CN103072494A - 一种双驱动电动汽车的控制系统 - Google Patents

Abstract

一种双驱动电动汽车的控制系统，主控器控制主电机运行，过流继电器的线圈串联在主电机的供电线路中，主电机和副电机分别通过通过两个电动汽车双向滑行器将动力输出给后桥；所述的过流继电器，其动触头开关串联在加速器的信号输出端和副控器的信号输入端之间，加速器的信号输入端与主控器的信号输出端连接，车载电源将电能分别供给主控器和副控器。本发明的过流继电器既保证了电动汽车的行驶速度，也降低了匀速行驶时的能耗，延长了行驶里程；双向滑行器实现了不论电机正转或反转均能将动力传递给后桥驱动电机运行；滚珠与外圈不接触，减掉了摩擦阻力，使得电动汽车的滑行距离更远，延长了行驶里程。

Description

一种双驱动电动汽车的控制系统

技术领域

本发明涉及到电动汽车领域，具体的说是一种双驱动电动汽车的控制系统。

背景技术

电动汽车以车载电源为动力，具有环保节能等特点，但受车载电源容量的限制，其行驶速度和充电后的行驶里程均有一定的缺陷，不得不频繁充电，不仅加剧了车载可充电电源的使用寿命，同时，也给使用者的生活带来了不便。

电动汽车的行驶速度由车载电源驱动电机来提供，为保证其行驶速度，必须采用大功率电机，但是在匀速行驶时，小功率的电机即可满足，此时采用的大功率电机驱动，会导致30%的电能浪费，加速了车载电源的消耗，因此可以通过改变电机的数量和功率来提升电动汽车速度。

本发明通过设计一种双电机控制系统，在上坡和起步加速时，驱动载荷大于单电机的额定值，双电机运行；匀速行驶时，驱动载荷小于单电机的额定值，只有单电机运行，这样既满足了电动汽车的速度需要，同时也具有高效节能的效果。

电动汽车行驶时，遇到下坡时滑行可以有效的节省电量，本发明通过改进现有技术的单向离合器，保留了单向制动的特点，即电动汽车不能带动电机转动，但无论在电机正转和倒转时均能带动轿车行驶，减掉了电机的阻力，使车辆在无电机阻力的情况下滑行，延长了滑行距离，达到节能目的。

发明内容

本发明为实现上述电动汽车节能效果，从而达到延长行驶里程的目的，提供了一种双驱动电动汽车的控制系统。

本发明为解决上述技术问题采用的技术方案为：一种双驱动电动汽车的控制系统，主要由车载电源、副电机、后桥、主电机和主控器组成，还包括副控器、两个双向滑行器、一个过流继电器和一个加速器，其中，主控器控制主电机运行，过流继电器的线圈串联在主电机的供电线路中，主电机通过一个双向滑行器将动力输出给后桥，副控器控制副电机运行，副电机通过另一个双向滑行器将动力输出给后桥；所述的过流继电器，其动触头开关串联在加速器的信号输出端和副控器的信号输入端之间，加速器的信号输入端与主控器的信号输出端连接，车载电源将电能分别供给主控器和副控器；

所述的两个双向滑行器的结构相同，主要由转轴、滑行转换器、圆环形的滑行中控环和滑行器座组成，滑行转换器固定在转轴的一端，转轴的另一端与电机的输出轴连接，滑行器座与电动汽车的后桥的驱动轴连接；所述滑行中控环和滑行转换器均设置在滑行器座内，滑行中控环环绕滑行转换器设置，并且滑行中控环与滑行转换器以及滑行器座的内壁均不接触；在滑行中控环的圆周面上等间距设有定位窗孔，定位窗孔内设有圆柱形的锁柱，锁柱的轴向与转轴的轴向平行；

所述滑行转换器为正八棱柱形，滑行转换器的八个侧面与滑行器座的内壁面相对，所述滑行中控环上的定位窗孔设置为八个，八个定位窗孔内设置的锁柱分别对应于滑行转换器的八个侧面；在锁柱的圆周面上设有环绕其一周的限位凹槽，滑行中控环的外圆周面上设有与限位凹槽对应的切槽；一个圆环形的回位簧设置在限位凹槽和切槽内，并将锁柱在滑行转换器的侧面上；所述滑行转换器的八个侧面均有两个对称设置的倾斜滚道面，倾斜滚道面顶部与滑行转换器的侧棱连接；滑行转换器同一个侧面上的两个倾斜滚道面底部通过定位浅槽过渡连接；

转轴旋转时，锁柱由于惯性及离心作用沿一侧的倾斜滚道逆着转轴旋转方向运动，并卡在倾斜滚道面与滑行器座内壁之间，从而带动滑行器座旋转，驱动电动汽车运行；转轴停止转动时，锁柱被回位簧沿倾斜滚道面拉回定位浅槽，从而与滑行器座脱离，实现电动汽车的滑行。

本发明中，所述转轴与滑行转换器为一体结构；

所述滑行转换器相邻的两侧面之间通过弧面或平面过渡衔接；

所述滑行转换器上倾斜滚道面的倾斜角为2-4°；

所述滑行转换器上定位浅槽的曲率半径大于锁柱的曲率半径。

本发明中，加速器的作用是调整副电机运行状况，使其与主电机同步运行；

过流继电器的作用是：当主电路中的电流强度小于某一设定值时，副控器与加速器的信号传输中断，副控器控制副电机不工作；当主电路中电流强度达到某一设定值时，过流继电器内感应线圈的电流增大，使得过流继电器内的触点工作，副控器与加速器的信号传输接通，副控器根据加速器传输的信号来启动副电机，并使其与主电机同步运行。

在正常行驶时，主电机的驱动载荷小于其额定载荷，此时，整个回路中电流强度较小，过流继电器的动触头开关断开，副控器接收不到加速器的信号，副电机不工作；

当爬坡或加速时，主电机的驱动载荷增大，大于其额定载荷，此时，整个回路中电流强度增大，过流继电器的动触头开关导通，主控器输出的同步信号经加速器和过流继电器传递给副控器，副控器控制副电机启动并与主电机的转速一致，此时，电动汽车实现爬坡或加速功能。

该双向滑行器的转轴与电机的输出轴连接，滑行器座与电动汽车的后桥连接。由于滑行转换器为正八棱柱，正八棱柱的八个侧面均有两个对称设置的倾斜滚道面，倾斜滚道面的顶部与滑行转换器的侧棱连接；滑行转换器同一个侧面上的两个倾斜滚道面底部通过定位浅槽过渡连接，锁柱的初始位置在定位浅槽内，无论电机正转或反转，锁柱由于离心力和惯性的作用被甩离原位，卡在倾斜滚道面与滑行器座内壁之间并锁紧，将电机的动力通过转轴、滑行器座传递给后桥；

下坡时，电机停止，锁柱在回位簧的弹性拉力作用下返回定位浅槽，此时，锁柱与滑行器座的内壁之间不接触，使得电动汽车在滑行时，后桥带动滑行器座空转，不会将动力通过锁柱传递给电机；同时由于两者不接触，减小了该双向滑行器的内部阻力，从而使电动汽车的滑行距离更远。

该双向滑行器中，锁柱为圆柱体，保证了向两侧均可以滚动，使得无论电机正转或反转时均能锁紧，进而使动力从转轴输出给滑行器座；滑行中控环的作用是保持锁柱的位移同步，回位簧的作用不仅保证锁柱在电机不转时处于滑行转换器侧壁上的定位浅槽内，而且在电机停止转动时，将锁柱从倾斜滚道面与滑行器座内壁卡死的位置拉回原位，脱离与滑行器座的接触，切断动力从滑行器座向转轴的传递路径。

有益效果：本发明通过过流继电器实现在电动汽车加速时双电机运行、在匀速行驶时单电机运行，既保证了电动汽车的行驶速度，同时也降低了匀速行驶时的能耗，延长了行驶里程；双向滑行器实现了不论电机正转或反转均能将动力传递给后桥驱动电机运行，同时，锁柱与滑行器座不接触，减掉了双向滑行器的摩擦阻力，使得电动汽车的滑行距离更远，延长了行驶里程。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为双向滑行器的整体结构示意图；

图3为双向滑行器中转轴的结构示意图；

图4为双向滑行器中滑行转换器的结构示意图；

图5为双向滑行器中滑行中控环的结构示意图；

图6为双向滑行器中滑行中控环的剖视图；

图7为双向滑行器中滑行器座的结构示意图；

图8为双向滑行器中滑行器座的剖视图；

图9为双向滑行器中锁柱的结构示意图；

附图标记：1、车载电源，2、副控器，3、加速器，4、副电机，5、双向滑行器，6、后桥，7、主电机，8、过流继电器，9、主控器；

501、转轴，502、滑行转换器， 503、滑行中控环，504、滑行器座，505、锁柱，506、回位簧， 5021、倾斜滚道面，5022、倾斜滚道面顶部，5023、定位浅槽，5031、定位窗孔， 5032、切槽， 5051、限位凹槽。

具体实施方式

    如图所示，一种双驱动电动汽车的控制系统，主要由车载电源1、副电机4、后桥6、主电机7和主控器9组成，还包括副控器2、两个双向滑行器5、一个过流继电器8和一个加速器3，其中，主控器9控制主电机7运行，过流继电器8的线圈串联在主电机7的供电线路中，主电机7通过一个双向滑行器将动力输出给后桥6，副控器2控制副电机4运行，副电机4通过另一个双向滑行器将动力输出给后桥6；所述的过流继电器8，其动触头开关串联在加速器3的信号输出端和副控器2的信号输入端之间，加速器3的信号输入端与主控器9的信号输出端连接，车载电源1将电能分别供给主控器9和副控器2；

所述的两个双向滑行器5的结构相同，主要由转轴501、滑行转换器502、圆环形的滑行中控环503和滑行器座504组成，滑行转换器502固定在转轴501的一端，且两者为一体结构，转轴501的另一端与电机的输出轴连接，滑行器座504与电动汽车的后桥的驱动轴连接；所述滑行中控环503和滑行转换器502均设置在滑行器座504内，滑行中控环503环绕滑行转换器502设置，并且滑行中控环503与滑行转换器502以及滑行器座504的内壁均不接触；在滑行中控环503的圆周面上等间距设有定位窗孔5031，定位窗孔5031内设有圆柱形的锁柱505，锁柱505的轴向与转轴501的轴向平行；

所述滑行转换器502为正八棱柱形，滑行转换器502的八个侧面与滑行器座504的内壁面相对，滑行转换器502相邻的两侧面之间通过弧面或平面过渡衔接，所述滑行中控环503上的定位窗孔5031设置为八个，八个定位窗孔5031内设置的锁柱505分别对应于滑行转换器502的八个侧面；在锁柱505的圆周面上设有环绕其一周的限位凹槽5051，滑行中控环503的外圆周面上设有与限位凹槽5051对应的切槽5032；一个圆环形的回位簧506设置在限位凹槽5051和切槽5032内，并将锁柱505压在滑行转换器502的侧面上；所述滑行转换器502的八个侧面均有两个对称设置的倾斜滚道面5021，倾斜滚道面顶部5022与滑行转换器502的侧棱连接，倾斜滚道面5021的倾斜角为2-4°；滑行转换器502同一个侧面上的两个倾斜滚道面底部通过定位浅槽5023过渡连接，定位浅槽5023的曲率半径大于锁柱505的曲率半径；

转轴501旋转时，锁柱505由于惯性及离心作用沿一侧的倾斜滚道逆着转轴旋转方向运动，并卡在倾斜滚道面5021与滑行器座504内壁之间，从而带动滑行器座504旋转，驱动电动汽车运行；转轴501停止转动时，锁柱505被回位簧506沿倾斜滚道面5021拉回定位浅槽5023，从而与滑行器座504脱离，实现电动汽车的滑行。

本发明中，电动汽车在正常行驶时，主电机7的驱动载荷小于其额定载荷，此时，整个回路中电流强度较小，过流继电器8的动触头开关断开，副控器2接收不到加速器3的信号，副电机4不工作，主电机7的转轴带动与其连接的双向滑行器5的转轴501和滑行转换器502转动，锁柱505由于离心力和惯性的作用被甩离原位，卡在倾斜滚道面5021与滑行器座504内壁之间并锁紧，从而将主电机7输出的动力通过转轴501、滑行器座504传递给后桥，驱动电动汽车运行；

当电动汽车在爬坡或加速时，主电机7的驱动载荷增大，大于其额定载荷，此时，整个回路中电流强度增大，过流继电器8的动触头开关导通，主控器9输出的同步信号经加速器3和过流继电器8传递给副控器2，副控器2控制副电机4启动并与主电机7的转速一致，此时，主电机7和副电机4的转轴分别带动与其连接的双向滑行器5的转轴501和滑行转换器502转动，锁柱505由于离心力和惯性的作用被甩离原位，卡在倾斜滚道面5021与滑行器座504内壁之间并锁紧，从而将主电机7和副电机4输出的动力通过转轴501、滑行器座504传递给后桥，使电动汽车实现爬坡或加速功能；

下坡时，主副电机均停止工作，锁柱505在回位簧506的弹性拉力作用下返回定位浅槽5023，此时，锁柱505与滑行器座504的内壁之间不接触，使得电动汽车在滑行时，后桥带动滑行器座504空转，不会将动力通过锁柱505传递给主副电机；同时由于两者不接触，减小了双向滑行器5的内部阻力，从而使电动汽车的滑行距离更远。

Claims (5)

1.一种双驱动电动汽车的控制系统，主要由车载电源（1）、副电机（4）、后桥（6）、主电机（7）和主控器（9）组成，其特征在于：还包括副控器（2）、两个双向滑行器（5）、一个过流继电器（8）和一个加速器（3），其中，主控器（9）控制主电机（7）运行，过流继电器（8）的线圈串联在主电机（7）的供电线路中，主电机（7）通过一个双向滑行器将动力输出给后桥（6），副控器（2）控制副电机（4）运行，副电机（4）通过另一个双向滑行器将动力输出给后桥（6）；所述的过流继电器（8），其动触头开关串联在加速器（3）的信号输出端和副控器（2）的信号输入端之间，加速器（3）的信号输入端与主控器（9）的信号输出端连接，车载电源（1）将电能分别供给主控器（9）和副控器（2）；

所述的两个双向滑行器（5）的结构相同，主要由转轴（501）、滑行转换器（502）、圆环形的滑行中控环（503）和滑行器座（504）组成，滑行转换器（502）固定在转轴（501）的一端，转轴（501）的另一端与电机的输出轴连接，滑行器座（504）与电动汽车的后桥的驱动轴连接；所述滑行中控环（503）和滑行转换器（502）均设置在滑行器座（504）内，滑行中控环（503）环绕滑行转换器（502）设置，并且滑行中控环（503）与滑行转换器（502）以及滑行器座（504）的内壁均不接触；在滑行中控环（503）的圆周面上等间距设有定位窗孔（5031），定位窗孔（5031）内设有圆柱形的锁柱（505），锁柱（505）的轴向与转轴（501）的轴向平行；

所述滑行转换器（502）为正八棱柱形，滑行转换器（502）的八个侧面与滑行器座（504）的内壁面相对，所述滑行中控环（503）上的定位窗孔（5031）设置为八个，八个定位窗孔（5031）内设置的锁柱（505）分别对应于滑行转换器（502）的八个侧面；在锁柱（505）的圆周面上设有环绕其一周的限位凹槽（5051），滑行中控环（503）的外圆周面上设有与限位凹槽（5051）对应的切槽（5032）；一个圆环形的回位簧（506）设置在限位凹槽（5051）和切槽（5032）内，并将锁柱（505）压在滑行转换器（502）的侧面上；所述滑行转换器（502）的八个侧面均有两个对称设置的倾斜滚道面（5021），倾斜滚道面顶部（5022）与滑行转换器（502）的侧棱连接；滑行转换器（502）同一个侧面上的两个倾斜滚道面底部通过定位浅槽（5023）过渡连接；

转轴（501）旋转时，锁柱（505）由于惯性及离心作用沿一侧的倾斜滚道逆着转轴旋转方向运动，并卡在倾斜滚道面（5021）与滑行器座（504）内壁之间，从而带动滑行器座（504）旋转，驱动电动汽车运行；转轴（501）停止转动时，锁柱（505）被回位簧（506）沿倾斜滚道面（5021）拉回定位浅槽（5023），从而与滑行器座（504）脱离，实现电动汽车的滑行。

2.根据权利要求1所述的一种双驱动电动汽车的控制系统，其特征在于：所述转轴（501）与滑行转换器（502）为一体结构。

3.根据权利要求1所述的一种双驱动电动汽车的控制系统，其特征在于：所述滑行转换器（502）相邻的两侧面之间通过弧面或平面过渡衔接。

4.根据权利要求1所述的一种双驱动电动汽车的控制系统，其特征在于：所述滑行转换器（502）上倾斜滚道面（5021）的倾斜角为2-4°。

5.根据权利要求1所述的一种双驱动电动汽车的控制系统，其特征在于：所述滑行转换器（502）上定位浅槽（5023）的曲率半径大于锁柱（505）的曲率半径。

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