專利名稱：一種電動汽車動力系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電動汽車動力系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī)存在轉(zhuǎn)矩操控性差、高效區(qū)窄、噪音大和污染氣體排放大等缺點，隨著能源的緊缺以及節(jié)能減排的需求，國家相繼推出在新能源汽車方面相關(guān)政策扶持，并逐漸加大扶持力度，純電動汽車逐漸成為節(jié)能減排的最佳選擇。電動汽車動力系統(tǒng)是新能源汽車的關(guān)鍵技術(shù)，為整車提供可靠的驅(qū)動和制動力，是整車可靠運行和舒適運行的必要保證。電動汽車動力系統(tǒng)具有分布廣、信號傳輸距離大，涵蓋高低壓控制，干擾強(qiáng)。如何設(shè)計電動汽車動力系統(tǒng)是該行業(yè)相關(guān)技術(shù)人員的核心任務(wù)
之一 O

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種轉(zhuǎn)矩操控性好、高效區(qū)寬、噪音小的電動汽車動力系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案一種電動汽車動力系統(tǒng)，包括用于采集電子油門剎車系統(tǒng)輸出的電信號的整車控制器，整車控制器的信號輸入輸出端通過CAN總線與電機(jī)控制器的輸入輸出端相連，電機(jī)控制器的的輸入輸出端與動力電池系統(tǒng)的輸入輸出端相連，電機(jī)控制器與驅(qū)動電機(jī)電連接。所述的電機(jī)控制器由數(shù)字信號處理電路、驅(qū)動及保護(hù)電路、DC-DC電源電路、解碼信號接口電路和功率輸出電路組成，數(shù)字信號處理電路的輸入輸出端通過CAN總線與整車控制器的信號輸入輸出端相連，數(shù)字信號處理電路的輸出端與驅(qū)動及保護(hù)電路的輸入端相連，驅(qū)動及保護(hù)電路的輸出端與功率輸出電路的輸入端相連，功率輸出電路的輸入輸出端與驅(qū)動電機(jī)的輸入輸出端相連，解碼信號接口電路的輸入端與驅(qū)動電機(jī)的輸出端相連，解碼信號接口電路的輸出端與數(shù)字信號處理電路的輸入端相連，功率輸出電路的輸入輸出端與動力電池系統(tǒng)的輸入輸出端相連，動力電池系統(tǒng)的輸出端與DC-DC電源電路的輸入端相連DC-DC電源電路分別向數(shù)字信號處理電路、驅(qū)動及保護(hù)電路、解碼信號接口電路和功率輸出電路供電。所述的動力電池系統(tǒng)的輸出端與整車低壓系統(tǒng)的輸入端相連，整車低壓系統(tǒng)由DC-DC轉(zhuǎn)換器、蓄電池和整車低壓電器組成，動力電池系統(tǒng)的輸出端與DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端向蓄電池充電，蓄電池向整車低壓電器供電。所述的動力電池系統(tǒng)的輸出端與輔助動力系統(tǒng)的輸入端相連,輔助動力系統(tǒng)由電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動打氣系統(tǒng)組成，動力電池系統(tǒng)的輸出端分別與電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動打氣系統(tǒng)的輸入端相連。所述的動力電池系統(tǒng)采用磷酸鐵鋰電池。所述的驅(qū)動電機(jī)由旋轉(zhuǎn)變壓器和永磁同步電機(jī)組成，所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出端與解碼信號接口電路的輸入端相連，所述的永磁同步電機(jī)的輸入輸出端與功率輸出電路的輸入輸出端相連，所述的永磁同步電機(jī)通過后橋與差速驅(qū)動器機(jī)械連接。由上述技術(shù)方案可知，本實用新型采用空間矢量電機(jī)控制器控制永磁同步電機(jī)驅(qū)動后橋，再將動力傳至差速驅(qū)動器，實現(xiàn)無級變速控制，無換檔沖擊，驅(qū)動系統(tǒng)高效區(qū)寬，駕駛操控性好；直接采用CAN總線通訊模式，抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)快、實時性好；動力電池系統(tǒng)采用磷酸鐵鋰電池，能力密度高、一致性好；輔助動力系統(tǒng)采用電動控制，噪音低、節(jié)能效果好。本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)計簡單，性能安全可靠，節(jié)能降耗，應(yīng)用簡便，適用范圍廣，有效替代了傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，非常適用于各種商用車和特種車輛。

圖1為本實用新型的電路框圖。
具體實施方式
一種電動汽車動力系統(tǒng)，包括用于采集電子油門剎車系統(tǒng)I輸出的電信號的整車控制器2,整車控制器2的信號輸入輸出端通過CAN總線與電機(jī)控制器3的輸入輸出端相連，電機(jī)控制器3的的輸入輸出端與動力電池系統(tǒng)5的輸入輸出端相連，電機(jī)控制器3與驅(qū)動電機(jī)4電連接。如圖1所示。所述整車控制器2直接收集整車駕駛信息，經(jīng)過算法處理，通過CAN通訊網(wǎng)絡(luò)實時控制電機(jī)控制器3的輸出轉(zhuǎn)矩，通過開關(guān)輸出控制電動打氣系統(tǒng)的起停。所述電機(jī)控制器3采用空間矢量控制算法，通過CAN網(wǎng)絡(luò)實時收集整車控制器2的扭矩請求，以轉(zhuǎn)矩為控制量，實現(xiàn)精確閉環(huán)控制驅(qū)動電機(jī)4的輸出轉(zhuǎn)矩。電機(jī)控制器3采用磁補(bǔ)償技術(shù)，解決永磁材料高低溫的不可逆去磁和補(bǔ)償。如圖1所示，所述的電機(jī)控制器3由數(shù)字信號處理電路、驅(qū)動及保護(hù)電路、DC-DC電源電路、解碼信號接口電路和功率輸出電路組成，數(shù)字信號處理電路的輸入輸出端通過CAN總線與整車控制器2的信號輸入輸出端相連，數(shù)字信號處理電路的輸出端與驅(qū)動及保護(hù)電路的輸入端相連，驅(qū)動及保護(hù)電路的輸出端與功率輸出電路的輸入端相連，功率輸出電路的輸入輸出端與驅(qū)動電機(jī)4的輸入輸出端相連,解碼信號接口電路的輸入端與驅(qū)動電機(jī)4的輸出端相連，解碼信號接口電路的輸出端與數(shù)字信號處理電路的輸入端相連，功率輸出電路的輸入輸出端與動力電池系統(tǒng)5的輸入輸出端相連,動力電池系統(tǒng)5的輸出端與DC-DC電源電路的輸入端相連，DC-DC電源電路分別向數(shù)字信號處理電路、驅(qū)動及保護(hù)電路、解碼信號接口電路和功率輸出電路供電。如圖1所示，所述的驅(qū)動電機(jī)4由旋轉(zhuǎn)變壓器和永磁同步電機(jī)組成，所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出端與解碼信號接口電路的輸入端相連，所述的永磁同步電機(jī)的輸入輸出端與功率輸出電路的輸入輸出端相連，所述的永磁同步電機(jī)通過后橋與差速驅(qū)動器機(jī)械連接。通過解碼信號接口電路讀取旋轉(zhuǎn)變壓器的信號，旋轉(zhuǎn)變壓器具有精度高、抗干擾強(qiáng)等優(yōu)點，且堅固耐用，能適用各種惡劣條件，特別是汽車震動顛簸的環(huán)境。所述驅(qū)動電機(jī)4具有高效率、高功率因數(shù)、寬調(diào)速范圍、動態(tài)性能好等優(yōu)點，采用內(nèi)置式分段磁鋼技術(shù)，有效增加磁阻轉(zhuǎn)矩，提高了剎車制動能量的回收效率。如圖1所示，所述的動力電池系統(tǒng)5的輸出端與整車低壓系統(tǒng)7的輸入端相連，整車低壓系統(tǒng)7由DC-DC轉(zhuǎn)換器、蓄電池和整車低壓電器組成，動力電池系統(tǒng)5的輸出端與DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端向蓄電池充電，蓄電池向整車低壓電器供電。所述的動力電池系統(tǒng)5的輸出端與輔助動力系統(tǒng)6的輸入端相連,輔助動力系統(tǒng)6由電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動打氣系統(tǒng)組成，這兩個系統(tǒng)均采用矢量變頻器轉(zhuǎn)速閉環(huán)控制，根據(jù)需求調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，達(dá)到實時工況自動控制和節(jié)能的效果。動力電池系統(tǒng)5的輸出端分別與電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動打氣系統(tǒng)的輸入端相連。所述的動力電池系統(tǒng)5采用磷酸鐵鋰電池。以下結(jié)合圖1對本實用新型作進(jìn)一步的說明。整車控制器2采集駕駛員信息和整車狀態(tài)，根據(jù)駕駛員對電子油門剎車系統(tǒng)I的需求，經(jīng)過運算，將需求轉(zhuǎn)矩信息通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)诫姍C(jī)控制器3，電機(jī)控制器3實時響應(yīng)整車需求，控制驅(qū)動電機(jī)4按需求動態(tài)執(zhí)行轉(zhuǎn)矩要求。根據(jù)整車狀態(tài)，例如整車啟動后，當(dāng)氣壓低于設(shè)定閾值時，整車控制器2開啟輔助動力系統(tǒng)6的電動打氣系統(tǒng)，及時補(bǔ)充氣壓，同時根據(jù)氣壓值作為控制量，采用PID閉環(huán)轉(zhuǎn)速控制，實時調(diào)節(jié)電動打氣系統(tǒng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速，使氣壓保持在一定閾值范圍內(nèi)；當(dāng)整車上電完成后，由整車控制器2啟動電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，整車控制器2通過行車模型實時計算整車行駛過程中個階段需要的助力轉(zhuǎn)向需求，折算出電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對應(yīng)轉(zhuǎn)速，通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)實時發(fā)送需求轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)閉環(huán)控制助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。動力電池系統(tǒng)5將電池信息通過CAN總線網(wǎng)路實時發(fā)送到整車控制器2，整車控制器2根據(jù)電池狀況控制電池輸出。整車低壓電器的低壓供電由DC-DC電源電路提供，整車低壓電器包括方向燈、雨刮器、電磁閥開關(guān)等，DC-DC電源電路將動力電池系統(tǒng)5輸出的高壓轉(zhuǎn)換為不同電壓的低壓電源。數(shù)字信號處理電路實時處理CAN總線網(wǎng)絡(luò)內(nèi)整車控制器2的需求信息，經(jīng)過處理后，再經(jīng)過矢量控制算法運算，輸出PWM信號到驅(qū)動及保護(hù)電路，驅(qū)動及保護(hù)電路經(jīng)過驅(qū)動能力放大后的信號到功率輸出電路，同時對功率輸出電路的開關(guān)模塊進(jìn)行過壓、過流、欠壓和過熱等保護(hù)。總之，本實用新型采用空間矢量電機(jī)控制器3控制永磁同步電機(jī)驅(qū)動后橋，再將動力傳至差速驅(qū)動器，實現(xiàn)無級變速控制，無換檔沖擊，驅(qū)動系統(tǒng)高效區(qū)寬，駕駛操控性好；直接采用CAN總線通訊模式，抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)快、實時性好；動力電池系統(tǒng)5采用磷酸鐵鋰電池，能力密度高、一致性好；輔助動力系統(tǒng)6采用電動控制，噪音低、節(jié)能效果好。本發(fā)明系統(tǒng)設(shè)計簡單，性能安全可靠，節(jié)能降耗，應(yīng)用簡便，適用范圍廣，有效替代了傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，非常適用于各種商用車和特種車輛。
權(quán)利要求1.一種電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于:包括用于采集電子油門剎車系統(tǒng)(I)輸出的電信號的整車控制器(2)，整車控制器(2)的信號輸入輸出端通過CAN總線與電機(jī)控制器(3)的輸入輸出端相連，電機(jī)控制器(3)的的輸入輸出端與動力電池系統(tǒng)(5)的輸入輸出端相連，電機(jī)控制器(3)與驅(qū)動電機(jī)(4)電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于:所述的電機(jī)控制器(3)由數(shù)字信號處理電路、驅(qū)動及保護(hù)電路、DC-DC電源電路、解碼信號接口電路和功率輸出電路組成，數(shù)字信號處理電路的輸入輸出端通過CAN總線與整車控制器(2)的信號輸入輸出端相連，數(shù)字信號處理電路的輸出端與驅(qū)動及保護(hù)電路的輸入端相連，驅(qū)動及保護(hù)電路的輸出端與功率輸出電路的輸入端相連，功率輸出電路的輸入輸出端與驅(qū)動電機(jī)(4)的輸入輸出端相連，解碼信號接口電路的輸入端與驅(qū)動電機(jī)(4)的輸出端相連，解碼信號接口電路的輸出端與數(shù)字信號處理電路的輸入端相連，功率輸出電路的輸入輸出端與動力電池系統(tǒng)(5)的輸入輸出端相連，動力 電池系統(tǒng)(5)的輸出端與DC-DC電源電路的輸入端相連，DC-DC電源電路分別向數(shù)字信號處理電路、驅(qū)動及保護(hù)電路、解碼信號接口電路和功率輸出電路供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于:所述的動力電池系統(tǒng)(5)的輸出端與整車低壓系統(tǒng)(7)的輸入端相連，整車低壓系統(tǒng)(7)由DC-DC轉(zhuǎn)換器、蓄電池和整車低壓電器組成，動力電池系統(tǒng)(5)的輸出端與DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸入端相連，DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出端向蓄電池充電，蓄電池向整車低壓電器供電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于:所述的動力電池系統(tǒng)(5)的輸出端與輔助動力系統(tǒng)(6)的輸入端相連,輔助動力系統(tǒng)(6)由電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和電動打氣系統(tǒng)組成，動力電池系統(tǒng)(5 )的輸出端分別與電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、電動打氣系統(tǒng)的輸入端相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于:所述的動力電池系統(tǒng)(5)采用磷酸鐵鋰電池。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動汽車動力系統(tǒng)，其特征在于:所述的驅(qū)動電機(jī)(4)由旋轉(zhuǎn)變壓器和永磁同步電機(jī)組成，所述的旋轉(zhuǎn)變壓器的輸出端與解碼信號接口電路的輸入端相連，所述的永磁同步電機(jī)的輸入輸出端與功率輸出電路的輸入輸出端相連，所述的永磁同步電機(jī)通過后橋與差速驅(qū)動器機(jī)械連接。
專利摘要本實用新型涉及一種電動汽車動力系統(tǒng)，包括用于采集電子油門剎車系統(tǒng)輸出的電信號的整車控制器，整車控制器的信號輸入輸出端通過CAN總線與電機(jī)控制器的輸入輸出端相連，電機(jī)控制器的輸入輸出端與動力電池系統(tǒng)的輸入輸出端相連，電機(jī)控制器與驅(qū)動電機(jī)電連接。本實用新型采用空間矢量電機(jī)控制器控制永磁同步電機(jī)驅(qū)動后橋，再將動力傳至差速驅(qū)動器，實現(xiàn)無級變速控制，無換檔沖擊，驅(qū)動系統(tǒng)高效區(qū)寬，駕駛操控性好；直接采用CAN總線通訊模式，抗干擾能力強(qiáng)、響應(yīng)快、實時性好。本實用新型系統(tǒng)設(shè)計簡單，性能安全可靠，節(jié)能降耗，應(yīng)用簡便，適用范圍廣，有效替代了傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī)系統(tǒng)，非常適用于各種商用車和特種車輛。
文檔編號B60L15/00GK202911672SQ201220599288
公開日2013年5月1日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者洪洋, 熊良平, 陳順東, 李韌 申請人:安徽安凱汽車股份有限公司