基于電動汽車動力傳動系統的集成電池充電器設計及扭矩消除方法研究

本文提出了一種基于電動汽車動力傳動系統的非隔離式三相集成電池充電器（IBC）。其中動力傳動系統具有兩個永磁同步電機，并通過扭矩耦合器耦合傳動軸。兩電機的繞組線圈在重新配置后作為濾波器的電感輸入，并在充電模式下連接到三相電網中去。將現有的牽引逆變器作為三相充電器運行，以控制電網的充電功率。本文還分析操作過程中在軸上產生的總扭矩，并提出了消除它的方法。該方法不僅可以保持零平均扭矩，而且還消除了運行期間軸上的脈動扭矩分量。本文還提出了功率平衡控制，以減少由于直流電源非理想而導致DC功率輸出上的二次諧波。

所提出的集成電池充電器使用連接在同一軸上的兩臺37kW永磁同步電機上進行了驗證。實驗結果表明，由于轉子軸上的脈動扭矩導致的轉子位置振蕩減少了96%。此外，扭矩消除減少了EV傳動系上的應變，進而減少了機械部件的額外磨損。總而言之，所提出的充電器拓撲結構（文中Fig 1）與扭矩消除方法具有以下優點：

?不需要多相或其他專門設計的機器。

?無需專用車載充電器所需的附加組件。

?減小尺寸并減少額外組件的數量。

?瞬時扭矩消除，減少傳動系的磨損。

?適用于永磁同步電機，即補償扭矩抵消的轉子位置依賴性。