CN103318046A - 一种纯电动轻型客车动力总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种纯电动轻型客车动力总成，包括驱动电机、减速器、蓄电池组、车载充电机、快充接口、慢充接口、高压控制装置以及控制单元，该控制单元具有驱动电机MCU、电池管理系统、整车控制系统、充电机控制器，该驱动电机通过减速器驱动后桥轮毂，该蓄电池组给驱动电机提供电能；该整车控制系统捕获并分析钥匙开关、加速踏板、制动踏板以及档位信号，再结合电池管理系统监测的电池组信息，通过CAN总线给驱动电机MCU发送控制命令控制驱动电机。本发明设计巧妙，结构简洁、可靠和紧凑，克服纯电动轻型客车驱动效率差和充电不方便的问题，适合在纯电动轻型客车领域大批量推广。

Description

一种纯电动轻型客车动力总成

技术领域

本发明涉及新能源轻型客车领域，更具体的说涉及一种纯电动轻型客车动力总成。

背景技术

随着工业发展和社会需求的增加，汽车在社会进步和经济发展中扮演着重要的角色。汽车工业的迅速发展，推动了机械、能源、橡胶和钢铁等支柱产业的发展，但同时也带来了环境污染、能源短缺等严重问题。以混合动力汽车和纯电动汽车为代表的新能源汽车是解决汽车工业可持续发展问题的主要途径。其中纯电动汽车零排放、噪音低、无污染等优点，是未来新能源汽车的主要发展方向。

目前大部分纯电动轻型客车采用电池、电机、电机控制器、变速箱、快速充电接口连接驱动整车的方案，但是由于变速箱或变速器结构不是很稳定，因些带来高昂的维护成本而且复杂的控制，造成传动效率大大降低；另外目前所查到的纯电动轻型客车采用快速充电方式，只能在专用的充电设备站才能充电，严重依赖外部充电设备，一定程度上造成充电麻烦。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纯电动轻型客车动力总成，其设计巧妙，结构简洁、可靠和紧凑，克服纯电动轻型客车驱动效率差和充电不方便的问题，适合在纯电动轻型客车领域大批量推广。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种纯电动轻型客车动力总成，其中，包括驱动电机、减速器、蓄电池组、车载充电机、快充接口、慢充接口、高压控制装置以及控制单元，该控制单元具有驱动电机MCU、电池管理系统、整车控制系统、充电机控制器，该驱动电机通过减速器而与车辆传动轴和后桥轮毂传动相连，该蓄电池组给驱动电机提供电能；该电池管理系统与充电机控制器电相连，该充电机控制器通过车载充电机和高压控制装置电连接，该慢充接口与车载充电机相连，该快充接口与电池管理系统相连并还与高压控制装置电连接，该高压控制装置与蓄电池组相连，该整车控制系统捕获并分析钥匙开关、加速踏板、制动踏板以及档位信号，再结合电池管理系统监测的电池组信息，通过CAN总线给驱动电机MCU发送控制命令控制驱动电机驱动和制动。

进一步，该纯电动轻型客车动力总成还包括空调压缩机，该控制单元还具有空调ECU，该空调ECU与空调压缩机相连，该空调ECU与CAN总线相连。

进一步，该空调压缩机为直流空调压缩机，该蓄电池组为直流空调压缩机供电以给整车提供制冷。

进一步，该纯电动轻型客车动力总成还包括仪表，该控制单元还具有仪表ECU，该仪表ECU与仪表相连，该仪表ECU还与CAN总线相连。

进一步，该驱动电机采用直流永磁同步电机。

进一步，该驱动电机还包括V型固定结构、接线盒以及进出水口，该接线盒设置在驱动电机与驱动电机MCU之间。

进一步，该减速器为固定速比的齿轮传动装置。

进一步，该纯电动轻型客车动力总成还包括附件电机，该控制单元还具有附件电机ECU，该附件电机与附件电机ECU相连，该附件电机ECU与CAN总线相连。

进一步，该附件电机为转向电机模块，该转向电机模块具有装箱电机、转向助力泵、转向油罐以及转向器，该蓄电池组向驱动电机供电并驱动转向助力泵，该转向助力泵带动转向器提供转向助力。

进一步，该纯电动轻型客车动力总成还包括ABS，该控制单元还具有ABSECU，该ABSECU与CAN总线相连。

采用上述结构后，本发明涉及的一种纯电动轻型客车动力总成，至少具有如下有益效果：

一、本发明的整车控制系统通过接收传感器信号以及CAN总线信号，从而可以获得驾驶员的驾驶意图信息（如加速踏板信号、制动踏板信号等）、汽车状态信息（如车速、档位等）和部件状态信息（如空调状态），然后根据采集的车辆运行的各种工况信号，运行“驾驶员意图识别－能量管理－协调控制”的控制策略，得出此工况下的能量分配结构，最后通过CAN总线或相应的硬件端口输出这些控制量到各个部件ECU，控制车辆运行状态，达到能耗最优的目标。

二、本发明中的车载充电机分别连接高压控制装置和慢充接口，如此通过该慢充接口，可以利用外部220VAC电源给车载充电机供电，同时车载充电机输出DC高压给蓄电池组充电。该快充接口模块由高压控制装置和蓄电池组相连，通过外部充电机给蓄电池组充电。如此本发明即可在专用的充电设备站充电，也可以实现家庭充电，非常方便。

三、本发明进一步采用固定速比的减速器，如此使得结构简洁、可靠、紧凑，克服纯电动轻型客车传动系统不稳定，效率差的问题，同时采用固定速比的减速器可能很好平衡整车低速衡扭矩高速衡功率的需求。

四、本发明进一步采用直流电空调压缩机，克服传统车通过皮带轮带到空压机的缺陷，提高空压机效率。

五、本发明进一步采用蓄电池组直接供电给驱动电机驱动转向助力泵，再带动转向器提供转向助力的结构，克服现有大多数纯电动轻型客车电动转向采用高压直接供电带来的效率降低和成本增加的问题，有效提高安全性和降低使用成本，同时采用转向电机驱动转向助力泵，再带动转向器提供转向助力的方式最大限度沿用传统车的转向助力驱动结构，提高稳定性。

附图说明

图1为本发明涉及的一种纯电动轻型客车动力总成的原理框图；

图2为本发明动力驱动的控制原理图；

图3为本发明驱动电机和减速器的结构示意图；

图4为本发明充电连接示意图；

图5为本发明转向助力连接示意图。

图中：

驱动电机         1         V型固定结构      11

接线盒           12        进出水口         13

减速器           2         传动轴           21

后桥轮毂         22        蓄电池组         3

车载充电机       31        快充接口         32

慢充接口         33        高压控制装置     34

空调压缩机       35        仪表             36

附件电机         37        转向助力泵       371

转向油罐         372       转向器           373

ABS              38        驱动电机MCU      41

电池管理系统     42        整车控制系统      43

充电机控制器     44        空调ECU          45

仪表ECU          46        附件电机ECU      47

ABSECU           48         CAN总线          5。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。

如图1至图5所示，本发明涉及的一种纯电动轻型客车动力总成，包括驱动电机1、减速器2、蓄电池组3、车载充电机31、快充接口32、慢充接口33、高压控制装置34以及控制单元，该控制单元具有驱动电机MCU41、电池管理系统42、整车控制系统43以及充电机控制器44。

如图1和图3所示，该驱动电机1通过减速器2而与车辆传动轴21和后桥轮毂22传动相连，该蓄电池组3给驱动电机1提供电能。优选地，该驱动电机1采用直流永磁同步电机，该减速器2则为固定速比的齿轮传动装置。由于采用固定速比的减速器2，如此使得本发明结构简洁、可靠和紧凑，克服纯电动轻型客车传动系统不稳定，效率差的问题，同时采用固定速比的减速器2可能很好平衡整车低速衡扭矩高速衡功率的需求。如图3所示，该驱动电机1还包括V型固定结构11、接线盒12以及进出水口13，该接线盒12设置在驱动电机1与驱动电机MCU41之间。

如图1和图4所示，该电池管理系统42与充电机控制器44电相连，该充电机控制器44通过车载充电机31和高压控制装置34电连接，该慢充接口33与车载充电机31相连，该快充接口32与电池管理系统42相连并还与高压控制装置34电连接，该高压控制装置34与蓄电池组3相连，如此本发明中的车载充电机31分别连接高压控制装置34和慢充接口33，如此通过该慢充接口33，可以利用外部220VAC电源给车载充电机31供电，同时车载充电机31输出DC高压给蓄电池组3充电。该快充接口32模块由高压控制装置34和蓄电池组3相连，通过外部充电机给蓄电池组3充电。如此本发明即可在专用的充电设备站充电，也可以实现家庭充电，非常方便。

如图1和图2所示，该整车控制系统43捕获并分析钥匙开关、加速踏板、制动踏板以及档位信号，再结合电池管理系统42监测的电池组信息，通过CAN总线5给驱动电机MCU41发送控制命令控制驱动电机驱动和制动。这样，本发明的整车控制系统43通过接收传感器信号以及CAN总线5信号，从而可以获得驾驶员的驾驶意图信息（如加速踏板信号、制动踏板信号等）、汽车状态信息（如车速、档位等）和部件状态信息（如空调状态），然后根据采集的车辆运行的各种工况信号，运行“驾驶员意图识别－能量管理－协调控制”的控制策略，得出此工况下的能量分配结构，最后通过CAN总线5或相应的硬件端口输出这些控制量到各个部件ECU，控制车辆运行状态，达到能耗最优的目标。

如图1所示，该纯电动轻型客车动力总成还包括空调压缩机35，该控制单元还具有空调ECU45，该空调ECU45与空调压缩机35相连，该空调ECU45与CAN总线5相连。具体地，该空调压缩机35为直流空调压缩机35，该蓄电池组3为直流空调压缩机35供电以给整车提供制冷。如此克服了传统车通过皮带轮带到空压机的缺陷，提高了空压机的效率。

如图1所示，该纯电动轻型客车动力总成还包括仪表36，该控制单元还具有仪表ECU46，该仪表ECU46与仪表36相连，该仪表ECU46还与CAN总线5相连。

如图1和图5所示，该纯电动轻型客车动力总成还包括附件电机37，该控制单元还具有附件电机ECU47，该附件电机37与附件电机ECU47相连，该附件电机ECU47与CAN总线5相连。具体地，在本实施例中，该附件电机37为转向电机模块，该转向电机模块具有装箱电机、转向助力泵371、转向油罐372以及转向器373，该蓄电池组3向驱动电机供电并驱动转向助力泵371，该转向助力泵371带动转向器373提供转向助力。如此，本发明进一步采用蓄电池组3直接供电给驱动电机驱动转向助力泵371，再带动转向器373提供转向助力的结构，克服现有大多数纯电动轻型客车电动转向采用高压直接供电带来的效率降低和成本增加的问题，有效提高安全性和降低使用成本，同时采用转向电机驱动转向助力泵371，再带动转向器373提供转向助力的方式最大限度沿用传统车的转向助力驱动结构，提高稳定性。

上述实施例和图式并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。

Claims (10)

1.一种纯电动轻型客车动力总成，其特征在于，包括驱动电机、减速器、蓄电池组、车载充电机、快充接口、慢充接口、高压控制装置以及控制单元，该控制单元具有驱动电机MCU、电池管理系统、整车控制系统、充电机控制器，该驱动电机通过减速器而与车辆传动轴和后桥轮毂传动相连，该蓄电池组给驱动电机提供电能；该电池管理系统与充电机控制器电相连，该充电机控制器通过车载充电机和高压控制装置电连接，该慢充接口与车载充电机相连，该快充接口与电池管理系统相连并还与高压控制装置电连接，该高压控制装置与蓄电池组相连，该整车控制系统捕获并分析钥匙开关、加速踏板、制动踏板以及档位信号，再结合电池管理系统监测的电池组信息，通过CAN总线给驱动电机MCU发送控制命令控制驱动电机驱动和制动。

2.如权利要求1所述的一种纯电动轻型客车动力总成，其特征在于，该纯电动轻型客车动力总成还包括空调压缩机，该控制单元还具有空调ECU，该空调ECU与空调压缩机相连，该空调ECU与CAN总线相连。

3.如权利要求2所述的一种纯电动轻型客车动力总成，其特征在于，该空调压缩机为直流空调压缩机，该蓄电池组为直流空调压缩机供电以给整车提供制冷。

4.如权利要求1所述的一种纯电动轻型客车动力总成，其特征在于，该纯电动轻型客车动力总成还包括仪表，该控制单元还具有仪表ECU，该仪表ECU与仪表相连，该仪表ECU还与CAN总线相连。

5.如权利要求1所述的一种纯电动轻型客车动力总成，其特征在于，该驱动电机采用直流永磁同步电机。

6.如权利要求5所述的一种纯电动轻型客车动力总成，其特征在于，该驱动电机还包括V型固定结构、接线盒以及进出水口，该接线盒设置在驱动电机与驱动电机MCU之间。

7.如权利要求1所述的一种纯电动轻型客车动力总成，其特征在于，该减速器为固定速比的齿轮传动装置。

8.如权利要求1所述的一种纯电动轻型客车动力总成，其特征在于，该纯电动轻型客车动力总成还包括附件电机，该控制单元还具有附件电机ECU，该附件电机与附件电机ECU相连，该附件电机ECU与CAN总线相连。

9.如权利要求8所述的一种纯电动轻型客车动力总成，其特征在于，该附件电机为转向电机模块，该转向电机模块具有装箱电机、转向助力泵、转向油罐以及转向器，该蓄电池组向驱动电机供电并驱动转向助力泵，该转向助力泵带动转向器提供转向助力。

10.如权利要求1所述的一种纯电动轻型客车动力总成，其特征在于，该纯电动轻型客车动力总成还包括ABS，该控制单元还具有ABSECU，该ABSECU与CAN总线相连。

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