CN108995562A - 一种电动汽车多驱动轮集成控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电动汽车多驱动轮集成控制系统，包括综合控制电路、电压检测电路、电流检测电路、温度传感器、扭矩传感器、转速传感器、水平传感器及胎压传感器，一个电压检测电路、一个电流检测电路、一个温度传感器、一个扭矩传感器、一个转速传感器及一个胎压传感器构成一个工作组，水平传感器至少两个，且每两个水平传感器构成一个检测组；其控制方法包括设备装配，编订通讯程序，数据采集，数据运算及车辆运行状态调节等五个步骤。本发明一方面可有效的实现对电动汽车运行过程中各牵引轮的运行数据进行全面有效的检测，另一方面可跟检测数据实现对电动汽车各牵引轮的牵引力、转速、扭矩进行整体调配，确保各牵引轮之间运行状态均保持一致。

Description

一种电动汽车多驱动轮集成控制系统及方法

技术领域

本发明涉一种电动汽车多驱动轮集成控制系统及方法，属电动汽车技术领域。

背景技术

为了提高电动汽车的动力性能，往往需要为电动汽车配备两个及两个以上的用以牵引的驱动轮，但在实际运行中发现，当电动汽车的牵引轮数量增加后，均需为每个牵引轮配备一个独立的驱动电动机，但由于车辆运行过程中由于驱动电动机性能差异、轮胎与路面间摩擦力、阻力差异及轮胎传动系统磨损差异等原因，从而造成车辆运行过程各牵引轮实际输出的牵引力大小、转速及扭矩均存在一定的差异，从而一方面易导致转速慢和扭矩小的牵引轮成为转速块、扭矩大的牵引轮的负载，严重影响电动汽车整体动力性能的提高，同时也会造成车辆无用功增加，并导致电动汽车的能耗增加，续航能力下降，另一方面也会造成转速慢扭矩小的牵引轮被动的随转速块扭矩大的牵引轮运行，从而导致转速慢扭矩小的牵引轮及与该牵引轮相关的驱动电机等设备的磨损量增压，严重时甚至导致设备损毁，严重影响电动汽车的行车安全，且这一现象在当个别牵引轮发生爆胎、转动轴承损坏或驱动电机缺相短路时危害尤为突出，而针对这一问题，当前尚无有效的解决方案，因此针对这一现状，迫切需要开发一种全新的电动汽车多驱动轮集成控制方法，以满足电动汽车使用的需要。

发明内容

为了解决现有分类技术上的一些不足，本发明提供一种电动汽车多驱动轮集成控制系统及方法。

为了实现上面提到的效果，提出了一种电动汽车多驱动轮集成控制系统及方法，其包括以下步骤：

一种电动汽车多驱动轮集成控制系统，包括综合控制电路、电压检测电路、电流检测电路、温度传感器、扭矩传感器、转速传感器、水平传感器及胎压传感器，其中电压检测电路、电流检测电路、温度传感器、扭矩传感器、转速传感器及胎压传感器均若干，且一个电压检测电路、一个电流检测电路、一个温度传感器、一个扭矩传感器、一个转速传感器及一个胎压传感器构成一个工作组，工作组数量与电动汽车驱动轮数量一致，每个工作组均与综合控制电路电气连接，各工作组间相互并联，工作组中的电压检测电路、电流检测电路、温度传感器、扭矩传感器、转速传感器及胎压传感器相互并联，其中电压检测电路、电流检测电路与和电动汽车驱动轮连接的电动机驱动电路并联，扭矩传感器、转速传感器与电动汽车驱动轮连接的电动机连接的传动轴相连，温度传感器中，其中至少一个温度传感器和胎压传感器均与电动汽车驱动轮相互连接，至少一个温度传感器与电动汽车驱动轮连接的电动机外壳连接，水平传感器至少两个，嵌于电动汽车车身内，且每两个水平传感器构成一个检测组，同一检测组内的两个水平传感器间轴线相互垂直分布，并均与车身下端面平行分布，综合控制电路嵌于电动汽车中空台内，并与电动汽车的行车电脑电路电气连接。

进一步的，所述的综合控制电路包括数据处理模块、驱动模块、串口通讯模块、数据通讯总线模块、地址编码模块及晶振时钟模块，所述的数据处理模块分别与驱动模块、数据通讯总线模块电气连接，其中所述驱动模块和地址编码模块均分别与各工作组电气连接，所述的数据通讯总线模块另分别晶振时钟模块和电动汽车的行车电脑电路电气连接。

进一步的，所述的检测组为一个时，则检测组位于车身中心位置，检测组为两个时，则两个检测组沿电动汽车车身轴线方向均布并以车身中心相互对称，所述的检测组为三个及三个以上时，则其中一个检测组位于车身重心位置，其余检测组环绕车身中心均布。

一种电动汽车多驱动轮集成控制系统的控制方法，包括以下步骤：

第一步，设备装配，根据使用需要，将本发明的各工作组、检测组和综合控制电路分别安装到电动汽车指定位置，然后将综合控制电路分别与各工作组、检测组及电动汽车的行车电脑电路电气连接；

第二步，编订通讯程序，首先在综合控制电路中录入系统运行主控程序和数据计算函数，然后由系统运行主控程序分别为为每个工作组、检测组及电动汽车的行车电脑电路分配独立的数据通讯地址，并将各数据通讯地址保存在综合控制电路和电动汽车的行车电脑电路中；

第三步，数据采集，在车辆运行过程中，一方面通过各工作组分别对电动汽车各驱动轮位置的驱动电动机的驱动电压、电流值进行检测；对电动汽车各驱动轮位置的驱动电动机输出的扭矩和转速值检测；对电动汽车各驱动轮位置的驱动电动机运行温度、轮胎的运行温度及胎压值进行检测，然后将各工作组检测到的三类数值分类保存在综合控制电路中备用，同时通过各检测组的水平传感器对车身的倾斜角度进行检测；

第四步，数据运算，首先将第三步采集到的三类数值带入到第二步沦入的数据计算函数中，通过计算对各工作组采集到的三类数据进行进行计算，其计算内容包括驱动电动机的驱动电压、电流值平均值计算、驱动电动机输出的扭矩和转速平均值计算备用，然后将各工作组检测到的驱动电动机运行温度、驱动轮轮胎的运行温度和胎压数据输送大综合控制电路中备用，最后将各检测组中的水平传感器检测的车身倾斜角度、车身倾斜方向及车身起伏振荡频率数据输送到综合控制电路中备用；

第五步，车辆运行状态调节，完成第四步计算及检测的结果均输送到电动汽车的行车电脑电路中，一方面首先通过检测组的水平传感器对车身倾斜角度、车身倾斜方向及车身起伏振荡频率数据对车辆当前运行路面状态进行判断，并根据判断当前车辆行驶路面的坡度，并根据路面坡度由电动汽车行车电脑电路为各驱动轮分配最佳牵引力和速度值，然后将最佳牵引力和速度值与第四步获得的驱动电动机输出的扭矩和转速平均值计算，得到实际驱动电动机输出的扭矩和转速平均值,最后根据实际驱动电动机输出的扭矩和转速平均值由电动汽车的行车电脑电路各驱动电动机分配驱动电流和电压进行调配，实现对各驱动轮处驱动电机的输出转速和扭矩保持一致的同时，并与最佳的牵引力和速度值接近；另一方面通过检测到的驱动电动机运行温度、驱动轮轮胎的运行温度和胎压数据实现对车辆轮胎及电动机运行状态监控，及时发现发动机和轮胎过热现象，并及时通过电动汽车的行车电脑电路进行报警作业和主动降低各驱动电动机分配的驱动电流和电压值，避免高温导致轮胎及驱动电动机受损而引发车辆故障。

进一步的，所述的第二步中的数据计算函数包括加法运算函数、减法运算函数和平均值运算函数。

进一步的，所述的第三步中，数据采集的时间间隔为0—30秒，且数据采集时间为0.1—0.5秒。

进一步的，所述的第五步的整体作业时间为0.5—1.5秒。

本发明系统构成结构简单，运行自动化程度高，数据处理能力强且系统反应迅速，一方面可有效的实现对电动汽车运行过程中各牵引轮的运行数据进行全面有效的检测，另一方面可跟检测数据实现对电动汽车各牵引轮的牵引力、转速、扭矩进行整体调配，确保各牵引轮之间运行状态均保持一致，消除因牵引轮运行状态不一致而造成的电动汽车动力损耗和牵引轮及与牵引轮连接的动力设备发生故障现象，从而达到提高电动汽车整体运行性能和稳定性的目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式来详细说明本发明；

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1所述的一种电动汽车多驱动轮集成控制系统，包括综合控制电路1、电压检测电路2、电流检测电路3、温度传感器4、扭矩传感器5、转速传感器6、水平传感器7及胎压传感器8，其中电压检测电路2、电流检测电路3、温度传感器4、扭矩传感器5、转速传感器6及胎压传感器8均若干，且一个电压检测电路2、一个电流检测电路3、一个温度传感器4、一个扭矩传感器5、一个转速传感器6及一个胎压传感器8构成一个工作组，工作组数量与电动汽车驱动轮数量一致，每个工作组均与综合控制电路1电气连接，各工作组间相互并联，工作组中的电压检测电路2、电流检测电路3、温度传感器4、扭矩传感器5、转速传感器6及胎压传感器8相互并联，其中电压检测电路2、电流检测电路3与和电动汽车驱动轮连接的电动机驱动电路并联，扭矩传感器4、转速传感器5与电动汽车驱动轮连接的电动机连接的传动轴相连，温度传感器4中，其中至少一个温度传感器4和胎压传感器8均与电动汽车驱动轮相互连接，至少一个温度传感器4与电动汽车驱动轮连接的电动机外壳连接，水平传感器7至少两个，嵌于电动汽车车身内，且每两个水平传感器7构成一个检测组，同一检测组内的两个水平传感器7间轴线相互垂直分布，并均与车身下端面平行分布，综合控制电路1嵌于电动汽车中空台内，并与电动汽车的行车电脑电路电气连接。

本实施例中，所述的综合控制电路1包括数据处理模块、驱动模块、串口通讯模块、数据通讯总线模块、地址编码模块及晶振时钟模块，所述的数据处理模块分别与驱动模块、数据通讯总线模块电气连接，其中所述驱动模块和地址编码模块均分别与各工作组电气连接，所述的数据通讯总线模块另分别晶振时钟模块和电动汽车的行车电脑电路电气连接。

本实施例中，所述的检测组为一个时，则检测组位于车身中心位置，检测组为两个时，则两个检测组沿电动汽车车身轴线方向均布并以车身中心相互对称，所述的检测组为三个及三个以上时，则其中一个检测组位于车身重心位置，其余检测组环绕车身中心均布。

一种电动汽车多驱动轮集成控制系统的控制方法，包括以下步骤：

第一步，设备装配，根据使用需要，将本发明的各工作组、检测组和综合控制电路分别安装到电动汽车指定位置，然后将综合控制电路分别与各工作组、检测组及电动汽车的行车电脑电路电气连接；

第二步，编订通讯程序，首先在综合控制电路中录入系统运行主控程序和数据计算函数，然后由系统运行主控程序分别为为每个工作组、检测组及电动汽车的行车电脑电路分配独立的数据通讯地址，并将各数据通讯地址保存在综合控制电路和电动汽车的行车电脑电路中；

第三步，数据采集，在车辆运行过程中，一方面通过各工作组分别对电动汽车各驱动轮位置的驱动电动机的驱动电压、电流值进行检测；对电动汽车各驱动轮位置的驱动电动机输出的扭矩和转速值检测；对电动汽车各驱动轮位置的驱动电动机运行温度、轮胎的运行温度及胎压值进行检测，然后将各工作组检测到的三类数值分类保存在综合控制电路中备用，同时通过各检测组的水平传感器对车身的倾斜角度进行检测；

第四步，数据运算，首先将第三步采集到的三类数值带入到第二步沦入的数据计算函数中，通过计算对各工作组采集到的三类数据进行进行计算，其计算内容包括驱动电动机的驱动电压、电流值平均值计算、驱动电动机输出的扭矩和转速平均值计算备用，然后将各工作组检测到的驱动电动机运行温度、驱动轮轮胎的运行温度和胎压数据输送大综合控制电路中备用，最后将各检测组中的水平传感器检测的车身倾斜角度、车身倾斜方向及车身起伏振荡频率数据输送到综合控制电路中备用；

第五步，车辆运行状态调节，完成第四步计算及检测的结果均输送到电动汽车的行车电脑电路中，一方面首先通过检测组的水平传感器对车身倾斜角度、车身倾斜方向及车身起伏振荡频率数据对车辆当前运行路面状态进行判断，并根据判断当前车辆行驶路面的坡度，并根据路面坡度由电动汽车行车电脑电路为各驱动轮分配最佳牵引力和速度值，然后将最佳牵引力和速度值与第四步获得的驱动电动机输出的扭矩和转速平均值计算，得到实际驱动电动机输出的扭矩和转速平均值,最后根据实际驱动电动机输出的扭矩和转速平均值由电动汽车的行车电脑电路各驱动电动机分配驱动电流和电压进行调配，实现对各驱动轮处驱动电机的输出转速和扭矩保持一致的同时，并与最佳的牵引力和速度值接近；另一方面通过检测到的驱动电动机运行温度、驱动轮轮胎的运行温度和胎压数据实现对车辆轮胎及电动机运行状态监控，及时发现发动机和轮胎过热现象，并及时通过电动汽车的行车电脑电路进行报警作业和主动降低各驱动电动机分配的驱动电流和电压值，避免高温导致轮胎及驱动电动机受损而引发车辆故障。

本实施例中，所述的第二步中的数据计算函数包括加法运算函数、减法运算函数和平均值运算函数。

本实施例中，所述的第三步中，数据采集的时间间隔为0—30秒，且数据采集时间为0.1—0.5秒。

本实施例中，所述的第五步的整体作业时间为0.5—1.5秒。

本发明系统构成结构简单，运行自动化程度高，数据处理能力强且系统反应迅速，一方面可有效的实现对电动汽车运行过程中各牵引轮的运行数据进行全面有效的检测，另一方面可跟检测数据实现对电动汽车各牵引轮的牵引力、转速、扭矩进行整体调配，确保各牵引轮之间运行状态均保持一致，消除因牵引轮运行状态不一致而造成的电动汽车动力损耗和牵引轮及与牵引轮连接的动力设备发生故障现象，从而达到提高电动汽车整体运行性能和稳定性的目的。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种电动汽车多驱动轮集成控制系统，其特征在于：所述的电动汽车多驱动轮集成控制系统包括综合控制电路、电压检测电路、电流检测电路、温度传感器、扭矩传感器、转速传感器、水平传感器及胎压传感器，其中所述的电压检测电路、电流检测电路、温度传感器、扭矩传感器、转速传感器及胎压传感器均若干，且一个电压检测电路、一个电流检测电路、一个温度传感器、一个扭矩传感器、一个转速传感器及一个胎压传感器构成一个工作组，所述的工作组数量与电动汽车驱动轮数量一致，每个工作组均与综合控制电路电气连接，各工作组间相互并联，所述的工作组中的电压检测电路、电流检测电路、温度传感器、扭矩传感器、转速传感器及胎压传感器相互并联，其中所述的电压检测电路、电流检测电路与和电动汽车驱动轮连接的电动机驱动电路并联，所述的扭矩传感器、转速传感器与电动汽车驱动轮连接的电动机连接的传动轴相连，所述的温度传感器中，其中至少一个温度传感器和胎压传感器均与电动汽车驱动轮相互连接，至少一个温度传感器与电动汽车驱动轮连接的电动机外壳连接，所述的水平传感器至少两个，嵌于电动汽车车身内，且每两个水平传感器构成一个检测组，同一检测组内的两个水平传感器间轴线相互垂直分布，并均与车身下端面平行分布，所述的综合控制电路嵌于电动汽车中空台内，并与电动汽车的行车电脑电路电气连接。

2.根据权利要求1所述的一种电动汽车多驱动轮集成控制系统，其特征在于：所述的综合控制电路包括数据处理模块、驱动模块、串口通讯模块、数据通讯总线模块、地址编码模块及晶振时钟模块，所述的数据处理模块分别与驱动模块、数据通讯总线模块电气连接，其中所述驱动模块和地址编码模块均分别与各工作组电气连接，所述的数据通讯总线模块另分别晶振时钟模块和电动汽车的行车电脑电路电气连接。

3.根据权利要求1所述的一种电动汽车多驱动轮集成控制系统，其特征在于：所述的检测组为一个时，则检测组位于车身中心位置，检测组为两个时，则两个检测组沿电动汽车车身轴线方向均布并以车身中心相互对称，所述的检测组为三个及三个以上时，则其中一个检测组位于车身重心位置，其余检测组环绕车身中心均布。

4.一种电动汽车多驱动轮集成控制系统的控制方法，其特征在于：所述的电动汽车多驱动轮集成控制系统的控制方法包括以下步骤：

第一步，设备装配，根据使用需要，将本发明的各工作组、检测组和综合控制电路分别安装到电动汽车指定位置，然后将综合控制电路分别与各工作组、检测组及电动汽车的行车电脑电路电气连接；

第二步，编订通讯程序，首先在综合控制电路中录入系统运行主控程序和数据计算函数，然后由系统运行主控程序分别为为每个工作组、检测组及电动汽车的行车电脑电路分配独立的数据通讯地址，并将各数据通讯地址保存在综合控制电路和电动汽车的行车电脑电路中；

第三步，数据采集，在车辆运行过程中，一方面通过各工作组分别对电动汽车各驱动轮位置的驱动电动机的驱动电压、电流值进行检测；对电动汽车各驱动轮位置的驱动电动机输出的扭矩和转速值检测；对电动汽车各驱动轮位置的驱动电动机运行温度、轮胎的运行温度及胎压值进行检测，然后将各工作组检测到的三类数值分类保存在综合控制电路中备用，同时通过各检测组的水平传感器对车身的倾斜角度进行检测；

第四步，数据运算，首先将第三步采集到的三类数值带入到第二步沦入的数据计算函数中，通过计算对各工作组采集到的三类数据进行进行计算，其计算内容包括驱动电动机的驱动电压、电流值平均值计算、驱动电动机输出的扭矩和转速平均值计算备用，然后将各工作组检测到的驱动电动机运行温度、驱动轮轮胎的运行温度和胎压数据输送大综合控制电路中备用，最后将各检测组中的水平传感器检测的车身倾斜角度、车身倾斜方向及车身起伏振荡频率数据输送到综合控制电路中备用；

第五步，车辆运行状态调节，完成第四步计算及检测的结果均输送到电动汽车的行车电脑电路中，一方面首先通过检测组的水平传感器对车身倾斜角度、车身倾斜方向及车身起伏振荡频率数据对车辆当前运行路面状态进行判断，并根据判断当前车辆行驶路面的坡度，并根据路面坡度由电动汽车行车电脑电路为各驱动轮分配最佳牵引力和速度值，然后将最佳牵引力和速度值与第四步获得的驱动电动机输出的扭矩和转速平均值计算，得到实际驱动电动机输出的扭矩和转速平均值,最后根据实际驱动电动机输出的扭矩和转速平均值由电动汽车的行车电脑电路各驱动电动机分配驱动电流和电压进行调配，实现对各驱动轮处驱动电机的输出转速和扭矩保持一致的同时，并与最佳的牵引力和速度值接近；另一方面通过检测到的驱动电动机运行温度、驱动轮轮胎的运行温度和胎压数据实现对车辆轮胎及电动机运行状态监控，及时发现发动机和轮胎过热现象，并及时通过电动汽车的行车电脑电路进行报警作业和主动降低各驱动电动机分配的驱动电流和电压值，避免高温导致轮胎及驱动电动机受损而引发车辆故障。

5.根据权利要求4所述的电动汽车多驱动轮集成控制系统的控制方法，其特征在于：所述的第二步中的数据计算函数包括加法运算函数、减法运算函数和平均值运算函数。

6.根据权利要求4所述的电动汽车多驱动轮集成控制系统的控制方法，其特征在于：所述的第三步中，数据采集的时间间隔为0—30秒，且数据采集时间为0.1—0.5秒。

7.根据权利要求4所述的电动汽车多驱动轮集成控制系统的控制方法，其特征在于：所述的第五步的整体作业时间为0.5—1.5秒。