基于电动汽车动力传动系统的集成电池充电器设计及扭矩消除方法研究

本文提出了一种基于电动汽车动力传动系统的非隔离式三相集成电池充电器（IBC）。其中动力传动系统具有两个永磁同步电机，并通过扭矩耦合器耦合传动轴。两电机的绕组线圈在重新配置后作为滤波器的电感输入，并在充电模式下连接到三相电网中去。将现有的牵引逆变器作为三相充电器运行，以控制电网的充电功率。本文还分析操作过程中在轴上产生的总扭矩，并提出了消除它的方法。该方法不仅可以保持零平均扭矩，而且还消除了运行期间轴上的脉动扭矩分量。本文还提出了功率平衡控制，以减少由于直流电源非理想而导致DC功率输出上的二次谐波。

所提出的集成电池充电器使用连接在同一轴上的两台37kW永磁同步电机上进行了验证。实验结果表明，由于转子轴上的脉动扭矩导致的转子位置振荡减少了96%。此外，扭矩消除减少了EV传动系上的应变，进而减少了机械部件的额外磨损。总而言之，所提出的充电器拓扑结构（文中Fig 1）与扭矩消除方法具有以下优点：

•不需要多相或其他专门设计的机器。

•无需专用车载充电器所需的附加组件。

•减小尺寸并减少额外组件的数量。

•瞬时扭矩消除，减少传动系的磨损。

•适用于永磁同步电机，即补偿扭矩抵消的转子位置依赖性。