專利名稱：48kW電動汽車驅動系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電動驅動系統，特別涉及一種用于純電動汽車的48kW電動汽車驅動系統。
背景技術：
當前，普通燃油汽車發動機扭矩操控性低、高效區窄，為提高使用效率，盡管使用了變速箱來調配扭矩與轉速，使發動機盡量工作在高效區，然而效率依然很低。
發明內容
本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提供一種使用扭距操控性好、效率高、能量密度高大、驅動力大、工作可靠的48kW電動汽車驅動系統。本發明的目的通過以下技術方案來實現48kW電動汽車驅動系統，它包括整車控制器、電子控制器、電動機、主減速器和動力蓄電池組，其中，所述的電子控制器包括外部控制信號接口電路、功率變換器、控制電路和驅動電路，整車控制器、外部控制信號接口電路和驅動電路分別與控制電路連接，動力蓄電池組的輸出與功率變換器的電源輸入連接，驅動電路的輸出與功率變換器的控制端連接，功率變換器的功率輸出與電動機連接，電動機轉子軸的出力側與主減速器連接，電動機轉子軸的另一側與轉速編碼器連接，轉速編碼器的輸出與外部控制信號接口電路連接，主減速器直接與汽車的驅動軸安裝在一起。所述的電子控制器還包括一個DC/DC變換器，控制電路與DC/DC變換器的控制端連接，DC/DC變換器的電源輸入與動力蓄電池組連接，DC/DC變換器的輸出與車載低壓電器和車載蓄電池連接。所述的電動機為異步變頻電動機，電動機防護等級為IP54，電動機定轉子鐵心采用高導磁材料優質冷軋硅鋼片涂漆后迭壓而成，電動機的軸承采用PO級小游隙、全密封雙防塵蓋深溝球軸承，電動機轉子鐵心與轉軸采用重型過盈配合熱套裝配而成，電動機轉軸材料為高級優質合金鋼，電動機轉子達G2. 5級精度。所述的電子控制器采用正弦脈寬調制的方法驅動電動機和將制動能量變換成直流電回饋給動力蓄電池組。所述的轉速編碼器把電動機的轉速信號轉換成占空比為50%、相位互錯90°的兩路脈沖信號。所述的電子控制器包括CAN總線和端子兩種控制模式。本發明具有以下優點驅動系統所采用的電動機效率高、振動小、使用可靠、維護方便；將電動機、主減速器進行一體化設計，直接與汽車的驅動軸安裝在一起，可以減輕電動機和動力蓄電池組的負荷、提高工作效率；其傳動結構也相對比較簡單，從汽車的結構布局上看，減輕了傳動裝置的重量，縮小了其體積，使得其安裝布置更為方便；取消了變速箱， 依靠電動機寬轉速范圍內的高效運行，輸出大扭矩，可滿足加速和爬坡扭矩需求；取消了變速箱，驅動扭距與轉速匹配由電子控制器控制，相當于自動變速箱，簡化了駕駛員的操作，增加了駕駛樂趣；整機轉動靈活無異響等現象，系統具有更高的可靠性、安全性；節省了車速傳感器，車速直接用電動機轉速與固定傳動比計算；采用CAN協議傳輸，簡化了車身接線；動力蓄電池組采用336VDC蓄電池，保證電子控制器可以輸出較高交流電壓，可以讓電動機輸出最大功率。
圖1本發明結構示意圖
圖中，1-電子控制器，2"電動機，3-主減速器，4-動力蓄電池組，5-外部控制信號接口電路，6-功率變換器，7-控制電路，8-驅動電路，9-轉速編碼器，10-DC/DC變換器，11-車載低壓電器，12-車載蓄電池，13-驅動軸，14-整車控制器。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步的描述
如圖l，48kW電動汽車驅動系統，它包括整車控制器14、電子控制器1、電動機2、主減速器3和動力蓄電池組4，其中，電子控制器1包括外部控制信號接口電路5、功率變換器6、 控制電路7和驅動電路8，整車控制器14、外部控制信號接口電路5和驅動電路8分別與控制電路7連接，動力蓄電池組4的輸出與功率變換器6的電源輸入連接，驅動電路8的輸出與功率變換器6的控制端連接，功率變換器6的功率輸出與電動機2連接，電動機2轉子軸的出力側與主減速器3連接，電動機2轉子軸的另一側與轉速編碼器9連接，轉速編碼器9 的輸出與外部控制信號接口電路5連接，主減速器3直接與汽車的驅動軸13安裝在一起。電子控制器1還包括一個DC/DC變換器10，控制電路7與DC/DC變換器10的控制端連接，DC/DC變換器10的電源輸入與4連接，DC/DC變換器10的輸出與車載低壓電器 11和車載蓄電池12連接，它將動力蓄電池組4的高壓電隔離變換成13. 6V輸出，給車載低壓電器11供電，同時對車載12V蓄電池充電，只有在電子控制器1開始工作后才啟動DC/DC 變換器10，否則DC/DC變換器10關閉，這時，車載電器11靠車載蓄電池12來供電。電動機2為異步變頻電動機，電動機2以轉矩和轉速輸出的方式將電能轉換為機械能，電動機2防護等級為IP54，電動機2定轉子鐵心采用高導磁材料優質冷軋硅鋼片涂漆后迭壓而成，電動機2的軸承采用PO級小游隙、全密封雙防塵蓋深溝球軸承，電動機2轉子鐵心與轉軸采用重型過盈配合熱套裝配而成，電動機2轉軸材料為高級優質合金鋼，電動機2轉子達G2. 5級精度。電子控制器1采用正弦脈寬調制的方法，在電動狀態下，將動力蓄電池組4提供的直流電轉換成變壓變頻的交流電去驅動電動機2，在制動狀態下，將制動能量變換成直流電回饋給動力蓄電池組4。轉速編碼器9把電動機2的轉速信號轉換成占空比為50%、相位互錯90°的兩路脈沖信號，從它們的相位關系可以判斷出電動機2的轉向，從脈沖信號的頻率可以計算出電動機2的轉速，為控制算法提供電動機2的轉速信息。電子控制器1包括CAN總線和端子兩種控制模式。電動機2基本參數如下
額定功率48kW最大功率96kW額定電壓200VAC基頻
額定扭矩305Ν·πι 最大扭矩 額定轉速1500r/min 極限轉速 額定效率93%冷卻方式
冷卻水量40L/min 電子控制器1基本性能參數如下 控制策略矢量控制，最大功率以前以恒轉矩運行，到最大功率后恒功率運行。過載能力2倍過載，60秒
冷卻方式水冷(冷卻水量40L/min) 供電方式336VDC蓄電池組額定效率不小于96% 控制方式CAN總線或端子控制通訊方式CAN通訊和RS232通訊本發明的工作過程如下
在車輛啟動的開始階段，電子控制器1會檢查鑰匙信號是否有效，以決定控制模式，如果鑰匙信號無效，電子控制器1就工作在CAN總線控制模式下，電子控制器1的所有控制信號都從CAN總線上獲取，系統按CAN總線控制模式下的起停控制流程實現對驅動系統的控制。如果發現鑰匙信號為有效，電子控制器1就工作在端子控制模式下，電子控制器1的所有控制信號都從端子上獲取，系統按端子控制模式下的起停控制流程實現對驅動系統的控制，整個系統是電動汽車的核心，為電動汽車提供驅動動力，在電動機2轉速低于1500r/ min以前，可以輸出最大扭矩610N · m。系統一旦起動，電子控制器1就不會改變控制模式，直到系統重新上電，即使在此過程中發現任何故障(其中也包括CAN總線故障)。當整車控制器14發出控制指令，如前進后退、所需驅動扭矩或制動扭矩等，電子控制器1收到控制指令后，根據指令通過控制電路7和驅動電路8不斷調節電動機2的輸出扭矩數值和方向來驅動主減速器3，主減速器3通過驅動軸13驅動車輪轉動。
75Hz 610N · m 3000r/min 水冷
權利要求
1.48kff電動汽車驅動系統，其特征在于它包括整車控制器(14)、電子控制器(1)、電動機(2)、主減速器(3)和動力蓄電池組(4)，其中，所述的電子控制器(1)包括外部控制信號接口電路(5)、功率變換器(6)、控制電路(7)和驅動電路(8)，整車控制器(14)、外部控制信號接口電路(5)、驅動電路(8)分別與控制電路(7)連接，動力蓄電池組(4)的輸出與功率變換器(6)的電源輸入連接，驅動電路(8)的輸出與功率變換器(6)的控制端連接，功率變換器(6)的功率輸出與電動機(2)連接，電動機(2)轉子軸的出力側與主減速器(3)連接， 電動機(2)轉子軸的另一側與轉速編碼器(9)連接，轉速編碼器(9)的輸出與外部控制信號接口電路(5 )連接，主減速器(3 )直接與汽車的驅動軸(13 )安裝在一起。
2.根據權利要求1所述的48kW電動汽車驅動系統，其特征在于所述的電子控制器 (1)還包括一個DC/DC變換器(10 )，控制電路(7 )與DC/DC變換器(10 )的控制端連接，DC/ DC變換器(10)的電源輸入與動力蓄電池組(4)連接，DC/DC變換器(10)的輸出與車載低壓電器(11)和車載蓄電池(12)連接。
3.根據權利要求1所述的48kW電動汽車驅動系統，其特征在于所述的電動機(2)為異步變頻電動機，電動機(2)防護等級為IP54，電動機(2)定轉子鐵心采用高導磁材料優質冷軋硅鋼片涂漆后迭壓而成，電動機(2)的軸承采用PO級小游隙、全密封雙防塵蓋深溝球軸承，電動機(2)轉子鐵心與轉軸采用重型過盈配合熱套裝配而成，電動機(2)轉軸材料為高級優質合金鋼，電動機(2 )轉子達G2. 5級精度。
4.根據權利要求1所述的48kW電動汽車驅動系統，其特征在于所述的電子控制器 (1)采用正弦脈寬調制的方法驅動電動機(2)和將制動能量變換成直流電回饋給動力蓄電池組(4)。
5.根據權利要求1所述的48kW電動汽車驅動系統，其特征在于所述的轉速編碼器 (9)把電動機(2)的轉速信號轉換成占空比為50%、相位互錯90°的兩路脈沖信號。
6.根據權利要求1所述的48kW電動汽車驅動系統，其特征在于所述的電子控制器 (1)包括CAN總線和端子兩種控制模式。
全文摘要
本發明公開了一種48kW電動汽車驅動系統，它包括整車控制器(14)、電子控制器(1)、電動機(2)、主減速器(3)和動力蓄電池組(4)，電子控制器(1)包括外部控制信號接口電路(5)、功率變換器(6)、控制電路(7)和驅動電路(8)，電動機(2)轉子軸的出力側與主減速器(3)連接，電動機(2)轉子軸的另一側與轉速編碼器(9)連接，主減速器(3)直接與汽車的驅動軸(13)安裝在一起。本發明有益效果在于驅動系統的電動機效率高、振動小、使用可靠、維護方便，驅動系統的扭距操控性好、驅動力大、能量密度大、工作穩定，減輕了傳動裝置的重量，縮小了體積。
文檔編號B60L15/00GK102267400SQ20111012395
公開日2011年12月7日 申請日期2011年5月13日 優先權日2011年5月13日
發明者孫樹林, 王鵬, 蒲長青, 袁維容, 鄭曙光, 陳玉, 陶浩 申請人:東方電氣集團東風電機有限公司