專利名稱：電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與汽車動力系統(tǒng)有關(guān)，尤其是用于油電混合動力汽車的驅(qū)動裝置。
背景技術(shù)：
隨著社會的高速發(fā)展，人類對能源過度開采和消耗，已使地球上的化石燃料資源日趨貧乏和枯竭，由此引發(fā)的能源危機制約了世界各國的經(jīng)濟發(fā)展。當前，許多國家都在進行二次能源和替代能源的研究，尤其在燃料資源消耗比較高的汽車領(lǐng)域?，F(xiàn)在，世界各大汽車制造強國都在爭先恐后地發(fā)展氫動力汽車，但是，由于目前氫動力汽車制造和運用的成本較高，技術(shù)的完善還需20年左右，因而，國外自二十世紀九十年代就開始研發(fā)油—電混合動力汽車，以作為氫動力汽車性能完善前的過渡產(chǎn)品。油—電混合動力汽車作為其替代產(chǎn)品被相繼推出。例如，中國一汽豐田引進的日本混聯(lián)式混合動力汽車—“普銳斯”。
混合動力汽車可分為串聯(lián)模式、并聯(lián)模式和混聯(lián)模式(串聯(lián)、并聯(lián)的復合模式)三種。
串聯(lián)模式通常用于大型和中型客車上，這種模式的汽車是發(fā)動機驅(qū)動發(fā)電機，輸出電能，與蓄電池共同供給牽引電動機電能。由于串聯(lián)模式混合動力汽車采用電耦合的方式提供動力，所以也稱作電耦合混合動力汽車。
并聯(lián)模式混合動力汽車是發(fā)動機驅(qū)動混合動力驅(qū)動橋，再由混合動力驅(qū)動橋驅(qū)動汽車，同時，蓄電池供電的電動機的輸出軸也與混合動力驅(qū)動橋聯(lián)接，從而實現(xiàn)動力混合。實際上這是一種機械耦合模式，所以也稱作機械耦合混合動力汽車。
混聯(lián)模式混合動力汽車就是以上兩種模式混合動力汽車的復合方式。
當前，各汽車大國都在競相開發(fā)雙模式混合動力汽車。但是，并聯(lián)模式和雙模式的混合動力汽車的制造工藝比較復雜，尤其是混合動力驅(qū)動橋?qū)儆跈C電一體化的精密裝置，制造工藝復雜，成本高，不利于市場推廣。例如一汽豐田產(chǎn)“普銳斯”在銷售地售價達31萬元，不適于做為我國大力推廣節(jié)能環(huán)保汽車技術(shù)的示范產(chǎn)品。另外，由于串聯(lián)模式混合動力汽車在機械能轉(zhuǎn)換成電能，再轉(zhuǎn)換為機械能的過程中，能量轉(zhuǎn)換的效率較低，故目前在小轎車領(lǐng)域尚未推廣。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服以上不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保，并且具有制造成本低、售價低的顯著優(yōu)勢，能大大提高小轎車“機—電—機”轉(zhuǎn)換的總體效率的電磁耦合混合動力驅(qū)動裝置。
本發(fā)明的目的是這樣來實現(xiàn)的本發(fā)明電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置，包括發(fā)動機，離合器，其特征是裝置中還有通過離合器與發(fā)動機離、合的機械輸入端和驅(qū)動車輪的機械輸出端的電磁耦合混合動力驅(qū)動橋，通過導線與電磁耦合混合動力驅(qū)動橋連接的變頻器，與變頻器連接的通過變頻器向電磁耦合混合動力驅(qū)動橋提供頻率可變的交流電或勵磁的蓄電池。發(fā)動機是汽車常用的汽油機或柴油機，它與離合器軸聯(lián)結(jié)。若離合器分離，可單獨利用蓄電池的電能供給電磁耦合混合動力驅(qū)動橋以驅(qū)動汽車，若離合器結(jié)合，一方面，發(fā)動機與電磁耦合混合動力驅(qū)動橋通過軸進行機械耦合，直接將動力傳送至車輪以驅(qū)動汽車；另一方面，可以將蓄電池的電能同時加至電磁耦合混合動力驅(qū)動橋進行動力合成共同驅(qū)動汽車。該驅(qū)動裝置中的蓄電池采用鋰電池。如果車輛處于停止狀態(tài)，可利用普通的市電通過內(nèi)置充電機對蓄電池充電。
上述的電磁耦合混合動力驅(qū)動橋由籠形異步電機和帶動力輸入軸和動力輸出軸的變速箱組成，籠形異步電機中有帶機座和端蓋的機殼，與端蓋上的軸承配合的電機軸，位于電機軸上的轉(zhuǎn)子鐵心支架，裝在轉(zhuǎn)子鐵心支架上的有轉(zhuǎn)子鐵心的籠形轉(zhuǎn)子繞組，固定在機殼相對于籠形轉(zhuǎn)子繞組位置上的帶定子鐵心的定子繞組，電機軸一端通過離合器與發(fā)動機連接而另一端與變速箱輸入軸連接。電磁耦合混合動力驅(qū)動橋是籠形異步電機與變速箱的一體化組合?；\形異步發(fā)電機是籠形異步電機的一種特定工作方式。當異步電機接通電源后，處于電動機狀態(tài)，若給電動機施以外動力，使其轉(zhuǎn)速超過同步轉(zhuǎn)速，此時電機會向電源輸出電能，同時從電網(wǎng)上吸收無功勵磁電能，這時，籠形異步電動機就變成了籠形異步發(fā)電機。它結(jié)構(gòu)簡單、牢固可靠，具有發(fā)電效率高、制造成本低、免維護等特點。籠形異步發(fā)電機還具備與其它發(fā)電機所不同的特點，即可以從發(fā)電狀態(tài)轉(zhuǎn)換成電動狀態(tài)，或從電動狀態(tài)轉(zhuǎn)換成發(fā)電狀態(tài)，其過程非常簡單。這個特點給本發(fā)明電磁耦合混合動力驅(qū)動橋的設計和制造提供了有利條件。蓄電池的電能通過變頻器加于籠形異步電機，以電磁耦合的方式將電能與發(fā)動機經(jīng)離合器傳來的機械能進行動力合成，這與其它機械耦合混合動力驅(qū)動橋的動力混合方式顯然不同，整體結(jié)構(gòu)被大幅度簡化。變速箱可采用公知的技術(shù)進行簡化，變速箱的簡化設計以車輛傳動系統(tǒng)的總變速比不低于1∶15為原則，確?；\形異步電動機在汽車起步時具有足夠的轉(zhuǎn)矩。電磁耦合混合動力驅(qū)動橋的變速箱部分簡化，是為了縮小籠形異步電機和變速箱的一體化組合的體積，使之與一個常規(guī)變速箱的體積相當。變速箱部分其實有足夠的二次開發(fā)空間，在不增加整體尺寸的前提下，可盡量完善變速箱的功能。
上述的籠形異步電機的極對數(shù)為2對。
上述的變頻器由用于電機控制的數(shù)字信號處理器和驅(qū)動異步電機的智能功率模塊組成。變頻器與電磁耦合混合動力驅(qū)動橋是導線聯(lián)接，具有兩個功能一是從蓄電池獲得電能以變頻的方式向籠形異步電機提供頻率可變的三相交流電，驅(qū)動電動機以不同轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，從而改變汽車速度；另一個是給籠形異步電機提供勵磁，使其從電動機狀態(tài)轉(zhuǎn)變成發(fā)電機狀態(tài)，實現(xiàn)車輛的再生制動，同時發(fā)出的電能經(jīng)專用變頻器的續(xù)流二極管對蓄電池進行充電。
上述的數(shù)字信號處理器中有接收發(fā)動機光電編碼式轉(zhuǎn)速傳感器輸出的數(shù)字脈沖信號的捕獲單元輸入端CAP1_QER1，PWM輸出控制端，通過電量轉(zhuǎn)換器和分壓電路接收蓄電池輸出的電壓、電流信號的模擬信號輸入端ADCINA1及ADCINA2，通用輸入輸出端GPIOB0-GPIOB3；智能功率模塊通過高速光耦受數(shù)字信號處理器驅(qū)動，籠形異步電機通過導線接于智能功率模塊的交流三相輸出端U、V、W，智能功率模塊的電源端子N通過分流器與蓄電池連接，上三橋故障信號輸出端Ufo、Vfo、Wfo和下三橋故障信號輸出端Fo通過光耦將故障信號輸入數(shù)字信號處理器中的通用輸入輸出端GPIOB0-GPIOB3。
上述的變頻器有電源，其輸入端直接連接蓄電池兩個輸出端B+和BG，即可輸出智能功率模塊所需的驅(qū)動電源和數(shù)字信號處理器所需的供電電源，變頻器電源可采用型號為JS158的電源。
上述的數(shù)字信號處理器中的通信網(wǎng)絡端eCAN與汽車中央控制器連通，它們之間通過CAN總線進行通信。
上述的數(shù)字信號處理器采用型號為TMS320F2812或TMS320LF2407或ADSP21xx或DSP56001等的數(shù)字信號處理器，智能功率模塊采用型號為PM300RLA060或7MBP300RA060的智能功率模塊。
按照小轎車的一般行駛要求，以本發(fā)明電磁耦合混合動力驅(qū)動裝置為動力驅(qū)動系統(tǒng)的小轎車的工作模式如下1.一般起步工況當小轎車起步或者低速(如速度≤40km/h)行駛時，離合器分離，一般由蓄電池獨立供電，專用變頻器控制電磁耦合混合動力驅(qū)動橋以驅(qū)動小轎車，這適于小轎車僅作為城市上下班的代步交通工具的情況。而蓄電池欠電或者車速超過一定值(如40km/h)時，由異步電機拖動發(fā)動機快速啟動，離合器結(jié)合，進入混合動力驅(qū)動方式，也可由專用變頻器控制異步電機轉(zhuǎn)換為發(fā)電機狀態(tài)并向汽車供電，同時給蓄電池充電。這種起步方式可避免發(fā)動機怠速高油耗、高排放的缺點，此外當小轎車以較低速度行駛且蓄電池電量充足時，車輛也可處于純電動驅(qū)動方式，以滿足一些特殊要求，如發(fā)動機出現(xiàn)故障或者需要實現(xiàn)一定里程的零排放。
2.正常行駛工況在一般行駛工況下，小轎車的中央控制器根據(jù)控制策略的優(yōu)化目標、整車當前的實際功率需求和蓄電池電量狀態(tài)，控制混合動力合成的輸出總功率以及發(fā)動機與異步電機之間的功率分配。根據(jù)小轎車的一般行駛情況，發(fā)動機和異步電機的工作狀態(tài)不斷切換，可能有三種運行方式1)當小轎車在平路或高速公路上恒速行駛時，可按照控制策略的最佳功率分配發(fā)動機和電機的輸出功率?？梢允前l(fā)動機獨立驅(qū)動，異步電機轉(zhuǎn)為發(fā)電狀態(tài)供車輛用電或給電量不足的蓄電池充電；也可以按一定輸出功率分配比例共同驅(qū)動汽車，最低限度地節(jié)省燃油消耗量。
2)當小轎車在公路上行駛超車、加速或爬坡時，無論籠形異步電機之前處于何種工作狀態(tài)，都立即轉(zhuǎn)變?yōu)殡妱訖C狀態(tài)或者增加電動機勵磁功率，以幫助發(fā)動機加速，或提供更大的爬坡轉(zhuǎn)矩。
3)當小轎車在公路上行駛下坡或減速時，無論籠形異步電機之前處于何種工作狀態(tài)，都立即轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機狀態(tài)或者增加發(fā)電機勵磁功率，產(chǎn)生負轉(zhuǎn)矩，對車輛進行制動，避免了機械剎車的磨耗，同時也給蓄電池充電。若車輛繼續(xù)減速至停止，則機械制動系統(tǒng)也開始工作。
3.故障工況小轎車在行駛中出現(xiàn)動力系統(tǒng)故障時，可立即進行動力切換。若發(fā)動機出現(xiàn)故障，可切換至蓄電池供電的純電動驅(qū)動方式繼續(xù)運行；若電磁耦合混合動力驅(qū)動橋的異步電機或?qū)Ｓ米冾l器、蓄電池等出現(xiàn)故障，可切換至純發(fā)動機驅(qū)動模式。
本發(fā)明采用了電磁耦合混合動力驅(qū)動橋，電磁耦合混合動力驅(qū)動橋僅有兩個連接端口一個機械輸入端(動力合成)，一個機械輸出端(驅(qū)動車輪)。整個驅(qū)動橋既具有電能和機械能的動力合成功能，又具有發(fā)電及驅(qū)動汽車的功能。因此，它完全具備機械耦合的混合動力驅(qū)動橋的全部功能。具有結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保，并且具有制造成本低、售價低的顯著優(yōu)勢，能有效地提高小轎車“機—電—機”轉(zhuǎn)換的總體效率。


圖1電磁耦合混合動力驅(qū)動裝置系統(tǒng)框2電磁耦合混合動力驅(qū)動橋中籠形異步電機結(jié)構(gòu)示意3電磁耦合混合動力驅(qū)動裝置的電路工作原理示意圖
具體實施例方式參見圖1，本發(fā)明裝置中有通過離合器2與發(fā)動機1離、合的機械輸入端和驅(qū)動車輪的機械輸出端的電磁耦合混合動力驅(qū)動橋3，通過導線與電磁耦合混合動力驅(qū)動橋連接的變頻器4，與變頻器連接的通過變頻器向電磁耦合混合動力驅(qū)動橋提供頻率可變的交流電或勵磁的蓄電池5，內(nèi)置充電機6。電磁耦合混合動力橋由籠形異步電機7和帶動力輸入軸和動力輸出軸的變速箱8組成。變速箱通過動力輸出軸和汽車上的前橋(或后橋)19驅(qū)動車輪20行駛。
本發(fā)明電磁耦合混合動力驅(qū)動裝置中以軸連接的機械耦合部件，如發(fā)動機、離合器、變速箱等均為小轎車常規(guī)使用的部件，而進行電磁耦合的主要部件籠形異步電機、變頻器則和以前使用的部件有所不同，是專門研制的。這兩個部件涉及機械技術(shù)和電力電子、電子電路、嵌入式系統(tǒng)等技術(shù)。下面將分別說明具體實現(xiàn)方式。
1.籠形異步電機參見圖2，籠形異步電機中有機殼9，與機殼配裝的機座10、端蓋11，裝在機殼上的與端蓋上的軸承12配合的電機軸13，位于電機軸上的轉(zhuǎn)子鐵心支架14，裝在轉(zhuǎn)子鐵心支架上的有轉(zhuǎn)子鐵心15的籠形轉(zhuǎn)子繞組16，固定在機殼相對于籠形轉(zhuǎn)子繞組位置上的帶定子鐵心17的定子繞組18，電機軸一端通過離合器與發(fā)動機連接而另一端與變速箱輸入軸連接。籠形異步電極的極對數(shù)為2對。為了減輕轉(zhuǎn)子的重量和降低鐵心的成本，采用轉(zhuǎn)子鐵心支架結(jié)構(gòu)，即輪輻結(jié)構(gòu)。籠形異步電機工作時有發(fā)電機和電動機兩種狀態(tài)。實際工作中，電動機額定功率比發(fā)電機大2倍以上，極對數(shù)的設計應該以電動機的技術(shù)要求為主，如工作頻率0～200Hz的要求，兼顧發(fā)電機的技術(shù)要求，即對蓄電池充電的額定功率、額定電壓等。因此，極對數(shù)可設計為2對。定子鐵心和轉(zhuǎn)子鐵心應該選擇有較大電阻率和較高導磁率的導磁材料，例如鐵基非晶態(tài)導磁材料能使電機鐵損降至最低，再配合合理的結(jié)構(gòu)設計和冷卻方式，可以提高電機的功率密度(≥1kW/kg)和效率(≥95％)。
2.變頻器變頻器主要由用于電機控制的數(shù)字信號處理器DSP(Digital SignalProcessor)和驅(qū)動異步電機的智能功率模塊IPM(Intelligent PowerModule)組成。
DSP采用了TI公司2002年末推出的最新一代基于Flash的工業(yè)級32位DSP——TMS320F2812。TMS320F2812具有150MHz的時鐘頻率，低功耗設計(內(nèi)核1.8V，I/O 3.3V)，支持JTAG技術(shù)，片內(nèi)集成了一個高性能32位CPU(TMS320C28x)。片上存儲器包括128K×16Flash、1K×16OTPROM、L0和L12塊4K×16的SARAM、H01塊8K×16單口RAM、M0和M12塊1K×16的SARAM，Boot ROM(4K×16)帶有軟件加載模式和標準數(shù)學表。外部接口帶有總計1M的存儲器，具有可編程等待模式，以及可編程讀/寫跳閘定時器和三個相互獨立的片選。其時鐘與系統(tǒng)控制模塊支持動態(tài)鎖相環(huán)比率變化、片上振蕩器和看門狗定時器模塊。該器件帶有支持45個外設中斷的外設中斷擴展(PIE)模塊，3個32位CPU定時器。電機控制外設包括兩個事件管理器(EVA，EVB)。串口設備有串行外設接口(SPI)、兩個串行通訊接口(SCIs)、標準uART、優(yōu)化控制局域網(wǎng)(eCAN)、SPI模式的多通道緩沖型串行接口(McBSP)。具有16通道的12位ADC，即2×8通道多路輸入、兩個采樣/保持、單轉(zhuǎn)換時間200ns、流水線轉(zhuǎn)換時間60ns。56個獨立可編程，多路通用輸入/輸出(GPIO)管腳。
IPM采用三菱的PM300RLA060，輸出電流/電壓為300A/600V，額定功率30KW。該智能功率模塊采用了第5代低功耗IGBT管芯；有完整的功率輸出電路，直接連接負載；內(nèi)置優(yōu)化后的柵級驅(qū)動電路和短路，過流、過熱，驅(qū)動電壓欠壓等保護電路。
專用變頻器原理性電路如圖3所示，工作過程如下籠形異步電機的電動和發(fā)電狀態(tài)的轉(zhuǎn)換由TMS320F2812控制。TMS320F2812的事件管理器中有專門用來檢測速度信號的正交編碼器(QEP)，它可以用來與一個光學編碼器接口以獲取一個轉(zhuǎn)動機構(gòu)的位置和速度信號。圖3中，發(fā)動機轉(zhuǎn)速傳感器采用光電編碼傳感器，輸出的數(shù)字脈沖信號直接送至TMS320F2812事件管理器中的捕獲單元輸入端CAP1_QEP1，經(jīng)過適當計算后就可以獲得發(fā)動機轉(zhuǎn)速值，并通過f＝n·60/p換算出它所對應的頻率fE，然后與異步電機的勵磁頻率fL相比較，當fL≥fE時，籠形異步電機就處于電動機狀態(tài)；反之，處于發(fā)電機狀態(tài)。顯然，根據(jù)驅(qū)動裝置不同的工作模式，只需要適時改變異步電機的勵磁頻率fL就可以轉(zhuǎn)換籠形異步電機的狀態(tài)。
當籠形異步電機處于電動機狀態(tài)(fL≥fE)時，TMS320F2812的EVA事件管理器輸出6路PWM控制信號，通過6只高速光耦HCPL4504驅(qū)動IPM模塊PM300RLA060。蓄電池提供IPM輸出端6只IGBT(P1，...，P6)的直流源，由IPM逆變后驅(qū)動異步電機M。這里DSP對電動機的控制采取了空間電壓矢量控制算法。
當籠形異步電機處于發(fā)電機狀態(tài)(fL＜fE)時，一方面，變頻器實際上是一個給異步發(fā)電機提供勵磁的三相交流電源。蓄電池電能通過變頻器的IGBT對異步電機的定子繞組勵磁，旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子上的籠形轉(zhuǎn)子繞組產(chǎn)生感應電流，該電流產(chǎn)生的磁場又在定子繞組上產(chǎn)生感應電動勢，這一電動勢的相位較勵磁電流的相位滯后90°，因此，從時域上看，定子繞組的勵磁電流和輸出電流各行其道，即勵磁電流和輸出電流可以共用異步電機的U、V、W三相線。另一方面，上述發(fā)電機定子繞組輸出的電能則通過IPM中的6只續(xù)流二極管(D1，...，D6)回饋至蓄電池，并在DSP的控制下自動對蓄電池采取恒流恒壓的方式充電。從IPM電源N端至蓄電池負端BG之間的分流器RS兩端BI+和BI-可取出蓄電池輸出的電流值BI，從B+和BG兩端可取出蓄電池的輸出電壓值BV，它們分別經(jīng)電量轉(zhuǎn)換器WBV334U01-75mV/5V和WBV334U01-500V/5V得到標準的DC 0-5V電壓信號，再由R1、R2和R3、R4構(gòu)成的分壓電路衰減至DSPI/O端的電平范圍0-3.3V，然后加至TMS320F2812的模擬輸入端ADCINA1和ADCINA2。對這2個輸入信號測量計算后，可作為蓄電池是否需要充電和充電控制策略的判據(jù)。首先，蓄電池電壓低于設定的最低電壓限值時，TMS320F2812開始對蓄電池恒流充電，根據(jù)反饋的電流值BI調(diào)整輸出的PWM脈沖寬度，即調(diào)節(jié)勵磁大小，從而使發(fā)電機輸出電流恒定；當充電至蓄電池的最大電壓時，則根據(jù)反饋的電壓值BV來調(diào)整輸出的PWM脈沖寬度，即調(diào)節(jié)勵磁大小，從而使發(fā)電機輸出電壓恒定。這樣就實現(xiàn)了發(fā)電機狀態(tài)下變頻器對蓄電池的自動充電。另外，該狀態(tài)下也能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的減速制動。當小轎車在行駛過程中減速時，TMS320F2812調(diào)整輸出PWM脈沖寬度，繼續(xù)降低勵磁頻率，并始終保持fL＜fE，同時加大勵磁電流，使得此時的異步發(fā)電機以大電流輸出對蓄電池充電，并對主傳動軸產(chǎn)生較大的制動轉(zhuǎn)矩，從而實現(xiàn)車輛制動和能量回收。如果車輛進入緊急制動工況，還需機械剎車裝置配合共同完成。
當IPM發(fā)生短路、過流、過熱、驅(qū)動電壓欠壓等故障時，上三橋故障信號Ufo、Vfo、Wfo和下三橋故障信號Fo經(jīng)光耦PC817傳輸至TMS320F2812的輸入端GPIOB0～GPIOB3，則TMS320F2812立即停止輸出PWM信號，關(guān)斷IPM，以保護IPM和電機。
JS158是變頻器電源，輸入直接連至蓄電池兩端B+和BG，即可輸出4路15V互相獨立的IGBT驅(qū)動電源和1路5V電源。5V電源經(jīng)電壓變換電路轉(zhuǎn)換后可以提供DSP所需的1.8V核電壓和3.3VI/O電壓。
若驅(qū)動裝置用于混合動力轎車時，轎車的中央控制器通過TMS320F2812的eCAN模塊可以和變頻器進行通信，對它發(fā)出起步、加速、減速、剎車等控制信號，TMS320F2812接收到這些工作指令后，經(jīng)過判斷和計算即可對籠形異步電機進行適當?shù)乜刂啤?br> 3.其它鋰電池的大電流充放電能力是任何其它蓄電池所不能比擬的。我國是世界上鋰電池生產(chǎn)大國，鋰電池的價格比國外低。因此，采用鋰電池作為電磁耦合混合動力汽車的蓄電池是適當選擇。蓄電池的額定電量應該設計為可保證小轎車純電動方式下行駛60公里以上的距離。車輛入庫或條件允許的場合均可利用內(nèi)置充電機對鋰電池進行補充充電，最大程度地做到節(jié)能和環(huán)保。內(nèi)置式充電機是一個開關(guān)電源，體積小、重量輕(約5kg)，其三芯插頭與電源插座有嚴格的地線連接，以防車體帶電。
上述實施例是對本發(fā)明的上述內(nèi)容作進一步的說明，但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于上述實施例。凡基于上述內(nèi)容所實現(xiàn)的技術(shù)均屬于本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置，包括發(fā)動機，離合器，其特征在于裝置中還有通過離合器與發(fā)動機離、合的機械輸入端和驅(qū)動車輪的機械輸出端的電磁耦合混合動力驅(qū)動橋，通過導線與電磁耦合混合動力驅(qū)動橋連接的變頻器，與變頻器連接的通過變頻器向電磁耦合混合動力橋提供頻率可變的交流電或勵磁的蓄電池。
2.如權(quán)利要求1所述的電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置，其特征在于電磁耦合混合動力驅(qū)動橋由籠形異步電機和帶動力輸入軸和動力輸出軸的變速箱組成，籠形異步電機中有帶機座和端蓋的機殼，與端蓋上的軸承配合的電機軸，位于電機軸上的轉(zhuǎn)子鐵心支架，裝在轉(zhuǎn)子鐵心支架上的有轉(zhuǎn)子鐵心的籠形轉(zhuǎn)子繞組，固定在機殼相對于籠形轉(zhuǎn)子繞組位置上的帶定子鐵心的定子繞組，電機軸一端通過離合器與發(fā)動機連接而另一端與變速箱輸入軸連接。
3.如權(quán)利要求2所述的電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置，其特征在于籠形異步電機的極對數(shù)為2對。
4.如權(quán)利要求2所述的電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置，其特征在于變頻器由用于電機控制的數(shù)字信號處理器和驅(qū)動異步電機的智能功率模塊組成。
5.如權(quán)利要求4所述的電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置，其特征在于數(shù)字信號處理器中有接收發(fā)動機光電編碼式轉(zhuǎn)速傳感器輸出的數(shù)字脈沖信號的捕獲單元輸入端CAP1_QER1，PWM輸出控制端，通過電量轉(zhuǎn)換器和分壓電路接收蓄電池輸出的電壓、電流信號的模擬信號輸入端ADCINA1及ADCINA2，通用輸入輸出端GPIOB0-GPIOB3；智能功率模塊通過高速光耦受數(shù)字信號處理器驅(qū)動，籠形異步電機通過導線接于智能功率模塊的交流三相輸出端U、V、W，智能功率模塊的電源端子N通過分流器與蓄電池連接，上三橋故障信號輸出端Ufo、Vfo、Wfo和下三橋故障信號輸出端Fo通過光耦將故障信號輸入數(shù)字信號處理器中的通用輸入輸出端GPIOB0-GPIOB3。
6.如權(quán)利要求4所述的電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置，其特征還在于有變頻器電源，其輸入端直接連接蓄電池兩個輸出端B+和BG，即可輸出智能功率模塊所需的驅(qū)動電源和數(shù)字信號處理器所需的供電電源。
7.如權(quán)利要求6所述的電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置，其特征在于汽車中央控制器與數(shù)字信號處理器中的通信網(wǎng)絡端eCAN連通，它們之間通過CAN總線進行通信。
8.如權(quán)利要求4～7之一所述的電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置，其特征在于數(shù)字信號處理器采用型號為TMS320F2812或TMS320LF2407或ADSP21xx或DSP56001的數(shù)字信號處理器，智能功率模塊采用型號為PM300RLA060或7MBP300RA060的智能功率模塊。
全文摘要
本發(fā)明電磁耦合混合動力汽車驅(qū)動裝置，包括發(fā)動機，離合器，有通過離合器與發(fā)動機離、合的機械輸入端和驅(qū)動車輪的機械輸出端的電磁耦合混合動力驅(qū)動橋，通過導線與電磁耦合混合動力驅(qū)動橋連接的變頻器，與變頻器連接的通過變頻器向電磁耦合混合動力驅(qū)動橋提供頻率可變的交流電或勵磁的蓄電池。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、節(jié)能環(huán)保，并且具有制造成本低、售價低的顯著優(yōu)勢，能大大提高小轎車“機－電－機”轉(zhuǎn)換的總體效率。
文檔編號F16D27/00GK101037093SQ20071004890
公開日2007年9月19日 申請日期2007年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月20日
發(fā)明者高嵩, 王緒本, 高蔭川 申請人:成都理工大學