CN113864434B - 一种提升低温续航里程的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种提升低温续航里程的方法,应用于电动汽车中,包括电机,减速器、电机驱动电路;方法为通过提升减速器中的润滑油的温度来提升电动汽车的低温续航里程;电机驱动电路和继电器连接并受控于一控制器;则当电动汽车在刚启动状态时,包括:A1:控制器控制继电器断开,并控制电机驱动电路进入一升温工作模式;A2:当车速达到一预设的门限值时,转入正常行驶状态。本发明的有益效果在于:通过分别设置第一升温方法和第二升温方法以实现在充电状态和刚启动状态下对润滑油温度的控制,避免了润滑油温度过低导致的润滑油黏度过高的问题,进而降低了减速器因润滑油黏度过高导致的额外摩擦损耗,延长了电动汽车的续航里程。
Description
技术领域
本发明涉及减速器温度控制技术领域,具体涉及一种提升低温续航里程的方法。
背景技术
在电动汽车技术领域中,由于电动机的输出功率特性,通常会采用减速器作为增加电动机输出扭矩、改变电动汽车整体的传动比的有效技术手段。通过设置减速器,可以很方便地通过提升电动机的转速以获得在高速区段更好的加速性能,从而避免了电动机在高转速下难以提升输出扭矩的缺陷。通常情况下,为实现更高的负载和更长的使用寿命,减速器中往往需要采用润滑油作为润滑介质。常见的润滑方式包括:飞溅润滑、喷射润滑、压力润滑等。这些润滑方式都对润滑油的流动性、黏度具有一定的要求。通常情况下,润滑油在低温状态下黏度较高,润滑表现较差。同时由于黏度过高,也会给减速器带来额外的阻力,进而造成额外的扭矩损耗。这在电动汽车上则直观地表现为续航里程的下降,给用户造成了不好的体验。实验测试表明,典型减速器润滑油的油温在-30℃~10℃范围内,保持相同车速的情况下,温度每低10℃,会导致额外增加0.6kW~1kW的摩擦功率损耗,进而表现为电动机需要承担额外的负载以获得相同的动力表现,从而导致了续航里程的下降。
现有技术中,针对减速器的温度控制主要侧重于通过设置油冷却器来避免在行驶过程中润滑油温度过高进而导致的一系列问题,对于减速器在低温工况下造成的额外摩擦损耗的问题研究较少,因此现有技术中缺少能够有效解决上述技术问题的手段。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题,现提供一种提升低温续航里程的方法。
具体技术方案如下:
一种提升低温续航里程的方法,应用于电动汽车中;电动汽车包括电机,减速器、电机驱动电路;
所述电机的动力输出端连接至所述减速器的输入端;
所述电机驱动电路的输入端通过一继电器连接至电池组,所述电机驱动电路的输出端连接至所述电机的输入端;
所述方法为通过提升所述减速器中的润滑油的温度来提升所述电动汽车的低温续航里程;
所述电机驱动电路和所述继电器连接并受控于一控制器;
则当所述电动汽车在刚启动状态时,所述提升低温续航里程的方法具体包括:
步骤A1:所述控制器控制所述继电器断开,并控制所述电机驱动电路进入一升温工作模式;
步骤A2:当车速达到一预设的门限值时,转入正常行驶状态。
优选地,所述电机驱动电路包括:
第一输入端,所述第一输入端通过所述继电器连接所述电池组的第一输出端;
第二输入端,所述第二输入端连接所述电池组的第二输出端;
所述第一输入端和所述第二输入端之间连接有一第一电容;
第一晶体管,所述第一晶体管的集电极连接至所述第一输入端,所述第一晶体管的栅极连接至所述控制器的第一控制端,所述第一晶体管的发射极连接至所述电机的第一输入端;
第二晶体管,所述第二晶体管的发射极连接至所述第二输入端,所述第二晶体管的栅极连接至所述控制器的第二控制端,所述第二晶体管的集电极连接至所述电机的第一输入端;
第三晶体管,所述第三晶体管的集电极连接至所述第一输入端,所述第三晶体管的栅极连接至所述控制器的第三控制端,所述第三晶体管的发射极连接至所述电机的第二输入端;
第四晶体管,所述第四晶体管的发射极连接至所述第二输入端,所述第四晶体管的栅极连接至所述控制器的第四控制端,所述第四晶体管的集电极连接至所述电机的第二输入端;
第五晶体管,所述第五晶体管的集电极连接至所述第一输入端,所述第五晶体管的栅极连接至所述控制器的第五控制端,所述第五晶体管的发射极连接至所述电机的第三输入端;
第六晶体管,所述第六晶体管的发射极连接至所述第二输入端,所述第六晶体管的栅极连接至所述控制器的第六控制端,所述第六晶体管的集电极连接至所述电机的第三输入端。
优选地,所述步骤B1中的升温工作模式包括:所述控制器输出一导通信号至所述第二晶体管、所述第四晶体管以及所述第六晶体管,以使得所述第二晶体管、所述第四晶体管以及所述第六晶体管短路。
优选地,所述步骤B1还包括:所述控制器输出一转速控制信号,用于降低所述车速的转速。
优选地,所述步骤B1中,所述控制器处于低压工作状态。
优选地,所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管为绝缘栅双极晶体管。
优选地,当所述电动汽车在充电状态时,所述方法还包括:
步骤B1:闭合所述继电器;
步骤B2:所述控制器控制所述电机驱动电路向所述电机的定子输出第一励磁电流和第一转矩电流。
优选地,所述第一励磁电流的幅值为0A;
所述第一转矩电流为正弦电流。
优选地,所述电机通过热传导使得所述减速器内的润滑油升温。
优选地,所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管为绝缘栅双极晶体管。
上述技术方案具有如下优点或有益效果:通过分别设置第一升温方法和第二升温方法以实现在充电状态和刚启动状态下对润滑油温度的控制,避免了润滑油温度过低导致的润滑油黏度过高的问题,进而降低了减速器因润滑油黏度过高导致的额外摩擦损耗,延长了电动汽车的续航里程。
附图说明
参考所附附图,以更加充分的描述本发明的实施例。然而,所附附图仅用于说明和阐述,并不构成对本发明范围的限制。
图1为不同车速下的摩擦损耗功率与温度对照图;
图2为本发明实施例的整体示意图;
图3为本发明实施例的第一升温方法流程图;
图4为本发明实施例的电机驱动电路示意图;
图5为本发明实施例的第二升温方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,但不作为本发明的限定。
现有技术中,某型润滑油在减速器中造成的摩擦损耗功率与温度的对照关系如图1所示。从图1中可以得出,随着车速的上升,摩擦损耗功率明显增加。而在相同车速的状况下,摩擦损耗功率与温度均表现出负相关关系,即,无论是在60kph、100kph还是120kph工况下,在-30℃~45℃范围内,摩擦损耗功率都会随着温度的上升而逐渐下降。因此,通过升高减速器润滑油的温度可以有效降低减速器的摩擦损耗功率,进而增加电动汽车的续航里程。
本发明包括:
一种提升低温续航里程的方法,应用于电动汽车中;电动汽车包括电机4,减速器5、电机驱动电路2;
电机4的动力输出端连接至减速器5的输入端;
电机驱动电路2的输入端通过一继电器S1连接至电池组1,电机驱动电路2的输出端连接至电机4的输入端;
方法为通过提升减速器5中的润滑油的温度来提升电动汽车的低温续航里程;
电机驱动电路2和继电器S1连接并受控于一控制器3;
则当电动汽车在刚启动状态时,提升低温续航里程的方法具体包括:
步骤A1:控制器3控制继电器S1断开,并控制电机驱动电路2进入一升温工作模式;
步骤A2:当车速达到一预设的门限值时,转入正常行驶状态。
在一种较优的实施例中,电机驱动电路2包括:
第一输入端,第一输入端通过继电器S1连接电池组1的第一输出端;
第二输入端,第二输入端连接电池组1的第二输出端;
第一输入端和第二输入端之间连接有一第一电容;
第一晶体管Q1,第一晶体管Q1的集电极连接至第一输入端,第一晶体管Q1的栅极连接至控制器3的第一控制端con1,第一晶体管Q1的发射极连接至电机4的第一输入端;
第二晶体管Q2,第二晶体管Q2的发射极连接至第二输入端,第二晶体管Q2的栅极连接至控制器3的第二控制端con2,第二晶体管Q2的集电极连接至电机4的第一输入端;
第三晶体管Q3,第三晶体管Q3的集电极连接至第一输入端,第三晶体管Q3的栅极连接至控制器3的第三控制端con3,第三晶体管Q3的发射极连接至电机4的第二输入端;
第四晶体管Q4,第四晶体管Q4的发射极连接至第二输入端,第四晶体管Q4的栅极连接至控制器3的第四控制端con4,第四晶体管Q4的集电极连接至电机4的第二输入端;
第五晶体管Q5,第五晶体管Q5的集电极连接至第一输入端,第五晶体管Q5的栅极连接至控制器3的第五控制端con5,第五晶体管Q5的发射极连接至电机4的第三输入端;
第六晶体管Q6,第六晶体管Q6的发射极连接至第二输入端,第六晶体管Q6的栅极连接至控制器3的第六控制端con6,第六晶体管Q6的集电极连接至电机4的第三输入端。
具体地,在本实施例中,电机驱动电路2选用了IGBT驱动电路以实现较好的控制效果。其中,第一晶体管Q1和第二晶体管Q2用于控制电机4的第一供电相L1、第三晶体管Q3和第四晶体管Q4用于控制电机4的第二供电相L2、第五晶体管Q5和第六晶体管Q6用于控制电机4的第三供电相L3。
在一种较优的实施例中,步骤B1中的升温工作模式包括:控制器3输出一导通信号至第二晶体管Q2、第四晶体管Q4以及第六晶体管Q6,以使得第二晶体管Q2、第四晶体管Q4以及第六晶体管Q6短路。
具体地,通过控制电机驱动电路2的下半桥短路,可以使得电机4在运行时产生的反电动势增大,进而使得电机4的定子线圈发热。随着电机4的转速增大,其产生的反电动势也越大,进而实现较好的定子线圈发热效果,从而实现对减速器润滑油的升温,降低摩擦损耗功率。
在一种较优的实施例中,步骤B1还包括:控制器3输出一转速控制信号,用于降低车速的转速。
具体地,当电动汽车4的行驶速度增加时,电机4产生的反电动势也随之增加,进而使得定子线圈产生更多的热量。当定子线圈升温到一定程度时,可能存在使得电机烧毁的风险,因此,通过生成转速控制信号可以使得电机4的转速降低,避免电动汽车过快地达到过高的车速,降低了电机4烧毁的风险。
在一种较优的实施例中,步骤B1中,控制器3处于低压工作状态。
在一种较优的实施例中,第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5、第六晶体管Q6为绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
在一种较优的实施例中,当电动汽车在充电状态时,方法还包括:
步骤B1:闭合继电器S1;
步骤B2:控制器3控制电机驱动电路2向电机4的定子输出第一励磁电流和第一转矩电流。
在一种较优的实施例中,第一励磁电流的幅值为0A;
第一转矩电流为正弦电流。
具体地,转矩矢量控制方法中,控制器3通常需要将输出至电机4的定子的电流分解成励磁电流和转矩电流以实现较好的控制效果。通过将励磁电流的输出幅值设置为0,转矩电流输出为一正弦电流,可以使得电机4在不输出扭矩的情况下仍然具有电流输出,进而使得电机4可以在电动汽车停止时发热,对减速器润滑油进行升温。
在一种较优的实施例中,电机4通过热传导使得减速器5内的润滑油升温。
具体地,由于电机4与减速器5通过电机4的输出轴连接,因此,当电机4发热时,热量可通过电机4的输出轴传递到减速器5中。因此,通过控制电机4的发热即可实现对减速器5的升温,进而导致减速器润滑油处于相对高温的状态,降低了减速器润滑油处于低温工况时,由于减速器润滑油黏度过大带来的额外摩擦损耗,提升了电动汽车的续航里程。
在一种较优的实施例中,第一晶体管Q1、第二晶体管Q2、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4、第五晶体管Q5、第六晶体管Q6为绝缘栅双极晶体管(IGBT)。
本发明的有益效果在于:通过分别设置第一升温方法和第二升温方法以实现在充电状态和刚启动状态下对润滑油温度的控制,避免了润滑油温度过低导致的润滑油黏度过高的问题,进而降低了减速器因润滑油黏度过高导致的额外摩擦损耗,延长了电动汽车的续航里程。
以上仅为本发明较佳的实施例,并非因此限制本发明的实施方式及保护范围,对于本领域技术人员而言,应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案,均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种提升低温续航里程的方法,应用于电动汽车中;其特征在于,电动汽车包括电机,减速器、电机驱动电路;
所述电机的动力输出端连接至所述减速器的输入端;
所述电机驱动电路的输入端通过一继电器连接至电池组,所述电机驱动电路的输出端连接至所述电机的输入端;
所述方法为通过提升所述减速器中的润滑油的温度来提升所述电动汽车的低温续航里程;
所述电机驱动电路和所述继电器连接并受控于一控制器;
则当所述电动汽车在刚启动状态时,所述提升低温续航里程的方法具体包括:
步骤A1:所述控制器控制所述继电器断开,并控制所述电机驱动电路进入一升温工作模式;
步骤A2:当车速达到一预设的门限值时,转入正常行驶状态;
所述电机驱动电路为三相全桥驱动电路,当所述电机驱动电路进入所述升温工作模式时,控制所述电机驱动电路的下半桥短路,以增加所述电机的定子线圈上的反电动势;
当所述电动汽车在充电状态时,所述方法还包括:
步骤B1:闭合所述继电器;
步骤B2:所述控制器控制所述电机驱动电路向所述电机的定子输出第一励磁电流和第一转矩电流;
所述第一励磁电流的幅值为0A,所述第一转矩电流为正弦电流;
所述步骤B2中,所述电机在不输出扭矩的情况下仍具有电流输出。
2.根据权利要求1所述的提升低温续航里程的方法,其特征在于,所述电机驱动电路包括:
第一输入端,所述第一输入端通过所述继电器连接所述电池组的第一输出端;
第二输入端,所述第二输入端连接所述电池组的第二输出端;
所述第一输入端和所述第二输入端之间连接有一第一电容;
第一晶体管,所述第一晶体管的集电极连接至所述第一输入端,所述第一晶体管的栅极连接至所述控制器的第一控制端,所述第一晶体管的发射极连接至所述电机的第一输入端;
第二晶体管,所述第二晶体管的发射极连接至所述第二输入端,所述第二晶体管的栅极连接至所述控制器的第二控制端,所述第二晶体管的集电极连接至所述电机的第一输入端;
第三晶体管,所述第三晶体管的集电极连接至所述第一输入端,所述第三晶体管的栅极连接至所述控制器的第三控制端,所述第三晶体管的发射极连接至所述电机的第二输入端;
第四晶体管,所述第四晶体管的发射极连接至所述第二输入端,所述第四晶体管的栅极连接至所述控制器的第四控制端,所述第四晶体管的集电极连接至所述电机的第二输入端;
第五晶体管,所述第五晶体管的集电极连接至所述第一输入端,所述第五晶体管的栅极连接至所述控制器的第五控制端,所述第五晶体管的发射极连接至所述电机的第三输入端;
第六晶体管,所述第六晶体管的发射极连接至所述第二输入端,所述第六晶体管的栅极连接至所述控制器的第六控制端,所述第六晶体管的集电极连接至所述电机的第三输入端。
3.根据权利要求2所述的提升低温续航里程的方法,其特征在于,所述步骤B1中的升温工作模式包括:所述控制器输出一导通信号至所述第二晶体管、所述第四晶体管以及所述第六晶体管,以使得所述第二晶体管、所述第四晶体管以及所述第六晶体管短路。
4.根据权利要求1所述的提升低温续航里程的方法,其特征在于,所述步骤B1还包括:所述控制器输出一转速控制信号,用于降低所述车速的转速。
5.根据权利要求1所述的提升低温续航里程的方法,其特征在于,所述步骤B1中,所述控制器处于低压工作状态。
6.根据权利要求2所述的提升低温续航里程的方法,其特征在于,所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管为绝缘栅双极晶体管。
7.根据权利要求1所述的提升低温续航里程的方法,其特征在于,所述电机通过热传导使得所述减速器内的润滑油升温。
8.根据权利要求2所述的提升低温续航里程的方法,其特征在于,所述第一晶体管、所述第二晶体管、所述第三晶体管、所述第四晶体管、所述第五晶体管、所述第六晶体管为绝缘栅双极晶体管。
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