东南大学科研团队提出电动汽车车载集成式充电关键技术及解决方案
2022年01月15日 02:20来源:网络整理作者:汽车信息网阅读量:67

  集成式车载充电系统通过对驱动电机绕组和逆变器进行分时复用与合理重构,可在不增加额外器件的情况下,实现便捷快速的车载充电,近年来引起了学界和产业界的持续关注。

  本文首先分析了集成式充电系统中亟待解决的若干关键技术问题;其次以问题为导向,对现有各类集成式充电系统进行总结和梳理,综述现有拓扑和控制方法对以上问题的解决方案;然后基于混合励磁型电机的特殊结构特点,分析基于该类型电机构造的集成式充电系统所具备的优势;最后总结全文并对该类系统的发展方向进行展望。

  

东南大学科研团队提出电动汽车车载集成式充电关键技术及解决方案

  团队介绍

  

东南大学科研团队提出电动汽车车载集成式充电关键技术及解决方案

  程明

  博士,东南大学首席教授、博士生导师,IEEE Fellow, IET Fellow。现任东南大学风力发电研究中心主任、东南大学先进电机与电力电子集成系统研究所所长、江苏省新能源汽车电机及驱动系统工程实验室主任。主持承担国家自然科学基金重大项目、国家973计划课题、国家863计划项目等课题60余项,发表论文500余篇(SCI收录250余篇);获授权中国发明专利150余件、PCT专利15件。获国家技术发明二等奖、教育部自然科学一等奖、江苏省科学技术一等奖、中国机械工业科学技术一等奖等荣誉称号,被聘为IEEE IAS杰出讲座学者(2015/2016);享受国务院政府特殊津贴。

  

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  佟明昊

  博士,讲师。2020年12月于东南大学电气工程学院获工学博士学位,现就职于南京理工大学火炮工程系。研究方向为集成式电机驱动与车载充电系统、多相电机驱动控制、火炮武器弹药自动装填系统等。曾参与国家自然科学基金重点项目、科技部973计划重点基础研究计划,现参与军委科技委基础加强重点项目等,发表SCI、EI论文5篇,曾获2016年度江苏省优秀硕士学位论文。

  

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  江苏省电机与电力电子联盟(JEMPEL)是由IEEE Fellow、东南大学首席教授程明领衔,东南大学电气工程学院14名专任教师为核心,多名杰青、长江、千人等专家为支撑,150余名博士后和博士、硕士研究生为骨干的科研团队,研究领域涵盖电机与电力电子及其在新能源发电、电动汽车、轨道交通、伺服系统等领域的应用。

  研究背景

  目前,“里程焦虑”仍是困扰消费者购置电动汽车的主要瓶颈。因此,研发便捷、快速、低成本的电动汽车充电机,具有重要的现实意义。近十年,一种集成式车载充电系统引起了学界和产业界的持续关注,如图1所示,其一般原理为:停车时,将电动汽车中的电机驱动系统重构为充电机,即电机绕组作为电网侧线电感使用,驱动逆变器作为全控型整流器或直流变换器使用,完成电能转换并给车辆动力电池充电,从而对驱动电机和功率器件进行分时复用,仅需少量增加或不增加额外功率器件即可实现快速车载充电,在成本、质量和体积方面具备明显优势。

  

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  图1集成式车载充电系统

  论文方法及创新点

  本文详细分析了集成式充电系统在拓扑结构和控制方法两方面存在的多个关键技术问题,以问题为导向,综述现有各类集成式车载充电系统对以上问题的解决方案。之后,提出了一种基于混合励磁型电机的集成式充电系统,并以一台五相混合励磁型磁通切换电机为例,阐述该系统的特点与优势。最后,总结全文,并对集成式车载充电系统的后续发展进行展望。

  1集成式车载充电系统综述

  

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  图2集成式车载充电系统典型拓扑

  单相和三相集成式车载充电系统的典型拓扑结构如图2所示,我们可以从中提炼出集成式车载充电系统亟待解决的一些共性问题及其现有的解决方案,即:

  (1)单相集成式系统中增加额外功率器件问题

  如图2(a)所示结构中额外增加的整流器;在构造集成式车载充电系统过程中,增加额外功率器件的问题主要发生在单相集成式充电机中。