CN106515510A - 电动汽车电力驱动控制系统 - Google Patents

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黄智翔
桂明辉
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Abstract

本发明公开一种电动汽车电力驱动控制系统，主要由电源、驱动电动机和调速控制装置组成；所述驱动电动机包括1个低速电动机和1个或1个以上的高速电动机组合而成；上述低速电动机和所有的高速电动机呈同轴设置，且低速电动机和所有的高速电动机共用一个转轴，即低速电动机和高速电动机的转子轴向相接连成一体；低速电动机及每个高速电动机的定子则分别通过调速控制装置与电源电连接。本发明能够同时采用变功率和变档方式进行调速。

Description

电动汽车电力驱动控制系统
技术领域
本发明涉及电动汽车领域，具体涉及一种电动汽车电力驱动控制系统。
背景技术
电动汽车的组成包括：电力驱动及控制系统、驱动力传动等机械系统、以及完成既定任务的工作装置等。电力驱动及控制系统是电动汽车的核心，也是区别于内燃机汽车的最大不同点。电力驱动及控制系统由驱动电动机、电源和驱动电动机的调速控制装置等组成。电源为电动汽车的驱动电动机提供电能，驱动电动机将电源的电能转化为机械能后，通过传动装置或直接驱动车轮和工作装置。驱动电动机调速控制装置一般采用以下两种方式来实现电动汽车的变速：一种是通过调整驱动电动机的工作电压，改变驱动电动机输出功率来实现速度的调整；另一种是在驱动电动机和驱动车轮之间增加变速器和离合器，通过机械变档方式实现速度的调整。然而上述两种变速方式都有其弊端：第一种通过改变输出功率进行变速的方式在汽车行驶阻力增大或负荷增加时，因难以实现驱动电动机输出功率不变、降低驱动电动机转速、提高输出扭矩的目的，此时驱动电动机只能超负荷工作，驱动电动机和控制部分因发热和电流大受损；而第二种通过变速器变档的方式来进行变速的方式在汽车开低速运行时，驱动电动机依然是以最大输出功率运行，这样便出现了功率损耗，此外变速器中的机械部件也会造成功率损耗。由此可见，上述两种速度调整方式均不理想，仍需进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动汽车电力驱动控制系统，它能够同时采用变功率和变档方式进行调速。
为解决上述问题，本发明是通过下述方案实现的：电动汽车电力驱动控制系统，主要由电源、驱动电动机和调速控制装置组成；所述驱动电动机包括1个低速电动机和1个或1个以上的高速电动机组合而成；上述低速电动机和所有的高速电动机呈同轴设置，且低速电动机和所有的高速电动机共用一个转轴，即低速电动机和高速电动机的转子轴向相接连成一体；低速电动机及每个高速电动机的定子则分别通过调速控制装置与电源电连接。
为了能够获得多种不同的运行速率和扭矩，上述方案所述每个高速电动机的定子匝数各不相同。
上述方案中，所述高速电动机的个数为2-10个。
为了避免汽车在高负载及高速运行状态下，低速电动机成为高速电动机的负载而致使本发明无法正常运行，上述方案所述低速电动机和高速电动机的转子之间最好还串接有离合器。
上述方案中，所述低速电动机为永磁电动机。
上述方案中，所述高速电动机为永磁电动机。
本发明与现有技术相比，创新性地将低速电动机和高速电动机的转子串联进行使用，而让其定子进行分化后分别与电源进行连接，这不仅能够在定子供电电压一致的前提下，通过控制各电动机的启闭来实现电动汽车的变档调速；而且可以通过改变各个定子的供电电压来实现电动汽车的变功率调速；通过两种变速方式的配合使用使得每个电动机能够始终运行在经济段上，从而能够有效减少损耗，提高驱动电动机转速和输出扭矩。
附图说明
图1为本发明一种优选实施例的原理示意图。
具体实施方式
图1为本发明一种电动汽车电力驱动控制系统的原理示意图，其主要由电源、驱动电动机和调速控制装置组成。所述驱动电动机包括1个低速电动机和1个或1个以上的高速电动机组合而成。高速电机的转速大于低速电机的转速。上述低速电动机和所有的高速电动机呈同轴设置，且低速电动机和所有的高速电动机共用一个转轴，低速电动机和高速电动机的转子轴向相接连成一体；而低速电动机及每个高速电动机的定子则分别通过调速控制装置与电源电连接。在本发明中，所述低速电动机和高速电动机均为永磁电动机。
位于同一个驱动电动机中的每个高速电动机的定子匝数可以全部相同、部分相同、或完全不同。在本发明优选实施例中，每个高速电动机的定子匝数各不相同。高速电动机的个数可以根据设计需求进行选定，在本发明优选实施例中，高速电动机的个数为2-10个。
在进行转子共用时，本发明可以将低速电动机和所有的高速电动机的转子的进行直接串联，也可以在每2个相连电动机的转子之间串接上1个离合器。考虑到额外附加离合器会增加功率损耗、占地面积、及成本，因此在本发明优选实施例中，仅在低速电动机和高速电动机之间的转子上串接上离合器。必要时，可通过控制离合器来隔断低速电动机工作和高速电动机的工作，这样当低速电动机在工作时，高速电动机不会成为其负载；而当高速电动机在工作时，低速电动机也不会影响高速电动机的工作。
通过上述结构改进使本发明既能实现单纯变功率调速、单纯变档调速、同时也能实现变档和变功率配合调速，其具体工作过程如下：
当汽车在低速状态下运行时，可通过调速控制装置关闭低速电动机或其中部分的高速电动机的供电，此时驱动电动机并未以最大输出功率运行，因而可避免不必要的功率损耗。而在整个低速运行状态下，调速控制装置还能够调整被开启电动机的定子上的供电电压来实现变功率调速。
当汽车行驶阻力增大或负荷增加时，则可通过调速控制装置选择性的关闭所有或部分高速电动机的供电，让驱动电动机工作在低转速、大扭矩的状态下。这样既能在驱动电动机输出功率不变的前提下，降低驱动电动机转速、提高输出扭矩，从而避免了驱动电动机的超负荷工作，驱动电动机和控制部分也不会因发热和电流大而受损。在整个高负载工作状态下，调速控制装置还可以同样调整被开启电动机的定子上的供电电压来实现变功率调速。

Claims (6)

1.电动汽车电力驱动控制系统，主要由电源、驱动电动机和调速控制装置组成，其特征在于：所述驱动电动机包括1个低速电动机和1个或1个以上的高速电动机组合而成；高速电机的转速大于低速电机的转速；上述低速电动机和所有的高速电动机呈同轴设置，且低速电动机和所有的高速电动机共用一个转轴，即低速电动机和高速电动机的转子轴向相接连成一体；低速电动机及每个高速电动机的定子则分别通过调速控制装置与电源电连接。
2.根据权利要求1所述的电动汽车电力驱动控制系统，其特征在于：每个高速电动机的定子匝数各不相同。
3.根据权利要求1所述的电动汽车电力驱动控制系统，其特征在于：高速电动机的个数为2-10个。
4.根据权利要求1所述的电动汽车电力驱动控制系统，其特征在于：所述低速电动机和高速电动机的转子之间串接有离合器。
5.根据权利要求1所述的电动汽车电力驱动控制系统，其特征在于：所述低速电动机为永磁电动机。
6.根据权利要求1所述的电动汽车电力驱动控制系统，其特征在于：所述高速电动机为永磁电动机。
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