增程器、增程器的启动方法、车辆

文档序号:833090 发布日期:2021-03-30 浏览:47次 >En<

阅读说明:本技术 增程器、增程器的启动方法、车辆 (Range extender, starting method of range extender and vehicle ) 是由 谷孝娟 李丽 于 2020-11-25 设计创作,主要内容包括:本发明提供了增程器、增程器的启动方法、车辆。该增程器包括内燃机、发电机和发电机控制器。发电机控制器包括逆变模块和整流模块。内燃机与发电机连接。发电机通过整流模块与电池组连接。发电机还通过逆变模块与电池组连接。逆变模块包括开关组,开关组用于控制逆变模块的通断。现有的增程器存在并联的功率器件易损坏、串联的电阻易发热的问题。本发明通过设置开关组来控制逆变模块的通断,能够省去串联的电阻,避免电阻发热造成安全隐患。在增程器启动后通过开关组断开逆变模块能够避免并联器件不均流造成的大量电流通过导致逆变模块损坏。(The invention provides a range extender, a starting method of the range extender and a vehicle. The range extender includes an internal combustion engine, a generator, and a generator controller. The generator controller comprises an inversion module and a rectification module. The internal combustion engine is connected with the generator. The generator is connected with the battery pack through the rectifying module. The generator is also connected with the battery pack through the inversion module. The inversion module comprises a switch group, and the switch group is used for controlling the on-off of the inversion module. The existing range extender has the problems that power devices connected in parallel are easy to damage, and resistors connected in series are easy to heat. According to the invention, the on-off of the inversion module is controlled by arranging the switch group, so that a resistor connected in series can be omitted, and potential safety hazards caused by heating of the resistor are avoided. The inverter module is disconnected through the switch group after the range extender is started, so that the damage of the inverter module caused by the passing of a large amount of current due to the uneven flow of parallel devices can be avoided.)

增程器、增程器的启动方法、车辆

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域,具体涉及增程器、增程器的启动方法、车辆。

背景技术

增程式电动汽车在后补贴时代是一种极具竞争力的产品。增程式电动汽车技术路线也越来越明晰。作为该技术路线中的增程器系统和控制器影响着系统的成本。

在低成本高性价比方案中,发电机拖动启动,自然整流的技术方案被大多数厂家选择。图1为一种现有的启动电机控制器。如图1所示,发电机控制器中三相自然整流二极管的正极和三相逆变桥臂的正极通过导线直接连接或者在两个正极间连接低阻值电阻R后连接到一起。连接低阻值电阻R的发电机控制器,该低阻值电阻R易造成发热问题,影响热可靠性,且仅能控制与电阻R相连的器件的均流问题,不能解决不与R相连的器件的不均流问题,故障率高。三相自然整流二极管的正极和三相逆变桥臂的正极直接连接的发电机控制器在发电时,逆变桥臂的体二极管和整流桥臂的对应二极管并联工作,D1和Q1的体二极管并联工作。并联工作的二极管的电流分配和温度和电路电阻相关,很难控制,在恶劣的情况下,电流几乎完全通过逆变桥臂的体二极管。因此,该类产品通常存在着功率开关器件容易损坏的问题。

因此,如何优化增程器的电路结构,提高增程器的可靠性成为了本领域技术人员亟待解决的技术问题和始终研究的重点。

发明内容

有鉴于此,本发明实施例提供了增程器、增程器的启动方法、车辆,以解决现有技术中增程器并联的功率器件易损坏、串联的电阻易发热的问题。

为此,本发明实施例提供了如下技术方案:

本发明第一方面,提供了一种增程器,包括内燃机、发电机和发电机控制器;

所述发电机控制器包括逆变模块和整流模块;

所述内燃机与所述发电机连接;

所述发电机通过所述整流模块与电池组连接;

所述发电机还通过所述逆变模块与电池组连接;

所述逆变模块包括开关组,所述开关组用于控制所述逆变模块的通断。

进一步地,所述逆变模块包括第一逆变单元、第二逆变单元、第三逆变单元、第四逆变单元、第五逆变单元和第六逆变单元;

所述开关组包括第一开关、第二开关和第三开关;

所述第一逆变单元包括至少一个第一三极管,所述第一三极管的集电极与所述电池组的正极连接,所述第一三极管的发射极通过所述第一开关与所述发电机的第一相线连接;

所述第二逆变单元包括至少一个第二三极管,所述第二三极管的集电极与所述电池组的正极连接,所述第二三极管的发射极通过所述第二开关与所述发电机的第二相线连接;

所述第三逆变单元包括至少一个第三三极管,所述第三三极管的集电极与所述电池组的正极连接,所述第三三极管的发射极通过所述第三开关与所述发电机的第三相线连接;

所述第四逆变单元包括至少一个第四三极管,所述第四三极管的集电极通过所述第一开关与所述发电机的第一相线连接,所述第四三极管的发射极与所述电池组的负极连接;

所述第五逆变单元包括至少一个第五三极管,所述第五三极管的集电极通过所述第二开关与所述发电机的第二相线连接,所述第五三极管的发射极与所述电池组的负极连接;

所述第六逆变单元包括至少一个第六三极管,所述第六三极管的集电极通过所述第三开关与所述发电机的第三相线连接,所述第六三极管的发射极与所述电池组的负极连接。

进一步地,所述第一逆变单元、所述第二逆变单元、所述第三逆变单元、所述第四逆变单元、所述第五逆变单元和所述第六逆变单元的结构相同。

进一步地,所述发电机控制器还包括第一支撑电容,所述第一支撑电容的一端与所述电池组的正极连接,所述第一支撑电容的另一端与所述电池组的负极连接。

进一步地,所述逆变模块包括第七逆变单元、第八逆变单元、第九逆变单元、第十逆变单元、第十一逆变单元和第十二逆变单元;

所述开关组包括第四开关和第五开关;

所述第七逆变器包括至少一个第七三极管,所述第七三极管的集电极通过所述第四开关与所述电池组的正极连接,所述第七三极管的发射极与所述发电机的第一相线连接;

所述第八逆变器包括至少一个第八三极管,所述第八三极管的集电极通过所述第四开关与所述电池组的正极连接,所述第八三极管的发射极与所述发电机的第二相线连接;

所述第九逆变器包括至少一个第九三极管,所述第九三极管的集电极通过所述第四开关与所述电池组的正极连接,所述第九三极管的发射极与所述发电机的第三相线连接;

所述第十逆变器包括至少一个第十三极管,所述第十三极管的集电极与所述发电机的第一相线连接,所述第十三极管的发射极通过所述第五开关与所述电池组的负极连接;

所述第十一逆变器包括至少一个第十一三极管,所述第十一三极管的集电极与所述发电机的第二相线连接,所述第十一三极管的发射极通过所述第五开关与所述电池组的负极连接;

所述第十二逆变器包括至少一个第十二三极管,所述第十二三极管的集电极与所述发电机的第三相线连接,所述第十二三极管的发射极通过所述第五开关与所述电池组的负极连接。

进一步地,所述第七逆变单元、第八逆变单元、第九逆变单元、第十逆变单元、第十一逆变单元和第十二逆变单元的结构相同。

进一步地,所述发电机控制器还包括第二支撑电容,所述第二支撑电容的一端通过所述第四开关与所述电池组的正极连接,所述第二支撑电容的另一端通过所述第五开关与所述电池组的负极连接。

进一步地,所述整流模块包括第一整流单元、第二整流单元、第三整流单元、第四整流单元、第五整流单元和第六整流单元;

所述第一整流单元包括至少一个第一二极管,所述第一二极管的正极与所述发电机的第一相线连接,所述第一二极管的负极与所述电池组的正极连接;

所述第二整流单元包括至少一个第二二极管,所述第二二极管的正极与所述发电机的第二相线连接,所述第二二极管的负极与所述电池组的正极连接;

所述第三整流单元包括至少一个第三二极管,所述第三二极管的正极与所述发电机的第三相线连接,所述第三二极管的负极与所述电池组的正极连接;

所述第四整流单元包括至少一个第四二极管,所述第四二极管的正极与所述电池组的负极连接,所述第四二极管的负极与所述发电机的第一相线连接;

所述第五整流单元包括至少一个第五二极管,所述第五二极管的正极与所述电池组的负极连接,所述第五二极管的负极与所述发电机的第二相线连接;

所述第六整流单元包括至少一个第六二极管,所述第六二极管的正极与所述电池组的负极连接,所述第六二极管的负极与所述发电机的第三相线连接。

本发明第二方面,提供了一种增程器的启动方法,用于本发明第一方面任一实施例所述的增程器,包括:

闭合所述开关组,所述逆变模块将所述电池组输出的电能转换为三相交流电输出给所述发电机,所述发电机拖动所述内燃机转动;

将节气门的开度调整到第一设定值;

判断所述内燃机的转速是否大于或等于第二设定值得到第一判断结果;

所述第一判断结果为是,则点火;

判断是否点火成功得到第二判断结果;

所述第二判断结果为是,则断开所述开关组,并加大所述节气门的开度。

本发明第三方面,提供了一种车辆,用于本发明第一方面任一实施例所述的增程器,所述增程器包括处理器,所述处理器用于执行本发明第二方面任一实施例所述的增程器的启动方法。

本发明实施例技术方案,具有如下优点:

本发明实施例提供了增程器、增程器的启动方法、车辆。现有的增程器存在并联的功率器件易损坏、串联的电阻易发热的问题。本发明通过设置开关组来控制逆变模块的通断,能够省去串联的电阻,避免电阻发热造成安全隐患。通过设置开关组,能够彻底解决对应桥臂上逆变管和整流管的并联不均流问题,在增程器启动后通过开关组断开逆变模块能够避免大量电流通过导致逆变模块损坏,提高了增程器和车辆的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种现有的启动电机控制器;

图2为本发明实施例的增程器的结构框图;

图3为本发明实施例的增程器的电路图;

图4为本发明另一实施例的增程器的电路图;

图5为本发明实施例的增程器的启动方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本申请。此外,本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

根据本发明实施例,提供了一种增程器启动电机控制器实施例,需要说明的是,在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行,并且,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

图2为本发明实施例的增程器的结构框图。如图2所示,本发明公开了一种增程器,包括内燃机204、发电机203和发电机203控制器202。发电机203控制器202包括逆变模块2021和整流模块2022。内燃机204与发电机203连接。发电机203通过整流模块2022与电池组201连接。发电机203还通过逆变模块2021与电池组201连接。逆变模块2021包括开关组20211,开关组20211用于控制逆变模块2021的通断。

本实施例中,发电机203为启发一体机。增程器启动过程中,发电机203用于拖动内燃机204启动,增程器启动后,发电机203用于将内燃机204的输出功率转化为电能。增程器在启动过程中,开关组20211用于控制逆变模块2021连通,逆变模块2021用于将电池组201输出的直流电能转换为三相交流电并输出给发电机203。增程器完成启动后,开关组20211用于控制逆变模块2021断开。整流模块2022用于将发电机203输出的交流电能转换为直流电能并输出为电池组201。

与现有技术相比,上述实施例通过设置开关组20211来控制逆变模块2021的通断,能够省去串联的电阻,避免电阻发热造成安全隐患。在增程器启动后通过开关组20211断开逆变模块2021能够避免大量电流通过导致逆变模块2021损坏。

图3为本发明实施例的增程器的电路图。如图3所示,在一个具体的实施方式中,逆变模块包括第一逆变单元、第二逆变单元、第三逆变单元、第四逆变单元、第五逆变单元和第六逆变单元。开关组包括第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3。第一逆变单元包括至少一个第一三极管Q1,第一三极管Q1的集电极与电池组的正极连接,第一三极管Q1的发射极通过第一开关SW1与发电机的第一相线连接。第二逆变单元包括至少一个第二三极管Q2,第二三极管Q2的集电极与电池组的正极连接,第二三极管Q2的发射极通过第二开关SW2与发电机的第二相线连接。第三逆变单元包括至少一个第三三极管Q3,第三三极管Q3的集电极与电池组的正极连接,第三三极管Q3的发射极通过第三开关SW3与发电机的第三相线连接。第四逆变单元包括至少一个第四三极管Q4,第四三极管Q4的集电极通过第一开关SW1与发电机的第一相线连接,第四三极管Q4的发射极与电池组的负极连接。第五逆变单元包括至少一个第五三极管Q5,第五三极管Q5的集电极通过第二开关SW2与发电机的第二相线连接,第五三极管Q5的发射极与电池组的负极连接。第六逆变单元包括至少一个第六三极管Q6,第六三极管Q6的集电极通过第三开关SW3与发电机的第三相线连接,第六三极管Q6的发射极与电池组的负极连接。

本实施例中,第一逆变单元、第二逆变单元、第三逆变单元、第四逆变单元、第五逆变单元和第六逆变单元的结构优选相同。第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第四三极管Q4、第五三极管Q5和第六三极管Q6的个数可根据实际需求设置。在增程器的启动过程中,第一开关SW1、第二开关SW2和第三开关SW3闭合。在增程器完成启动后,第一开关SW1。第二开关SW2和第三开关SW3断开。

在一个具体的实施方式中,发电机控制器还包括第一支撑电容,第一支撑电容的一端与电池组的正极连接,第一支撑电容的另一端与电池组的负极连接。

本实施例中,支撑电容由至少一个第一电容C1并联构成,第一电容C1的个数可根据实际需求设置。

图4为本发明另一实施例的增程器的电路图。如图4所示,在一个具体的实施方式中,逆变模块包括第七逆变单元、第八逆变单元、第九逆变单元、第十逆变单元、第十一逆变单元和第十二逆变单元。开关组包括第四开关SW4和第五开关SW5。第七逆变器包括至少一个第七三极管Q7,第七三极管Q7的集电极通过第四开关SW4与电池组的正极连接,第七三极管Q7的发射极与发电机的第一相线连接。第八逆变器包括至少一个第八三极管Q8,第八三极管Q8的集电极通过第四开关SW4与电池组的正极连接,第八三极管Q8的发射极与发电机的第二相线连接。第九逆变器包括至少一个第九三极管Q9,第九三极管Q9的集电极通过第四开关SW4与电池组的正极连接,第九三极管Q9的发射极与发电机的第三相线连接。第十逆变器包括至少一个第十三极管Q10,第十三极管Q10的集电极与发电机的第一相线连接,第十三极管Q10的发射极通过第五开关SW5与电池组的负极连接。第十一逆变器包括至少一个第十一三极管Q11,第十一三极管Q11的集电极与发电机的第二相线连接,第十一三极管Q11的发射极通过第五开关SW5与电池组的负极连接。第十二逆变器包括至少一个第十二三极管Q12,第十二三极管Q12的集电极与发电机的第三相线连接,第十二三极管Q12的发射极通过第五开关SW5与电池组的负极连接。

本实施例中,在增程器的启动过程中,第四开关SW4和第五开关SW5闭合,在增程器完成启动后,第四开关SW4和第五开关SW5断开。第七逆变单元、第八逆变单元、第九逆变单元、第十逆变单元、第十一逆变单元和第十二逆变单元的结构优选相同。电池组还用于向车辆的负载供电。

在一个具体的实施方式中,发电机控制器还包括第二支撑电容,第二支撑电容的一端通过第四开关SW4与电池组的正极连接,第二支撑电容的另一端通过第五开关SW5与电池组的负极连接。

本实施例中,第二支撑电容由至少一个第二电容C2并联构成,第二电容C2的个数可根据实际需求设置,设置合理数量C2的技术方案,都在本发明的保护范围内。

在一个具体的实施方式中,整流模块包括第一整流单元、第二整流单元、第三整流单元、第四整流单元、第五整流单元和第六整流单元。第一整流单元包括至少一个第一二极管D1,第一二极管D1的正极与发电机的第一相线连接,第一二极管D1的负极与电池组的正极连接。第二整流单元包括至少一个第二二极管D2,第二二极管D2的正极与发电机的第二相线连接,第二二极管D2的负极与电池组的正极连接。第三整流单元包括至少一个第三二极管D3,第三二极管D3的正极与发电机的第三相线连接,第三二极管D3的负极与电池组的正极连接。第四整流单元包括至少一个第四二极管D4,第四二极管D4的正极与电池组的负极连接,第四二极管D4的负极与发电机的第一相线连接。第五整流单元包括至少一个第五二极管D5,第五二极管D5的正极与电池组的负极连接,第五二极管D5的负极与发电机的第二相线连接。第六整流单元包括至少一个第六二极管D6,第六二极管D6的正极与电池组的负极连接,第六二极管D6的负极与发电机的第三相线连接。

本发明实施例还提供了一种增程器的启动方法,用于上述任一实施例的增程器,图5为本发明实施例的增程器的启动方法流程图,如图5所示,包括如下步骤:

S1:闭合开关组,逆变模块将电池组输出的电能转换为三相交流电输出给发电机,发电机拖动内燃机转动;

S2:将节气门的开度调整到第一设定值;

S3:判断内燃机的转速是否大于或等于第二设定值得到第一判断结果;

S4:第一判断结果为是,则点火;

S5:判断是否点火成功得到第二判断结果;

S6:第二判断结果为是,则断开开关组,并加大节气门的开度。

本发明实施例还提供了一种车辆,包括上述任一实施例的增程器,该增程器包括处理器,处理器用于执行上述增程器的启动方法。

虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

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