基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)及其驅(qū)動方法
【專利摘要】基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)及其驅(qū)動方法，屬于電動汽車驅(qū)動領(lǐng)域。為了解決目前采用單獨的驅(qū)動電機的驅(qū)動系統(tǒng)不能保證其工作點在其最優(yōu)效率區(qū)影響電動汽車的工作效率的問題。所述驅(qū)動系統(tǒng)的n個驅(qū)動電機通過n-1個離合器進行動力連接，n個驅(qū)動電機控制器和n-1個離合器控制系統(tǒng)分別控制相應的驅(qū)動電機和離合器，整車控制器用于同時控制n個驅(qū)動電機控制器和n-1個離合器控制系統(tǒng)。所述驅(qū)動方法：檢測油門踏板的開度值、制動踏板的開度值、車速值和電池的SOC值；通過判斷檢測到的數(shù)據(jù)的狀態(tài)，來控制傳統(tǒng)汽車制動傳動裝置單獨工作或控制相應數(shù)量的驅(qū)動電機工作或各驅(qū)動電機停止工作。它適用于電動汽車的驅(qū)動。
【專利說明】基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)及其驅(qū)動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，特別涉及一種基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)及其驅(qū)動方法。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)，絕大多數(shù)都是以單電機為構(gòu)型建立的。電動汽車在運行時，在不同的路況，電機的目標功率不盡相同，這樣單獨的驅(qū)動電機不能保證其工作點在其最優(yōu)效率區(qū)，影響了電動汽車的工作效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是為了解決目前采用單獨的驅(qū)動電機的驅(qū)動系統(tǒng)不能保證其工作點在其最優(yōu)效率區(qū)，影響了電動汽車的工作效率的問題，本發(fā)明提供一種基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)及其驅(qū)動方法。
[0004]本發(fā)明的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，它包括η個驅(qū)動電機、n-Ι個離合器、η個驅(qū)動電機控制器、n-Ι個離合器控制系統(tǒng)和整車控制器，η為大于2的正整數(shù)；
[0005]第I驅(qū)動電機至第n-Ι驅(qū)動電機的動力輸出軸分別與n-Ι個離合器的動力輸入軸連接，所述n-Ι個離合器的動力輸出軸分別與第2驅(qū)動電機至第n-Ι驅(qū)動電機的動力輸入軸連接；
[0006]第η驅(qū)動電機的動力輸出軸與電動汽車車輪的驅(qū)動橋連接；
[0007]η個驅(qū)動電機控制器的三相交流電輸出端分別與η個驅(qū)動電機的三相交流電輸入端連接，
[0008]n-Ι個離合器控制系統(tǒng)的接合/斷開控制信號輸出端與n-Ι個離合器的離合控制信號輸入端連接，
[0009]整車控制器的η個目標功率信號輸出端分別與η個驅(qū)動電機控制器的目標功率信號輸入端連接；
[0010]整車控制器的n-ι個接合/斷開控制信號輸出端分別與n-ι個離合器控制系統(tǒng)4的離合控制信號輸入端連接。
[0011]基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法，所述整車控制器5的工作過程包括如下步驟:
[0012]步驟一:檢測油門踏板的開度值、制動踏板的開度值、車速值和電池的SOC值；
[0013]步驟二:判斷電池的SOC值是否達到了電池荷電狀態(tài)的的最小設置點的值，若是，則將η個驅(qū)動電機的目標功率設置為0，返回步驟一，若否，則轉(zhuǎn)入步驟三；
[0014]步驟三:判斷所述制動踏板的開度值是否大于0，若是，則轉(zhuǎn)入步驟四；若否，則轉(zhuǎn)入步驟七；
[0015]步驟四:判斷車速值是否大于0，若是，則轉(zhuǎn)入步驟五；若否，則將η個驅(qū)動電機的目標功率設置為0，返回步驟一；[0016]步驟五:判斷電池的SOC值是否大于電池最大容量的90%時，若是，則控制傳統(tǒng)汽車制動傳動裝置單獨工作，且將η個驅(qū)動電機的目標功率設置為0，返回步驟一；若否，則轉(zhuǎn)入步驟六；
[0017]步驟六:根據(jù)制動踏板的開度值和車速值計算制動功率，將所述制動功率除以驅(qū)動電機在最優(yōu)效率區(qū)的最大功率后再加1，所得結(jié)果的整數(shù)部分作為需要工作的電機數(shù)；控制相應數(shù)量的驅(qū)動電機和相應的離合器2在額定功率下工作，返回執(zhí)行步驟一；所述驅(qū)動電機在最優(yōu)效率區(qū)的最大功率為驅(qū)動電機在工作效率達到80%以上時的輸出的最大功率；
[0018]步驟七:判斷油門踏板的開度值是否大于0，若是，則轉(zhuǎn)入步驟八；若否，則將各個驅(qū)動電機的目標功率置為O,返回步驟一。
[0019]步驟八:根據(jù)油門踏板開度值和車速值計算驅(qū)動功率，將所述驅(qū)動功率除以驅(qū)動電機在最優(yōu)效率區(qū)的最大功率后再加1，所得結(jié)果的整數(shù)部分作為需要工作的電機數(shù)；控制相應數(shù)量的驅(qū)動電機和相應的離合器在額定功率下工作，返回執(zhí)行步驟一。
[0020]本發(fā)明的有益效果為，本發(fā)明在改良了傳統(tǒng)電動汽車的單電機驅(qū)動系統(tǒng)，能控制多個驅(qū)動電機同時工作，且保證各個驅(qū)動電機在工作時在其最優(yōu)效率區(qū)，增強電動汽車運行時的能效，相比傳統(tǒng)電動汽車的單電機驅(qū)動系統(tǒng)，本發(fā)明的工作效率提高了 10%-30%。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為【具體實施方式】一所述的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的原理示意圖。
[0022]圖2為【具體實施方式】三所述的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的控制的原
理示意圖。
【具體實施方式】
[0023]【具體實施方式】一:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，它包括η個驅(qū)動電機1、η-1個離合器2、η個驅(qū)動電機控制器3、η-1個離合器控制系統(tǒng)4和整車控制器5，η為大于2的正整數(shù)；
[0024]第I驅(qū)動電機I至第n-Ι驅(qū)動電機I的動力輸出軸分別與η_1個離合器2的動力輸入軸連接，所述n-Ι個離合器2的動力輸出軸分別與第2驅(qū)動電機I至第n-Ι驅(qū)動電機I的動力輸入軸連接；
[0025]第η驅(qū)動電機I的動力輸出軸與電動汽車車輪的驅(qū)動橋連接；
[0026]η個驅(qū)動電機控制器3的三相交流電輸出端分別與η個驅(qū)動電機I的三相交流電輸入端連接，
[0027]n-Ι個離合器控制系統(tǒng)4的接合/斷開控制信號輸出端與η_1個離合器2的離合控制信號輸入端連接，
[0028]整車控制器5的η個目標功率信號輸出端分別與η個驅(qū)動電機控制器3的目標功率信號輸入端連接；
[0029]整車控制器5的n-Ι個接合/斷開控制信號輸出端分別與η_1個離合器控制系統(tǒng)4的離合控制信號輸入端連接。[0030]油門踏板開度傳感器的油門踏板開信號輸出端與整車控制器5的油門踏板開度信號輸入端連接，
[0031]車速傳感器的車速信號輸出端與整車控制器5的車速信號輸入端連接，
[0032]制動踏板開度傳感器的制動踏板開度信號輸出端與整車控制器5的制動踏板開度信號輸入端連接，
[0033]電池管理系統(tǒng)的電池SOC信號輸出端與整車控制器5的電池SOC信號輸入端連接。
[0034]【具體實施方式】二:本實施方式是對【具體實施方式】一所述的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的進一步限定，所述n-Ι個離合器2均為磁粉離合器。
[0035]【具體實施方式】三:本實施方式為基于【具體實施方式】一所述的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法，所述整車控制器5的工作過程包括如下步驟:
[0036]步驟一:檢測油門踏板的開度值、制動踏板的開度值、車速值和電池的SOC值；
[0037]步驟二:判斷電池的SOC值是否達到了電池荷電狀態(tài)的的最小設置點的值，若是，則將η個驅(qū)動電機I的目標功率設置為0，返回步驟一，若否，則轉(zhuǎn)入步驟三；
[0038]步驟三:判斷所述制動踏板的開度值是否大于0，若是，則轉(zhuǎn)入步驟四；若否，則轉(zhuǎn)入步驟七；
[0039]步驟四:判斷車速值是否大于0，若是，則轉(zhuǎn)入步驟五；若否，則將η個驅(qū)動電機I的目標功率設置為0，返回步驟一；
[0040]步驟五:判斷電池的SOC值是否大于電池最大容量的90%時，若是，則控制傳統(tǒng)汽車制動傳動裝置單獨工作，且將η個驅(qū)動電機I的目標功率設置為0，返回步驟一；若否，則轉(zhuǎn)入步驟六；
[0041]步驟六:根據(jù)制動踏板的開度值和車速值計算制動功率，將所述制動功率除以驅(qū)動電機I在最優(yōu)效率區(qū)的最大功率后再加1，所得結(jié)果的整數(shù)部分作為需要工作的電機數(shù)；控制相應數(shù)量的驅(qū)動電機I和相應的離合器2在額定功率下工作，返回執(zhí)行步驟一；所述驅(qū)動電機I在最優(yōu)效率區(qū)的最大功率為驅(qū)動電機I在工作效率達到80%以上時的輸出的最大功率;
[0042]步驟七:判斷油門踏板的開度值是否大于0，若是，則轉(zhuǎn)入步驟八；若否，則將各個驅(qū)動電機I的目標功率置為O,返回步驟一。
[0043]步驟八:根據(jù)油門踏板開度值和車速值計算驅(qū)動功率，將所述驅(qū)動功率除以驅(qū)動電機I在最優(yōu)效率區(qū)的最大功率后再加1，所得結(jié)果的整數(shù)部分作為需要工作的電機數(shù)；控制相應數(shù)量的驅(qū)動電機I和相應的離合器2在額定功率下工作，返回執(zhí)行步驟一。
[0044]在本領(lǐng)域中，根據(jù)制動踏板的開度值和車速值計算制動功率的方法和根據(jù)油門踏板開度值和車速值計算驅(qū)動功率的方法已經(jīng)是很成熟和慣用的技術(shù)手段了。
[0045]【具體實施方式】四:本實施方式是對【具體實施方式】三所述的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法的進一步限定，所述步驟六中，根據(jù)制動踏板的開度值和車速值計算制動功率的方法為:
[0046]根據(jù)公式P2 = T qb ω求得制動功率P2 ；
[0047]其中，電機制動轉(zhuǎn)矩Tqb = Tqb.fflaxfbrk ( β )，
[0048]Tqkmax為電機最大的制動轉(zhuǎn)矩，β為制動踏板開度值，[0049]
【權(quán)利要求】
1.基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于， 它包括η個驅(qū)動電機(I)、n-ι個離合器(2 )、η個驅(qū)動電機控制器(3 )、η_1個離合器控制系統(tǒng)(4)和整車控制器(5)，η為大于2的正整數(shù)； 第I驅(qū)動電機(I)至第n-Ι驅(qū)動電機(I)的動力輸出軸分別與n-Ι個離合器(2)的動力輸入軸連接，所述n-Ι個離合器(2)的動力輸出軸分別與第2驅(qū)動電機(I)至第n-Ι驅(qū)動電機(I)的動力輸入軸連接； 第η驅(qū)動電機(I)的動力輸出軸與電動汽車車輪的驅(qū)動橋連接；η個驅(qū)動電機控制器(3)的三相交流電輸出端分別與η個驅(qū)動電機(I)的三相交流電輸入端連接， n-Ι個離合器控制系統(tǒng)(4)的接合/斷開控制信號輸出端與n-Ι個離合器(2)的離合控制信號輸入端連接， 整車控制器(5)的η個目標功率信號輸出端分別與η個驅(qū)動電機控制器(3)的目標功率信號輸入端連接； 整車控制器(5)的n-Ι個接合/斷開控制信號輸出端分別與n-Ι個離合器控制系統(tǒng)(4)的離合控制信號輸入端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述η-1個離合器(2)均為磁粉離合器。
3.權(quán)利要求1所述的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法，其特征在于，所述整車控制器(5)的工作過`程包括如下步驟: 步驟一:檢測油門踏板的開度值、制動踏板的開度值、車速值和電池的SOC值； 步驟二:判斷電池的SOC值是否達到了電池荷電狀態(tài)的的最小設置點的值，若是，則將η個驅(qū)動電機(I)的目標功率設置為0，返回步驟一，若否，則轉(zhuǎn)入步驟三； 步驟三:判斷所述制動踏板的開度值是否大于0，若是，則轉(zhuǎn)入步驟四；若否，則轉(zhuǎn)入步驟七； 步驟四:判斷車速值是否大于0，若是，則轉(zhuǎn)入步驟五；若否，則將η個驅(qū)動電機(I)的目標功率設置為0，返回步驟一； 步驟五:判斷電池的SOC值是否大于電池最大容量的90%時，若是，則控制傳統(tǒng)汽車制動傳動裝置單獨工作，且將η個驅(qū)動電機(I)的目標功率設置為0，返回步驟一；若否，則轉(zhuǎn)入步驟六； 步驟六:根據(jù)制動踏板的開度值和車速值計算制動功率，將所述制動功率除以驅(qū)動電機(I)在最優(yōu)效率區(qū)的最大功率后再加1，所得結(jié)果的整數(shù)部分作為需要工作的電機數(shù)；控制相應數(shù)量的驅(qū)動電機(I)和相應的離合器(2)在額定功率下工作，返回執(zhí)行步驟一；所述驅(qū)動電機(I)在最優(yōu)效率區(qū)的最大功率為驅(qū)動電機(I)在工作效率達到80%以上時的輸出的最大功率； 步驟七:判斷油門踏板的開度值是否大于0，若是，則轉(zhuǎn)入步驟八；若否，則將各個驅(qū)動電機(I)的目標功率置為O,返回步驟一。 步驟八:根據(jù)油門踏板開度值和車速值計算驅(qū)動功率，將所述驅(qū)動功率除以驅(qū)動電機(I)在最優(yōu)效率區(qū)的最大功率后再加1，所得結(jié)果的整數(shù)部分作為需要工作的電機數(shù)；控制相應數(shù)量的驅(qū)動電機(I)和相應的離合器(2)在額定功率下工作，返回執(zhí)行步驟一。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法，其特征在于，所述步驟六中，根據(jù)制動踏板的開度值和車速值計算制動功率的方法為: 根據(jù)公式P2 = T 求得制動功率P2 ； 其中，電機制動轉(zhuǎn)矩
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于級聯(lián)電機的電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的驅(qū)動方法，其特征在于，所述步驟八中，根據(jù)油門踏板開度值和車速值計算驅(qū)動功率的方法為: 根據(jù)公式P1 = TqdO求得驅(qū)動功率P1 ； 其中，電機驅(qū)動轉(zhuǎn)矩
【文檔編號】B60L15/38GK103552483SQ201310572504
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】吳曉剛, 陳漢, 胡宸 申請人:哈爾濱理工大學