一种电动汽车双转子电机动力装置+系统及其控制方法与流程

本发明属于新能源汽车技术领域，具体涉及一种电动汽车双转子电机动力装置+系统及其控制方法。

背景技术：

纯电动汽车不仅具有噪音小、零排放的优点，同时还具有易操作、易维护的优点，是目前主要研究的交通工具，而动力传动系统的综合性能也备受关注。目前的纯电动汽车的动力需求包括驱动电机、空调等，独立的动力系统供给上述部件将使车辆的使用空间减小，并且需要设计多个控制器对电机分别驱动，造成系统复杂，能量利用率低。

中国发明专利cn201611125129.0已经提出一种用于电动汽车的集成电气附件的双转子电机驱动系统，该发明提出了用于电动汽车的集成电气附件的双转子电机驱动系统对主驱动电机、转向泵、打气泵、空调、发电机总成集成，但是内转子和外转子在电机壳内相互独立运行，未能最大限度利用驱动力，能量利用率不高。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明公开了一种电动汽车双转子电机动力装置+系统及其控制方法，解决了微型电动车在爬坡、加速等工况输出扭矩不足的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种电动汽车双转子电机动力装置，包括电机外壳、电刷、换向器、轴承、励磁绕组、磁极、电枢铁芯、电枢绕组、电磁铁铁圈、滚珠轴承、导轨、弹簧、左右电机半轴；所述左右电机半轴上按次序分别安装有轴承、电枢铁芯、轴承、换向器，电枢铁芯上绕有电枢绕组；电机外壳上固结有磁极，磁极上绕有励磁绕组；左电机半轴右端和右电机半轴左端分别固结有圆盘结构，圆盘结构外圈安装有电磁铁铁圈，内圈设置有导轨，导轨内部均匀分布有10-18个滚珠轴承，所述滚珠轴承安装在轴承槽内，轴承槽内还安装有弹簧。

一种电动汽车双转子电机动力系统，包括交通环境数据采集模块、驾驶行为数据采集模块、双转子电机动力装置以及电子控制单元，所述电子控制单元分别与交通环境数据采集模块、驾驶行为数据采集模块和双转子电机动力装置相连，所述交通环境数据采集模块使用激光雷达、摄像头和毫米波雷达确定本车附近车辆密集程度、前后车间距、道路坡度和道路曲率，所述驾驶行为数据采集模块用于采集驾驶过程中方向盘转动角度、转动频率、油门和制动踏板开度，所述电子控制单元根据采集到的交通环境数据和驾驶行为数据调整双转子电机动力装置的工作模式，所述双转子电机动力装置用于给车辆驱动系统以及其他设备输出动力。

作为本发明的一种改进，所述交通环境数据采集模块由安装在车辆前挡风玻璃、左右后视镜、后窗玻璃处的四个高清摄像头，安装在车辆顶部的64线激光雷达以及安装在车辆四周的12个毫米波雷达组成。

作为本发明的一种改进，所述驾驶行为数据采集模块由安装在油门和制动踏板处的位移传感器和安装在方向盘下的角度传感器组成。

作为本发明的一种改进，所述双转子电机动力系统是针对微型电动车设计的，右电机输出扭矩大负责整车驱动，左电机输出扭矩小负责车载空调压缩机及其他设备的动力输入。

作为本发明的一种改进，所述电子控制单元能够根据采集的车辆周围交通环境和驾驶行为数据调整双转子电机的工作模式。

本发明的有益之处是：

本发明所述用于电动汽车的双转子电机动力系统采用串联形式，在大扭矩下通过右电机驱动，在小扭矩下通过左电机负责其他设备动力输入，使驱动力发挥到最大，减小了驱动系统的体积和质量，提高了动力系统能量利用率，在一定程度上解决了电动车在爬坡、加速等工况扭矩不足的问题。

附图说明

图1为本发明中双转子电机结构示意图；

图2为本发明中电磁线圈结构示意左视图；

图3为本发明中弹簧结构示意图；

图4为本发明中双转子电机控制策略。

附图标记列表：1.电机外壳、2.电刷、3.换向器、4.轴承、5.励磁绕组、6.磁极、7.电驱铁芯、8.电驱绕组、9.电磁铁铁圈、10.滚珠轴承、11.导轨、12.弹簧、13.左右电机半轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

如图所示，该电动汽车双转子电机系统，包括电机外壳1、电刷2、换向器3、轴承4、励磁绕组5、磁极6、电驱铁芯7、电驱绕组8、电磁铁铁圈9、滚珠轴承10、导轨11、弹簧12、左右电机半轴13。

其中，左右电机半轴13上按次序分别安装有轴承4、电枢铁芯7、轴承4、换向器3，电枢铁芯7上绕有电枢绕组。电机外壳1上固结有磁极6，磁极6上绕有励磁绕组。左电机半轴右端和右电机半轴左端分别固结有圆盘结构，圆盘结构外圈安装有电磁铁铁圈9，内圈设置有导轨11，导轨11内部均匀分布有12个滚珠轴承10，滚珠轴承安装在轴承槽内，轴承槽内还安装有弹簧12。

另外，在实际安装时，所述左右电机半轴13同轴安装，圆心定位，电驱铁芯7的数量设置为两个且相对的安装在左右电机半轴13的圆周上，励磁绕组8在左右电机半轴13的外侧上分布。

在本实施例中，双转子电机动力系统工作模式根据电子控制单元根据采集的交通环境数据和驾驶行为数据进行实时调整，其中所述交通环境数据包括本车附近车辆密集程度、前后车间距、道路坡度和道路曲率，其中所述驾驶行为数据包括驾驶过程中方向盘转动角度、转动频率、油门和制动踏板开度，综合以上最终确定双转子电机系统分配给车辆驱动系统及其他设备的动力。

在具体应用中，为高效的利用电机驱动力，滚珠轴承10起着控制电磁铁闭合和电磁铁断开的作用，另外，滚珠轴承10尾部通过弹簧12与电磁铁9连接，产生的压缩蓄能实现冲击力的爆发或电磁铁的断开，切换工作模式。

本双转子电机的工作模式，其特征在于：

s1：交通环境数据采集模块采集本车周围车辆数量、车与车间间距、道路坡度和道路曲率数据，发送至电子控制单元。

s2：驾驶行为数据采集模块采集行驶过程中方向盘转向角及转动频率、油门和制动踏板行程数据，发送至电子控制单元。

s3：电子控制单元结合当前交通状况，并分析驾驶员驾驶行为，判断下一时刻驾驶员可能采取的操作。

s3.1：当系统判断驾驶员需要大扭矩输出时，电子控制单元控制电磁铁吸合，左右电机半轴固结为成体，左右电机根据需要调整输入电流方向，共同输出扭矩，满足车辆驱动需要。

s3.2：当系统判断驾驶员不需要大扭矩输出时，电子控制单元控制电磁铁断开，左电机继续负责空调压缩机等其他系统动力需要，右电机负责驱动车辆行驶。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种电动汽车双转子电机动力装置+系统及其控制方法，包括交通环境数据采集模块、驾驶行为数据采集模块、双转子电机动力装置以及电子控制单元；电子控制单元分别与交通环境数据采集模块、驾驶行为采集模块和双转子电机动力装置相连，交通环境数据采集模块使用激光雷达、摄像头确定附近车辆密集程度、前后车距、道路坡度和曲率，驾驶行为数据采集模块采集驾驶时方向盘角度、转动频率、油门和制动踏板开度，电子控制单元根据采集的交通环境数据和驾驶行为数据调整双转子电机动力装置工作模式。所述双转子电机动力装置用于给车辆驱动系统以及其他空调等设备输出动力，解决了微型电动车在爬坡、加速等工况输出扭矩不足的问题。

技术研发人员：刘文光;毕善汕;陈步高;陈永红;曹福顺;张栋梁
受保护的技术使用者：盐城市步高汽配制造有限公司
技术研发日：2019.07.25
技术公布日：2019.10.18