TWI680069B - 電動車輛備援動力轉向系統及其控制方式 - Google Patents

電動車輛備援動力轉向系統及其控制方式 Download PDF

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Abstract

本發明係提供一種動力轉向系統及其控制方式，尤指一種應用於電動車輛並包含備援動力轉向系統。

Description

電動車輛備援動力轉向系統及其控制方式
本發明案係提供一種動力轉向系統及其控制方式，尤指一種應用於電動車輛並包含備援動力轉向系統。
目前電動車輛的轉向系統，係利用一個高壓電池組提供電能，經逆變器將高壓電池組輸出的直流電轉換成交流電並驅動馬達，讓油壓泵運轉，產生油壓推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。然而，當高壓電池組供電異常時，導致油壓泵沒有在適當地工作區間運轉，可能會造成駕駛者無法操縱車輛的轉向，進而導致行車的安全。
目前電動車輛的轉向系統，為了解決高壓電池組異常導致駕駛者無法操縱車輛的轉向，會利用一個切換控制裝置來偵測並切換供應電能的高壓電池組。其中，若備援電池組是低壓電池組，其輸出的電能先經過電壓轉換器進行升壓，再經逆變器將升壓後的直流電轉換成交流電並驅動馬達，讓油壓泵運轉，產生油壓推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向；若備援電池組是高壓電池組，其輸出的電能經逆變器將直流電轉換成交流電並驅動馬達，讓油壓泵運轉，產生油壓推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
本發明之目的係提供一種電動車輛備援動力轉向系統及其控制方式，當備援電池組為低壓電池組時，能不使用位於高壓電池組和低壓電池組之間的電壓轉換器。
為達上述之目的，本案之第一實施例為提供一種電動車輛備援動力轉向系統及其控制方式，包括：高壓電池組、低壓電池組、高壓逆變器、低壓逆變器、六相馬達、油壓泵、轉向機、油箱。
為達上述之目的，本案之第二實施例為提供一種電動車輛備援動力轉向系統及其控制方式，包括：包括：高壓電池組、低壓電池組、高壓逆變器、低壓逆變器、高壓馬達、低壓馬達、油壓泵、轉向機、油箱。
101‧‧‧高壓電池組
102‧‧‧低壓電池組
111‧‧‧高壓逆變器
112‧‧‧低壓逆變器
121‧‧‧六相馬達
122‧‧‧高壓馬達
123‧‧‧低壓馬達
131‧‧‧油壓泵
132‧‧‧轉向機
133‧‧‧油箱
第一圖係本發明案第一實施例之架構圖。
第二圖係本發明案第二實施例之架構圖。
第三圖係本發明案之第一控制方式。
第四圖係本發明案之第二控制方式。
第五圖係本發明案之低壓逆變器的低壓電源的輸出限制。
參考第一圖，本發明案第一實施例具有一高壓電池組101、低壓電池組102、高壓逆變器111、低壓逆變器112、六相馬達121、油壓泵131、轉向機132和油箱133。
參考第一圖，高壓電池組101連接高壓逆變器111，高壓逆變器111連接六相馬達121，六相馬達121連接低壓逆變器112和油壓泵131，低 壓逆變器112連接低壓電池組102，油壓泵131連接轉向機132，轉向機132連接油箱133，油箱133連接油壓泵131。
參考第二圖，本發明案第二實施例具有一高壓電池組101、低壓電池組102、高壓逆變器111、低壓逆變器112、高壓馬達122、低壓馬達123、油壓泵131、轉向機132和油箱133。
參考第二圖，高壓電池組101連接高壓逆變器111，高壓逆變器111連接高壓馬達122，高壓馬達122連接低壓馬達123和油壓泵131，低壓馬達123連接低壓逆變器112，低壓逆變器112連接低壓電池組102，油壓泵131連接轉向機132，轉向機132連接油箱133，油箱133連接油壓泵131。
參考第三圖，步驟S201係提供前述之包含電壓轉換器的電動車輛備援動力轉向系統；步驟S202係檢測高壓供電是否正常；步驟S211係在高壓供電正常時，使用高壓逆變器驅動馬達；步驟S212係當高壓供電正常時，使用高壓逆變器驅動馬達後，使用低壓逆變器產生低壓電源；步驟S221係當高壓供電異常時，使用低壓逆變器驅動馬達；步驟S231係產生油壓並利用油壓推動轉向機。
參考第四圖，當高壓供電正常時，高壓逆變器定義馬達輸出正轉速和正轉矩，能量係由高壓逆變器到馬達，並且低壓逆變器定義馬達輸出正轉速和負轉矩，能量係由馬達到低壓逆變器；當高壓供電異常時，馬達的轉速低於切換轉速時，低壓逆變器定義馬達正轉速和正轉矩，能量係由低壓逆變器到馬達。
參考第一圖和第三圖，步驟S202檢測高壓供電結果為正常；步驟S211係高壓電池組101輸出電能至高壓逆變器111，高壓逆變器111 將直流電轉換成交流電並驅動六相馬達121；步驟S212係六相馬達121產生電能給低壓逆變器112和驅動油壓泵131運轉，低壓逆變器112將交流電轉換成直流電並輸出至低壓電池組102，對低壓電池組102進行充電；步驟S231係油壓泵131產生油壓並利用油壓推動轉向機132，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
參考第一圖和第三圖，步驟S202檢測高壓供電結果為異常時；步驟S221係低壓電池組102輸出電能至低壓逆變器112，低壓逆變器112將直流電轉換成交流電並驅動六相馬達121，六相馬達121驅動油壓泵131運轉；步驟S231係油壓泵131產生油壓並利用油壓推動轉向機132，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
參考第二圖和第三圖，步驟S202檢測高壓供電結果為正常；步驟S211係高壓電池組101輸出電能至高壓逆變器111，高壓逆變器111將直流電轉換成交流電並驅動至高壓馬達122，高壓馬達122驅動低壓馬達123和油壓泵131；步驟S212係低壓馬達123產生電能至低壓逆變器112，低壓逆變器112將交流電轉換成直流電並輸出低壓電源至低壓電池組102；步驟S231係油壓泵131產生油壓來推動轉向機132，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
參考第二圖和第三圖，當高壓電池組101供電異常時，低壓電池組102輸出電能至低壓逆變器112，低壓逆變器112將直流電轉換成交流電並驅動低壓馬達123，低壓馬達123驅動高壓馬達122和油壓泵131，油壓泵131產生油壓，利用油壓推動轉向機132，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
參考第一圖和第四圖，高壓電池組101輸出電能至高壓逆變 器111，高壓逆變器111將直流電轉換成交流電並驅動六相馬達121，六相馬達121產生電能給低壓逆變器112和驅動油壓泵131運轉，當六相馬達121的轉速高於切換轉速時，六相馬達121產生電能至低壓逆變器112，低壓逆變器112將交流電轉換成直流電並輸出低壓電源至低壓電池組102，對低壓電池組102進行充電，油壓泵131產生油壓並利用油壓推動轉向機132，以協助駕駛者操縱車輛的轉向；當六相馬達121的轉速低於切換轉速時，低壓電池組102輸出電能至低壓逆變器112，低壓逆變器112將直流電轉換成交流電並驅動六相馬達121，六相馬達121驅動油壓泵131產生油壓，利用油壓推動轉向機132，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
參考第二圖和第四圖，高壓電池組101供應電能至高壓逆變器111，高壓逆變器111將直流電轉換成交流電並驅動高壓馬達122，高壓馬達122驅動低壓馬達123和油壓泵131，當高壓馬達122和低壓馬達123的轉速高於切換轉速時，低壓馬達123產生電能至低壓逆變器112，低壓逆變器112將交流電轉換成直流電並產生低壓電源至低壓電池組102，對低壓電池組102進行充電，油壓泵131產生油壓並利用油壓推動轉向機132，以協助駕駛者操縱車輛的轉向；當高壓馬達122和低壓馬達123的轉速低於切換轉速時，低壓電池組102提供電能至低壓逆變器112，低壓逆變器112將直流電轉換成交流電並驅動低壓馬達123，低壓馬達123驅動油壓泵131產生油壓，利用油壓推動轉向機132，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
參考第四圖和第五圖，低壓逆變器112係利用電壓控制和電流控制的方式限制輸出低壓電源之電壓和電流的上限。

Claims (4)

  1. 一種電動車輛備援動力轉向系統，具有一高壓電池組、一低壓電池組、一高壓逆變器、一低壓逆變器、一六相馬達、一油壓泵和一轉向機；其中，高壓電池組連接高壓逆變器，高壓逆變器連接六相馬達，六相馬達連接低壓逆變器和油壓泵，低壓逆變器連接低壓電池組，油壓泵連接轉向機；其中，低壓逆變器和六相馬達之間為低壓交流電；其中，該電動車輛備援動力轉向系統之控制方式為高壓電池組輸出電能至高壓逆變器，高壓逆變器將直流電轉換成交流電並驅動六相馬達，六相馬達產生電能給低壓逆變器和驅動油壓泵，低壓逆變器將交流電轉換成直流電並輸出低壓電源至低壓電池組，對低壓電池組進行充電，油壓泵產生油壓並利用油壓推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向；當高壓電池組供電異常，低壓電池組輸出電能至低壓逆變器，低壓逆變器將直流電轉換成交流電並驅動六相馬達，六相馬達驅動油壓泵運轉並產生油壓，利用油壓推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
  2. 一種電動車輛備援動力轉向系統，具有一高壓電池組、一低壓電池組、一高壓逆變器、一低壓逆變器、一六相馬達、一油壓泵和一轉向機；其中，高壓電池組連接高壓逆變器，高壓逆變器連接六相馬達，六相馬達連接低壓逆變器和油壓泵，低壓逆變器連接低壓電池組，油壓泵連接轉向機；其中，低壓逆變器和六相馬達之間為低壓交流電；其中，該電動車輛備援動力轉向系統之控制方式為高壓電池組輸出電能至高壓逆變器，高壓逆變器將直流電轉換成交流電並驅動六相馬達，六相馬達產生電能給低壓逆變器和驅動油壓泵，當六相馬達的轉速高於切換轉速時，低壓逆變器將交流電轉換成直流電並輸出低壓電源至低壓電池組，對低壓電池組進行充電，油壓泵產生油壓並利用油壓推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向；當高壓電池組供電異常，導致六相馬達的轉速低於切換轉速時，低壓電池組輸出電能至低壓逆變器，低壓逆變器將直流電轉換成交流電並驅動六相馬達，六相馬達驅動油壓泵產生油壓，利用油壓推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
  3. 一種電動車輛備援動力轉向系統，具有一高壓電池組、一低壓電池組、一高壓逆變器、一低壓逆變器、一高壓馬達、一低壓馬達、一油壓泵和一轉向機；其中，高壓電池組連接高壓逆變器，高壓逆變器連接高壓馬達，高壓馬達連接低壓馬達和油壓泵，低壓馬達連接低壓逆變器，低壓逆變器連接低壓電池組，油壓泵連接轉向機；其中，低壓逆變器和低壓馬達之間為低壓交流電；其中，該電動車輛備援動力轉向系統之控制方式為高壓電池組輸出電能至高壓逆變器，高壓逆變器將直流電轉換成交流電並驅動至高壓馬達，高壓馬達驅動低壓馬達和油壓泵，低壓馬達輸出電能至低壓逆變器，低壓逆變器將交流電轉換成直流電並輸出低壓電源至低壓電池組，油壓泵產生油壓來推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向；當高壓電池組供電異常時，低壓電池組輸出電能至低壓逆變器，低壓逆變器將直流電轉換成交流電並驅動低壓馬達，低壓馬達驅動油壓泵，油壓泵產生油壓，利用油壓推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
  4. 一種電動車輛備援動力轉向系統，具有一高壓電池組、一低壓電池組、一高壓逆變器、一低壓逆變器、一高壓馬達、一低壓馬達、一油壓泵和一轉向機；其中，高壓電池組連接高壓逆變器，高壓逆變器連接高壓馬達，高壓馬達連接低壓馬達和油壓泵，低壓馬達連接低壓逆變器，低壓逆變器連接低壓電池組，油壓泵連接轉向機；其中，低壓逆變器和低壓馬達之間為低壓交流電；其中，該電動車輛備援動力轉向系統之控制方式為高壓電池組供應電能至高壓逆變器，高壓逆變器將直流電轉換成交流電並驅動高壓馬達，高壓馬達驅動低壓馬達和油壓泵，當高壓馬達和低壓馬達的轉速高於切換轉速時，低壓逆變器將交流電轉換成直流電並輸出低壓電源至低壓電池組，對低壓電池組進行充電，油壓泵產生油壓並利用油壓推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向；當高壓電池組供電異常，導致高壓馬達和低壓馬達的轉速低於切換轉速時，低壓電池組提供電能至低壓逆變器，低壓逆變器將直流電轉換成交流電並驅動低壓馬達，低壓馬達驅動油壓泵產生油壓，利用油壓推動轉向機，以協助駕駛者操縱車輛的轉向。
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