一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振的方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振的方法，其特征在于：提供一串聯(lián)電抗器設(shè)置于直流充電器和電池組之間，同時(shí)提供另外三個(gè)串聯(lián)電抗器分別設(shè)置于逆變后的三相交流電的每一相上，將諧振點(diǎn)控制在不發(fā)生交流分量的頻率范圍內(nèi)。本發(fā)明以較小的投資提高充電器對(duì)車輛電池充電運(yùn)行和供電運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性、提高電池產(chǎn)品的使用壽命問(wèn)題，同時(shí)很好地解決電動(dòng)車輛行駛過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的電路諧振造成電磁波輻射問(wèn)題，對(duì)電動(dòng)汽車的推廣使用起決定性的促進(jìn)作用。
【專利說(shuō)明】一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振的方法及系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振的方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]長(zhǎng)期以來(lái)影響電動(dòng)車輛發(fā)展的主要問(wèn)題是電池比較容易損壞，如果直流充電器帶電池組充電發(fā)生諧振的情況下，電池組會(huì)快速損壞。還有，因現(xiàn)在電動(dòng)車輛的動(dòng)力均使用三相交流電機(jī)，電池組所供直流電需經(jīng)過(guò)逆變器變換成三相交流電；逆變器不可避免產(chǎn)生諧波危害電池組。而且，電動(dòng)汽車是民用產(chǎn)品；充電和供電不當(dāng)造成電池壽命縮短將會(huì)造成電動(dòng)汽車的營(yíng)運(yùn)成本上升。若電動(dòng)汽車的營(yíng)運(yùn)成本高于其它燃油車輛，將無(wú)法持續(xù)發(fā)展。
[0003]電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車和電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中，由于電路的諧振造成電磁輻射對(duì)人體健康產(chǎn)生不利影響也非常嚴(yán)重。目前電動(dòng)車輛控制部分均采用開(kāi)關(guān)電路進(jìn)行調(diào)速，不可避免產(chǎn)生各種高頻交流電流分量，極易產(chǎn)生各種電氣諧振。而且，控制部分的電子線路也會(huì)受外界日益惡化的電磁干擾出現(xiàn)工作異常，導(dǎo)致電路的諧振風(fēng)險(xiǎn)不斷增大。
[0004]以往電動(dòng)車輛的電池快速損壞，多數(shù)情況是由于充電過(guò)程中直流充電器產(chǎn)生的諧波或高頻交流電流分量造成的，發(fā)生充電器和蓄電池組之間的振蕩而造成蓄電池發(fā)熱損壞。從電氣元件的特性而言，電池組在直流條件下是個(gè)直流電源；在交流條件下相當(dāng)于電容器，但電容值可能不固定，受運(yùn)行環(huán)境影響及運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)短由所變化。而且，不同型號(hào)的電池電容值差別巨大。對(duì)于交流阻抗低的電池組，直流充電器輸出電壓中若含有較小的交流電壓分量，將會(huì)在電池組造成 很大的交流電流分量，導(dǎo)致電池組發(fā)熱損壞?，F(xiàn)有高頻開(kāi)關(guān)電源直流充電器雖然比相控型直流充電器特性大幅度改善，但由于電子類產(chǎn)品本身存在運(yùn)行不穩(wěn)定和容易受干擾等原因，交流分量對(duì)電池組的危害不可避免。而且目前電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車和電動(dòng)汽車已經(jīng)全部采用高頻開(kāi)關(guān)電源直流充電器，但電池組的壽命仍然很不理想。而且，因?yàn)槠囯姵亟M型號(hào)不可能完全統(tǒng)一，且新舊程度也不同，因此蓄電池的交流阻抗差別很大，在大電流充電條件下極易產(chǎn)生振蕩。對(duì)于給大量汽車電池的專用充電站，很容易發(fā)生充電不善造成汽車電池壽命縮短。在充電站或充電器未采取有效抑制措施的情況下，在電動(dòng)車輛上采取抑制諧振措施成為必然選擇。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振的方法及系統(tǒng)，適用于電動(dòng)自行車、電動(dòng)摩托車和電動(dòng)汽車。
[0006]本發(fā)明采用以下方案實(shí)現(xiàn):一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振的方法，其特征在于:提供一串聯(lián)電抗器設(shè)置于直流充電器和電池組之間，同時(shí)提供另外三個(gè)串聯(lián)電抗器分別設(shè)置于逆變后的三相交流電的每一相上，將諧振點(diǎn)控制在不發(fā)生交流分量的頻率范圍內(nèi)。
[0007]在本發(fā)明一實(shí)施例中，還提供三個(gè)電解電容，分別設(shè)置于逆變后的三相交流電的
每一相上。
[0008]本發(fā)明還提供一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振系統(tǒng)，其特征在于:包括一電池組，所述電池組正極連接一串聯(lián)電抗器的一端，所述串聯(lián)電抗器的另一端串聯(lián)一開(kāi)關(guān)后為直流負(fù)載供電并連接到控制電路和逆變電路上，所述逆變電路的三相交流電輸出端分別都串聯(lián)一串聯(lián)電抗器后為三相電機(jī)供電。
[0009]在本發(fā)明一實(shí)施例中，還包括三個(gè)電解電容，分別并聯(lián)于所述逆變電路的三相交流電輸出端和地線端。
[0010]在本發(fā)明一實(shí)施例中，所述串聯(lián)電抗器的一端和所述電池組的負(fù)極并聯(lián)一直流充電器。
[0011]本發(fā)明以較小的投資提高充電器對(duì)車輛電池充電運(yùn)行和供電運(yùn)行的可靠性及穩(wěn)定性、提高電池產(chǎn)品的使用壽命問(wèn)題，同時(shí)很好地解決電動(dòng)車輛行駛過(guò)程中經(jīng)常發(fā)生的電路諧振造成電磁波輻射問(wèn)題，對(duì)電動(dòng)汽車的推廣使用起決定性的促進(jìn)作用。
[0012]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下將通過(guò)具體實(shí)施例和相關(guān)附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明在充電運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的電路接線圖。
[0014]圖2是本發(fā)明在電動(dòng)車輛行駛過(guò)程中的電路接線圖。
圖3是本發(fā)明在電動(dòng)車輛行駛過(guò)程中添加了電解電容的電路接線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明提供一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振的方法，提供一串聯(lián)電抗器設(shè)置于直流充電器和電池組之間，同時(shí)提供另外三個(gè)串聯(lián)電抗器(可以是一個(gè)三相串聯(lián)電抗器)分別設(shè)置于逆變后的三相交流電的每一相上，將諧振點(diǎn)控制在不發(fā)生交流分量的頻率范圍內(nèi)。若交流側(cè)抑制諧振效果不理想，可以考慮在逆變器后交流輸出的每一相上并聯(lián)電容器(如電解電容，且裝設(shè)在串聯(lián)電抗器前)，即交流側(cè)在裝設(shè)串聯(lián)電抗器之后再增加并聯(lián)電容器(接逆變側(cè))濾波。這一技術(shù)方法有利于選擇串聯(lián)電抗器參數(shù)。
[0016]如圖1和圖2所不,本發(fā)明還提供一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振系統(tǒng),包括一電池組，所述電池組正極連接一串聯(lián)電抗器的一端，所述串聯(lián)電抗器的另一端串聯(lián)一開(kāi)關(guān)后為直流負(fù)載供電并連接到控制電路和逆變電路上，所述直流負(fù)載的負(fù)極、控制電路的地線端和逆變電路的地線端連接所述電池組的負(fù)極，所述逆變電路的三相交流電輸出端分別都串聯(lián)一串聯(lián)電抗器后(可以是一個(gè)三相串聯(lián)電抗器)為三相電機(jī)(或其他交流負(fù)載)供電。如圖3所示，還可以包括三個(gè)電解電容，分別并聯(lián)于所述逆變電路的三相交流電輸出端和地線端。另外，所述串聯(lián)電抗器的一端和所述電池組的負(fù)極并聯(lián)一直流充電器，用以為電池組充電。
[0017]串聯(lián)電抗器的參數(shù)選擇與電池組的交流阻抗特性有很大關(guān)系，但電池組的交流阻抗隨頻率變化和電壓的不同有較大的變化范圍；尤其是在電池組隨時(shí)間推移的逐漸老化的過(guò)程中，交流阻抗是逐漸增大的。在電池組上并聯(lián)電解電容可以將交流阻抗特性控制在一定范圍內(nèi)，即使電池組損壞開(kāi)路，電解電容的阻抗值是不會(huì)變化的。
[0018]直流充電器給電池組充電時(shí)必須滿足穩(wěn)流精度、穩(wěn)壓精度和紋波系數(shù)等主要技術(shù)指標(biāo)要求；當(dāng)充電器與電池組構(gòu)成諧振時(shí)，上述三個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)至少有一個(gè)技術(shù)指標(biāo)不合格。為了避免諧振發(fā)生，必須在充電器直流側(cè)采取抑制諧振的技術(shù)措施。進(jìn)行這一設(shè)計(jì)技術(shù)措施的關(guān)鍵是測(cè)取電池組交流阻抗特性。車輛行駛過(guò)程中投入了三相電機(jī)，三相電機(jī)電機(jī)的交流阻抗特性也需要測(cè)試。
[0019]電池組交流阻抗一頻率變化曲線測(cè)試、以及三相電機(jī)交流阻抗一頻率變化曲線測(cè)試:
交流電壓幅值不變的條件下，改變交流試驗(yàn)電源頻率，測(cè)量不同頻率下的電池組電壓、電流值，可直接進(jìn)行計(jì)算統(tǒng)計(jì)生成各種曲線和數(shù)據(jù)表格。若交流試驗(yàn)電源和測(cè)量?jī)x器具有程控和數(shù)據(jù)傳輸功能，可通過(guò)微機(jī)控制進(jìn)行掃頻測(cè)量。試驗(yàn)儀器自動(dòng)將不同頻率下的電池組電壓、電流值測(cè)試數(shù)據(jù)傳輸給微機(jī)，經(jīng)微機(jī)計(jì)算出阻抗值后將不同頻率下的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理，生成各種曲線和數(shù)據(jù)表格。三相電機(jī)的測(cè)試應(yīng)該在正常轉(zhuǎn)動(dòng)條件下，另加變頻電源注入測(cè)試。
[0020]隨時(shí)間變化的交流阻抗特性曲線測(cè)試:
將不同時(shí)間測(cè)量的交流阻抗一頻率變化曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，生成匯總曲線。以便直接對(duì)照交流阻抗隨時(shí)間的變化過(guò)程，將原始數(shù)據(jù)直觀化。將不同時(shí)間測(cè)量的交流阻抗一電壓變化曲線進(jìn)行統(tǒng)計(jì)匯總，生成匯總曲線。以便直接對(duì)照交流阻抗隨時(shí)間的變化過(guò)程，將原始數(shù)據(jù)直觀化。
[0021]在電動(dòng)車輛電池組正極裝設(shè)串聯(lián)電抗器和逆變器輸出三相交流電源的每一相上裝設(shè)串聯(lián)電抗器的參數(shù)決定于電池組和三相電機(jī)的交流阻抗特性隨電壓、頻率的變化范圍和隨時(shí)間變化的范圍。根據(jù)充電器的具體輸出特性和三相電機(jī)的交流阻抗特性，將裝設(shè)串聯(lián)電抗器之后的諧振點(diǎn)控制在沒(méi)有交流分量的頻率范圍內(nèi)。將串聯(lián)電抗器電抗值的選擇按控制回路諧振點(diǎn)在50Hz以下確定，不論在充電運(yùn)行還是放電狀態(tài)、直流系統(tǒng)中和交流負(fù)載中不可能有50Hz以下的交流分量。
[0022]在進(jìn)行交流阻抗特性測(cè)試時(shí)，要特別注意不同電氣運(yùn)行狀態(tài)下諧振特性的區(qū)別；在進(jìn)行變化頻率和變化電壓的交流阻抗參數(shù)測(cè)試時(shí)，應(yīng)特別關(guān)注阻抗最大值和最小值。這樣可以更好地控制諧振點(diǎn)的頻率范圍，易于選擇串聯(lián)電抗器參數(shù)。
[0023]上列較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振的方法，其特征在于:提供一串聯(lián)電抗器設(shè)置于直流充電器和電池組之間，同時(shí)提供另外三個(gè)串聯(lián)電抗器分別設(shè)置于逆變后的三相交流電的每一相上，將諧振點(diǎn)控制在不發(fā)生交流分量的頻率范圍內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振的方法，其特征在于:還提供三個(gè)電解電容，分別設(shè)置于逆變后的三相交流電的每一相上。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)車輛電路抑制諧振的方法設(shè)計(jì)的電動(dòng)車輛電路抑制諧振系統(tǒng)，其特征在于:包括一電池組，所述電池組正極連接一串聯(lián)電抗器的一端，所述串聯(lián)電抗器的另一端串聯(lián)一開(kāi)關(guān)后為直流負(fù)載供電并連接到控制電路和逆變電路上，所述逆變電路的三相交流電輸出端分別都串聯(lián)一串聯(lián)電抗器后為三相電機(jī)供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振系統(tǒng)，其特征在于:還包括三個(gè)電解電容，分別并聯(lián)于所述逆變電路的三相交流電輸出端和地線端。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種電動(dòng)車輛電路抑制諧振系統(tǒng)，其特征在于:所述串聯(lián)電抗器的一端和所述電池組的負(fù)極并聯(lián)一直流充電器。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK103595089SQ201310480374
【公開(kāi)日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】陳宙, 唐志軍, 林國(guó)棟, 鄧超平, 林少真, 林金東 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司電力科學(xué)研究院