一种电动汽车的驱动系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种电动汽车的驱动系统，包括轮边电机、电机控制器、整车控制器、动力电池和电池管理系统，所述电机控制器、电池管理系统分别与整车控制器相连，所述动力电池和电池管理系统相连接，所述电机控制器与所述轮边电机相连接，所述整车控制器与所述电机控制器相连接，其中：所述轮边电机与电机控制器分别有四个，所述四个轮边电机分别安装所述电动汽车两个前轮边上和两个后轮边上，且能驱动相应的车轮运转，所述四个电机控制器分别控制所述四个轮边电机。本实用新型提出的电动汽车驱动系统，无减速传动机构，动力传动链短，结构紧凑，车身空间利用率得到提升，且降低了传动过程中的机械损耗。
【专利说明】—种电动汽车的驱动系统
[0001]【技术领域】
[0002]本实用新型涉及电动汽车领域，尤其是一种电动汽车的驱动系统。
[0003]【背景技术】
[0004]近年来，随着低碳、环保生活的提倡及能源危机问题的日益严重，电动汽车因具有零排放、效率高、噪声小等优点而得到大力发展，电动汽车的驱动方式是电动汽车领域的主要研究内容之一。
[0005]目前，电动汽车的驱动方式主要有单个集中电机驱动和轮毂电机驱动。现有电动汽车大部分采用集中电机驱动，保留了传统汽车的变速机构和传动系统，因此电动汽车整体传动效率受到限制，电动汽车的空间利用率不高，且受到驱动电机特性的影响，难以同时实现电动汽车较快的起步加速和达到较高车速两个动力性指标，电动汽车能量回收效率也不高。采用轮毂电机驱动的电动汽车虽然省去了变速机构和传动系统，但由于增加了车轮重量，使得电动汽车的操控性不好，且限于目前的技术条件，轮毂电机驱动的电动汽车实现起来比较困难。
[0006]因此，电动汽车的传动效率不高、动力性能不足、能量回收效率低等问题有待解决。
[0007]实用新型内容
[0008]本实用新型解决的技术问题是提供了一种电动汽车的驱动系统，解决了电动汽车传动效率不高、动力性能不足的问题，提升电动汽车空间利用率，降低传动过程中的机械损耗。
[0009]本实用新型提供了一种电动汽车的驱动系统，包括轮边电机、电机控制器、整车控制器、动力电池和电池管理系统，所述电机控制器、电池管理系统分别与整车控制器相连，所述动力电池和电池管理系统相连接，所述电机控制器与所述轮边电机相连接，所述整车控制器与所述电机控制器相连接，其中:所述轮边电机与电机控制器分别有四个，所述四个轮边电机分别安装所述电动汽车两个前轮边上和两个后轮边上，且能驱动相应的车轮运转，所述四个电机控制器分别控制所述四个轮边电机。
[0010]进一步，安装在所述两个前轮边上的轮边电机，与所述两个前轮在同一轴线上；安装在所述两个后轮边上的轮边电机，与所述两个后轮在同一轴线上。
[0011 ] 进一步，安装在所述两个前轮边上的轮边电机为两个相同的高速电机，安装在所述两个后轮边上的轮边电机为两个相同的低速电机。
[0012]进一步，所述高速电机与低速电机分别设置有高效运行区间，所述高效运行区间存储在所述整车控制器中。
[0013]进一步，所述整车控制器通过CAN总线分别与所述四个电机控制器相连接，且能够通过所述四个电机控制器，控制所述四个轮边电机的运行方式。
[0014]与现有技术相比，本实用新型提出的电动汽车驱动系统，无减速传动机构，动力传动链短，结构紧凑，车身空间利用率得到提升，且降低了传动过程中的机械损耗。高速轮边电机与低速轮边电机的配合使用，使得在不同工况下电机工作在其高效率区间，且能量回收效率得到提高，进一步降低了能量损耗。因此，本实用新型在提高电动汽车动力性的同时，降低了能量损耗，提高了电动汽车的经济性和安全性。
[0015]【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型所述电动汽车驱动系统的结构示意图一；
[0017]图2为本实用新型所述电动汽车驱动系统的结构示意图二 ；
[0018]图3为本实用新型所述电动汽车驱动方法中工况切换流程图。
[0019]【具体实施方式】
[0020]本法的思想是通过电动汽车的轮边驱动系统代替现有的集中电机驱动系统或轮毂电机驱动系统。轮边驱动系统无减速传动机构，动力传动链短，结构紧凑，车身空间利用率得到提升，降低了传动过程中的机械损耗。
[0021 ] 下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步具体的说明。
[0022]图1为实施例一所述电动汽车驱动系统的结构示意图一，所述驱动系统包括车轮
11、12、13、14、轮边电机21、22、23、24、电机控制器31、32、33、34、整车控制器4、动力电池5和电池管理系统6，电池管理系统6用于对动力电池5进行管理。前置的两个轮边电机21、22与两个前轮11、12在同一轴线上，后置的两个轮边电机23、24与两个后轮13、14在同一轴线上，轮边电机直接驱动车轮运转。
[0023]前置的轮边电机为两个相同的高速电机，后置的轮边电机为两个相同的低速电机。高速电机的起步扭矩较小，但可达到较高转速，低速电机则能在低速时提供较大扭矩，但无法达到较高转速。所述高速电机与低速电机分别设置有高效运行区间，所述整车控制器4存储四个轮边电机的高效运行区间，且其高效率区间有交叉，比如高速电机的高效率区间为50—90 km/h，低速电机的高效率区间为20—60 km/h。当满足驾驶员对电动汽车运行要求的情况下，通过整车控制器分配四个轮边电机的扭矩，使其优先运行于各自高效率区间。
[0024]图2为实施例一所述电动汽车驱动系统的结构示意图二。整车控制器4通过CAN总线与四个电机控制器31、32、33、34相连，且四个电机控制器与电池管理系统6相连，四个轮边电机分别由四个电机控制器控制。整车控制器4还通过CAN总线与电动汽车中其它的电动附件相连。整车控制器4采集油门踏板、刹车踏板及方向盘转向信号，即对驾驶员的动作进行识别，并结合当前电动汽车状态，包括动力电池电量、当前车速、当前各电机输出扭矩等信息，计算下一时刻各电机的输出状态，通过CAN总线向电机控制器发出控制命令，控制轮边电机的运行方式，从而改变电动汽车的运行状态。
[0025]不同工况下，所述四个轮边电机21、22、23、24的运行方式不同，具体可分为以下几种工况:
[0026]( I)起步
[0027]电动汽车起步时，后轮的两个低速轮边电机23、24工作，提供大扭矩驱动电动汽车快速起步。此时，前轮的两个高速轮边电机21、22不工作。
[0028](2)低速工况
[0029]低速工况时，由后轮的两个低速轮边电机23、24驱动，且此时低速轮边电机运行在其高效率区间，两个高速轮边电机21、22不工作。
[0030](3)加速或爬坡[0031]电动汽车在加速或爬坡工况下，当需求的电动汽车加速度较小或爬坡度较小时，低速时启动两个低速轮边电机23、24，高速时启动两个高速轮边电机21、22，当电动汽车加速度较大或坡度较大时，则四个轮边电机同时启动，以满足动力性要求，实现较快加速或适应较大坡度。
[0032](4)中速工况
[0033]中速工况时，两个低速轮边电机23、24驱动难以满足电动汽车的行驶要求，作为过渡，此时四个轮边电机同时工作，且四个电机均运行于各自的高效率区间。
[0034](5)高速工况
[0035]高速工况时，两个高速轮边电机21、22工作，且此时高速轮边电机运行在其高效率区间，两个低速轮边电机23、24不工作。
[0036](6)电动汽车转弯
[0037]电动汽车转弯是由四个轮边电机差速实现的。当整车控制器4接收到方向盘转向信号，则根据该角度信号计算四个轮边电机的转速，并通过CAN总线发送给四个电机控制器，由电机控制器控制各电机实现差速。
[0038]图3为实施例二所述电动汽车驱动方法中工况切换流程图，具体为电动汽车的低速、中速及高速工况切换过程。比如，车速在中速工况的下限值是45km/h，上限值是60km/h，切换过程具体包括以下5个步骤:
[0039]S1:电动汽车起动后，进入低速工况，并进入步骤S2 ；
[0040]S2:判断车速是否超过中速车况的下限值45km/h，若超过则进入步骤S3，否则返回步骤SI ；
[0041]S3:电动汽车进入中速工况，并进入步骤S4 ；
[0042]S4:判断车速是否超过中速车况的上限值60km/h，若超过则进入步骤S5，否则返回步骤S2 ；
[0043]S5:电动汽车进入高速工况，并返回步骤S4。
[0044]所述实施例二中，当电动汽车转弯、加速或爬坡时，根据当前车速及油门踏板或刹车踏板或方向盘转向信号，启动相应的轮边电机，从而进入转弯、加速或爬坡工况，工况完成后则切换到低速、中速或高速工况。整车控制器4通过CAN总线实时监测电动汽车状态，进行故障诊断和保护。监测对象包括四个电机控制器、动力电池及其它的电动附件等，当动力电池电量不足时，限制四个轮边电机的输出功率，并关闭可关闭的电动附件。
[0045]所述实施例一或实施例二中，电动汽车在满足能量回收的情况下，作为优选，高速运行时，由两个高速轮边电机21、22进行能量回收，中速运行时由四个轮边电机21、22、23、24分别进行能量回收，低速运行时则由两个低速轮边电机23、24进行能量回收，从而提高能量回收效率。所述实施例一或实施例二中，电动汽车在满足能量回收的情况下，作为优选，当电动汽车制动时，所述系统的另一种能量回收方式是，由于四个车轮是独立驱动，因此无论运行于何种工况下，都可通过四个轮边电机分别产生制动力矩，整车控制器根据驾驶员的制动要求，合理分配制动力，并进行能量回收。
[0046]上述各种场景仅是本实用新型较佳的实施方式，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本实用新型的保护范围并不局限于此。任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型揭示的技术范围内，作出各种的变形、补充或替换都属于本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种电动汽车的驱动系统,包括轮边电机、电机控制器、整车控制器、动力电池和电池管理系统，所述电机控制器、电池管理系统分别与整车控制器相连，所述动力电池和电池管理系统相连接，所述电机控制器与所述轮边电机相连接，所述整车控制器与所述电机控制器相连接，其特征在于:所述轮边电机与电机控制器分别有四个，所述四个轮边电机分别安装在所述电动汽车两个前轮边上和两个后轮边上，且能驱动相应的车轮运转，所述四个电机控制器分别控制所述四个轮边电机。
2.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于:安装在所述两个前轮边上的轮边电机，与所述两个前轮在同一轴线上；安装在所述两个后轮边上的轮边电机，与所述两个后轮在同一轴线上。
3.根据权利要求1或2所述的驱动系统，其特征在于:安装在所述两个前轮边上的轮边电机为两个相同的高速电机，安装在所述两个后轮边上的轮边电机为两个相同的低速电机。
4.根据权利要求3所述的驱动系统，其特征在于:所述高速电机与低速电机分别设置有高效运行区间，所述高效运行区间存储在所述整车控制器中。
5.根据权利要求1所述的驱动系统，其特征在于:所述整车控制器通过CAN总线分别与所述四个电机控制器相连接，且能够通过所述四个电机控制器，控制所述四个轮边电机的运行方式。
【文档编号】B60L15/20GK203496658SQ201320629896
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2013年10月12日 优先权日:2013年10月12日
【发明者】邹忠月, 王丹, 李复活, 曹秉刚, 王嵩飞, 陈辉, 郝永辉 申请人:三门峡速达交通节能科技股份有限公司