專利名稱：一種輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電動汽車驅(qū)動控制系統(tǒng)，具體的說是一種輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，屬于電動汽車控制技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著電機(jī)產(chǎn)品的多樣化及性能的不斷提升，電動汽車對于驅(qū)動電機(jī)的選擇也越來越多，且電機(jī)體積的減小使電動汽車布置方案也越來越多。目前流行的主要有集中驅(qū)動式、雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動式(分前驅(qū)式或后驅(qū)式)、四電機(jī)四輪獨(dú)立驅(qū)動(包括四輪轂電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動)。對于集中驅(qū)動式和雙電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動式的電動汽車，由于只有單軸驅(qū)動，車輛的動力性存在不足，驅(qū)動效率低，大功率電機(jī)體積大，不利于布置；對于四輪獨(dú)立驅(qū)動的電動汽車，這種方案電機(jī)直接驅(qū)動車輪，降低了機(jī)械傳動損耗，但是由于當(dāng)車輛運(yùn)動時(shí)同時(shí)考慮四個(gè)車 輪間的相對運(yùn)動，控制算法較為復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來較為困難，可能導(dǎo)致輪胎加速磨損，同時(shí)采用四輪獨(dú)立懸掛系統(tǒng)使得車輛承載能力難以達(dá)到要求。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，通過對前后輪的混合驅(qū)動控制，可根據(jù)不同工況采用四種不同的驅(qū)動模式，使得車輛的驅(qū)動效率得到明顯提高。為了解決以上技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動電機(jī)、信號傳感器、換向器、信號處理器、電機(jī)控制器及整車控制器，所述驅(qū)動電機(jī)包括左前輪輪轂電機(jī)、右前輪輪轂電機(jī)和后輪集中電機(jī)；所述左前輪輪轂電機(jī)、右前輪輪轂電機(jī)和后輪集中電機(jī)分別經(jīng)左前輪輪轂電機(jī)控制器、右前輪輪轂電機(jī)控制器和后輪集中電機(jī)控制器相連后接入所述整車控制器，所述信號傳感器經(jīng)信號處理器與所述整車控制器相連；所述換向器的一端與整車控制器連接，另一端分別與三個(gè)電機(jī)控制器相連。本實(shí)用新型進(jìn)一步限定的技術(shù)方案是前述的輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，所述信號傳感器包括轉(zhuǎn)向信號傳感器、制動踏板信號傳感器、加速踏板信號傳感器、左輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳感器、右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳感器、后集中電機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳感器、電源電流傳感器和電壓信號傳感器；轉(zhuǎn)向信號傳感器獲取轉(zhuǎn)向管柱的方向信號及轉(zhuǎn)向角的大小，左右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳感器獲取輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號，由整車控制器通過左右輪轂電機(jī)控制器調(diào)整左右輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)速差，以保證車輛按照駕駛員的意圖轉(zhuǎn)向；制動踏板信號傳感器獲取制動踏板的角度信號、加速踏板信號傳感器獲取加速踏板的角度信號、電源電流傳感器和電壓信號傳感器獲取電源端總電流電壓，由整車控制器調(diào)整電機(jī)的電流來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，以保障車輛按照駕駛員的意圖行駛。前述的輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，所述兩個(gè)前輪輪轂電機(jī)之間的差速以及前輪與后輪集中電機(jī)之間的差速通過整車控制器和脈寬調(diào)制電路來控制，脈寬調(diào)制電路將信號傳感器的電壓信號轉(zhuǎn)換成寬度一定的脈沖信號以供整車控制器對信號進(jìn)行處理，同時(shí)輸出可以驅(qū)動電機(jī)控制器的控制信號。前述的輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，所述換向器與整車控制器之間還依次設(shè)有啟動開關(guān)、互鎖開關(guān)和踏板微動信號開關(guān)，這三個(gè)開關(guān)均為繼電器開關(guān)；所述啟動開關(guān)由車鑰匙點(diǎn)火開關(guān)進(jìn)行關(guān)聯(lián)控制，所述互鎖開關(guān)是當(dāng)停車充電時(shí)用以確保行車電路斷開，所述微動信號開關(guān)連接加速器踏板，確保了加速踏板頻繁啟動的自動控制及安全保護(hù)。輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)的控制方法，在車輛運(yùn)行時(shí)，整車控制器先通過電壓傳感器檢測電池電壓，在電池電壓低于設(shè)定值U時(shí)，整車控制器發(fā)出控制信號給三個(gè)電機(jī)控制器，將車輛切換至后輪集中電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動并降功率；當(dāng)電壓傳感器檢測到電池電壓高于設(shè)定值U時(shí)，整車控制器通過電流傳感器檢測電池總電流，通過電流大小來判斷車輛工況，當(dāng)電流大于設(shè)定值Ia時(shí)，整車控制器發(fā)出控制信號給三個(gè)電機(jī)控制器，車輛驅(qū)動模式切換至四輪驅(qū)動并降功率，當(dāng)電流大于設(shè)定值Ib時(shí)，車輛驅(qū)動模式切換至四輪全功率驅(qū)動，其中所述電流值Ia < IB。其中電壓設(shè)定值U的大小是動力電池最小使用電壓范圍，通常為額定電壓的90%，IA、Ib均為測試值，Ib是車輛滿載 且在最大坡度行駛時(shí)的電流值，Ia是車輛空載平路時(shí)的電流值。本實(shí)用新型的有益效果是I、本實(shí)用新型的方案結(jié)構(gòu)簡單，相對于單軸驅(qū)動方案，后軸的集中電機(jī)可選擇功率較小的電機(jī)，易為布置，當(dāng)車輛在低負(fù)荷且為非爬坡狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)將選擇前軸或后軸單軸驅(qū)動的方式，當(dāng)滿負(fù)荷或爬坡時(shí)，車輛采用四輪驅(qū)動，這種策略將使得車輛的驅(qū)動效率得到明顯提聞。2、本實(shí)用新型采用了四種不同的驅(qū)動模式，車輛能適用于不同道路情況，采用四輪全功率驅(qū)動模式使得爬坡能力可提高50%，車輛進(jìn)行綜合工況測試，相對于常規(guī)的電動車可節(jié)電約30%。

圖I為本實(shí)用新型原理圖
具體實(shí)施方式
實(shí)施例I本實(shí)施例提供的一種輪轂電機(jī)混合控制系統(tǒng)，原理如圖I所不，包括驅(qū)動電機(jī)、信號傳感器、信號處理器5、電機(jī)控制器、整車控制器4、主接觸器21和換向器20 ;在換向器20與整車控制器4之間還依次設(shè)有啟動開關(guān)11、互鎖開關(guān)12和踏板微動信號開關(guān)13 ;驅(qū)動電機(jī)包括左前輪輪轂電機(jī)I、右前輪輪轂電機(jī)2、后輪集中電機(jī)3 ;所述的信號傳感器包括轉(zhuǎn)向信號12、制動踏板信號13、加速踏板信號14、左輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號15、右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號16、后集中電機(jī)轉(zhuǎn)速信號17、電源電流18和電壓信號19 ;傳感器信號經(jīng)信號處理電路5發(fā)送至整車控制器4，整車控制器通過左輪轂電機(jī)控制器6、右輪轂電機(jī)控制器7、后集中電機(jī)控制器8來控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，控制器采用12V電源供電。本實(shí)施例中采用后軸單軸驅(qū)動模式，當(dāng)電壓傳感器19檢測到電池電壓高于設(shè)定值U時(shí)，整車控制器4通過電流傳感器18檢測電池總電流，通過電流大小來判斷車輛工況，當(dāng)電流小于設(shè)定值Ia時(shí)，整車控制器4發(fā)出控制信號給集中電機(jī)控制器8，車輛驅(qū)動模式切換為后軸單軸驅(qū)動。實(shí)施例2在本實(shí)施例中，驅(qū)動控制系統(tǒng)與實(shí)施例I相同，區(qū)別在于本實(shí)施例的驅(qū)動方式采用四輪驅(qū)動半功率模式，當(dāng)電壓傳感器19檢測到電池電壓高于設(shè)定值U時(shí)，整車控制器4通過電流傳感器18檢測電池總電流,通過電流大小來判斷車輛工況,當(dāng)電流大于設(shè)定值Ia時(shí)，整車控制器4發(fā)出控制信號給電機(jī)控制器6、7、8，車輛驅(qū)動模式切換為四輪半功率驅(qū)動。實(shí)施例3在本實(shí)施例中，驅(qū)動控制系統(tǒng)與實(shí)施例I相同，區(qū)別在于本實(shí)施例的驅(qū)動方式采用四輪驅(qū)動全功率模式(爬坡或滿載)，當(dāng)電壓傳感器19檢測到電池電壓高于設(shè)定值U時(shí)，整車控制器4通過電流傳感器18檢測電池總電流，通過電流大小來判斷車輛工況，當(dāng)電流 大于設(shè)定值Ib時(shí)，整車控制器4發(fā)出控制信號給電機(jī)控制器6、7、8，車輛驅(qū)動模式切換為四輪全功率驅(qū)動。除上述實(shí)施例外，本實(shí)用新型還可以有其他實(shí)施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實(shí)用新型要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動電機(jī)、信號傳感器、換向器、信號處理器、電機(jī)控制器及整車控制器，所述驅(qū)動電機(jī)包括左前輪輪轂電機(jī)、右前輪輪轂電機(jī)和后輪集中電機(jī)；其特征在于所述左前輪輪轂電機(jī)、右前輪輪轂電機(jī)和后輪集中電機(jī)分別經(jīng)左前輪輪轂電機(jī)控制器、右前輪輪轂電機(jī)控制器和后輪集中電機(jī)控制器相連后接入所述整車控制器，所述信號傳感器經(jīng)信號處理器與所述整車控制器相連；所述換向器的一端與整車控制器連接，另一端分別與三個(gè)電機(jī)控制器相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于所述信號傳感器包括轉(zhuǎn)向信號傳感器、制動踏板信號傳感器、加速踏板信號傳感器、左輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳感器、右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳感器、后集中電機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳感器、電源電流傳感器和電壓信號傳感器； 所述轉(zhuǎn)向信號傳感器獲取轉(zhuǎn)向管柱的方向信號及轉(zhuǎn)向角的大??； 所述左右輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號傳感器獲取輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速信號，由整車控制器通過左右輪轂電機(jī)控制器調(diào)整左右輪轂電機(jī)的轉(zhuǎn)速差，以保證車輛按照駕駛員的意圖轉(zhuǎn)向； 所述制動踏板信號傳感器獲取制動踏板的角度信號； 所述加速踏板信號傳感器獲取加速踏板的角度信號； 所述電源電流傳感器和電壓信號傳感器獲取電源端總電流電壓，由整車控制器調(diào)整電機(jī)的電流來控制電機(jī)轉(zhuǎn)速。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于所述兩個(gè)前輪輪轂電機(jī)之間的差速以及前輪與后輪集中電機(jī)之間的差速通過整車控制器和脈寬調(diào)制電路來控制，所述脈寬調(diào)制電路將信號傳感器的電壓信號轉(zhuǎn)換成寬度一定的脈沖信號以供整車控制器對信號進(jìn)行處理，同時(shí)輸出可以驅(qū)動電機(jī)控制器的控制信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于所述換向器與整車控制器之間還依次設(shè)有啟動開關(guān)、互鎖開關(guān)和踏板微動信號開關(guān)；所述啟動開關(guān)由車鑰匙點(diǎn)火開關(guān)進(jìn)行關(guān)聯(lián)控制，所述互鎖開關(guān)是當(dāng)停車充電時(shí)用以確保行車電路斷開，所述微動信號開關(guān)連接加速器踏板，確保了加速踏板頻繁啟動的自動控制及安全保護(hù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，其特征在于所述啟動開關(guān)、互鎖開關(guān)和踏板微動信號開關(guān)均為繼電器開關(guān)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種輪轂電機(jī)混合驅(qū)動控制系統(tǒng)，包括驅(qū)動電機(jī)、信號傳感器、信號處理器、電機(jī)控制器及整車控制器，所述驅(qū)動電機(jī)包括左前輪輪轂電機(jī)、右前輪輪轂電機(jī)和后輪集中電機(jī)，所述左前輪輪轂電機(jī)、右前輪輪轂電機(jī)和后輪集中電機(jī)分別經(jīng)左前輪輪轂電機(jī)控制器、右前輪輪轂電機(jī)控制器和后輪集中電機(jī)控制器相連后接入所述整車控制器，所述信號傳感器經(jīng)信號處理器與所述整車控制器相連。本實(shí)用新型的方案結(jié)構(gòu)簡單，相對于單軸驅(qū)動方案，后軸的集中電機(jī)可選擇功率較小的電機(jī)，易為布置，當(dāng)車輛在低負(fù)荷且為非爬坡狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)將選擇前軸或后軸單軸驅(qū)動的方式，當(dāng)滿負(fù)荷或爬坡時(shí)，車輛采用四輪驅(qū)動，這種策略將使得車輛的驅(qū)動效率得到明顯提高。
文檔編號B60L15/20GK202656883SQ20122014461
公開日2013年1月9日 申請日期2012年4月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月6日
發(fā)明者樊啟要, 何仁, 楊林 申請人:南京南汽專用車有限公司, 江蘇大學(xué)