CN109747567A - 一种车辆及其控制动力系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆及其控制动力系统，该控制动力系统包括用于驱动整车运行的整车控制电机，还包括附件驱动电机、电动附件以及用于连接整车控制器的附件驱动电机控制器，附件驱动电机控制器控制连接附件驱动电机，附件驱动电机传动连接电动附件，电动附件包括低压发电机、空气压缩机、空调压缩机和冷却水泵中的至少两个。本发明单独采用一个附件驱动电机以及对应的附件电机控制器来驱动多个车辆电动附件，即多个电动附件共用一个附件驱动电机和控制器，有利于整车集成布置，成本降低，能量高效利用。

Description

一种车辆及其控制动力系统

技术领域

本发明涉及一种车辆及其控制动力系统，属于车辆动力系统技术领域。

背景技术

目前主要的电动商用车，以电动客车为例，大多数电动客车采用的独立附件总成及控制系统，其结构示意图如图1所示。采用独立的电动转向油泵、电动空压机、电动空调压缩机、电动冷却水泵等四个电动附件和对应的控制器，以及DC-DC转换器(或者选用低压发电机替代DC-DC转换器)。这样整车电动附件总成数量众多，对整车布置增加了难度，对应配电、线束布置等都显得尤为繁琐；其次采用了多个电机以及对应控制器，对应电机效率低，整车成本还大大增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆及其控制动力系统，用于解决采用多个电机及其对应的控制器来控制多个电动附件导致整车布置繁琐且成本较高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种车辆控制动力系统，包括用于驱动整车运行的整车控制电机，还包括附件驱动电机、电动附件以及用于连接整车控制器的附件驱动电机控制器，所述附件驱动电机控制器控制连接所述附件驱动电机，所述附件驱动电机传动连接所述电动附件，所述电动附件包括低压发电机、空气压缩机、空调压缩机和冷却水泵中的至少两个。

进一步的，所述电动附件还包括转向油泵。

进一步的，所述转向油泵连于所述附件驱动电机的电机轴上；所述低压发电机与所述附件驱动电机之间通过皮带、键传动或者齿轮传动方式连接；所述空气压缩机、空调压缩机和冷却水泵与所述附件驱动电机之间分别通过第一电磁离合器、第二电磁离合器和第三电磁离合器传动连接。

进一步的，还包括空调控制开关，所述空调控制开关控制连接所述第一电磁离合器；所述第二电磁离合器和第三电磁离合器均用于连接整车控制器。

进一步的，所述附件驱动电机为永磁同步电机。

本发明还提供了一种车辆，包括整车控制器和车辆控制动力系统，所述车辆控制动力系统包括用于驱动整车运行的整车控制电机，还包括附件驱动电机、电动附件以及连接所述整车控制器的附件驱动电机控制器，所述附件驱动电机控制器控制连接所述附件驱动电机，所述附件驱动电机传动连接所述电动附件，所述电动附件包括低压发电机、空气压缩机、空调压缩机和冷却水泵中的至少两个。

进一步的，所述电动附件还包括转向油泵。

进一步的，所述转向油泵连于所述附件驱动电机的电机轴上；所述低压发电机与所述附件驱动电机之间通过皮带、键传动或者齿轮传动方式连接；所述空气压缩机、空调压缩机和冷却水泵与所述附件驱动电机之间分别通过第一电磁离合器、第二电磁离合器和第三电磁离合器传动连接。

进一步的，还包括空调控制开关，所述空调控制开关控制连接所述第一电磁离合器；所述整车控制器控制连接所述第二电磁离合器和第三电磁离合器。

进一步的，所述附件驱动电机为永磁同步电机。

本发明的有益效果是：

单独采用一个附件驱动电机以及对应的附件电机控制器来驱动多个车辆电动附件，即多个电动附件共用一个附件驱动电机和控制器，有利于整车集成布置，成本降低，能量高效利用；并且由于电动附件的动力驱动结构单独设计，没有和车辆主驱动共用，这样当车辆主驱动系统故障时，避免了电动附件失去主力，整车更加安全可靠。

进一步的，由于整车时刻需要有转向助力，转向油泵直连于附件驱动电机轴上，随附件驱动电机同步工作；由于低压发电机需要随时补充整车蓄电池和整车低压用电需求，通过皮带等方式与附件驱动电机直接连接，随附件驱动电机同时工作；而空气压缩机、空调压缩机、冷却水泵是满足一定条件才启动工作，此三个电动附件采用电磁离合器连接附件驱动电机，根据需要进行起停，可以满足不同的应用需求。

附图说明

图1是现有技术中电动客车采用的独立附件总成及控制系统；

图2是本发明车辆控制动力系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例对本发明进行进一步详细说明。

本发明提供了一种车辆，该车辆的类型不限，可以是电动电动客车、电动卡车、电动物流车、电动清扫车、电动商用车等大载荷车辆。该车辆包括整车控制器和车辆控制动力系统。如图2所示，该车辆控制动力系统包括整车控制电机、附件驱动电机、电动附件以及附件驱动电机控制器。其中，整车控制器控制连接附件驱动电机控制器，附件驱动电机控制器控制连接附件驱动电机，该附件驱动电机传动连接电动附件。

具体的，上述整车控制电机即主驱动电机用于驱动整车运行，为整车运行提供动力。附件驱动电机9是一种多功能电机，在本实施例中采用永磁同步电机，该永磁同步电机具有效率高，响应迅速，噪声低，过载能力强，体积重量相对其他类型电机较小，功率密度大等优势。附件驱动电机控制器是与永磁同步电机相匹配的控制器。当然，作为其他的实施方式，该附件驱动电机也可以采用现有技术中其他类型的多功能电机，此时对应改变附件驱动电机控制器。该附件驱动电机控制器由整车高压电源供电，并受控于整车整控制器，和整车控制随时保持通讯。

电动附件包括空调压缩机4、冷却水泵5、空气压缩机6、转向油泵7和低压发电机8，由附件驱动电机同时驱动上述的五个电动附件，具体驱动连接方式如下：

(1)由于整车时刻需要有转向助力，转向油泵7直连于附件驱动电机9的电机轴上，随附件驱动电机9同步工作。即转向油泵7通过电机预留的轴承直连于附件驱动电机9上，连接结构可采用柔性联轴器连接，以减小振动及噪声，减少冲击。转向油泵和附件驱动电机1:1速比，转向泵压力、排量参数根据整车转向器需求设计，排量其次参考附件驱动电机的转速范围设计，确保转向泵压力、流量满足整车转向助力需要。

(2)低压发电机8由于需要随时补充整车蓄电池和整车低压用电需求，则低压发电机通过皮带和附件驱动电机9直接连接，随附件驱动电机9同时工作。只要附件驱动电机9工作，低压发电机则为整车发电，储存于蓄电池内，供整车低压用电器使用。附件驱动电机和低压发电机之间的传输速比根据实际情况设计。

当然，作为其他的实施方式，低压发电机也可以采用键传动或者齿轮传动等传动方式连接附件驱动电机。

(3)空调压缩机4、冷却水泵5、空气压缩机6是满足一定条件才启动工作，因此对此三个电动附件分别采用第一电磁离合器1、第二电磁离合器2和第三电磁离合器3进行连接，满足启动条件，电磁离合器结合，对应附件总成开始工作，当电磁离合器断开，附件总成停止工作。空调控制开关控制连接第一电磁离合器1；整车控制器控制连接第二电磁离合器2和第三电磁离合器3。

空调压缩机4、冷却水泵5、空气压缩机6三个电动附件所用到的电磁离合器，为目前已经成熟的零部件，可直接应用到该车辆控制动力系统中。在本实施例中，该电磁离合器采用多摩擦片电磁离合器，通过控制线圈的通断电来控制离合器的接合与分离，采用常开形式，即通电吸合，断电分离。通过摩擦片传递扭矩，可在高速下吸合或分离，可以采用联轴型，也可以选用法兰型。三个电磁离合器分别根据空调压缩机、冷却水泵、空气压缩机切入时不同负载大小选用不同规格。

对于空调压缩机，对应的第一电磁离合器1由仪表台上的空调按钮A/C控制器通断，当驾驶员按下A/C按钮，电磁离合器1闭合，空调压缩机开始工作，当驾驶员关闭A/C按钮，电磁离合器1断开，空调压缩机停止工作。附件驱动电机和空调压缩机之间传输速比根据实际情况设计。

对于冷却水泵，当被冷却的对象(主驱动电机或者其他控制器等)的温度传感器传输给整车控制器的温度信号满足冷却水泵启动条件(高于启动温度)时，整车控制器控制第二电磁离合器2闭合。冷却水泵开始工作，当温度低于下限值，第二电磁离合器2断开，冷却水泵停止工作。附件驱动电机和冷却水泵之间传输速比根据实际情况设计。

对于空气压缩机，其结构上为：空气压缩机的气路直接到干燥器(此处安装气压传感)、四回路气阀，然后分为四路分别进入前、后制动储气罐、驻车气罐、辅助气罐，第三电磁离合器3信号来源于整车控制器给的启停信号，整车控制器根气压传感器信号给出启停开关量信号。干燥器内部的气压传感信号传输给整车控制器，整车控制器控制第三电磁离合器3通断。即气压低于下限值，电磁离合器3闭合，空气压缩机接入，开始为整车打气，当气压满足上限值，电磁离合器3断开，停止打气。附件驱动电机和空气压缩机之间传输速比根据实际情况设计。

本发明的附件驱动电机可以同时驱动转向油泵、空气压缩机、空调压缩机、冷却水泵、低压发电机五个电动附件，能够实现集中布置，有利于整车附件集成化和降低整车成本；并根据电动附件的类型，确定具体的控制方式，利用电机总输出在额定功率附近，可以实现集中控制，提高了电机效率和能量利用率。另外，各电动附件突破传统发动机驱动结构，采用独立的另外一个附件电机(而不是主驱动电机，且不参与整车驱动)来驱动，即电动附件的动力驱动结构单独设计，没有和主驱动共用，各个电动附件根据其工作原理来设计对应的连接结构，各电动附件很少都在最大负载下同时工作，整车控制更加安全，可实现最优控制，不仅有利于各个附件工作在最佳工作区，且整车操纵舒适、轻便。

Claims (10)

1.一种车辆控制动力系统，包括用于驱动整车运行的整车控制电机，其特征在于，还包括附件驱动电机、电动附件以及用于连接整车控制器的附件驱动电机控制器，所述附件驱动电机控制器控制连接所述附件驱动电机，所述附件驱动电机传动连接所述电动附件，所述电动附件包括低压发电机、空气压缩机、空调压缩机和冷却水泵中的至少两个。

2.根据权利要求1所述的车辆控制动力系统，其特征在于，所述电动附件还包括转向油泵。

3.根据权利要求2所述的车辆控制动力系统，其特征在于，所述转向油泵连于所述附件驱动电机的电机轴上；所述低压发电机与所述附件驱动电机之间通过皮带、键传动或者齿轮传动方式连接；所述空气压缩机、空调压缩机和冷却水泵与所述附件驱动电机之间分别通过第一电磁离合器、第二电磁离合器和第三电磁离合器传动连接。

4.根据权利要求3所述的车辆控制动力系统，其特征在于，还包括空调控制开关，所述空调控制开关控制连接所述第一电磁离合器；所述第二电磁离合器和第三电磁离合器均用于连接整车控制器。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的车辆控制动力系统，其特征在于，所述附件驱动电机为永磁同步电机。

6.一种车辆，包括整车控制器和车辆控制动力系统，所述车辆控制动力系统包括用于驱动整车运行的整车控制电机，其特征在于，还包括附件驱动电机、电动附件以及连接所述整车控制器的附件驱动电机控制器，所述附件驱动电机控制器控制连接所述附件驱动电机，所述附件驱动电机传动连接所述电动附件，所述电动附件包括低压发电机、空气压缩机、空调压缩机和冷却水泵中的至少两个。

7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述电动附件还包括转向油泵。

8.根据权利要求7所述的车辆，其特征在于，所述转向油泵连于所述附件驱动电机的电机轴上；所述低压发电机与所述附件驱动电机之间通过皮带、键传动或者齿轮传动方式连接；所述空气压缩机、空调压缩机和冷却水泵与所述附件驱动电机之间分别通过第一电磁离合器、第二电磁离合器和第三电磁离合器传动连接。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，还包括空调控制开关，所述空调控制开关控制连接所述第一电磁离合器；所述整车控制器控制连接所述第二电磁离合器和第三电磁离合器。

10.根据权利要求6-9中任一项所述的车辆，其特征在于，所述附件驱动电机为永磁同步电机。