一種具有自動切換能力的電機驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型有關(guān)一種電機驅(qū)動系統(tǒng)，特別是指一種集成化的具有自動切換能力的電機驅(qū)動系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，以電機為動力的電動車，包括電動車、燃料電池電動車和串聯(lián)型混合動力電動車，其整車動力性必須滿足一定的要求，包括爬坡能力、最高車速、加速能力等性能指標(biāo)。因此，電機驅(qū)動系統(tǒng)必須具備與整車動力性相適應(yīng)的機械特性，而且應(yīng)具有較高的效率和較低的成本，此外，電機驅(qū)動系統(tǒng)還應(yīng)具備制動能量回饋能力，車輛在處于滑行和制動時還需通過電機驅(qū)動系統(tǒng)回饋到車輛儲能系統(tǒng)中。為了實現(xiàn)這些要求，理想的電機驅(qū)動系統(tǒng)應(yīng)該具備如下特點:
[0003]低速時可以輸出較大的轉(zhuǎn)矩，滿足車輛爬坡的要求；
[0004]中高速可以提供較高轉(zhuǎn)速，滿足車輛加速性能，并滿足車輛行駛速度的要求；
[0005]在整個速度范圍內(nèi)，轉(zhuǎn)矩具有良好的平順性；
[0006]電機具有四象限運行的能力；
[0007]在整個運行范圍內(nèi)具有較高的效率；
[0008]在滿足車輛要求的前提下，功率盡可能小，以提高電機驅(qū)動系統(tǒng)的負(fù)荷率，并降低成本，減少系統(tǒng)質(zhì)量；
[0009]結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，可靠性高。
[0010]具有上述特點的電機驅(qū)動系統(tǒng)，其機械特性如圖1所示。對于理想的機械特性，在低速時驅(qū)動系統(tǒng)具有較高的轉(zhuǎn)矩，能夠滿足車輛爬坡的要求；在中高速時，驅(qū)動系統(tǒng)具有合適的轉(zhuǎn)速，能夠滿足車輛高速行駛要求。
[0011]在圖1中，與曲線a對應(yīng)的具有理想特性的電機驅(qū)動系統(tǒng)相比較，曲線b對應(yīng)的電機驅(qū)動系統(tǒng)在中高速時具有相同的功率，曲線c對應(yīng)的電機驅(qū)動系統(tǒng)在低速時具有相同的最大扭矩。但是曲線b對應(yīng)的電機驅(qū)動系統(tǒng)其最大轉(zhuǎn)矩較低，使用該電機驅(qū)動系統(tǒng)的車輛爬坡能力無法達到要求，曲線c對應(yīng)的電機驅(qū)動系統(tǒng)，盡管最大扭矩及中高速時的功率都可以達到要求，但該驅(qū)動系統(tǒng)的功率要比實際的功率需求大的多，功率儲備太大，勢必造成電機驅(qū)動系統(tǒng)成本高，負(fù)荷率低，質(zhì)量大效率低等問題。
[0012]綜上所述，對于由電機驅(qū)動的電動車，驅(qū)動系統(tǒng)核心問題是實現(xiàn)具有近似于上述理想機械特性的電機驅(qū)動系統(tǒng)。車輛工作在低速時驅(qū)動系統(tǒng)可以產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)矩，車輛運行在中高速時，電機驅(qū)動系統(tǒng)具有適當(dāng)?shù)墓β省?br>【實用新型內(nèi)容】
[0013]有鑒于此，本實用新型的主要目的在于提供一種車輛工作在低速時可以產(chǎn)生較大轉(zhuǎn)矩，車輛運行在中高速時具有適當(dāng)?shù)墓β实木哂凶詣忧袚Q能力的電機驅(qū)動系統(tǒng)。
[0014]為達到上述目的，本實用新型提供一種具有自動切換能力的電機驅(qū)動系統(tǒng)，其用于電動車，該電機驅(qū)動系統(tǒng)包括第一電機、第二電機、分別控制第一電機與第二電機對電動車進行驅(qū)動或制動的整車控制器及對電動車供電并接收車輛制動時第一電機與第二電機釋放電能的充放電系統(tǒng)；該第一電機和第二電機均為雙輸出軸結(jié)構(gòu)，該第一電機的一端連接負(fù)載設(shè)備，另一端通過一離合器和傳動軸連接第二電機的輸入軸，該第二電機輸出軸通過減速箱連接汽車的主減速器或直接和主減速器連接。
[0015]所述負(fù)載設(shè)備包括空壓機、轉(zhuǎn)向助力栗與空調(diào)壓縮機，所述第一電機連接所述負(fù)載設(shè)備的一側(cè)設(shè)有第一輸出軸，所述第一電機通過第一輸出軸的皮帶輪和一第一皮帶與該轉(zhuǎn)向助力栗連接，所述第一電機通過第一輸出軸的皮帶輪和一第二皮帶與空壓機連接，所述轉(zhuǎn)向助力栗的皮帶輪預(yù)留與該空調(diào)壓縮機的皮帶輪連接的槽，并通過第三皮帶與該空調(diào)壓縮機的皮帶輪連接，該空調(diào)壓縮機具有一離合器，所述整車控制器通過信號線連接該空調(diào)壓縮機的離合器并控制其通斷。
[0016]所述整車控制器通過信號線連接第一電機控制器與第二電機控制器，該第一電機控制器通過動力電纜連接第一電機，該第二電機控制器通過另一動力電纜連接第二電機，所述整車控制器通過一信號線連接所述離合器，所述整車控制器控制離合器的通斷及第一電機與第二電機的工作狀態(tài)。
[0017]所述充放電系統(tǒng)包括動力電池與電池管理單元，該動力電池與電池管理單元通過動力線連接，該電池管理單元另通過動力線分別連接所述第一電機控制器與第二電機控制器，該電池管理單元與整車控制器通過信號線連接。
[0018]第一電機與第二電機的工作狀態(tài)為驅(qū)動車輛或發(fā)電制動車輛。
[0019]所述空壓機為具有到壓自停和到溫度自停功能的空壓機，所述空調(diào)壓縮機為具有到壓自停和到溫度自停功能的空調(diào)壓縮機。
[0020]本實用新型的電機驅(qū)動系統(tǒng)將車上原來轉(zhuǎn)向助力栗、空壓機及空調(diào)壓縮機的電機都集成在一個輔助電機上，省掉了三個電機和三個變頻器，結(jié)構(gòu)上變的相對簡單，穩(wěn)定性和可靠性都大大提高，同時將傳統(tǒng)車上一個大功率電機，簡化成兩個功率較小的電機，用控制電路達到自動切換，使電機始終工作在高效率區(qū)，達到節(jié)能環(huán)保的目的。
【附圖說明】
[0021]圖1為不同驅(qū)動系統(tǒng)的機械特性示意圖；
[0022]圖2為本實用新型具有自動切換能力的電機驅(qū)動系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不意圖；
[0023]圖3為本實用新型中的第一電機驅(qū)動空調(diào)壓縮機、空壓機、轉(zhuǎn)向助力栗的原理圖；
[0024]圖4為本實用新型具有自動切換能力的電機驅(qū)動系統(tǒng)的原理框圖。
【具體實施方式】
[0025]為便于對本實用新型的結(jié)構(gòu)及達到的效果有進一步的了解，現(xiàn)結(jié)合附圖并舉較佳實施例詳細(xì)說明如下。
[0026]如圖2與圖4所示，本實用新型具有自動切換能力的電機驅(qū)動系統(tǒng)用于電動車，該電機驅(qū)動系統(tǒng)包括第一電機1、第二電機2、與第一電機I通過動力電纜bl連接的第一電機控制器10、與第二電機2通過動力電纜b2連接的第二電機控制器20、整車控制器3及充放電系統(tǒng)。該整車控制器3用于分別控制第一電機I與第二電機2對電動車進行驅(qū)動或制動，該充放電系統(tǒng)用于對電動車供電并接收車輛制動時第一電機I與第二電機2釋放的電能。
[0027]其中該第一電機I和第二電機2均為雙輸出軸結(jié)構(gòu)，該第一電機I的兩端分別設(shè)有第一輸出軸與第二輸出軸，其中一端的第一輸出軸連接負(fù)載設(shè)備，另一端的第二輸出軸通過一離合器5和傳動軸6連接第二電機2的輸入軸，第二電機2輸出軸通過減速箱(圖中未示)連接汽車的主減速器7或直接和主減速器7連接，該主減速器7連接電動車的左車輪與右車輪。
[0028]如圖2至圖4所示，本實用新型中的負(fù)載設(shè)備包括空壓機40、轉(zhuǎn)向助力栗41與空調(diào)壓縮機42。其中第一電機I通過第一輸出軸的皮帶輪11和第一皮帶410與轉(zhuǎn)向助力栗41連接，同時第一電機I通過第一輸出軸的皮帶輪11和第二皮帶400與空壓機40連接，轉(zhuǎn)向助力栗41的皮帶輪411預(yù)留與空調(diào)壓縮機皮帶輪420連接的槽，并通過第三皮帶421可與空調(diào)壓縮機皮帶輪420連接，空調(diào)壓縮機42具有一離合器。
[0029]如圖2與圖4所示，整車控制器3通過信號線al連接第一電機控制器10，同時通過信號線a2連接第二電機控制器20，整車控制器3通過信號線a3連接第一電機I與第二電機2之間的離合器5，整車控制器3通過信號線a4連接空調(diào)壓縮機離合器。整車控制器3根據(jù)車輛行駛的不同工況控制第一電機I與第二電機2之間的離合器5通斷，并分別通過第一電機控制器10與第二電機控制器20自動適時的切換兩個電機的工作狀態(tài)，使第一電機I平時作為車輛輔助電機驅(qū)動車上轉(zhuǎn)向助力栗41、空壓機40及空調(diào)壓縮機42工作，第二電機2作為驅(qū)動電機工作；或者為滿足車輛低速上坡及中高速行駛的驅(qū)動要求，使兩個電機共同驅(qū)動車輛。
[0030]如圖4所示，本實用新型的充放電系統(tǒng)包括動力電池80及與該動力電池80連接的電池管理單元81，該動力電池80與電池管理單元81通過動力線b3連接，該電池管理單元81與整車控制器3通過信號線a5連接，該電池管理單元81另通過動力線b4、b5分別連接第一電機控制器10與第二電機控制器20。該整車控制器3與第二電機控制器20之間另通過信號線a6連接，該整車控制器3通過信號線a7與a8分別連接有加速踏板30與制動踏板31。
[0031 ] 車輛在正常運行時由整車控制器3通過