CN201329817Y - 一种电动汽车的驱动控制系统 - Google Patents

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吴建中
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Abstract

本实用新型公开了一种电动汽车的驱动控制系统，包括主驱动电机(1)、动力电池组(2)，所述的电动汽车的驱动控制系统中还设有主驱动电机控制器(3)，所述的主驱动电机(1)与主驱动电机控制器(3)通过动力控制电路连接。采用上述技术方案，多工况智能保护设计提高系统的可靠性；系统采用机电联合智能制动控制设计，实现了制动能量的回收利用，有效的提高了车辆续行里程，大约可以提高续行里程23％左右；为了提高系统可靠性，系统设有相应的保护手段：短路、过流、过压、欠压、电机过温、控制器过温、位置传感器故障等保护。

Description

一种电动汽车的驱动控制系统
技术领域
本实用新型属于汽车构造的技术领域，涉及电动汽车的技术，更具体地说，本实用新型涉及一种电动汽车的驱动控制系统。
背景技术
驱动控制系统是电动汽车的心脏，其任务是在驾驶员的控制下，高效的将蓄电池的能量转化为车轮的动能，驱动汽车前进。驱动系统主要由电机和电机控制系统组成，电机与电池组之间的能量流动通过控制器调节，电机和车轮通过机械传动装置连在一起。
电动汽车的电机驱动控制系统的特性要求主要取决于以下三个方面：驾驶员对电动汽车的驾驶性能要求、车辆的性能约束以及电池系统的性能。驾驶性能要求是由包括加速性能、最大车速、爬坡能力、刹车性能以及续驶里程等性能在内的驾驶模式决定的；车辆的性能约束主要指车型、车重和载重。电池性能包括总电压等。
但是，在目前各汽车制造企业推出的多款纯电动汽车或电动与其它能源的混合动力汽车上，其驱动系统控制达不到上述要求。主要表现在：缺乏多工况智能保护的功能；能量的回收利用率低，导致续行能力难以提高；缺乏多重保护功能。
实用新型内容
本实用新型所要解决的问题是提供一种电动汽车的驱动控制系统，其目的是实现电动汽车的驱动平稳性和可靠性，并实现智能化控制，提高续行能力。
为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：
本所提供的这种电动汽车的驱动控制系统，包括主驱动电机、动力电池组，所述的电动汽车的驱动控制系统中还设有主驱动电机控制器，所述的主驱动电机与主驱动电机控制器通过动力控制电路连接。
为使本实用新型更加完善，还进一步提出了以下更为详尽和具体的技术方案，以获得最佳的实用效果，更好地实现发明目的，并提高本实用新型的新颖性和创造性：
所述的电动汽车的驱动控制系统中设有高压配电盒，所述的动力电池组通过所述的高压配电盒与主驱动电机控制器连接并向主驱动电机控制器供电。
所述的电动汽车的驱动控制系统设电子加速踏板，所述的电子加速踏板的电路与所述的主驱动电机控制器连接。
所述的主驱动电机为永磁方波无刷直流电动机。
所述的主驱动电机的绕组采用三相Y接法。
所述的电动汽车的驱动控制系统设具有CAN通讯接口，通过所述的CAN通讯接口连接通讯线缆，再通过通讯线缆连接整车仪表盘及整车控制单元。
所述的主驱动电机控制器为PWM斩波折脉宽调制型的控制器。
所述的高压配电盒与直流充电器连接。
本实用新型采用上述技术方案，适应经济运行速度和宽的高效率带的需要，对电动机和控制器进行了损耗优化分配。驱动控制系统通过主驱动电机控制器以PWM斩波控制方式控制主驱动电机，运行平稳，控制方便；提高控制的稳定性，各部分的工作更加协调。上述技术方案有望使电动汽车取代以石油为原料的燃油汽车。与现有技术相比具有以下优点：多工况智能保护设计提高系统的可靠性；系统采用机电联合智能制动控制设计，实现了制动能量的回收利用，有效的提高了车辆续行里程，大约可以提高续行里程23％左右；为了提高系统可靠性，系统设有相应的保护手段：短路、过流、过压、欠压、电机过温、控制器过温、位置传感器故障等保护。
附图说明
下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本实用新型的结构示意图。
图中标记为：
1、主驱动电机，2、动力电池组，3、主驱动电机控制器，4、高压配电盒，5、电子加速踏板，6、直流充电器。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域的技术人员对本实用新型的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
如图1所表达的本实用新型的结构为一种电动汽车的驱动控制系统，包括主驱动电机1、动力电池组2。主驱动电机1和车轮的轴通过机械传动装置连接在一起，驱动车轮的旋转，使车辆前进或后退。
为了解决在本说明书背景技术部分所述的目前公知技术存在的问题并克服其缺陷，实现电动汽车的驱动平稳性和可靠性，并实现智能化控制，提高续行能力的发明目的，本实用新型采取的技术方案为：
如图1所示，本实用新型所提供的这种电动汽车的驱动控制系统中还设有主驱动电机控制器3，所述的主驱动电机1与主驱动电机控制器3通过动力控制电路连接。
多工况智能保护设计提高系统的可靠性；系统采用机电联合智能制动控制设计，实现了制动能量的回收利用，有效的提高了车辆续行里程，大约可以提高续行里程23％左右；为了提高系统可靠性，系统设有相应的保护手段：短路、过流、过压、欠压、电机过温、控制器过温、位置传感器故障等保护。
以下提供的是本实用新型的具体实施示例，供本领域的技术人员在实施本实用新型时参考和选用：
实施例一：
本实用新型所述的电动汽车的驱动控制系统中设有高压配电盒4，所述的动力电池组2通过所述的高压配电盒4与主驱动电机控制器3连接并向主驱动电机控制器3供电。
高压配电盒4的作用是实现用直流充电器对动力电池组2及辅助电池充电；向低压部分的汽车附件，如灯光音响供电；通过主驱动电机控制器8向主驱动电机7供电。起到多路分配的作用。
实施例二：
本实用新型所述的电动汽车的驱动控制系统设电子加速踏板5，所述的电子加速踏板5的电路与所述的主驱动电机控制器3连接。
主驱动电机控制器3转矩的大小来自电子加速踏板5的信号大小。
实施例三：
本实用新型所述的主驱动电机1为永磁方波无刷直流电动机。
主驱动电机1采用永磁无刷直流电动机，具有功率密度大、过载能力强、高效区范围宽、电机堵转时电流小、可以实现电机转速无级调节。
实施例四：
本实用新型所述的主驱动电机1的结构为：主驱动电机1的绕组采用三相Y接法，电机三相引出线为U、V、W三相。
本实用新型所述的主驱动电机1的特点为：
1、对于永磁方波无刷直流电动机来说，只需知道某相绕组进入或脱离转子永磁磁场N(或S)极的信息，并在空间气隙磁密波120°电角度内通过预期的方波电流Iφ就达到控制目的。它的控制是定频、等幅、等宽的PWM控制。所以，它不需要利用旋转变压器加R/D变换或精密光学编码器作为转子位置检测器，也不需要复杂的，而且难以做到精确的坐标变换来进行转矩控制。
2、可以通过改变加在电枢绕组上的电压值来改变电流的大小，从而线性地改变输出转矩的大小。因为，通电的两相电流的导体时时处于转子产生的的气隙磁场平顶部份，相当于定、转子磁场轴线是天然正交的。这是一切类型电动机控制的追求的理想状态。它的功率因数接近1，它的转子上既无铜耗又无铁耗。所以，已有的电动机的最高效率可以做到98.7％，系统最高效率可以做到93.4％。
3、永磁无刷直流牵引电动机的气隙磁密波在空间的分布是波顶接近120°电角度的梯形波，电枢绕组中的相反电势当然也是波顶接近120°电角度的时间函数，电枢绕组中的相电流被控制为120°电角度的方波电流且与该相反电势同相位，这样不论从电动机电磁功率(或内功率)角度去看，还是从通以Iφ电流的导体在磁通密度为Bδ下产生的电磁力角度去看，永磁方波无刷直流电动机的转矩密度是最高的。
4、永磁无刷直流电动机的机械特性和调节特性与有刷他励直流电动机十分相似，在工作机理上几乎相同，只不过它以电子换向替代了有刷直流电动机的有机械滑动的电刷和换向器而已。所以，直流电动机的一切长处，它都具备，而直流电动机的最大缺点——机械换向，却被电子换向取代。其实，无论异步电动机还是同步电动机的矢量控制，实质都是想通过一些算法来控制交流电动机，使其工作机理达到或接近直流电动机。
5、在车辆启动、加速、爬坡和驻坡启动当中，电动机提供的短时峰值转矩是最高车速时转矩的3～5倍。采用具有中国自主知识产权的特殊设计和结构，防止了高峰值电流下永磁体的失磁或局部退磁，并且使电枢电流与电磁转矩间维持了较好的线性关系。
6、转子永磁体采用了具有中国自主知识产权特殊的粘接技术和加固技术，适应5000～8000r/min的安全要求。
实施例五：
本实用新型所述的电动汽车的驱动控制系统设具有CAN通讯接口，通过所述的CAN通讯接口连接通讯线缆，再通过通讯线缆连接整车仪表盘及整车控制单元。
系统具有CAN通讯接口，可以将电机、控制器在运行过程中的状态，如电机转速、电机相电流、转矩、温度、报警信号等通过通讯线缆传输至整车仪表盘显示，并可以通过数字给定方式，通过通讯线缆对电机的运行状态进行远程控制。
实施例六：
本实用新型所述的主驱动电机控制器3为PWM斩波折脉宽调制型的控制器。主驱动电机控制器以PWM斩波控制方式控制主驱动电机，运行平稳，控制方便。
实施例七：
本实用新型所述的高压配电盒4与直流充电器6连接。正如实施例一指出，高压配电盒4起到多路分配的作用，直流充电器6通过高压配电盒4向动力电池组2及辅助电池充电。
上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1、一种电动汽车的驱动控制系统，包括主驱动电机(1)、动力电池组(2)，其特征在于：所述的电动汽车的驱动控制系统中还设有主驱动电机控制器(3)，所述的主驱动电机(1)与主驱动电机控制器(3)通过动力控制电路连接。
2、按照权利要求1所述的电动汽车的驱动控制系统，其特征在于：所述的电动汽车的驱动控制系统中设有高压配电盒(4)，所述的动力电池组(2)通过所述的高压配电盒(4)与主驱动电机控制器(3)连接并向主驱动电机控制器(3)供电。
3、按照权利要求1或2所述的电动汽车的驱动控制系统，其特征在于：所述的电动汽车的驱动控制系统设电子加速踏板(5)，所述的电子加速踏板(5)的电路与所述的主驱动电机控制器(3)连接。
4、按照权利要求1或2所述的电动汽车的驱动控制系统，其特征在于：所述的主驱动电机(1)为永磁方波无刷直流电动机。
5、按照权利要求4所述的电动汽车的驱动控制系统，其特征在于：所述的主驱动电机(1)的绕组采用三相Y接法。
6、按照权利要求1或2所述的电动汽车的驱动控制系统，其特征在于：所述的电动汽车的驱动控制系统设具有CAN通讯接口，通过所述的CAN通讯接口连接通讯线缆，再通过通讯线缆连接整车仪表盘及整车控制单元。
7、按照权利要求1或2所述的电动汽车的驱动控制系统，其特征在于：所述的主驱动电机控制器(3)为PWM斩波折脉宽调制型的控制器。
8、按照权利要求2所述的电动汽车的驱动控制系统，其特征在于：所述的高压配电盒(4)与直流充电器(6)连接。
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