1.本实用新型涉及电动汽车充电技术领域，更具体地说，是涉及一种逆变器、充电机和电机绕组的集成结构。


背景技术：

2.在新能源汽车上，电机驱动系统和车载充电系统是两套独立的系统。电机驱动系统：主要由高压蓄电池、逆变器和驱动电机构成，用于给车辆提供动力；车载充电系统：主要由充电机和高压蓄电池构成，用于电网给蓄电池充电。
3.电机驱动系统工作时，车载充电系统是不工作的，蓄电池的能量通过逆变器，将直流电转化为三相交流电，给电机提供机械扭矩，从而驱动电机，给车辆提供动力。车载充电机系统工作时，电机驱动系统是不工作的，电网电压通过充电机，将交流电转化为直流电，给高压蓄电池充电。
4.目前在新能源汽车上，通常都是两套系统分时独立工作，两个系统互不干扰。但由于新能源汽车对于零部件的功率密度要求越来越高，对成本越来越敏感，所以减小零部件的体积，提高零部件的功率密度，降低零部件的成本的需要越来紧迫


技术实现要素：

5.为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种逆变器、充电机和电机绕组的集成结构，该结构能提高集成度，降低成本。
6.为了实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种逆变器、充电机和电机绕组的集成结构，包括交流电源、整流桥、开关管a、开关管b、高压蓄电池、逆变器和电机，所述电机通过逆变器连接至高压蓄电池，且逆变器与高压蓄电池之间连接有断路器k1，所述交流电源的正极连接至电机的任意两项绕组，且两项绕组相互并联连接形成输入侧的电感l1、l2，电感l1、l2分别与开关管a、开关管b串联，所述电感l1、l2分别通过逆变器中两个下开关管s1、s2连接至交流电源负极，所述开关管a、开关管b连接高压蓄电池，所述开关管a、开关管b与高压蓄电池之间还连接有断路器k2，高压蓄电池连接至交流电源负极。
8.作为优选方案：所述开关管a、开关管b与高压蓄电池之间还跨接有母线电容c以及不隔离dc/dc。
9.作为优选方案：所述交流电源的正负极之间还连接有整流桥。
10.作为优选方案：所述逆变器由六个开关管构成，包括三个相互并联的桥臂，每个桥臂由上下两个开关管串联。
11.作为优选方案：所述开关管为igbt、sic、mosfet。
12.作为优选方案：所述电机的绕组采用星型接法。
13.作为优选方案：所述整流桥为由四个二极管构成的桥式整流电路。
14.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
15.1、充电机前级pfc采用的是交错并联的形式，电感电流是普通pfc电感电流的一半，可降低电感电流有效值，防止电机磁芯退磁；
16.2、电机绕组代替充电机前级pfc的电感，电机控制器的部分开关管代替pfc的开关管，可以减轻充电机的重量和体积，从而降低充电机的成本，提高功率密度。
17.3、本实用新型的充电机的后级dcdc采用不隔离的dcdc，本实用新型的充电机将原来的二极管d1和d2更换成开关管a和开关管b，让充电机和逆变器有效分离，互不影响。
18.4、充电机的火线输入可以跟控制器三相输出端子共用，充电机的零线输入可以跟控制器的母线负端子共用，更好的实现充电机与逆变器的集成设计，提高功率密度。
19.本实用新型的优势在于将分立零部件集成，使得关键零部件的集成度更高，提高了新能源汽车零部件的功率密度，降低了零部件的总成本。
附图说明
20.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的限定。
21.图1为本实用新型的整体电路结构示意图；
22.图2为本实用新型的工作模态1的电路原理示意图；
23.图3为本实用新型的工作模态2的电路原理示意图；
24.图4为本实用新型的工作模态3的电路原理示意图；
25.图5为本实用新型的工作模态4的电路原理示意图。
26.附图中的标记为：1、交流电源；2、整流桥；3、逆变器；4、电机；5、高压蓄电池。
具体实施方式
27.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、部件和/或它们的组合。
29.此外，在本实用新型的描述中，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”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
30.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该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。
31.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固
定”等术语应做广义理解，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；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。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实用新型中的具体含义。
32.在本实用新型中，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。
33.下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明：
34.如图1所示的一种逆变器、充电机和电机绕组的集成结构，包括交流电源1、整流桥2、开关管a、开关管b、高压蓄电池5、逆变器3和电机4，所述电机4通过逆变器3连接至高压蓄电池5，且逆变器3与高压蓄电池5之间连接有断路器k1，所述交流电源1的正极连接至电机4的任意两项绕组，且两项绕组相互并联连接形成输入侧的电感l1、l2，电感l1、l2分别与开关管a、开关管b串联，所述电感l1、l2分别通过逆变器3中两个下开关管s1、s2连接至交流电源1负极，所述开关管a、开关管b连接高压蓄电池5，所述开关管a、开关管b与高压蓄电池5之间还连接有断路器k2，高压蓄电池5连接至交流电源1负极。所述开关管a、开关管b与高压蓄电池5之间还跨接有母线电容c以及不隔离dc/dc。
35.所述交流电源1的正负极之间还连接有整流桥2。所述整流桥2为由四个二极管构成的桥式整流电路。
36.所述逆变器3由六个开关管构成，包括三个相互并联的桥臂，每个桥臂由上下两个开关管串联。所述开关管为igbt、sic、mosfet。所述电机4的绕组采用星型接法。
37.目前电机驱动系统和车载充电系统是独立的两套系统，电机驱动系统主要由高压蓄电池、逆变器和电机构成；车载充电系统主要由交流电网、充电机和高压蓄电池构成；但其实两个系统中的某些单元，是可以在不同的系统中复用的。在新能源汽车上电机驱动系统和车载充电系统的工作原理如下：
38.当断路器k1闭合，断路器k2断开时，系统工作在逆变状态，高压蓄电池通过逆变器驱动电机；当断路器k1断开，断路器k2闭合时，系统工作在充电状态，交流电源通过充电机给高压蓄电池充电。
39.充电机：充电机由交错并联pfc(包括l1、l2、s1、s2、d1、d2)，母线电容c和隔离dcdc构成。交错并联pfc拓扑结构主要包含以下几个部分：
40.一、整流桥：整流桥由四个二极管构成桥式整流电路。
41.二、输入侧电感l1、l2，也称pfc电感。
42.三、两个开关管s1和s2，s1与l1、d1连接，s2与l2、d2连接，开关管类型可以是mosfet、igbt、sic等功率器件。
43.四、两个二极管d1和d2，d1与l1串联，d2与l2串联。
44.本实用新型将逆变器、充电机和电机绕组集成，其中充电机采用的是交错并联pfc+不隔离dcdc的架构。本实用新型中的解决方案集中在充电机的交错并联pfc部分，即用电
机绕组(电感属性)代替原有电感l1、l2，用逆变器两个下管代替充电机中两个开关管s1、s2，逆变器中的任意两个下管都可以替代，不局限是哪两个下管；但并不改变交错并联pfc的基本功能。交错并联pfc的基本工作原理如下：
45.如图1所示，在工作模态1，两个开关管s1和s2同时开通。电感l1和l2电压等于输入电压vac，两路电感电流il1和il2线性上升，电容c给负载提供能量。
46.如图2所示，在工作模态2，开关管s1开通，s2断开。电感l1电压等于输入电压vac，电感电流il1线性上升，电感电流il2线性下降，电感l2给负载提供能量。
47.如图3所示，在工作模态3，开关管s2开通，s1断开。电感l2电压等于输入电压vac，电感电流il2线性上升，电感电流il1线性下降，电感l1给负载提供能量。
48.如图4所示，在工作模态4，两个开关管s1和s2同时断开，电感电流il1和il2线性下降，电感l1和l2给负载提供能量。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
50.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。