專利名稱：一種輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電動汽車驅動控制系統(tǒng)，具體的說是一種輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，屬于電動汽車控制技術領域。
背景技術：
隨著電機產品的多樣化及性能的不斷提升，電動汽車對于驅動電機的選擇也越來越多，且電機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動式、雙電機獨立驅動式(分前驅式或后驅式)、四電機四輪獨立驅動(包括四輪轂電機獨立驅動)。對于集中驅動式和雙電機獨立驅動式的電動汽車，由于只有單軸驅動，車輛的動力性存在不足，驅動效率低，大功率電機體積大，不利于布置；對于四輪獨立驅動的電動汽車，這種方案電機直接驅動車輪，降低了機械傳動損耗，但是由于當車輛運動時同時考慮四個車 輪間的相對運動，控制算法較為復雜，實現(xiàn)起來較為困難，可能導致輪胎加速磨損，同時采用四輪獨立懸掛系統(tǒng)使得車輛承載能力難以達到要求。

實用新型內容本實用新型所要解決的技術問題是，克服現(xiàn)有技術的缺點，提供一種輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，通過對前后輪的混合驅動控制，可根據(jù)不同工況采用四種不同的驅動模式，使得車輛的驅動效率得到明顯提高。為了解決以上技術問題，本實用新型提供輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，包括驅動電機、信號傳感器、換向器、信號處理器、電機控制器及整車控制器，所述驅動電機包括左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機和后輪集中電機；所述左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機和后輪集中電機分別經左前輪輪轂電機控制器、右前輪輪轂電機控制器和后輪集中電機控制器相連后接入所述整車控制器，所述信號傳感器經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，另一端分別與三個電機控制器相連。本實用新型進一步限定的技術方案是前述的輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，所述信號傳感器包括轉向信號傳感器、制動踏板信號傳感器、加速踏板信號傳感器、左輪轂電機轉速信號傳感器、右輪轂電機轉速信號傳感器、后集中電機轉速信號傳感器、電源電流傳感器和電壓信號傳感器；轉向信號傳感器獲取轉向管柱的方向信號及轉向角的大小，左右輪轂電機轉速信號傳感器獲取輪轂電機轉速信號，由整車控制器通過左右輪轂電機控制器調整左右輪轂電機的轉速差，以保證車輛按照駕駛員的意圖轉向；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，由整車控制器調整電機的電流來控制電機轉速，以保障車輛按照駕駛員的意圖行駛。前述的輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，所述兩個前輪輪轂電機之間的差速以及前輪與后輪集中電機之間的差速通過整車控制器和脈寬調制電路來控制，脈寬調制電路將信號傳感器的電壓信號轉換成寬度一定的脈沖信號以供整車控制器對信號進行處理，同時輸出可以驅動電機控制器的控制信號。前述的輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，所述換向器與整車控制器之間還依次設有啟動開關、互鎖開關和踏板微動信號開關，這三個開關均為繼電器開關；所述啟動開關由車鑰匙點火開關進行關聯(lián)控制，所述互鎖開關是當停車充電時用以確保行車電路斷開，所述微動信號開關連接加速器踏板，確保了加速踏板頻繁啟動的自動控制及安全保護。輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)的控制方法，在車輛運行時，整車控制器先通過電壓傳感器檢測電池電壓，在電池電壓低于設定值U時，整車控制器發(fā)出控制信號給三個電機控制器，將車輛切換至后輪集中電機單獨驅動并降功率；當電壓傳感器檢測到電池電壓高于設定值U時，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，當電流大于設定值Ia時，整車控制器發(fā)出控制信號給三個電機控制器，車輛驅動模式切換至四輪驅動并降功率，當電流大于設定值Ib時，車輛驅動模式切換至四輪全功率驅動，其中所述電流值Ia < IB。其中電壓設定值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的電流值，Ia是車輛空載平路時的電流值。本實用新型的有益效果是I、本實用新型的方案結構簡單，相對于單軸驅動方案，后軸的集中電機可選擇功率較小的電機，易為布置，當車輛在低負荷且為非爬坡狀態(tài)時，系統(tǒng)將選擇前軸或后軸單軸驅動的方式，當滿負荷或爬坡時，車輛采用四輪驅動，這種策略將使得車輛的驅動效率得到明顯提聞。2、本實用新型采用了四種不同的驅動模式，車輛能適用于不同道路情況，采用四輪全功率驅動模式使得爬坡能力可提高50%，車輛進行綜合工況測試，相對于常規(guī)的電動車可節(jié)電約30%。

圖I為本實用新型原理圖
具體實施方式
實施例I本實施例提供的一種輪轂電機混合控制系統(tǒng)，原理如圖I所不，包括驅動電機、信號傳感器、信號處理器5、電機控制器、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之間還依次設有啟動開關11、互鎖開關12和踏板微動信號開關13 ;驅動電機包括左前輪輪轂電機I、右前輪輪轂電機2、后輪集中電機3 ;所述的信號傳感器包括轉向信號12、制動踏板信號13、加速踏板信號14、左輪轂電機轉速信號15、右輪轂電機轉速信號16、后集中電機轉速信號17、電源電流18和電壓信號19 ;傳感器信號經信號處理電路5發(fā)送至整車控制器4，整車控制器通過左輪轂電機控制器6、右輪轂電機控制器7、后集中電機控制器8來控制電機的轉速，控制器采用12V電源供電。本實施例中采用后軸單軸驅動模式，當電壓傳感器19檢測到電池電壓高于設定值U時，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，當電流小于設定值Ia時，整車控制器4發(fā)出控制信號給集中電機控制器8，車輛驅動模式切換為后軸單軸驅動。實施例2在本實施例中，驅動控制系統(tǒng)與實施例I相同，區(qū)別在于本實施例的驅動方式采用四輪驅動半功率模式，當電壓傳感器19檢測到電池電壓高于設定值U時，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,當電流大于設定值Ia時，整車控制器4發(fā)出控制信號給電機控制器6、7、8，車輛驅動模式切換為四輪半功率驅動。實施例3在本實施例中，驅動控制系統(tǒng)與實施例I相同，區(qū)別在于本實施例的驅動方式采用四輪驅動全功率模式(爬坡或滿載)，當電壓傳感器19檢測到電池電壓高于設定值U時，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，當電流 大于設定值Ib時，整車控制器4發(fā)出控制信號給電機控制器6、7、8，車輛驅動模式切換為四輪全功率驅動。除上述實施例外，本實用新型還可以有其他實施方式，凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本實用新型要求的保護范圍。
權利要求1.一種輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，包括驅動電機、信號傳感器、換向器、信號處理器、電機控制器及整車控制器，所述驅動電機包括左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機和后輪集中電機；其特征在于所述左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機和后輪集中電機分別經左前輪輪轂電機控制器、右前輪輪轂電機控制器和后輪集中電機控制器相連后接入所述整車控制器，所述信號傳感器經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，另一端分別與三個電機控制器相連。
2.根據(jù)權利要求I所述的輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，其特征在于所述信號傳感器包括轉向信號傳感器、制動踏板信號傳感器、加速踏板信號傳感器、左輪轂電機轉速信號傳感器、右輪轂電機轉速信號傳感器、后集中電機轉速信號傳感器、電源電流傳感器和電壓信號傳感器； 所述轉向信號傳感器獲取轉向管柱的方向信號及轉向角的大小； 所述左右輪轂電機轉速信號傳感器獲取輪轂電機轉速信號，由整車控制器通過左右輪轂電機控制器調整左右輪轂電機的轉速差，以保證車輛按照駕駛員的意圖轉向； 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，由整車控制器調整電機的電流來控制電機轉速。
3.根據(jù)權利要求I所述的輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，其特征在于所述兩個前輪輪轂電機之間的差速以及前輪與后輪集中電機之間的差速通過整車控制器和脈寬調制電路來控制，所述脈寬調制電路將信號傳感器的電壓信號轉換成寬度一定的脈沖信號以供整車控制器對信號進行處理，同時輸出可以驅動電機控制器的控制信號。
4.根據(jù)權利要求I所述的輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，其特征在于所述換向器與整車控制器之間還依次設有啟動開關、互鎖開關和踏板微動信號開關；所述啟動開關由車鑰匙點火開關進行關聯(lián)控制，所述互鎖開關是當停車充電時用以確保行車電路斷開，所述微動信號開關連接加速器踏板，確保了加速踏板頻繁啟動的自動控制及安全保護。
5.根據(jù)權利要求4所述的輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，其特征在于所述啟動開關、互鎖開關和踏板微動信號開關均為繼電器開關。
專利摘要本實用新型公開了一種輪轂電機混合驅動控制系統(tǒng)，包括驅動電機、信號傳感器、信號處理器、電機控制器及整車控制器，所述驅動電機包括左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機和后輪集中電機，所述左前輪輪轂電機、右前輪輪轂電機和后輪集中電機分別經左前輪輪轂電機控制器、右前輪輪轂電機控制器和后輪集中電機控制器相連后接入所述整車控制器，所述信號傳感器經信號處理器與所述整車控制器相連。本實用新型的方案結構簡單，相對于單軸驅動方案，后軸的集中電機可選擇功率較小的電機，易為布置，當車輛在低負荷且為非爬坡狀態(tài)時，系統(tǒng)將選擇前軸或后軸單軸驅動的方式，當滿負荷或爬坡時，車輛采用四輪驅動，這種策略將使得車輛的驅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