專利名稱：一種雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，已經(jīng)有不少電動汽車問世并投入運行，而且現(xiàn)有電動汽車大部分是在傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的基礎(chǔ)上改裝而成，大部分采用單電機驅(qū)動，即用一個電機代替發(fā)動機的集中驅(qū)動形式，這種結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)燃油汽車類似，動力由電機發(fā)出沿變速器、傳動軸、差速器、半軸傳遞到車輪，驅(qū)動車輛前進，而且這種結(jié)構(gòu)的傳動機構(gòu)復(fù)雜，容易產(chǎn)生震動、噪聲等問題。而采用輪轂電機結(jié)構(gòu)可以去掉復(fù)雜的變速裝置、機械差速器、半軸等傳動系部件，不僅簡化了底盤結(jié)構(gòu)，而且降低了整車質(zhì)量，提高了傳動效率，有助于提高電動汽車的續(xù)駕駛里程，同 時，采用輪轂電機單獨驅(qū)動，可以減少單個電機尺寸，使整車質(zhì)量分布更加合理，并降低了整車底板的高度，尤其適用于城市區(qū)域的運行，是電動汽車發(fā)展的新方向。整車的性能直接取決于驅(qū)動電機及控制器的性能?，F(xiàn)有的電動車技術(shù)中，驅(qū)動電機一般采用功率密度低的異步電機或者控制精度差的無刷直流電機，使得汽車的整車驅(qū)動性能不夠理想；并且，現(xiàn)有的電機控制器采用TMS320F2407作為控制芯片，性能較差。一般情況下，按照控制優(yōu)先原則，每臺電機應(yīng)該各配一個控制器。如中國專利文獻CN102198802A公開的電動汽車四輪智能驅(qū)動平臺，它包括輪轂電機、電機控制器、動力電池、CAN通訊網(wǎng)絡(luò)以及整車控制器，其中輪轂電機和電機控制器均為4個，輪轂電機和電機控制器供電均與動力電池連接；整車控制器通過CAN通訊網(wǎng)絡(luò)分別控制4個電機控制器。又如中國專利文獻CN101767542A公開的一種電動汽車四輪輪轂電機驅(qū)動系統(tǒng)，它是由整車控制器、動力電池、前輪電機控制器、前輪電機控制器、后輪電機控制器、后輪電機控制器、前輪輪轂電機、前輪輪轂電機、后輪輪轂電機、后輪輪轂電機、前輪電子差速器、前輪電子差速器、后輪電子差速器、后輪電子差速器、96-12DC-DC充電器組成。上述兩個專利文獻所公開的技術(shù)方案中均采用每個輪轂電機均配備一個專用電機控制器的方式，器件成本高，整車布置空間需求高且不方便。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型針對現(xiàn)有的技術(shù)存在上述問題，提出了一種雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，該雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)能提高功率密度和控制精度，節(jié)約元器件成本和節(jié)省整車布置空間，以及提高驅(qū)動橋集成度。本實用新型通過下列技術(shù)方案來實現(xiàn)一種雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，包括高壓電池組，其特征在于，本驅(qū)動系統(tǒng)還包括一個整車控制器、電池管理系統(tǒng)和兩個后輪輪轂電機，高壓電池組與兩個后輪輪轂電機之間通過一個電機控制器連接；所述的整車控制器與電機控制器、電池管理系統(tǒng)分別通過CAN總線連接；所述的整車控制器上連接有方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、加速踏板傳感器、制動踏板傳感器和車速傳感器；所述的電池管理系統(tǒng)與高壓電池組連接，用于控制高壓電池組向電機控制器充、放電，同時管理電池溫度、電流、電壓等信息；所述的整車控制器根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、加速踏板傳感器和制動踏板傳感器輸送的信號經(jīng)過處理后向電機控制器發(fā)送指令，電機控制器接受指令并控制兩個后輪輪轂電機按所需的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動。當(dāng)汽車需要前進或者后退時，電機控制器根據(jù)整車控制器的指令控制電機按一定速度進行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以達到車輪向前轉(zhuǎn)或者向后轉(zhuǎn)，驅(qū)動汽車前進或者后退；當(dāng)汽車需要進行直線加速時，電機控制器根據(jù)整車控制器反饋的信號以相同的速率分別增加兩個后輪輪轂電機的轉(zhuǎn)速，驅(qū)動兩個后車輪按一定的速率增加轉(zhuǎn)速，達到加速的目的；當(dāng)汽車需要轉(zhuǎn)彎時，整車控制器根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角傳感器發(fā)送的角度信號，經(jīng)過電子差速器計算反饋給電機控制器，電機控制器控制兩個后輪輪轂電機以不同的速度轉(zhuǎn)動，達到向左或向右轉(zhuǎn)彎的目的。在上述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中，所述的電機控制器包括一個DSP控制芯片和分別與該DSP控制芯片連接的兩個DC/AC驅(qū)動器，所述的兩個DC/AC驅(qū)動器均與高壓電池組連接，且每個DC/AC驅(qū)動器均連接并驅(qū)動一個后輪輪轂電機。
在上述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中，所述的后輪輪轂電機為永磁同步電機。永磁同步電機具有高功率密度、高控制精度，易于實現(xiàn)較高魯棒性等優(yōu)點，且能實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩，適合直接輪轂式驅(qū)動。在上述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中，所述的DC/AC驅(qū)動器包括型號為PM50RSD06的IPM芯片，在IPM芯片上連接若干個隔離芯片TLP559。在上述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中，所述的DSP控制芯片為TMS320F2812芯片，在該芯片內(nèi)有兩個EV模塊，上述的DC/AC驅(qū)動器分別與相應(yīng)的EV模塊連接。DSP控制芯片TMS320F2812是德州儀器生產(chǎn)的數(shù)字信號處理器，其整合了 DSP和微控制器的最佳特性。在上述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中，在所述DSP控制芯片上連接有電源電路及上電復(fù)位電路。電源電路能夠使輸出電壓保持穩(wěn)定，上電復(fù)位電路能夠?qū)SP控制芯片進行復(fù)位操作。在上述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中，在所述DSP控制芯片上連接有時鐘電路，包括30MHz的晶體Yl和兩個補償電容C31、C41，晶體Yl的兩端分別連接在控制芯片引腳X1、X2上，補償電容C31 —端連接到引腳Xl上，補償電容C41 一端連接到引腳X2上，補償電容C31、C41的另一端均接地。時鐘電路用于控制DSP控制芯片在一定的指令周期執(zhí)行一條指令，依次控制芯片的工作節(jié)奏。在上述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中，在所述DSP控制芯片上連接有外擴RAM存儲器和外擴EEPR0M。外接RAM存儲器用于存儲傳感器檢測的汽車的狀態(tài)參數(shù)，外擴EEPROM用于讀寫存儲系統(tǒng)的參數(shù)變量對應(yīng)的設(shè)置狀態(tài)或者數(shù)值，以及相關(guān)的故障信
肩、O在上述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中，在所述DSP控制芯片上連接有CAN接口電路，包括CAN總線驅(qū)動芯片SN65HVD23，在引腳CANH和CANL分別連接到接插件上且在兩個引腳之間接電阻R131，在引腳Rs上串聯(lián)電阻R130后接地。SN65HVD23適用于較高通訊速率、良好抗干擾能力和高可靠性CAN總線的串行通信。[0016]在上述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中，在所述DSP控制芯片上連接有電流檢測模塊，該電流檢測模塊包括與DSP控制芯片連接的電流濾波電路和與電流濾波電路連接的電流檢測電路。電路濾波電路用于濾除雜波信號，使電路更穩(wěn)定，電流檢測電路用于檢測電流大小。在上述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)中，還包括設(shè)置在每個后輪輪轂電機上用于檢測后輪輪轂電機轉(zhuǎn)子速度、角度信號并發(fā)送給電機控制器的位置檢測模塊，位置檢測模塊包括絕對式編碼器和與絕對式編碼器連接的信號轉(zhuǎn)換芯片，所述的信號轉(zhuǎn)換芯片與上述的DSP控制芯片連接?，F(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點I、由于采用一個電機控制器同時控制兩個后輪輪轂電機，節(jié)約了器件成本，同時也節(jié)省了整車的布置空間。2、由于兩個后輪輪轂電機均采用永磁同步電機，克服了傳統(tǒng)的異步電機功率密度低的缺點，也克服無刷直流電機控制精度差的缺點。3、由于電機控制器的DSP控制芯片采用TMS320F2812芯片，該芯片具備成熟的技術(shù)，比現(xiàn)有的雙電機控制器采用的TMS320F2407運算速度更快、控制精度更高。

圖I是實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下是本實用新型的具體實施例，并結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的描述，但本實用新型并不限于這些實施例。如圖I所示，本實用新型提供一種雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，包括一個高壓電池組、一個整車控制器、電池管理系統(tǒng)和兩個后輪輪轂電機，高壓電池組與兩個后輪輪轂電機之間通過一個電機控制器連接；整車控制器與電機控制器、電池管理系統(tǒng)分別通過CAN總線連接；整車控制器上連接有方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、加速踏板傳感器、制動踏板傳感器和車速傳感器；電池管理系統(tǒng)與高壓電池組連接，用于控制高壓電池組向電機控制器充、放電，同時管理電池溫度、電流、電壓等信息；整車控制器根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、加速踏板傳感器和制動踏板傳感器輸送的信號經(jīng)過處理后向電機控制器發(fā)送指令，電機控制器接受指令并控制兩個后輪輪轂電機按所需的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動。具體來說，方向盤傳感器采用FSG公司的MR-DA-1023磁滯電阻式角度傳感器，設(shè)置在方向盤轉(zhuǎn)軸底部，用于檢測方向盤的轉(zhuǎn)角角度；加速踏板傳感器設(shè)置在加速踏板上，用于檢測加速踏板的加速信號；制動踏板傳感器設(shè)置在制動踏板上，用于檢測制動踏板的制動信號；車速傳感器設(shè)置在后輪上，用于檢測車輪的轉(zhuǎn)速信號。整車控制器接收方向盤傳感器、加速踏板傳感器、制動踏板傳感器和車速傳感器的信號，進行處理并判斷駕駛員的意圖，再將處理后的結(jié)果轉(zhuǎn)換成控制指令發(fā)送給電機控制器。電機控制器包括一個DSP控制芯片和分別與該DSP控制芯片連接的兩個DC/AC驅(qū)動器，兩個DC/AC驅(qū)動器均與高壓電池組連接，且每個DC/AC驅(qū)動器均連接并驅(qū)動一個后輪輪轂電機。高壓電池組直接向DC/AC驅(qū)動器進行充、放電，再通過DC/AC驅(qū)動器驅(qū)動相應(yīng)的后輪輪轂電機按所需的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩進行轉(zhuǎn)動。電機控制器采用德州儀器生產(chǎn)的數(shù)字信號處理器TMS320F2812作為DSP控制芯片，該DSP控制芯片內(nèi)有兩個EV模塊，EV模塊分別控制相應(yīng)的DC/AC驅(qū)動器。DSP控制芯片上連接有電源電路及上電復(fù)位電路，分別用于將高壓電池輸出的電壓轉(zhuǎn)換為DSP控制芯片需要的穩(wěn)定電壓和對DSP控制芯片進行復(fù)位操作；DSP控制芯片上連接有時鐘電路，包括30MHz的晶體Yl和兩個補償電容C31、C41，晶體Yl的兩端分別連接在控制芯片引腳XI、X2上，補償電容C31 一端連接到引腳Xl上，補償電容C41 一端連接到引腳X2上，補償電容C31、C41的另一端均接地；DSP控制芯片上連接有外擴RAM存儲器和外擴EEPR0M，在外擴RAM存儲器中存儲傳感器檢測的汽車的狀態(tài)參數(shù)，在外擴EEPROM讀寫存儲系統(tǒng)的參數(shù)變量和相應(yīng)的設(shè)置數(shù)值，以及相關(guān)的故障信息。此外，在DSP控制芯片上連接有CAN接口電路，該電路能夠?qū)崿F(xiàn)電機控制器與整車控制器的通訊，能夠把相關(guān)的工作狀態(tài)輸送到整車控制器，該CAN接口電路包括CAN總線驅(qū)動芯片SN65HVD23，在引腳CANH和CANL分別連接到接插件上且在兩個引腳之間接電阻R131，在引腳Rs上串聯(lián)電阻R130后接地。為了使系統(tǒng)更 加穩(wěn)定，在DSP控制芯片上還連接有電流檢測模塊，該電流檢測模塊包括與DSP控制芯片連接的電流濾波電路和與電流濾波電路連接的電流檢測電路。DC/AC驅(qū)動器包括型號為PM50RSD06的IPM芯片，在IPM芯片上連接若干個隔離芯片TLP559。IPM芯片將功率開關(guān)器件和驅(qū)動電路集成在一起，并且內(nèi)部包含有過電壓、過電流和過熱等故障檢測電路。后輪輪轂電機采用永磁同步電機，永磁同步電機具有高功率密度、高控制精度，易于實現(xiàn)較高魯棒性的控制等優(yōu)點，且能實現(xiàn)低速大轉(zhuǎn)矩，適合直接輪轂式驅(qū)動。為了使電機控制器的控制更加精確，在每個后輪輪轂電機上均安裝有位置檢測模塊，位置檢測模塊用于檢測后輪輪轂電機轉(zhuǎn)子速度、角度信號并反饋給電機控制器，位置檢測模塊包括絕對式編碼器和與絕對式編碼器連接的信號轉(zhuǎn)換芯片，所述的信號轉(zhuǎn)換芯片與上述的DSP控制芯片連接。本文中所描述的具體實施例僅僅是對本實用新型精神作舉例說明。本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本實用新型的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
權(quán)利要求1.ー種雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，包括高壓電池組，其特征在于，本驅(qū)動系統(tǒng)還包括ー個整車控制器、電池管理系統(tǒng)和兩個后輪輪轂電機，高壓電池組與兩個后輪輪轂電機之間通過ー個電機控制器連接；所述的整車控制器與電機控制器、電池管理系統(tǒng)分別通過CAN總線連接；所述的整車控制器上連接有方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、加速踏板傳感器、制動踏板傳感器和車速傳感器；所述的電池管理系統(tǒng)與高壓電池組連接，用于控制高壓電池組向電機控制器充、放電，同時管理電池溫度、電流、電壓等信息；所述的整車控制器根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、加速踏板傳感器和制動踏板傳感器輸送的信號經(jīng)過處理后向電機控制器發(fā)送指令，電機控制器接受指令并控制兩個后輪輪轂電機按所需的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的電機控制器包括ー個DSP控制芯片和分別與該DSP控制芯片連接的兩個DC/AC驅(qū)動器，所述的兩個DC/AC驅(qū)動器均與高壓電池組連接，且每個DC/AC驅(qū)動器均連接并驅(qū)動ー個后輪輪轂電機。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的后輪輪轂電機為永磁同步電機。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的DC/AC驅(qū)動器包括型號為PM50RSD06的IPM芯片，在IPM芯片上連接若干個隔離芯片TLP559。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述的DSP控制芯片為TMS320F2812芯片，在該芯片內(nèi)有兩個EV模塊，上述的DC/AC驅(qū)動器分別與相應(yīng)的EV模塊連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，在所述DSP控制芯片上連接有電源電路及上電復(fù)位電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，在所述DSP控制芯片上連接有時鐘電路，包括30MHz的晶體Yl和兩個補償電容C31、C41，晶體Yl的兩端分別連接在控制芯片引腳X1、X2上，補償電容C31 —端連接到引腳Xl上，補償電容C41 一端連接到引腳X2上，補償電容C31、C41的另一端均接地。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，所述DSP控制芯片上連接有外擴RAM存儲器和外擴EEPROM ;所述DSP控制芯片上連接有電流檢測模塊，該電流檢測模塊包括與DSP控制芯片連接的電流濾波電路和與電流濾波電路連接的電流檢測電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，在所述DSP控制芯片上連接有CAN接ロ電路，包括CAN總線驅(qū)動芯片SN65HVD23，在引腳CANH和CANL分別連接到接插件上且在兩個引腳之間接電阻R131，在引腳Rs上串聯(lián)電阻R130后接地。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，還包括設(shè)置在每個后輪輪轂電機上用于檢測后輪輪轂電機轉(zhuǎn)子速度、角度信號并發(fā)送給電機控制器的位置檢測模塊，位置檢測模塊包括絕對式編碼器和與絕對式編碼器連接的信號轉(zhuǎn)換芯片，所述的信號轉(zhuǎn)換芯片與上述的DSP控制芯片連接。
專利摘要本實用新型提供了一種雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域。它解決了現(xiàn)有的技術(shù)中結(jié)果復(fù)雜、器件成本高、整車布置空間需求大的問題。本雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)，包括高壓電池組、一個整車控制器、電池管理系統(tǒng)和兩個后輪輪轂電機，高壓電池組與兩個后輪輪轂電機之間通過一個電機控制器連接；整車控制器與電機控制器、電池管理系統(tǒng)分別通過CAN總線連接；整車控制器上連接有方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、加速踏板傳感器、制動踏板傳感器和車速傳感器；電池管理系統(tǒng)與高壓電池組連接。本雙輪轂電機后驅(qū)電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，器件成本低，控制精度高。
文檔編號B60K7/00GK202573774SQ20122012610
公開日2012年12月5日 申請日期2012年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月29日
發(fā)明者武權(quán)立, 廖中華, 馬小建, 王汝成, 孫文凱, 金啟前, 由毅, 吳成明, 趙福全 申請人:浙江吉利汽車研究院有限公司, 浙江吉利控股集團有限公司