CN1061003C - 驱动电动车辆的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

T-S转换器(1000)包括有第一控制线圈(1211)的第一转子(1210)、第二转子(1310)和有第二控制线圈(1411)的定子。第二转子有如永久磁铁向第一控制线圈(1211)提供磁场的第一磁场组件(1220)及如永久磁铁向第二控制线圈(1411)提供磁场的第二磁场组件(1420)。根据车辆的运行情况，激励第一及第二控制线圈，驱动第二转子以设定的速度及设定的转矩旋转。车辆减速第二转子(1310)被车轮驱动时第一及第二控制线圈被激励而产生电池充电电流。

Description

驱动电动车辆的系统及方法
本发明涉及驱动电动车辆的系统及方法，更具体地说，涉及由内燃机产生电力的电动车辆混合式驱动系统，还涉及一种电动车辆驱动方法。
本发明基于以下专利申请并由此提出优先权要求：1995年1月31日提出的平7-13699，1995年1月31日提出的平7-13700，1995年6月8日提出平7-141744，1995年6月9日提出的平7-142991和平7-142993，这里结合、引用这些专利申请的内容。
日本专利特开昭60-1069揭示了一种由内燃机产生电力的电动车辆混合式驱动系统。这样的电动车辆驱动系统，包括与内燃机驱动轴机械相连的发电机、驱动车辆的车轮用的电动机、贮存发电机发出的电力并激励电动机用的电池，以及当车辆速度降低时将电动机的电力进行再生用的控制装置。
然而，由于上述普通系统的全部驱动动力都通过电力系统，包括发电机、电池和电动机施加在车轮上，所以动力系统需要尺寸大。另外，能量要经多次转换，所以总效率不那么高。
日本专利特开昭58-130704揭示了一种转矩-转速转换系统，其中引擎的功率转换成电磁感应力，通过具有控制线圈的车轮驱动电动机传递给车辆的车轮，并且，按照需要，把来自电池的电力输送到车轮驱动电动机，或者车轮的动能由车轮驱动电动机(起发电机的作用)转变为电力贮存在飞轮上。
但是，因为供给驱动电动机控制线圈(短路线圈)的感应电流频率与发动机转速成正比，无法改变，所以，虽然转矩可以改变，但车辆的车轮转速却无法控制。
鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种改良的电动车辆驱动系统及方法。
根据本发明的一种改良的电动车辆驱动系统，它包括改进的转矩-转速转换器(下称T-S转换器)，后者包括具有第一控制线圈的第一转子、具有第二控制线圈的定子、具有用来产生分别耦合第一与第二控制线圈的第一及第二构件的第二转子。该系统还包括检测第一与第二转子转速用的转速传感器，以及用于根据第一与第二转子的转速而供给第一与第二控制线圈控制电流，以便T-S转换器将引擎的转速与转矩转变为车辆驱动件的设定的转速与设定的转矩的控制电流供应装置。
根据本发明的另一种电动车辆驱动系统，其中T-S转换器还包括减速装置。该减速装置可以包括行星齿轮。
根据本发明的另一种电动车辆驱动系统，其中，控制电流供应装置控制引擎以便当车辆的驱动件驱动输出轴时起刹车件的作用。
根据本发明的另一种电动车辆驱动系统，其中，第一与第二转子和定子彼此同轴配置。
根据本发明的另一种电动车辆驱动系统，其中，第一与第二构件中至少一个是永久磁铁。其余的可以是鼠笼式导体。
根据本发明的一种电动车辆驱动方法，它包括以下步骤：计算车辆动件的设定转矩Tv及设定角速度ωv；检测引擎的输出转矩Te及输出角速度ωe；根据转矩Tv与Te之间以及角速度ωv与ωe之间的差值，向第一与第二控制线圈提供控制电流，以便将引擎的转矩Te及角速度ωe转变成车辆驱动件的设定转矩Tv及设定角速度ωv。
可以加上一个电流控制步骤，以便当引擎的角速度ωe高于设定角速度ωv以及引擎的输出转矩Te大于设定转矩Tv时，产生电池的充电电流。
可以加上另一个电流控制步骤，以便当引擎的角度速度ωe低于设定角速度ωv以及引擎的输出转矩Te小于设定转矩Tv时，产生驱动转矩。
如上所述根据本发明的电动车辆驱动系统，其中引擎功率的一部分直接传递给车轮，其余部分则转变为电力，使得车轮的转矩与转速均能改变，从而提高系统的效率。
本发明的其他目的、特点与特性以及本发明的有关部分的功能，通过研究以下的详细叙述、后附的权利要求书以及附图可以变得更加清楚。附图中：
图1是示意的截面侧视图，说明本发明第一个实施例的系统；
图2A、B、2C及2D是曲线图，说明第一个实施例的系统如何将引擎的转矩及转速转变成车辆的设定转矩及设定转速；
图3是一个沿图1中的Ⅲ-Ⅲ线切割的示意的截面图，说明本系统的T-S转换器的主要部分；
图4是截面图，说明本发明第二实施例的T-S转换器的主要部分；
图5是示意的截面侧视图，说明本发明第三个实施例的系统；
图6A，6B，6C及6D是曲线图，说明第三个实施例的系统如何将引擎的转矩及转速转变成车辆的设定转矩及设定转速；
图7是示意的截面侧视图，说明本发明第四个实施例的系统；
图8是示意的本发明的系统的控制步骤流程图；
图9是图8所示流程图中一个步骤的子程序的流程图；
图10是图8所示流程图中一个步骤的子程序的流程图；
图11是示意的截面侧视图，说明本发明第五个实施例的系统；
图12是示意的截面侧视图，说明本发明第六个实施例的系统；
图13是示意的截面侧视图，说明本发明第七个实施例的系统；
图14是示意的截面侧视图，说明图13所示系统的一部分；
图15A，15B，15C，15D，15E及15F是截面图，说明本发明的T-S转换器第二转子的各种方案。
现参照图1说明本发明第一个实施例的电动车辆驱动系统。
转矩-转速转换器1000(T-S转换器)是一个驱动装置，它由引擎100驱动，并以按车辆的驾驶状态控制的驱动转矩与转速驱动车辆的车轮700。T-S转换器包括：如后述的同步电动机结构的速度控制部分1200；如后述的另一同步电动机结构的转矩控制部分1400；以及减速部分1800。逆变器200有功率开关三极管(未示出)，它将电池600供应的直流转变为三相交流，供给T-S转换器的速度控制部分。当速度控制部分1200被车辆的车轮700驱动时，逆变器还将速度控制部分1200产生的交流转变成直流，向电池600充电。像逆变器200一样，逆变器400在电池600与T-S转换器1000的转矩控制部分1400之间将直流变成交流，并把交流变成直流。逆变器控制单元500根据从加速踏板传感器810、刹车踏板传感器820、转速传感器1911及1912(见后述)以及其他传感器传来的信号，对逆变器200和400进行控制。一般车辆用的联结件及减速机构可以设置在引擎100与T-S转换器1000之间以及在T-S转换器1000与车轮700之间。引擎100的引擎轴110通过联轴节(未示出)联结到T-S转换器1000的输入轴1213。
T-S转换器1000包括：一对圆柱形外框1719及1720；由输入轴1213拖动的圆柱形第一转子1213；隔一气隙可旋转地设置在第一转子1210周围的第二转子1310；以及固定在外框1710内圆周上的定子1410。输入轴1213从外框1710一端中心延伸，并与引擎轴110相连。定子1410有定子线圈和控制线圈1411，当其被逆变器400激励时产生旋转磁场。第一转子1210有转子线圈1212和形成旋转磁场的控制线圈1211。电刷架1610、三刷电刷1620和三滑环1630设置在盖罩1920内，将三相电功率提供给第一转子1210的控制线圈1211。诸如轴承1510及1511等轴支承件固定在驱动轴1213上。控制线圈1211用带有绝缘件1650穿过轴承1512的导线1660与滑环1630相连接。绝缘件1650穿过输入轴1213上开的槽从轴承1512底下穿过。第二转子1310有一个空心回转磁轭1311，多个内部永久磁铁1220用园环1225每隔相等的间距固定在其内圆周上，以交替地提供N，S极。空心回转磁轭1311通过回转框1331及1332以及轴承1510及1511支承在外框1710及1720上。输入轴1213通过轴承1512及1513可转动地支承在回转框1331及1332上。永久磁铁1220、转子铁芯1212及控制线圈1211构成相当于上述速度控制部分1200的同步电动机。第二转子1310还有多个外部永久磁铁1420用园环1425每隔相等的间距固定在空心回转磁轭1311的外圆周上，以交替地提供N，S极。永久磁铁1420、定子铁芯1412及控制线圈1411构成相当于上述转矩控制部分1400的同步电动机。转速传感器1911及1912分别安置在盖罩1920以及第二转子1310的转子框1331和外框1710之间的空间内。传感器1911及1912连接至逆变器的控制单元500上，如后所述控制第一及第二转子1210及1310的转速及转矩。
T-S转换器1000的减速部分1800具有中心齿轮轴1810、行星齿轮1820、内齿轮1830、行星齿轮轴1840以及输出轴。输入轴1811在中心轴1810的一端形成，并与转子框1332轮毂部分的内齿轮1332a啮合。中心齿轮轴1310分别通过轴承1514及1515可旋转地由外框1720和输出轴1860加以支承。旋转从第二转子1310通过中心齿轮轴1810、传给输出轴1360，中心齿轮1812在中心齿轮轴1810的周围形成，并与行星齿轮1820啮合。转速由内齿轮1830及行星齿轮轴1840降低，并传给与输出轴1860形成地整体的行星齿轮的支承部分1861。输出轴1860可旋转地由装配在减速部分1800的框架1730的支承部分上的轴承1516支承。中心齿轮轴1310及输出轴1860与输入轴1213配置在一条直线上。内齿轮1830通过固定件1835固定在减速部分1800的框架1730上。
现参照图8所示的流程图描述T-S转换器1000的工作过程。
当逆变器的控制单元500启动时，在程序步8100处，根据由加速踏板传感器810检测出的代表油门开度的信号，以及由刹车踏板传感器820检测出的代表刹车踏板踏下程度的信号，确定车辆的车轮的设定转矩Tv。然后，在程序步S1O2处，根据由转速传感器1911及1912来的信号，确定第一转子1210的角速度ωe及第二转子1310的角速度ωv。接着，根据逆变器控制单元500的数据映射，从油门开度信号及角速度信号ωv，计算引擎100产生的引擎转矩Te(程序步S1O4)。下一程序步确定在第一转子1210及第二转子1310之间传递的传递转矩Tt。将传递转矩Tt设置成等于引擎转矩Te。就是说，除了转矩略有改变以维持车辆驱动的稳定性以外，在第一转子与第二转子1210及1310之间，对于引擎转矩Te既不增，又不减。为了消除第一转子与第二转子1210及1310之间转矩的微小改变，由逆变器200对第二转子1310的转速进行控制。
然后，在程序步S1O6处，确定用来补充传递转矩Tt与设定转矩Te之差的转矩控制部分1400的转矩T2。就是说，转矩的关系表达为T2=Tv-Tt=Tv-Te。接着，在程序步S1O8处，逆变器400控制转矩控制部分1400以产生补充转矩T2。
在图9所示的程序步S1O6处，根据引擎转矩Te与设定转矩Tv之间的差值，转矩控制部分1400或者起发电机的作用，或者起电动机的作用。
当在程序步S1060处测出引擎转矩Te小于设定转矩Tv时，过程进到程序步S1062，转矩控制部分1400被控制，变成一个车轮驱动电动机，用逆变器400提供的功率产生转矩T2=Tv-Te。另一方面，如果测出的引擎转矩Te大于设定转矩Tv，过程进到程序步S1064，转矩控制部分1400被控制，变成一个发电机，被转矩T2=Tv-Te驱动。如果引擎转矩Te等于设定转矩Tv，则转矩控制部分1400既不起发电机的作用，又不起电动机的作用。
引擎转矩Te可如图10所示，由刹车踏板传感器传来的刹车踏板操作信号进行计算。在程序步S1044处，当车辆被驾驶走在陡峭的斜坡上，而刹车踏板被下踏至超过一定程度时，引擎被停止供油，从而停止驱动第一转子1210。然后，在程序步S1046处，设定转矩Tv只由刹车踏板计算，而在程序步S1048处，算出在角速度ωe下引擎转矩的负值，使得逆变器400控制转矩控制部分1400起再生制动器的作用。
另一方面，当在程序步S1040处测出刹车踏板被踏下不超过一定程度时，在程序步S1042处，用一般方法从油门开度信号、角速度ωe等等计算转矩Te。
然后，在图8程序步S110处，用已知的方法(例如，从电池电压及充电电流计算)测出电池600的充电状态。若充电比高于最大值，则第一转子停止受逆变器200控制，而只允许由转矩控制部分1400控制。这时，在程序步S112处，引擎100的供油被切断，或减少。然后，如果在程序步S114处测出充电比不低于最小值，则过程返回程序步S100。另一方面，如果电池的充电比不高于最大值，则过程进到程序步S114，而如果电池的充电比低于最小值，则过程进到程序步S116。在程序步S116处，当引擎100供油增大之后，过程返回程序步S100。
按照上述实施例，传递转矩Tt受速度控制部分1200控制，基本上等于引擎转矩Te。但是，当转矩维持恒定时，可以控制第二转子1310，使之以高于第一转子1210的速度旋转。就是说，提高逆变器400供给定子1410的交流频率，使之与第二转子的转速相一致，并控制逆变器200供给第二转子1310的交流频率，使之与第一转子1210与第二转子1310之间的转速差相一致。
现参照图1、图2A至2D以及图3，描述当引擎以t(牛顿．米)的转矩在2n(转／分)的速度旋转，而车辆以2t(牛顿．米)的转矩在n(转／分)的速度行驶时，T-S转换器1000的工作情况。为了便于讨论，在这里处理引擎以及车辆车轮的转速与转矩，就象引擎与车轮直接相连。因为第二转子1310通过减速部分1800与输出轴1860机械相连，故第二转子1310的转速必须受到速度控制部分1200的控制，以便与车速相一致。
图2A所示的引擎转矩t(牛顿．米)、速度2n(转／分)的旋转运动通过联轴节(未示出)传递给T-S转换器1000的输入轴1213，以及第一转子1210。第二转子1310的转速2n(转／分)由速度控制部分1200的感应力或电磁力减至n(转／分)，并如图2B所示传递给车辆的车轮700。
为了将第二转子1310的转速从2n(转／分)减至n(转／分)，而同时如图2B所示维持转矩t不变，第二转子1310相对于第一转子1210的旋转方向F，如图3所示，变得与第二转子1210的转矩的方向E相反。(顺便提一句，箭头G表示引擎转矩的方向，而箭头H表示车辆车轮的转矩方向)。这时，T-S转换器1000的速度控制部分以发电机的方式工作。第二转子1310相对于第一转子1210的旋转由转速传感器1911及1912检测，而第一转子1210的控制线圈1211按根据相对转速计算出来的时序进行激励。第一转子1210的控制线圈1211产生的功率通过滑环1630和电刷1620供给电池600和转矩控制部分1400。这样，如图2B网纹线所表示的，第二转子1310使输出轴1860以转矩t(牛顿．米)、速度2n(转／分)旋转，产生能量nt(牛顿．米)(转／分)。换句话说，T-S转换器可以不加改变地将引擎转矩t传递给车辆的车轮700，而引擎100与车辆车轮的转速差用来发电。
于是，逆变器400以根据转速传感器1912来的信号计算的时序，向转矩控制部分1400的定子控制线圈1411供应交流电流，所以，第二转子1310可以转矩2t(牛顿，米)、速度n(转／分)旋转。就是说，转矩控制部分1400被逆变器400激励，如图2C网纹线所表示，可以作为电动机产生附加转矩。第二转子1310通过回转框1332的内齿轮1332a、输入轴1811和减速部分1800将旋转传给输出轴1860。
如图2A所示，以速度2n(转／分)及转矩t(牛顿．米)旋转的引擎功率，施加在车辆上，使之如图2D所示，以速度n(转／分)及转矩2t(牛顿．米)行驶。
当车辆要求的速度高于引擎的速度时，速度控制部分1200起电动机的作用，以驱动车辆。如果引擎的转矩超过车辆要求的转矩，则转矩控制部分1400起发电机的作用，向电池充电。
当引擎的功率与车辆车轮的负载出现差异时，引擎与车辆车轮之间，也以上述相同的方法进行转换。例如，当车辆向上爬行陡峭的坡道时，控制单元500控制逆变器200及400向控制线圈1211及1411提供电功率，从而协助引擎按照要求驱动车辆的车轮。另一方面，当车辆驶下陡坡时，控制单元500控制逆变器200及400将控制线圈1211及1411发电产生的电功率向电池充电。
当车辆需要进一步减速时，速度控制部分1200将车轮连接到引擎上，起刹车器或空压机的作用。这样，转矩控制部分1400不需要大的刹车功率，结果尺寸紧凑。
(第二实施例)
现参照图4描述第二实施例的电动车辆驱动系统。
在这里，大体相同的部件或部分标以相同的号码，故在以后的各个实施例的描述中，不再对它们详细描述。
按照第二实施例，第二转子1310具有鼠笼式导体1227及1427，而不是永久磁铁。相应地，第二转子1310起感应电动机的作用，而不像在第一实施例中那样起同步电动机的作用。
如图4所示，圆柱形非磁性层1350放置在各鼠笼式导体之间，以防止速度控制部分1200与转矩控制部分1400之间出现磁干扰，该图是截面图，显示T-S转换器1000的主要部分。
既然第二实施例的T-S转换器包括感应式第二转子1310，转速传感器1311及1911就可以用配制在车辆的车轮附近的曲柄角传感器或车速传感器代替。
正如在第一实施例所描述的，第二转子1310的鼠笼式导体1227及1427之中的任何一个都可以用永久磁铁代替。
(第三实施例)
现参照图5及图6A，6B，6C及6D描述第三实施例的T-S转换器2000。
在引擎100输出轴210的一端形成的齿轮210d，与在第二转子1310框架2332上形成的内齿轮2332d啮合，以便将引擎功率直接传递给第二转子1310。第一转子1210由与引擎输出轴配置在一条直线上又与之分离的轴2213带动。减速部分1800的中心齿轮2213d在轴2213的与引擎100相反的一端上形成。
驱动动力通过齿轮2213d从第一转子1210传给行星齿轮1820。然后，在行星齿轮1820的转速被内齿轮1830减速后，驱动动力经过行星齿轮轴1840及行星齿轮座1861传给输出轴1860。输出轴1860可旋转地支承在装配于减速部1800的框架2730的轮毂部分的轴承1516上。内齿轮1830通过固定件1835固定在框架2730上。盖罩1920、转速传感器1911及电刷架1610，与减速部分1800一起，装配在框架2730内。
现参照图5、图6A至6D及图7描述T-S转换器2000的工作情况。
当如图6A所示，引擎以转速n(转／分)及转矩2t(牛顿．米)旋转时，而车辆如图6D所示，以转速2n(转／分)及转矩t(牛顿．米)行驶时，引擎的转动通过内齿轮2332d、输出轴210及联轴节(未示出)传给第二转子1310。逆变器400按照由转速传感器1912的信号算出的时序，向转矩控制部分1400的定子控制线圈1411供应交流电流，使得第二转子1310能以转速n(转／分)及转矩t(牛顿．米)旋转。就是说，转矩控制部分1400如图6D所示，把从引擎100传来的转矩2t(牛顿．米)变成t(牛顿．米)，而同时维持转速n(转／分)不变，并产生相当于tn(牛顿．米)(转／分)的电功率。所述发电功率由控制线圈1411通过逆变器400供给电池600。
然后，第二转子1310的转矩t，通过配置在第二转子1310内圆周的永久磁铁1220传给速度控制部分1200的第一转子1210。
第一转子的转速n(转／分)由速度控制部分1200的感应力或电磁力变成2n(转／分)，以便与车速相一致，并如图6C所示，传递给车辆的车轮。当第二转子1310的速度从n(转／分)变成2n(转／分)，而同时如图6C所示，维持转矩t不变，第一转子的旋转方向与第二转子的旋转方向相同，因此，T-S转换器2000以电动机方式工作。第一转子相对于第二转子的旋转速度由转速传感器1911及1912检测出来，以便按照由相对转速算出的时序，激励第一转子1210的控制线圈1211，并由逆变器200向速度控制部分1200供应电功率。如图6C网纹线所示，第一转子1210消耗电池nt(牛顿．米)(转／分)的能量，以速度2n(转／分)及转矩t(牛顿．米)旋转。这样，如图6A所示，引擎以速度n(转／分)及转矩2t(牛顿．米)旋转的功率，可以加在车辆上，使之如图6D所示，以速度2n(转／分)及转矩t(牛顿．米)行驶。当引擎速度高于车辆速度时，速度控制部分1200能以电动机方式工作，而正如就第一实施例所描述的，当车辆的负载大于引擎转矩时，转矩控制部分1400以发电机的方式工作。
(第四实施例)
现参照图7描述第四实施例的T-S转换器。
按照第四实施例，第二转子1310具有鼠笼式导体1227及1427，而不是图5第三实施例T-S转换器2000的永久磁铁。相应地，第二转子1310起感应电动机的作用，而不像就第二实施例中所描述的那样起第一实施例中的同步电动机的作用。
如第二实施例用的图4所示，圆柱形非磁性层1350放置在各鼠笼式导体之间，以防止速度控制部分1200与转矩控制部分1400之间出现磁干扰。
(第五实施例)
现参照图11描述本发明第五实施例的T-S转换器3000。T-S转换器3000包括在轴上级联配置的速度控制部分3200与转矩控制部分3400。
速度控制部分3200构造成三相同步电机，包括外壳3240及3241，圆柱形第二转子3220通过轴承3251及3252以及第一转子，由外壳3240及3241支承。
第二转子3220连接到引擎100的输出轴110，并通过轴承3253及3254支承第一转子3210的轴3212，使之与引擎100的输出轴110在一条直线上。第二转子具有定子铁芯3222、三相绕组线圈(称为三相回转机的线圈)3221和一对端框3228及3229。
第一转子3210具有轴3213，固定在轴3213上由软铁制成的转子铁芯3211，具有永久磁铁、用非磁性环固定在铁芯外圆周上的构造成众所知的发电机的永磁转子的磁极。
环形的滑环件3630固定在端框3228沿径向靠内的部分。滑环件3630有三个滑环，连接至线圈3221的各相的绕组，并由绝缘件支持。
电刷件3260连接至逆变器200，装配在外壳3240端部形成的开孔内。电刷件3260有电刷柄，三刷电刷1620可滑动地配置在电刷柄内，弹簧将电刷压向滑环。逆变器200通过电刷件3260及滑环件3630向线圈3221供应控制电流。
转速传感器3281配置在外壳3241的内表面与端框3229的外表面之间，检测第二转子3220的转速，并将信号送到(前述)逆变器控制单元500。转速传感器3282配置在外壳3241的外表面第一转子3210的轴3213之间，检测第一转子3210的转速，并将信号送到逆变器控制单元500。
速度控制部分3200可以构造成感应式回转机，后者不装永久磁极，而装鼠笼式导体。
转矩控制部分3400是三相同步回转机。转矩控制部分3400具有第三转子3410、通过轴承3451及3452支承第三转子3410的外壳3440及3441、固定在外壳3440上的定子铁芯3420以及连接至逆变器400的定子线圈3421。第三转子3210具有通过联轴节件3800与第一转子3210的轴3213b并排在一条直线上的轴3413、由软铁制成的转子铁芯3411，以及具有由非磁性环3415支持的永久磁铁构造成众所周知的永久磁铁转子的多个磁极3412。
转速传感器3481配置在外壳3440的内表面与第三转子3410的端面之间，以检测第三转子3410的转速。
当引擎100旋转时，第二转子3220被引擎驱动并驱动第一转子3210，并且，被控制线圈3221产生的电磁力连接到第二转子上的第三转子以设定的转速旋转。控制线圈3221被逆变器200以从上面的叙述中很容易明白的方式控制。逆变器400向定子线圈3421供应控制电流，使第三转子3410以设定的转矩与设定的转速驱动车辆的车轮700。
(第六实施例)
现参照图12描述本发明第六实施例的T-S转换器4000。
在本实施例中，输入轴1213与引擎输出轴110的相连，与减速部分4800通过差动齿轮900与车辆车轮的相连，都处于同一侧。结果，T-S转换器4000可以装在引擎周围的有限空间之中。
减速部分4800包括小齿轮4810和大齿轮4820，后者由齿轮轴4840带动，并与该小齿轮4810啮合。差动齿轮900是一般类型，包括大齿轮830、齿轮箱910以及连接到车辆车轮700上的差动齿轮920及930。
减速部分4800的小齿轮4310与回转框架1332轮毂部分的内齿轮1332a啮合，所述回转框架随T-S转换器的输出轴围绕着输入轴1213旋转。减速部分4800的大齿轮4820与差动齿轮900的大齿轮830啮合。
转速传感器1911及1912配置在远离引擎输出轴及第二转子输出件(1332a)的一侧，从而防止引擎与转换器之间，以及转换器与车辆车轮之间转矩传递造成的噪声传到转速传感器1911及1912。
电刷1620及滑环1630也配置在远离输出轴的地方，从而防止转矩传递造成电刷抖动。
减速部分4800不包括正齿轮，而包括斜齿轮。
(第七实施例)
现参照图13及图14描述本发明第七实施例的T-S转换器5000。
齿轮117由引擎100的输出轴110通过细花键110a带动，并与跟第二转子1310的框架1332相连的齿轮120啮合，从而如图14所示，引擎的动力直接传递给第二转子1310。第一转子1210由与引擎输出轴分离的轴1213带动。减速部分5800包括大齿轮5820，后者固定在引擎100的一个部分，并与上述差动齿轮900的大齿轮830啮合。齿轮1213a在轴1213引擎100一侧的一端形成，并与该大齿轮啮合。
驱动动力由第一转子1210通过齿轮1213a、大齿轮5820及差动齿轮传900递给车辆的车轮700。
(第二转子的各个方案)
现参照图13A及图13B简要地描述第二转子1310的结构方案。
第二转子1310的内部磁铁1220的数目不同于外部磁铁1420的数目，而且如图15A所示，内部磁铁比外部磁铁1420宽。
如图15B所示，内部磁铁1220的角向位置不同于外部磁铁1420。
如图3及15C所示，内部磁铁和外部磁铁的角向位置和数目都相同，但是，在相同的角向位置上磁铁极性是特别的。就是说，如果对着第一转子1210的一个内部磁铁1220极化为S极，则对着定子1410的对应的一个外部磁铁1420被极化成N极，相邻的一个内部磁铁1220极化为N极，相邻的一个外部磁铁1420，与后者对应，被极化为S极，所以，如图15C所示，内部和外部磁铁一起产生的合成磁通φ1把线圈1211及1411两者链接起来。结果，穿过线圈1211及1411的差磁通φ2减小了，回转磁轭的径向厚度可以减小。
采用图15D所示的结果，也可以达到同样的效果。内部磁铁1220及外部磁铁1420设置在用薄钢板层叠而成的回转磁轭1311中掏出的空洞里，从而可以省去非磁性园环1425。因为回转磁轭的外圆周可以车制，所以，第一与第二转子1210与1310之间或第二转子1310与定子铁芯1412之间的气隙可以减小，所以，T-S转换器的尺寸可以减小。
如图15E所示，外部磁铁1420的角向位置与第二转子1310的内部磁铁1220的角向位置错开。
如图15F所示，第二转子1310中的内部磁铁及外部磁铁1220及1420可以采用平磁铁。
虽然已参照附图，联系最佳实施例充分地描述了本发明，但应指出，对于熟悉本行的人来说，各种修改及改变都变得非常明显。所有这些修改及改变都应理解为被包括在后附的权利要求书所定义的本发明的范围内。

Claims (32)

1．具有电池(600)、引擎(100)以及车辆驱动件(700，900)的电动车辆驱动系统，包括：
速度控制部分(1000，2000，3000，4000，5000)，它具有外壳(1710，1720，1730，1920)、与该引擎连接的输入轴(1213，1332a，3210)、与该车辆驱动件连接的输出轴(1860，3413)、具有第一控制线圈(1211，3221)的第一转子(1210，3220)、具有第二控制线圈(1411，3421)的定子(1410，3420)、具有用来产生与该第一控制线圈链接的磁场的第一组件(1220，3212)的第二转子(1310，3210，3410)，以及具有用来产生与该第二控制线圈链接的磁场的第二组件(1420，3412)，和
检测该第一转子及该第二转子转速用的装置(1911，1912，3281，3431)，
其特征在于：与该电池、该第一及第二控制线圈及该转速检测装置连接的，用来根据该第一及第二转子的转速向该第一及第二控制线圈供应控制电流，以便对该引擎的转速及转矩进行转换、以设定的转速及设定的转矩驱动车辆驱动件的装置(200，400，500)。
2．权利要求1提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该第一转子连接至输入轴，而该第二转子连接至输出轴。
3．权利要求1提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该第二转子连接至输入轴，而该第一转子连接至输出轴。
4．权利要求1、2及3之中的任何一个权利要求提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该转速一转矩转换器还包括与该输出轴串联的减速装置(1800，4800，5800)。
5．权利要求1、2及3之中的任何一个权利要求提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该转速一转矩转换器还包括与该输出轴串联的行星齿轮减速装置(1812，1820，1330)。
6．权利要求1、2及3之中的任何一个权利要求提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该控制电流供应装置包括用于当该车辆驱动件驱动该输出轴时像刹车件一样对该引擎进行控制的装置。
7．权利要求1、2及3之中的任何一个权利要求提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该第一转子、第二转子及定子彼此同轴地配置在一个共同的平面上。
8．权利要求1、2及3之中的任何一个权利要求提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该第一转子在半径方向上配置在该第二转子以内，而第二转子在半径方向上同轴地配置在该定子以内。
9．权利要求1、2及3之中的任何一个权利要求提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，至少该第一及第二组件包括永久磁铁。
10．权利要求1、2及3之中的任何一个权利要求提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，至少该第一及第二组件包括一个鼠笼式导体。
11．权利要求1、2及3之中的任何一个权利要求提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，至少该第一及第二组件包括鼠笼式导体，而该第二转子包括配置在该第一及第二组件之间的非磁性组件。
12．权利要求1、2及3之中的任何一个权利要求提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该控制电流供应装置包括与该第一控制线圈(1211，3221)连接的第一逆变器(200)、与该第二控制线圈(1411，3421)连接的第二逆变器(400)，以及逆变器控制单元(500)，后者连接到该转速检测装置(1911，1912，3281，3481)，并且连接到该第一及第二逆变器以便根据该第一及第二转子的转速控制由该逆变器向该第一及第二控制线圈供应控制电流的时序。
13．权利要求12提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该输入轴与该输出轴配置在该外壳的同一侧。
14．权利要求13提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该输入轴与该输出轴彼此同轴地配置。
15．权利要求14提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该转速检测装置配置在该外壳内，远离该输入轴及该输出轴。
16．权利要求15提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该控制电流供应装置包括电刷及滑环，它们配置在该外壳内，远离该输入轴及该输出轴。
17．权利要求16提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该转速-转矩转换器还包括与该输出轴串联的减速装置。
18．具有电池(600)、引擎(100)和差动齿轮(900)的电动车辆驱动系统，包括：
具有外壳(1710，1720，1730，1920)的速度-转矩转换器(4000，5000)、配置在该外壳内在一侧与该引擎连接的输入轴(1213，1332a)、与输入轴同轴配置的并在同一侧与该车辆差动齿轮连接的输出轴(1213，1332a)、具有第一控制线圈(1211)的第一转子(1210)、具有第二控制线圈(1411)的定子(1410)、具有用来产生与该第一控制线圈链接的磁场的第一组件(1220)以及用来产生与该第二控制线圈链接的磁场的第二组件(1420)的第二转子(1310)，和
检测该第一转子及该第二转子转速用的装置(1911，1912)，
其特征在于：与该电池、该第一及第二控制线圈及该转速检测装置连接的，用来根据该第一及第二转子的转速向该第一及第二控制线圈供应控制电流，以便对该引擎的转速及转矩进行转换、以设定的转速及设定的转矩驱动车辆驱动件的装置(200，400，500)，该装置包括在该车辆驱动件驱动该输出轴时，对该引擎起刹车件作用的控制装置。
19．权利要求18提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该转速检测装置配置在该外壳内，远离该输入轴及该输出轴。
20．权利要求18提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该控制电流供应装置包括电刷及滑环，配置在该外壳内，远离该输入轴及该输出轴。
21．权利要求18提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该控制电流供应装置包括产生电池充电电流的装置。
22．具有电池(600)、引擎(100)和车辆驱动件(700，900)的电动车辆驱动系统，包括：
具有外壳(1710，1720，1730，1920)的速度-转矩转换器(1000，2000，3000，4000，5000)、与该引擎连接的输入轴(1213，1332a，3210)、与该车辆驱动件连接的输出轴(1860，3413)、具有第一控制线圈(1211，3221)的第一转子(1210，3220)、具有第二控制线圈(1411，3421)的定子(1410，3420)、具有用来产生通过磁通道与第一控制线圈链接的磁场的第一组件(1220，3212)以及用来产生通过同一磁通道与该第二控制线圈链接的磁场的第二组件(1420，3412)的第二转子(1310)，和
检测该第一转子及该第二转子转速用的装置(1911，1912，3231，3481)，
其特征正在于：与该电池、该第一及第二控制线圈及该转速检测装置连接的，用来根据该第一及第二转子的转速向该第一及第二控制线圈供应控制电流，以便对该引擎的转速及转矩进行转换、以设定的转速及设定的转矩驱动车辆驱动件的装置(200，400，500)。
23．权利要求22提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该第一组件包括若干磁极，而该第二组件包括同数量的磁极。
24．权利要求22提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该第二转子转子包括叠层铁芯，后者具有多个空洞，用来装入该第一及该第二组件。
25．具有电池(600)、引擎(100)和车辆驱动件(700，900)的电动车辆驱动系统，包括：
输入轴(1213，1332a，3210)连接到该引擎的第一电磁回转装置、连接至该输入轴并具有第一控制线圈(1211，3221)的第一转子(1210，3220)、具有用来产生与第一控制线圈链接的磁场的第一组件(1220，3212)，
第二电磁回转装置，它具有与该车辆驱动件连接的输出轴(1860，3412)、具有第二控制线圈(1411，3421)的定子(1410，3412)以及与该输出轴连接并具有用来产生与第二控制线圈链接的磁场的第二组件(1420，3412)的第二转子，该第二转子固定在该第一组件上，和
检测该第一转子及该第二转子转速用的装置(1911，1912，3821，3481)，
其特征在于：与该电池、该第一及第二控制线圈及该转速检测装置连接的，用来根据该第一及第二转子的转速向该第一及第二控制线圈供应控制电流，以便对该引擎的转速及转矩进行转换、以设定的转速及设定的转矩驱动车辆驱动件的装置(200，400，500)。
26．权利要求25提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该第一及第二控制线圈各自包括三相绕组。
27．权利要求26提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该第一及第二组件各自包括永久磁铁。
28．权利要求26提出的电动车辆驱动系统，其特征在于，该第一及第二组件之中至少一个包括鼠笼式导体。
29．电动车辆驱动方法，该电动车辆具有电池(600)、引擎(100)和车辆驱动件(700，900)、具有第一控制线圈和连接到该引擎的输入轴(1213，1332a，3210)的第一电磁回转装置、以及具有第二控制线圈和连接至该车辆驱动件的输出轴(1860，3412)的第二电磁回转装置，该方法的特征在于包括下列步骤：
计算该车辆驱动件的设定转矩Tv及设定角速度ωv，
检测该引擎的输出转矩Te及角速度ωe，
根据该转矩Tv与Te之间以及该角速度ωv与ωe之间的差值，向该第一及第二控制线圈供应控制电流，从而转换该引擎的转矩Te及角速度ωe，并以设定的转矩Tv及角速度ωv驱动车辆驱动件。
30．权利要求29提出的电动车辆驱动方法，其特征在于，还包括向该第一及第二控制线圈供应控制电流，使得当该引擎的该角速度ωe大于该设定角速度ωv，而该引擎的该输出转矩Te大于该设定转矩Tv时，产生电池充电电流的步骤。
31．权利要求29提出的电动车辆驱动方法，其特征在于，还包括向该第一及第二控制线圈供应控制电流，使得当该引擎的该角速度ωe小于该设定角速度ωv，而该引擎的该输出转矩Te小于该设定转矩Tv时，产生驱动转矩的步骤。
32．权利要求29提出的电动车辆驱动方法，其特征在于，还包括向该第一及第二控制线圈供应控制电流，使得当该引擎的该角速度ωe小于该设定角速度ωv，而该引擎的该输出转矩Te小于该设定转矩Tv时，将该车辆驱动件作为负载连接到该引擎上。
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