本發(fā)明涉及車輛電氣設(shè)備領(lǐng)域，尤其是涉及一種應(yīng)用于特種車輛的支撐電容可外置的驅(qū)動(dòng)器裝置。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)有技術(shù)中，當(dāng)采用直流母線供電，并通過驅(qū)動(dòng)器(DC/AC，直流/交流變換器)控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行時(shí)，驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)之間的匹配就成為了一個(gè)關(guān)鍵的問題。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，驅(qū)動(dòng)器功率元件的選擇較為容易。根據(jù)公式P＝U*I*cosα，功率元件的選擇滿足電壓和電流的要求即可。而額定點(diǎn)不同的電壓和電流組合，將導(dǎo)致功率變化范圍比較大。參考電容選擇公式為：C≥P/(4ηf_sUΔu)，當(dāng)P變化的時(shí)候，支撐電容的電容值也將發(fā)生變化。在支撐電容其它參數(shù)確定的情況下，電容值決定了支撐電容的尺寸和重量。而驅(qū)動(dòng)器為了滿足每個(gè)項(xiàng)目功率要求都會(huì)定制相應(yīng)的支撐電容，以減少重量和體積，盡量優(yōu)化整車性能。同時(shí)，直流電容還起過電壓吸收和高頻諧波電流吸收的作用，保護(hù)IGBT元件和提供瞬時(shí)能量交換，其設(shè)計(jì)選型對(duì)驅(qū)動(dòng)器的可靠性、性能、體積、成本均有較大影響。用于特種車輛的驅(qū)動(dòng)器，支撐電容作為核心部件，很多項(xiàng)目在設(shè)計(jì)之初，為了保證系統(tǒng)可靠，將支撐電容的電容值一般取計(jì)算值的3倍左右。后期通過試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)逐步將支撐電容的電容值降低，最終達(dá)到一個(gè)合理的值。但這樣帶來的問題是產(chǎn)品需要逐步改型，支撐電容需重新定制、驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)將重新設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工作量翻倍。另外，驗(yàn)證改進(jìn)時(shí)間持續(xù)較長，效率也不高。

在乘用車和電動(dòng)大巴上所采用的驅(qū)動(dòng)器支撐電容，由于行業(yè)比較成熟的原因，支撐電容的選型比較成熟。而用于特種車輛驅(qū)動(dòng)器的支撐電容，支撐電容選型還處于摸索階段，這是因?yàn)樘胤N車輛應(yīng)用環(huán)境非常惡劣且應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不足。以某型特種車輛為例，要求車輛能夠爬60％坡度，導(dǎo)致電機(jī)在低速情況下將2～3倍額定電流輸出。其它要求，如：環(huán)境溫度要求不低于80℃，入口水溫不低于70℃，控制策略如：開關(guān)頻率，脈沖調(diào)制方式等也沒完全確定，從而導(dǎo)致支撐電容在選型的時(shí)候就遇到了難題。同時(shí)，由于特種車輛對(duì)驅(qū)動(dòng)器的可靠性要求較高，因此驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)成在選型時(shí)主要依靠電容容值的裕量來換取可靠性，后期再通過試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)逐步將支撐電容的電容值降低，最終達(dá)到一個(gè)合理的值。

通過如上描述可知，特種車輛驅(qū)動(dòng)器在支撐電容選型遇到困難時(shí)，主要依靠電容容值的裕量換取可靠性，后期再通過試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)逐步將支撐電容的電容值降低，最終達(dá)到一個(gè)合理的值。其技術(shù)缺陷如下：

(1)現(xiàn)有技術(shù)的支撐電容需要重新定制。隨著支撐電容的重新選型，尺寸和重量將發(fā)生 變化，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器需要重新進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)工作量翻倍，成本也將翻倍。

(2)現(xiàn)有技術(shù)的支撐電容驗(yàn)證時(shí)間持續(xù)較長。當(dāng)支撐電容的容值改變后，驅(qū)動(dòng)器需要進(jìn)行較長周期的試驗(yàn)考核和現(xiàn)場(chǎng)考核，所投入的試驗(yàn)資源和成本也將翻倍。

(3)現(xiàn)有技術(shù)當(dāng)直流系統(tǒng)出現(xiàn)電壓振蕩時(shí)候，由于支撐電容是固定的，無法通過改變電容值來消除諧振。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種特種車輛用驅(qū)動(dòng)器，能夠解決特種車輛驅(qū)動(dòng)器支撐電容選型設(shè)計(jì)工作量大、試驗(yàn)資源和成本高昂，以及電容值無法改變的技術(shù)問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明具體提供了一種特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案，一種特種車輛用驅(qū)動(dòng)器，包括：

殼體；

設(shè)置在所述殼體內(nèi)部的電容、IGBT、低感母排和母排；

以及設(shè)置在所述殼體外部的插頭；

所述電容通過所述低感母排與所述IGBT并聯(lián)連接，所述低感母排同時(shí)與所述母排相連，所述低感母排通過所述母排實(shí)現(xiàn)對(duì)外連接。所述插頭包括用于外置支撐電容配置插頭，所述外置支撐電容配置插頭通過所述母排與所述電容并聯(lián)連接。

優(yōu)選的，所述殼體包括蓋板、側(cè)板和水冷板，所述蓋板設(shè)置在所述殼體的頂部，所述側(cè)板設(shè)置在所述殼體的側(cè)部，所述水冷板設(shè)置在所述殼體的底部。

優(yōu)選的，所述特種車輛用驅(qū)動(dòng)器還包括傳感器，所述傳感器設(shè)置在所述IGBT的輸出端與外部的電機(jī)之間，對(duì)所述IGBT輸出至所述電機(jī)的電流進(jìn)行檢測(cè)，所述傳感器安裝在所述側(cè)板的側(cè)壁上。

優(yōu)選的，所述側(cè)板與所述水冷板進(jìn)行安裝，所述電容安裝在所述水冷板上，所述IGBT安裝在所述水冷板上。

優(yōu)選的，所述母排包括正母排和負(fù)母排，所述正母排的一端與所述低感母排相連，所述正母排的另一端分別與所述特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的直流輸入正端、電容接口正端相連。所述負(fù)母排的一端與所述低感母排相連，所述負(fù)母排的另一端分別與所述特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的直流輸入負(fù)端、電容接口負(fù)端相連。所述電容接口正端、電容接口負(fù)端與所述外置支撐電容配置插頭相連。

優(yōu)選的，所述插頭包括插頭一、插頭二、插頭九和插頭十，所述插頭一、插頭九均與所述正母排相連，所述正母排通過所述插頭一、插頭九實(shí)現(xiàn)所述特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的對(duì)外連接。所述插頭二、插頭十均與所述負(fù)母排相連，所述負(fù)母排通過所述插頭二、插頭十實(shí)現(xiàn) 所述特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的對(duì)外連接。

優(yōu)選的，所述IGBT包括6個(gè)IGBT元件，每3個(gè)IGBT元件組成一個(gè)三相逆變橋，所述三相逆變橋?qū)⑤斎胫绷麟娮儞Q成三相交流電。

優(yōu)選的，所述特種車輛用驅(qū)動(dòng)器還包括交流母排，所述插頭還包括插頭三、插頭四、插頭五、插頭六、插頭七和插頭八。所述交流母排分別與所述插頭三、插頭四、插頭五、插頭六、插頭七和插頭八連接，所述IGBT輸出的三相交流電通過所述插頭三、插頭四、插頭五、插頭六、插頭七和插頭八輸出至外部的電機(jī)。

優(yōu)選的，所述IGBT通過所述交流母排分別驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)，或所述IGBT通過所述交流母排并聯(lián)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)相較于該兩臺(tái)電機(jī)中任一臺(tái)更大功率的電機(jī)，所述特種車輛用驅(qū)動(dòng)器通過外置支撐電容的不同配置實(shí)現(xiàn)不同功率電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。

優(yōu)選的，所述特種車輛用驅(qū)動(dòng)器還包括弱電連接器，所述弱電連接器設(shè)置在所述殼體的外部，所述弱電連接器與所述IGBT的控制端相連。

通過實(shí)施上述本發(fā)明提供的特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)方案，具有如下有益效果：

(1)本發(fā)明特種車輛用驅(qū)動(dòng)器增加了外置支撐電容配置接口，可以有效解決支撐電容選型的技術(shù)難題；

(2)本發(fā)明通過改變外置支撐電容的容量，同一個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)不同的電機(jī)，降低了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本，同時(shí)產(chǎn)品的通用性大大增強(qiáng)；

(3)本發(fā)明由于采用部分支撐電容外置的結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)可以做到更加精簡(jiǎn)、體積更小，以及更高的功率密度；

(4)本發(fā)明當(dāng)整車直流系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩時(shí)候，可以通過支撐電容接口外置其它儲(chǔ)能裝置，可以通過改變支撐電容值避開諧振頻率點(diǎn)，從而消除諧振。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單的介紹。顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的實(shí)施例。

圖1是本發(fā)明特種車輛用驅(qū)動(dòng)器一種具體實(shí)施方式的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖2是本發(fā)明特種車輛用驅(qū)動(dòng)器一種具體實(shí)施方式的電氣連接關(guān)系示意圖；

圖3是本發(fā)明特種車輛用驅(qū)動(dòng)器一種具體實(shí)施方式的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明特種車輛用驅(qū)動(dòng)器一種具體實(shí)施方式的外形結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-電容，2-IGBT，3-側(cè)板，4-水冷板，5-傳感器，6-低感母排，7-正母排， 8-負(fù)母排，9-交流母排，10-蓋板，11-插頭一，12-插頭二，13-插頭三，14-插頭四，15-插頭五，16-插頭六-，17-插頭七，18-插頭八，19-插頭九，20-插頭十，21-弱電連接器。

具體實(shí)施方式

為了引用和清楚起見，將下文中使用的技術(shù)名詞、簡(jiǎn)寫或縮寫記載如下：

IGBT：Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管。

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如附圖1至附圖4所示，給出了本發(fā)明特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的具體實(shí)施例，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

如附圖1所示，本發(fā)明特種車輛用驅(qū)動(dòng)器在電路結(jié)構(gòu)組成上包括：支撐電容Cd(對(duì)應(yīng)于電容1)、電阻Rd、電流互感器LH、電壓互感器UH、IGBT 2和傳感器5，IGBT 2、電阻Rd并聯(lián)在支撐電容Cd的兩端，傳感器5與IGBT 2的輸出端相連。本發(fā)明特種車輛用驅(qū)動(dòng)器在對(duì)外電氣接口上，包括：1組驅(qū)動(dòng)器對(duì)外直流輸入接口Ud+和Ud-，1組外置支撐電容配置接口Cd+和Cd-，2組對(duì)外三相交流輸出接口U1、V1、W1和U2、V2、W2。

如附圖3所示，一種特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的具體實(shí)施例，包括：

殼體；

設(shè)置在殼體內(nèi)部的電容1、IGBT 2、低感母排6和母排；

設(shè)置在殼體外部的插頭；

以及其它結(jié)構(gòu)支撐零部件；

電容1通過低感母排6與IGBT 2并聯(lián)連接，低感母排6同時(shí)與母排相連，低感母排6通過母排實(shí)現(xiàn)對(duì)外連接。插頭包括用于外置支撐電容配置插頭，外置支撐電容配置插頭通過母排與電容1并聯(lián)連接。

本發(fā)明上述具體實(shí)施例描述的特種車輛用驅(qū)動(dòng)器通過對(duì)驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，解決了特種車輛驅(qū)動(dòng)器支撐電容選擇的技術(shù)難題，通過在驅(qū)動(dòng)器中添加外置支撐電容接口來快速配置支撐電容，并通過配置外置支撐電容，使得驅(qū)動(dòng)器可以滿足不同的電機(jī)驅(qū)動(dòng)需求。

母排進(jìn)一步包括正母排7和負(fù)母排8，正母排7的一端與低感母排6相連，正母排7的另一端分別與特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的直流輸入正端Ud+、電容接口正端Cd+相連。負(fù)母排8的一端與低感母排6相連，負(fù)母排8的另一端分別與特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的直流輸入負(fù)端Ud-、電 容接口負(fù)端Cd-相連。電容接口正端Cd+、電容接口負(fù)端Cd-與外置支撐電容配置插頭相連。

如附圖4所示，殼體進(jìn)一步包括蓋板10、側(cè)板3和水冷板4，蓋板10設(shè)置在殼體的頂部，側(cè)板3設(shè)置在殼體的側(cè)部，水冷板4設(shè)置在殼體的底部。側(cè)板3與水冷板4進(jìn)行安裝，電容1安裝在水冷板4上，IGBT 2安裝在水冷板4上。

插頭進(jìn)一步包括插頭一11、插頭二12、插頭九19和插頭十20，插頭一11、插頭九19均與正母排7相連，正母排7通過插頭一11、插頭九19實(shí)現(xiàn)特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的對(duì)外連接。插頭二12、插頭十20均與負(fù)母排8相連，負(fù)母排8通過插頭二12、插頭十20實(shí)現(xiàn)特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的對(duì)外連接。插頭一11、插頭二12、插頭九19和插頭十20用于實(shí)現(xiàn)對(duì)外直流輸入接口和外置支撐電容配置接口功能。

如附圖2所示，IGBT 2進(jìn)一步包括6個(gè)IGBT元件，每3個(gè)IGBT元件組成一個(gè)三相逆變橋，每一相均包括上橋臂(IGBT_1)和下橋臂(IGBT_2)。三相逆變橋用于將輸入直流電變換成三相交流電輸出。IGBT 2通過交流母排9分別驅(qū)動(dòng)兩臺(tái)電機(jī)(M1和M2)，或IGBT 2通過交流母排9并聯(lián)驅(qū)動(dòng)一個(gè)相較于該兩臺(tái)電機(jī)(M1或M2)中任一臺(tái)更大功率的電機(jī)，特種車輛用驅(qū)動(dòng)器通過外置支撐電容Cd2的不同配置實(shí)現(xiàn)不同功率電機(jī)的驅(qū)動(dòng)。特種車輛用驅(qū)動(dòng)器還包括用于對(duì)IGBT 2的輸出電流進(jìn)行檢測(cè)的傳感器5，傳感器5設(shè)置在IGBT 2的輸出端與外部的電機(jī)之間，對(duì)IGBT 2輸出至電機(jī)的電流進(jìn)行檢測(cè)，傳感器5安裝在側(cè)板3的側(cè)壁上。

特種車輛用驅(qū)動(dòng)器還包括交流母排9，插頭還進(jìn)一步包括插頭三13、插頭四14、插頭五15、插頭六16、插頭七17和插頭八18。交流母排9分別與插頭三13、插頭四14、插頭五15、插頭六16、插頭七17和插頭八18連接，IGBT 2輸出的三相交流電通過插頭三13、插頭四14、插頭五15、插頭六16、插頭七17和插頭八18輸出至外部的電機(jī)。

如附圖3所示，作為本發(fā)明一種典型的具體實(shí)施例，特種車輛用驅(qū)動(dòng)器還包括弱電連接器21，弱電連接器21設(shè)置在殼體的外部，弱電連接器21與IGBT 2的控制端相連。

通過實(shí)施本發(fā)明具體實(shí)施例描述的特種車輛用驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)方案，能夠產(chǎn)生如下技術(shù)效果：

(1)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的特種車輛用驅(qū)動(dòng)器增加了外置支撐電容配置接口，可以有效解決支撐電容選型的技術(shù)難題；

(2)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的特種車輛用驅(qū)動(dòng)器通過改變外置支撐電容的容量，同一個(gè)驅(qū)動(dòng)器可以驅(qū)動(dòng)不同的電機(jī)，降低了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)成本，同時(shí)產(chǎn)品的通用性大大增強(qiáng)；

(3)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的特種車輛用驅(qū)動(dòng)器由于采用部分支撐電容外置的結(jié)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)器結(jié)構(gòu)可以做到更加精簡(jiǎn)、體積更小，以及更高的功率密度；

(4)本發(fā)明具體實(shí)施例描述的特種車輛用驅(qū)動(dòng)器，當(dāng)整車直流系統(tǒng)出現(xiàn)振蕩時(shí)候，可以 通過支撐電容接口外置其它儲(chǔ)能裝置，可以通過改變支撐電容值避開諧振頻率點(diǎn)，從而消除諧振。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭示如上，然而并非用以限定本發(fā)明。任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)和技術(shù)方案的情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同替換、等效變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍。