)電壓平均值，確定該相電驅(qū)動電路中的n個電驅(qū)動單元中的每個電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)。例如，主控制器202，具體可以針對該相電驅(qū)動電路中的n個電驅(qū)動單元中的每個電驅(qū)動單元，確定對應(yīng)蓄電池的電壓與電壓平均值的比值作為該電驅(qū)動單元的電壓調(diào)整系數(shù)。

在本發(fā)明的其它具體實施例中，主控制器202，具體也可以采用其它算法根據(jù)每相電驅(qū)動電路中的n個蓄電池的電壓，確定該相電驅(qū)動電路中的n個電驅(qū)動單元中的每個電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)，在此不再舉例詳述。

顯然，采用本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動裝置，各蓄電池獨立供電輸出，互不影響，并且根據(jù)各蓄電池的電壓調(diào)整對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸出，使電壓高的蓄電池多輸出電能，電壓低的蓄電池少輸出電能，從而達到蓄電池均壓的效果，提高蓄電池的利用率和可靠性。

并且，電機驅(qū)動裝置的每個電驅(qū)動電路中多個電驅(qū)動單元輸出級聯(lián)，輸出信號為多電平信號，更接近于正弦，從而使得驅(qū)動電機的三相交流電諧波更小，能夠有效提高電機使用壽命。

較佳的，主控制器202，在針對驅(qū)動電路201中的每相電驅(qū)動電路，根據(jù)該相電驅(qū)動電路中的n個蓄電池的電壓，確定該相電驅(qū)動電路中的n個電驅(qū)動單元中的每個電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)之前，還先確定驅(qū)動電路的輸出正常。

即在主控制器202進行電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)的計算之前，先判斷驅(qū)動電路的輸出是否正常；若主控制器202確定驅(qū)動電路的輸出正常，則進行電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)的計算；若主控制器202確定驅(qū)動電路的輸出異常，則不進行電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)的計算，這樣能夠節(jié)約主控 制器202的處理資源。

較佳的，如圖4所示，本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動裝置中的驅(qū)動電路201中的每相電驅(qū)動電路均還包括與n個電驅(qū)動單元一一對應(yīng)的n個旁路開關(guān)單元，n個旁路開關(guān)單元分別連接于對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸出端間，即：

u相電驅(qū)動電路中的第i個旁路開關(guān)單元連接于u相電驅(qū)動電路中的第i個電驅(qū)動單元的兩個輸出端間；v相電驅(qū)動電路中的第j個旁路開關(guān)單元連接于v相電驅(qū)動電路中的第j個電驅(qū)動單元的兩個輸出端間；w相電驅(qū)動電路中的第k個旁路開關(guān)單元連接于w相電驅(qū)動電路中的第k個電驅(qū)動單元的兩個輸出端間。

具體實現(xiàn)時，旁路開關(guān)單元可以但不限于包括接觸器、雙向晶閘管中的至少一種。即旁路開關(guān)單元可以采用接觸器實現(xiàn)，也可以采用雙向晶閘管實現(xiàn)，也可以采用接觸器和雙向晶閘管實現(xiàn)。

此時，主控制器202，還可以判斷電機的反電勢是否高于預(yù)設(shè)值；當(dāng)確定電機的反電勢高于預(yù)設(shè)值時，控制驅(qū)動電路201中的每相驅(qū)動電路中的旁路開關(guān)單元處于閉合狀態(tài)。

當(dāng)驅(qū)動電路201中的每相驅(qū)動電路中的電驅(qū)動單元采用圖3所示結(jié)構(gòu)實現(xiàn)時，主控制器202在確定電機的反電勢高于預(yù)設(shè)值時，可以輸出旁路開關(guān)單元閉合指令至電驅(qū)動單元中的單元控制器，由單元控制器控制對應(yīng)旁路開關(guān)單元閉合，短路電驅(qū)動單元的輸出端，保護蓄電池。

較佳的，主控制器202，在判斷電機的反電勢是否高于預(yù)設(shè)值之前，還先確定驅(qū)動電路的輸出異常。

實際實施時，本發(fā)明實施例提供的電機驅(qū)動裝置中的主控制器202執(zhí)行的處理流程可以如圖5所示，包括如下步驟：

步驟501、判斷電機驅(qū)動裝置的輸出是否正常。

當(dāng)確定電機驅(qū)動裝置的輸出正常時，進入步驟502；當(dāng)確定電機驅(qū)動裝置的輸出異常時，直接進入步驟505。

步驟502、獲取各蓄電池的電壓。

步驟503、針對每相電驅(qū)動電路，計算該相電驅(qū)動電路中的蓄電池的電壓平均值，以及每個蓄電池的電壓與該電壓平均值的比值，即對應(yīng)電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)。

步驟504、輸出電驅(qū)動單元的輸出電壓調(diào)整系數(shù)至對應(yīng)電驅(qū)動單元，指示電驅(qū)動單元對輸出電壓進行比例調(diào)整，本次控制流程結(jié)束。

步驟505、判斷電機的反電勢是否高于預(yù)設(shè)值。

當(dāng)確定電機的反電勢高于預(yù)設(shè)值時，進入步驟506；當(dāng)確定電機的反電勢不高于預(yù)設(shè)值時，本次控制流程結(jié)束。

步驟506、輸出旁路開關(guān)單元閉合指令，控制各旁路開關(guān)單元閉合。

綜上所述，采用本發(fā)明實施例提供的方案，能夠達到蓄電池均壓的效果，提高蓄電池的利用率和可靠性，延長電機使用壽命。

本發(fā)明實施例還提供了一種電動汽車，如圖6所示，包括將電能轉(zhuǎn)換為機械能的汽車電機601，以及上述任一用于驅(qū)動汽車電機的電機驅(qū)動裝置602。

當(dāng)然，上述電機驅(qū)動裝置除了可以應(yīng)用在電動汽車中，還可以應(yīng)用在其它具有電機的設(shè)備中，在此不再舉例。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。

顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明實施例進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明實施例的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明實施例的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。