CN105644386B - 一种电力驱动系统及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电力驱动系统及车辆，其中，电力驱动系统包括：多个供电电路、整车控制器、动力耦合器、油门踏板和传动装置；供电电路与整车控制器电连接，与动力耦合器机械连接；整车控制器与动力耦合器和油门踏板电连接；动力耦合器与传动装置机械连接；整车控制器根据供电电路中电池的电量，以及油门踏板的开度对应的驱动扭矩，控制对应的供电电路供电，以及动力耦合器的运行状态。本方案通过设置多个供电电路，能够很好的满足车辆不同等级的驱动需求、方便布置；通过根据供电电路中电池的电量，以及油门踏板的开度对应的驱动扭矩，控制对应的供电电路供电，以及动力耦合器的运行状态，可大大提高电池的工作效率和容错率。

Description

一种电力驱动系统及车辆
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，特别是指一种电力驱动系统及车辆。
背景技术
随着科技的发展和人们环保意识的提高，电动汽车应运而生。可是，现有技术中电动汽车的动力电池并不容易布置，而且造型工艺复杂，工作效率低下，不能够很好的满足电动汽车低扭矩和高扭矩工况下的驱动需求，还存在电池过充过放等问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力驱动系统及车辆，解决现有技术中电动汽车的动力电池不能够很好的满足电动汽车不同等级驱动需求、不易布置并且工作效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种电力驱动系统，包括：
多个供电电路、整车控制器、动力耦合器、油门踏板和传动装置；
其中，所述供电电路与所述整车控制器电连接，与所述动力耦合器机械连接；所述整车控制器与所述动力耦合器和所述油门踏板电连接；所述动力耦合器与所述传动装置机械连接；
所述整车控制器根据所述供电电路中电池的电量，以及所述油门踏板的开度对应的驱动扭矩，控制对应的所述供电电路供电，以及所述动力耦合器的运行状态。
可选地，每一个所述供电电路均包含一个电池、一个电池管理系统、一个电机和一个电机控制器；
其中，所述电池与所述电池管理系统电连接，与所述电机机械连接；所述电机与所述电机控制器电连接，与所述动力耦合器机械连接；所述电池管理系统和所述电机控制器均与所述整车控制器电连接；
所述整车控制器通过所述电池管理系统获知所述电池的电量，通过CAN总线获知所述油门踏板的开度，进而得到所述驱动扭矩。
可选地，在所述驱动扭矩为低等驱动扭矩时，所述整车控制器控制电量较高的所述电池为驱动源驱动车辆。
可选地，在所述驱动扭矩为中等驱动扭矩时，所述整车控制器控制电量较高的所述电池为主驱动源，电量较低的所述电池为辅助驱动源。
可选地，在所述驱动扭矩为高等驱动扭矩时，所述整车控制器控制所有的所述电池为驱动源驱动车辆。
可选地，若正在供电的所述供电电路出现故障，或者其中电池的电量低于阈值，则切换至其他所述供电电路进行供电。
可选地，所述电力驱动系统还包括：充电机和直流斩波器DC/DC或交直流开关AC/DC；
所述充电机、所述直流斩波器DC/DC或所述交直流开关AC/DC和所述供电电路中的电池依次机械连接；所述充电机与所述整车控制器电连接；
所述整车控制器根据所述电量控制所述充电机通过所述直流斩波器DC/DC或所述交直流开关AC/DC向对应的所述电池充电。
可选地，所述电机为驱动电机，和/或电驱动桥，和/或一对轮毂电机。
本发明还提供了一种车辆，包括：上述的电力驱动系统。
发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，所述电力驱动系统通过设置多个供电电路，能够很好的满足车辆不同等级的驱动需求、方便布置；通过根据供电电路中电池的电量，以及油门踏板的开度对应的驱动扭矩，控制对应的供电电路供电，以及动力耦合器的运行状态，可大大提高电池的工作效率和容错率，避免了部件的闲置和过度使用。
附图说明
图1为本发明实施例的电力驱动系统构成示意图；
图2为本发明实施例中双供电电路的电力驱动系统构成示意图；
图3为本发明实施例中单供电电路的电力驱动系统构成示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明针对现有的技术中电动汽车的动力电池不能够很好的满足电动汽车不同等级驱动需求并且工作效率低的问题，提供一种电力驱动系统，如图1所示，包括：
多个供电电路1、整车控制器2、动力耦合器3、油门踏板4和传动装置5；
其中，所述供电电路1与所述整车控制器2电连接，与所述动力耦合器3机械连接；所述整车控制器2与所述动力耦合器3和所述油门踏板4电连接；所述动力耦合器3与所述传动装置5机械连接；
所述整车控制器2根据所述供电电路1中电池的电量，以及所述油门踏板4的开度对应的驱动扭矩，控制对应的所述供电电路1供电，以及所述动力耦合器3的运行状态。
本发明提供的所述电力驱动系统通过设置多个供电电路，能够很好的满足车辆不同等级的驱动需求、方便布置(多个电池的外形大小可根据需求设计)；通过根据供电电路中电池的电量，以及油门踏板的开度对应的驱动扭矩，控制对应的供电电路供电，以及动力耦合器的运行状态，可大大提高电池的工作效率和容错率，避免了部件的闲置和过度使用。
具体的，每一个所述供电电路均包含一个电池、一个电池管理系统、一个电机和一个电机控制器；其中，所述电池与所述电池管理系统电连接，与所述电机机械连接；所述电机与所述电机控制器电连接，与所述动力耦合器机械连接；所述电池管理系统和所述电机控制器均与所述整车控制器电连接；所述整车控制器通过所述电池管理系统获知所述电池的电量，通过CAN总线获知所述油门踏板的开度，进而得到所述驱动扭矩。
考虑到驱动扭矩的不同等级，本发明提供了如下策略：
第一种，在所述驱动扭矩为低等驱动扭矩时，所述整车控制器控制电量较高的所述电池为驱动源驱动车辆。
第二种，在所述驱动扭矩为中等驱动扭矩时，所述整车控制器控制电量较高的所述电池为主驱动源，电量较低的所述电池为辅助驱动源。
第三种，在所述驱动扭矩为高等驱动扭矩时，所述整车控制器控制所有的所述电池为驱动源驱动车辆。
此处说明，驱动扭矩的等级以油门踏板的开度为准，高等就是油门踏板被全踩下，100％开度，低等就是40％及以下开度，其他开度就是中等。
为了保障行车稳定和安全，若正在供电的所述供电电路出现故障，或者其中电池的电量低于阈值，则切换至其他所述供电电路进行供电。
进一步的，所述电力驱动系统还包括：充电机和直流斩波器DC/DC或交直流开关AC/DC；所述充电机、所述直流斩波器DC/DC或所述交直流开关AC/DC和所述供电电路中的电池依次机械连接；所述充电机与所述整车控制器电连接；所述整车控制器根据所述电量控制所述充电机通过所述直流斩波器DC/DC或所述交直流开关AC/DC向对应的所述电池充电。
优选的，所述电机为驱动电机，和/或电驱动桥，和/或一对轮毂电机。
下面对本发明实施例提供的电力驱动系统进行举例(双供电系统)说明。
本发明针对电动汽车动力电池不易布置、工作效率低下、电池过充过放等问题，以及容错工作考虑，提供了一种双电池双电机并联驱动的电动汽车，如图2所示，可满足电动汽车不同扭矩工况下的驱动需求，工作效率和容错率高：
低等扭矩工况中，仅一套电池电机系统即可驱动整车；这两套电机电池系统参数一致，两套系统可根据需求互换或切换使用，避免部件的闲置；
中等驱动工况中，由电池电量SOC高的电池作为主驱动源，SCO低的电池作辅助驱动源，共同驱动车辆行驶；
高等扭矩工况中，两套电池电机系统共同驱动整车；
使电池和电机均工作在高效区，避免内部能量损耗、过度使用，提高工作效率，且系统便于布置和更换。
另外，双电池方案可保证与电机的功率相匹配，避免高扭矩需求时电池电压下降过快、电池内部能量损耗过大、驱动系统效率低下。双电池可以按情况组合或分开布置。两个电池由一个充电器进行充电，分别由BMS(电池管理系统管理，BATTERY MANAGEMENTSYSTEM)合理均衡利用两个电池的能量。
由上可知，双电机方案充分利用电机低速高扭特性，保证电机工作在高效区。低扭矩需求可以利用一个电机驱动，并能实现两个电机间的无缝切换；中等驱动工况中，由电池电量SOC高的电池作为主驱动源，SCO低的电池作辅助驱动源，共同驱动车辆行驶；高等扭矩工况中，两个电机并联使用增强扭矩。
其中，双电机可以是驱动电机、电驱动桥、一对轮毂电机的单个或组合等多种形式。
下面对图2中的(双供电系统)电力驱动系统进行详细说明。
图2中的(双供电系统)电力驱动系统的机械部分由充电机、直流斩波器DC/DC、电池1、电池2、电机1、电机2、动力耦合器和传动装置组成。两块电池可以根据车辆具体布置情况分开或合并布置。电机可以是驱动电机、电驱动桥、一对轮毂电机的单个及组合形式，可视车辆功能和布置情况确定。
电控部分由BMS1、BMS2、电机控制器1、电机控制器2、整车控制等组成。
当驱动扭矩需求低时，只一路电池电机系统工作即可，见图3。使用电池1+电机1还是电池2+电机2取决于电池电量SOC(state of charge)的高低。由整车控制器判断电池1和电池2的电池电量SOC，选择由SOC高的电池为驱动源驱动车辆。
中等驱动扭矩需求时，由SOC高的电池作为主驱动源，SCO低的电池作辅助驱动源，共同驱动车辆行驶。
高驱动扭矩需求时，电池1和电池2共同作为驱动源驱动车辆行驶。
当其中一路的电池电量低或传动过程出现故障时，可无缝切换至另一路，保障行车稳定和安全。
两块电池由一个充电机进行充电，便于平衡电量，简化布置和控制。整车控制器根据车辆需求选择工作电池，提高使用效率和工作寿命。双电池的设计提高了容错率。
由上可知，两套电池和电机系统既可独立工作也可联合工作，满足不同驱动扭矩要求；还可轮换工作，保证资源不闲置和不过度使用，提高了工作效率，且容错率高；布置容易(可根据使用要求酌情布置，将电池分割成符合要求的大小块)。
综上所述，本发明实施例提供的方案使得整个系统成本低，效率高，能量利用率高，方便布置，容易更换，是一种容错设计、简便高效的驱动方案；并且采用双电池双电机并联驱动方案，两套电池电机系统可单独输出也可并联输出，单电机系统时可切换使用，满足不同扭矩驱动要求；根据不同工况需求，电机和电池系统均工作在高效区；解决了现有技术中电动汽车的动力电池不能够很好的满足电动汽车不同等级驱动需求并且工作效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例还提供了一种车辆，包括：上述的电力驱动系统。
其中，上述电力驱动系统的所述实现实施例均适用于该车辆的实施例中，也能达到相同的技术效果。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述原理前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种电力驱动系统，其特征在于，包括：
多个供电电路、整车控制器、动力耦合器、油门踏板和传动装置；
其中，所述供电电路与所述整车控制器电连接，与所述动力耦合器机械连接；所述整车控制器与所述动力耦合器和所述油门踏板电连接；所述动力耦合器与所述传动装置机械连接；
所述整车控制器根据所述供电电路中电池的电量，以及所述油门踏板的开度对应的驱动扭矩，控制对应的所述供电电路供电，以及所述动力耦合器的运行状态；
其中，每一个所述供电电路均包含一个电池、一个电池管理系统、一个电机和一个电机控制器；
其中，所述电池与所述电池管理系统电连接，与所述电机机械连接；所述电机与所述电机控制器电连接，与所述动力耦合器机械连接；所述电池管理系统和所述电机控制器均与所述整车控制器电连接；
所述整车控制器通过所述电池管理系统获知所述电池的电量，通过CAN总线获知所述油门踏板的开度，进而得到所述驱动扭矩；
所述电力驱动系统还包括：充电机和直流斩波器DC/DC或交直流开关AC/DC；
所述充电机、所述直流斩波器DC/DC或所述交直流开关AC/DC和所述供电电路中的电池依次机械连接；所述充电机与所述整车控制器电连接；
所述整车控制器根据所述电量控制所述充电机通过所述直流斩波器DC/DC或所述交直流开关AC/DC向对应的所述电池充电。
2.如权利要求1所述的电力驱动系统，其特征在于，在所述驱动扭矩为低等驱动扭矩时，所述整车控制器控制电量较高的所述电池为驱动源驱动车辆。
3.如权利要求1所述的电力驱动系统，其特征在于，在所述驱动扭矩为中等驱动扭矩时，所述整车控制器控制电量较高的所述电池为主驱动源，电量较低的所述电池为辅助驱动源。
4.如权利要求1所述的电力驱动系统，其特征在于，在所述驱动扭矩为高等驱动扭矩时，所述整车控制器控制所有的所述电池为驱动源驱动车辆。
5.如权利要求1所述的电力驱动系统，其特征在于，若正在供电的所述供电电路出现故障，或者其中电池的电量低于阈值，则切换至其他所述供电电路进行供电。
6.如权利要求1所述的电力驱动系统，其特征在于，所述电机为驱动电机，和/或电驱动桥，和/或一对轮毂电机。
7.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求1至6任一项所述的电力驱动系统。
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