CN105946590A - 一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置及方法 - Google Patents

一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105946590A
CN105946590A CN201610439372.3A CN201610439372A CN105946590A CN 105946590 A CN105946590 A CN 105946590A CN 201610439372 A CN201610439372 A CN 201610439372A CN 105946590 A CN105946590 A CN 105946590A
Authority
CN
China
Prior art keywords
braking
control system
brushless electric
motor driver
thoughts brushless
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610439372.3A
Other languages
English (en)
Inventor
吉星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Bailinyue Technology Service Co Ltd
Original Assignee
Nanjing Bailinyue Technology Service Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Bailinyue Technology Service Co Ltd filed Critical Nanjing Bailinyue Technology Service Co Ltd
Priority to CN201610439372.3A priority Critical patent/CN105946590A/zh
Publication of CN105946590A publication Critical patent/CN105946590A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/20—Braking by supplying regenerated power to the prime mover of vehicles comprising engine-driven generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
    • B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
    • B60L7/18—Controlling the braking effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明公开了一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置及方法，该装置包括惯性传感器、制动控制系统、每个驱动轮的有感无刷电机及电机驱动器和电池；所述的惯性传感器与车体刚性连接以获取整车惯性运动数据。每个所述电机驱动器均仅被所述制动控制系统驱动，所述的电机驱动器在驱动电机同时将获取电机转子的位置信息给予制动控制系统，制动控制系统根据制动要求、车体惯性数据和每个电机转子的运动数据，对每个电机确定具体的制动方式，由此获得更好的制动效果。

Description

一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置及方法
技术领域
本发明涉及电机技术，尤其涉及一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置及方法。
背景技术
传统汽车采用单一发动机，通过诸如传动轴，变速器等传动装置，驱动车体前轮、后轮或全轮（每个轮子均为驱动轮）。对应的全轮独立驱动电动车（整车存在和轮子数量相等的驱动电机，每个驱动电机仅驱动一个轮子，每个轮子均被一个电机驱动），如4轮全轮独立驱动电动车，是通过4个电机直接针对前后左右4个轮子分别独立驱动。从而简化了传动系统，降低了整车总重量，同时可通过对4个电机独立的控制，实现更灵活的转向、制动等主动控制方式。
用于电动车的电机可有多种方式。无刷电机相对同规格的有刷电机，具有电子换向无干扰，噪音低运行顺畅无磨损，寿命长，几乎免维护，输出力矩大等优势。
采用无刷电机作为电动车的驱动电机，通过传动轴、联轴器等方式直接驱动车轮，要求无刷电机具有低速控制的特性，因此，通常采用有感无刷驱动方式。
全轮独立驱动，每个车轮均存在驱动电机，但每个车轮因各种原因，如车轮着地摩擦力、车轮承载压力等，使得每个车轮在相同驱动输出下，可能形成差异转速或差异的驱动能力。
有感无刷驱动方式，需要针对电机转子或与转子刚性连接物（如车轮）的转动位置进行检测，以实现无刷电机的有效驱动。而这些位置信息，同时可作为对电动车制动时的感知信息，有效利用这些感知信息，形成针对每个车轮的合理的制动策略以提高该类电动车的制动效果。
发明内容
本发明提供一种全轮独立驱动电动机制动的装置及方法，以实现电机更好的制动效果。
一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置，包括车辆总控系统，所述车辆总控系统连接制动控制系统，每个车轮单独设置对应的有感无刷电机及其电机驱动器，所述车轮连接有感无刷电机，所述制动控制系统通过对应的电机驱动器驱动所述有感无刷电机，所述有感无刷电机设置针对转子磁钢的霍尔传感器，所述电机驱动器采集霍尔传感器的感应信息，并传递给所述制动控制系统，整车底盘上通过刚性连接设置惯性传感器，所述惯性传感器获得的惯性数据传递至制动控制系统。
进一步的，所述电机驱动器是一个三相桥式驱动电路的有感无刷电机控制系统，所述电机驱动器采集霍尔传感器的感应信息，按照电机驱动规则和当前接收到的控制指令形成驱动输出，所述三相桥式驱动电路中的功率管导通或关闭控制电机转子的转动或静止。
进一步的，车辆总控系统通过所述制动控制系统控制所述电机驱动器，所述车辆总控系统没有控制要求时，所述制动控制系统进入制动控制状态，按照制动策略控制所述电机驱动器。
进一步的，制动控制系统根据所述惯性传感器提供的车辆运动信息和每个电机驱动器提供的电机转动信息，针对每个所述电机驱动器分别制定具体的控制策略，并传递给各个电机驱动器，所述制动策略包括回馈制动、短接制动、反接制动；所述有感无刷电机的转子在高速运转状态下，采用回馈制动，即合理导通或切断三相桥式电路中的功率管，使电动机定子绕组在续流后，向电池放电，将动能转化成电能回存入电池；在所述回馈制动不足的情况下，采用短接制动，即让三相桥式电路中各功率管全部导通，形成三相线圈短接，将动能转换为线圈上形成的热能；在所述有感无刷电机的转子低速运转状态下，采用反接制动，即改变电动机电源相序，使电动机定子绕组产生的旋转磁场与转子旋转方向相反，产生制动，使电动机转速迅速下降。
进一步的，制动控制系统在未受指令控制时，根据所述惯性传感器采集的数据，按默认制动策略控制所述电机驱动器，保证制动控制系统即便在其他车体控制系统的损坏或通信冲突时，仍然将车体维持在一个稳定状态。
一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的方法，包括：
101、所述总控驱动系统向所述制动控制系统发出控制指令。
102、所述制动控制系统进入制动控制状态，其中，制动控制系统持续对惯性传感器的数据进行采集和分析，确定当前整车的移动速度和加速度，确定当前制动目标，即反向加速度的阶段目标；所述制动控制系统还持续采集霍尔传感器上的信号，获得每个车轮的转动信息。
103、所述制动控制系统依据整车惯性运动数据和各个有感无刷电机转子的位置信号分别制定针对各个有感无刷电机的控制策略并实行，其中，当车轮转速过高可回馈能量给电池时，对该车轮对应的电机驱动器发出回馈制动指令；当车轮转速达不到可回馈能量给电池时，对该车轮对应的电机驱动器发出短接制动指令；当车轮速度足够低到采用反接制动时电流处于安全范围时，对该车轮对应的电机驱动器发出短接制动指令。
本发明在明确的制动目标下，利用车体惯性传感器数据获取到的车体运动信息，确定当前阶段制动目标，并利用有感无刷电机转子的转动位置信息，针对每个驱动电机确定具体的驱动策略，使得整个制动控制获取更好的制动控制效果。
附图说明
图1是本发明实施例的系统示意图；
图2是本发明实施例的结构示意图；
图3是本发明实施例中三相桥式有感无刷电机驱动电路及电机的示意图；
图4是本发明实施例的流程示意图。
具体实施方式
一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置，其系统示意图如图1所示，包括车辆总控系统，所述车辆总控系统连接制动控制系统，每个车轮单独设置对应的有感无刷电机及其电机驱动器，所述车轮连接有感无刷电机，所述制动控制系统通过对应的电机驱动器驱动所述有感无刷电机，所述有感无刷电机设置针对转子磁钢的霍尔传感器，所述电机驱动器采集霍尔传感器的感应信息，并传递给所述制动控制系统，整车底盘上通过刚性连接设置惯性传感器，所述惯性传感器获得的惯性数据传递至制动控制系统。
进一步的，所述电机驱动器是一个三相桥式驱动电路的有感无刷电机控制系统，其包含有感无刷电机驱动单元和有感无刷电机控制单元，如图2所示，所述有感无刷电机驱动单元其中，所述三相桥式驱动电路包含6个功率管（场效应管）T1-T6和6个蓄流二极管，通过控制功率管导通或关闭控制电机转子的转动或静止；所述有感无刷电机控制单元获取所述3个互为120度的霍尔器件的信号，检测转子上磁钢的位置，并按照电机驱动规则和当前接收到的控制指令形成驱动输出。
进一步的，所述车辆总控系统通过所述制动控制系统控制所述电机驱动器；当所述车辆总控系统没有控制要求时，所述制动控制系统自动进入制动控制状态，按照默认制动策略控制所述电机驱动器。
进一步的，所述制动控制系统根据每个电机驱动器提供的有感无刷电机转子的磁钢位置的变化，计算出有感无刷电机转动信息，所述制动控制系统获取所述惯性传感器提供车体惯性数据计算出车体运动信息，所述制动控制系统依据有感无刷电机转动信息和车体运动信息，针对每个所述电机驱动器分别制定具体的控制策略，并传递给各个电机驱动器，所述制动策略包括回馈制动、短接制动、反接制动。
在转子高速运转状态下，采用回馈制动，回馈制动采用升压斩波的原理进行控制，使得电机转动所产生的感生电动势和感生电流，回流给电池，此时电机等效于发电机，即合理导通或切断三相桥式电路中的功率管，使电动机定子绕组在续流后，向电池放电，将动能转化成电能回存入电池；
在所述回馈制动不足的情况下，采用短接制动，切断外部电源，并导通三相桥式电路中全部的功率管，使得所连接的有感无刷电机绕组的各个线圈相互短接，此时有感无刷电机转动所产生的感生电动势和感生电流在有感无刷电机绕组的各个线圈中通过线圈的内阻形成热量，消耗动能，将动能转换为线圈上形成的热能；
在转子低速运转状态下，采用反接制动，依据所述霍尔传感器所检测到的转子的磁钢位置，按照当前有感无刷电机运动相反的方向驱动电机，产生反向的制动力矩，即改变有感无刷电机电源相序，使有感无刷电机定子绕组产生的旋转磁场与转子旋转方向相反，产生制动，使有感无刷电机转速迅速下降，当有感无刷电机转动速度接近0时，制动控制系统停止输出反接制动。
进一步的，所述制动控制系统在未受指令控制时，如制动控制系统在100ms内没有接收到总控系统的任何指令或接收到制动指令，则会进入制动控制状态，根据所述惯性传感器采集的数据，按默认制动策略控制所述电机驱动器。
一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的方法，包括：
101、所述总控驱动系统向所述制动控制系统发出控制指令。如果控制指令不是制动指令，则所述制动控制系统直接将指令发送给各个所述电机驱动系统。
102、所述制动控制系统进入制动控制状态，其中，制动控制系统持续对惯性传感器的数据进行采集和分析，确定当前整车的移动速度和加速度，确定当前制动目标，即反向加速度的阶段目标；所述制动控制系统还持续采集霍尔传感器上的信号，获得每个车轮的转动信息。
103、所述制动控制系统依据整车惯性运动数据和各个有感无刷电机转子的位置信号分别制定针对各个有感无刷电机的控制策略并实行，其中，当车轮转速过高可回馈能量给电池时，对该车轮对应的电机驱动器发出回馈制动指令；当车轮转速达不到可回馈能量给电池时，对该车轮对应的电机驱动器发出短接制动指令；当车轮速度足够低到采用反接制动时电流处于安全范围时，对该车轮对应的电机驱动器发出短接制动指令。

Claims (6)

1.一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置，其特征在于，包括车辆总控系统，所述车辆总控系统连接制动控制系统，每个车轮单独设置对应的有感无刷电机及其电机驱动器，所述车轮连接有感无刷电机，所述制动控制系统通过对应的电机驱动器驱动所述有感无刷电机，所述有感无刷电机设置针对转子磁钢的霍尔传感器，所述电机驱动器采集霍尔传感器的感应信息，并传递给所述制动控制系统，整车底盘上通过刚性连接设置惯性传感器，所述惯性传感器获得的惯性数据传递至制动控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置，其特征在于，所述电机驱动器是一个三相桥式驱动电路的有感无刷电机控制系统，所述电机驱动器采集霍尔传感器的感应信息，按照电机驱动规则和当前接收到的控制指令形成驱动输出，所述三相桥式驱动电路中的功率管导通或关闭控制电机转子的转动或静止。
3.根据权利要求1所述的一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置，其特征在于，所述车辆总控系统通过所述制动控制系统控制所述电机驱动器，所述车辆总控系统没有控制要求时，所述制动控制系统进入制动控制状态，按照制动策略控制所述电机驱动器。
4.根据权利要求3所述的一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置，其特征在于，所述制动控制系统根据所述惯性传感器提供的车辆运动信息和每个电机驱动器提供的电机转动信息，针对每个所述电机驱动器分别制定具体的控制策略，并传递给各个电机驱动器，所述制动策略包括回馈制动、短接制动、反接制动，所述有感无刷电机的转子在高速运转状态下，采用回馈制动；所述回馈制动不足时，采用短接制动；所述转子在低速运转状态下，采用反接制动。
5.根据权利要求1所述的一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置，其特征在于，所述制动控制系统在未受指令控制时，根据所述惯性传感器采集的数据，按默认制动策略控制所述电机驱动器。
6.一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的方法，其特征在于，包括：
所述总控驱动系统向所述制动控制系统发出控制指令；
所述制动控制系统进入制动控制状态；
所述制动控制系统依据整车惯性运动数据和各个有感无刷电机转子的位置信号分别制定针对各个有感无刷电机的控制策略并实行。
CN201610439372.3A 2016-06-20 2016-06-20 一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置及方法 Pending CN105946590A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610439372.3A CN105946590A (zh) 2016-06-20 2016-06-20 一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610439372.3A CN105946590A (zh) 2016-06-20 2016-06-20 一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105946590A true CN105946590A (zh) 2016-09-21

Family

ID=56905997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610439372.3A Pending CN105946590A (zh) 2016-06-20 2016-06-20 一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105946590A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107036599A (zh) * 2017-04-20 2017-08-11 西北工业大学 基于mems惯性器件的永磁同步电机转子位置检测方法
CN108233794A (zh) * 2018-01-04 2018-06-29 兰天驰 负载换流逆变器驱动电励磁同步电机的快速停车方法
CN112311282A (zh) * 2020-09-29 2021-02-02 芜湖莫森泰克汽车科技股份有限公司 一种升降器无刷电机电控装置及方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1958838A2 (en) * 2007-02-09 2008-08-20 Deere & Company Vehicle drive system
CN101767535A (zh) * 2008-12-30 2010-07-07 比亚迪股份有限公司 独立四驱电动汽车的驱动/制动系统及方法
CN102632923A (zh) * 2012-03-30 2012-08-15 郑州宇通客车股份有限公司 一种轮边/轮毂电机后轮驱动车辆转向控制方法及系统
CN103223940A (zh) * 2013-05-02 2013-07-31 北京航空航天大学 一种电动汽车协调控制系统
CN103287411A (zh) * 2013-06-09 2013-09-11 重庆邮电大学 无液压制动的四轮毂电机驱动电动汽车防抱死系统控制方法
CN103481798A (zh) * 2012-06-08 2014-01-01 镇江恒驰科技有限公司 基于can总线的主-从分布式轮毂电机驱动的电动车控制系统
CN105015363A (zh) * 2015-07-23 2015-11-04 江苏大学 一种基于分层协调的分布式驱动汽车控制系统及方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1958838A2 (en) * 2007-02-09 2008-08-20 Deere & Company Vehicle drive system
CN101767535A (zh) * 2008-12-30 2010-07-07 比亚迪股份有限公司 独立四驱电动汽车的驱动/制动系统及方法
CN102632923A (zh) * 2012-03-30 2012-08-15 郑州宇通客车股份有限公司 一种轮边/轮毂电机后轮驱动车辆转向控制方法及系统
CN103481798A (zh) * 2012-06-08 2014-01-01 镇江恒驰科技有限公司 基于can总线的主-从分布式轮毂电机驱动的电动车控制系统
CN103223940A (zh) * 2013-05-02 2013-07-31 北京航空航天大学 一种电动汽车协调控制系统
CN103287411A (zh) * 2013-06-09 2013-09-11 重庆邮电大学 无液压制动的四轮毂电机驱动电动汽车防抱死系统控制方法
CN105015363A (zh) * 2015-07-23 2015-11-04 江苏大学 一种基于分层协调的分布式驱动汽车控制系统及方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107036599A (zh) * 2017-04-20 2017-08-11 西北工业大学 基于mems惯性器件的永磁同步电机转子位置检测方法
CN108233794A (zh) * 2018-01-04 2018-06-29 兰天驰 负载换流逆变器驱动电励磁同步电机的快速停车方法
CN108233794B (zh) * 2018-01-04 2020-09-11 兰天驰 负载换流逆变器驱动电励磁同步电机的快速停车方法
CN112311282A (zh) * 2020-09-29 2021-02-02 芜湖莫森泰克汽车科技股份有限公司 一种升降器无刷电机电控装置及方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8907601B2 (en) Braking apparatus for a vehicle
JP6714333B2 (ja) 車両駆動システム及びその制御方法
US8393443B2 (en) Vehicle drive system
CN101282071A (zh) 电动车辆车轮直接驱动用永磁同步轮毂电机
WO2006054676A1 (ja) 車両駆動システムおよびそれを備える車両
WO2008077344A1 (en) Apparatus and method for controlling energy feedback for electric vehicle
EP3863880B1 (en) A traction control system
CN103619676A (zh) 制动系统
CN202743041U (zh) 一种蓄电池平衡重叉车
CN105946590A (zh) 一种全轮独立驱动有感无刷电动车制动的装置及方法
CN108372801B (zh) 具有限滑电差动驱动单元的驱动系统
CN103947100A (zh) 电动汽车的电动机控制装置
JP2008259289A (ja) 電動機の制御装置
JP2013219942A (ja) 電気自動車
JP6462213B2 (ja) 電動車両制動システム及び電動車両制動方法
CN201204530Y (zh) 一种电动车辆车轮直接驱动用永磁同步轮毂电机
CN204452449U (zh) 一种轨道列车转向架
WO2009090386A3 (en) Improvements relating to electric motors and vehicles
CN109131381B (zh) 一种小型空轨车辆的轮毂电机驱动系统及其驱动方法
CN105308850A (zh) 电动汽车的控制装置
CN113765319B (zh) 一种双转子盘式轮毂电机及其控制方法
CN204633534U (zh) 一种具有高精度速度反馈的轮毂电机及其电动平衡车
CN103401489A (zh) 一种轴式直驱永磁无刷直流电动机
JPH07131961A (ja) 電動機及びその制御装置
JP2003192299A (ja) バッテリーフォークリフト

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160921