一种汽车多电机驱动系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种汽车多电机驱动系统和方法，涉及电动汽车技术领域，能够在电机总功率不变的前提下，根据车辆的不同载荷，合理选择不同种类和数量的电机进行驱动。本发明专利技术采用轮毂电机与附加电机协同驱动控制。轮毂电机之间的协调控制以安全性为目标优化指标，沿袭传统车辆稳定性控制思路，通过控制电机转矩，在充分利用轮胎附着力、降低轮胎利用率、提高车辆稳定性的同时，提高驱动效率。

A multi motor drive system and method for automobile

The invention discloses an automobile multi motor drive system and method, relating to the technical field of electric vehicle, which can reasonably select different types and numbers of motors for driving according to different loads of the vehicle on the premise that the total power of the motor is constant. The invention adopts a wheel hub motor and an additional motor coordinated driving control. The coordinated control between hub motors takes the safety as the objective optimization index, and follows the traditional vehicle stability control idea. By controlling the motor torque, it can make full use of the tire adhesion, reduce the tire utilization rate, improve the vehicle stability, and improve the driving efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种汽车多电机驱动系统和方法
本专利技术涉及电动汽车
，尤其涉及一种汽车多电机驱动系统和方法。
技术介绍
面对日益严峻的能源危机和环境污染问题，传统汽车产业面临严峻挑战，新能源汽车作为可持续发展的代表，从八五开始直至现在一直受到国家政策的大力支持，纯电动汽车作为未来发展的核心车型，其核心技术分为三大部分：电机技术，电控系统以及动力电池技术。针对于其中的驱动电机部分，各厂家研制的电动汽车类型不同，轮毂电机技术由于其结构简单，可实现多种复杂驱动方式等已经成为研究热点。在以轮毂电机为主的分布式驱动电动汽车研究过程中，为了满足最大载荷时汽车的动力性，在电动汽车中都选择装配了大功率轮毂电机，但是较大功率的轮毂电机，在汽车满载时的效率很高，但是在电动汽车空载或轻载时，电机的效率很低，经济性较低，且严重影响了电动汽车的续航能力。
技术实现思路
本专利技术提供一种汽车多电机驱动系统和方法，能够在电机总功率不变的前提下，根据车辆的不同载荷，合理选择不同种类和数量的电机进行驱动。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种汽车多电机驱动系统，包括：前轮毂电机、后轮毂电机、减速器、主减速器、差速器。减速器的输出轴连接主减速器，主减速器传动差速器，差速器的半轴连接轮胎，轮胎内设置前轮毂电机和后轮毂电机，两个前轮毂电机使用同一个差速器，两个后轮毂电机使用同一个差速器。减速器还连接前轮毂附加电机、后轮毂附加电机。前轮毂电机和后轮毂电机各自连接一个行星轮系，行星轮系的行星架与前轮毂电机和后轮毂电机的定子连接，行星轮系的外齿圈与前轮毂电机和后轮毂电机的转子连接，太阳轮的输出轴与前轮毂电机和后轮毂电机的动力输出轴连接。本专利技术还提供一种汽车多电机驱动方法，适用于所述的汽车多电机驱动系统，包括：采集传感器的数据，判断汽车的运行状态；根据控制策略，得到汽车所需要的目标转矩；将目标转矩传递到轮毂电机和附加电机的控制器上，进行汽车的驱动控制。进一步的，传感器采集的数据包括车速，电机转速，油门踏板开度。进一步的，运行状态包括驻车状态、行驶状态、加速状态、倒车状态。本专利技术的有益效果是：提高电动汽车电机的工作效率，同时大大延长了电动汽车的续航能力，同时增加附加电机，使电动汽车具备更多的工作模式，比如，单电机运行或多电机协同运行，故障容错运行模式等，同时控制系统方案多样化。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为轮毂电机与附加电机多电机驱动系统示意图；图2为附加电机与车轮机械连接结构示意图；图3为整车驱动控制策略流程图；图4为控制策略总体框图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。一种汽车多电机驱动系统包括：前轮毂电机1，前轮毂电机2，后轮毂电机1，后轮毂电机2，动力电池，减速器、主减速器、逆变器，附加电机1，附加电机2。动力电池通过逆变器将直流电变为交流电，分别给轮毂电机和附加电机供电，四个轮毂电机无需传动结构，直接安装在电动汽车轮胎内部。附加电机1和附加电机2分别外接变速箱，主减速器，差速器，半轴与车轮相连。轮毂电机与车轮机械连接结构如图2所示，半轴与车轮通过行星齿轮机构连接，其中行星架与轮毂电机定子相连，外齿圈和轮毂电机转子相连，太阳轮的输出轴与半轴相连。行星齿轮的啮合状态包括四种情况：当动力完全由轮毂电机提供时，外齿圈和轮辋锁死，行星轮和太阳轮锁死，附加电机断开，其余机构作差动器使用；当动力完全都附加电机提供时，外齿圈和轮辋锁死，行星轮分别与外齿圈和太阳轮啮合，动力通过行星架传入，轮毂电机在内部停止供电即可；当由附加电机与轮毂电机协调控制时（如差动助力），外齿圈与轮辋锁死，行星轮分别与外齿圈和太阳轮啮合，附加电机通过行星架传入动力，同时轮毂电机工作，使转矩耦合增加。本实施例还提供一种汽车多电机驱动方法，适用于所述的汽车多电机驱动系统，流程图如图3所示，控制策略总体框图如图4所示，步骤包括：S1、采集传感器的数据，包括：车速，电机转速，油门踏板开度，从而判断汽车的运行状态，运行状态分为故障状态和正常运行状态，故障状态则进入故障控制管理模式，并根据故障类型采取相应的解决方案。正常运行状态则进行接下来的控制步骤，正常运行状态包括:驻车状态、行驶状态、加速状态、倒车状态。S2、根据控制策略本文控制策略在于系统效率最高；首先对轮毂电机和附加电机的效率以及系统效率进行初始化；首先对输入的转速和转矩与附加电机进行对比，若超出附加电机的最高转速，则系统采用轮毂电机驱动模式；若处于两电机协调控制时，通过查表法，查询轮毂电机与附加电机的电机MAP图，得到系统效率。在计算出的系统效率中，选择最高系统效率，输出轮毂电机与附加电机的转矩，得到汽车所需要的目标转矩。S3、将目标转矩传递到轮毂电机和附加电机的控制器上，进行汽车的驱动控制。在电动汽车运行过程中，通过最优控制策略计算出每个电机的工作状态，并通过线控来控制机械耦合装置的耦合状态，轮毂电机和附加电机不仅可以分别给与车轮驱动力，还可以同时作用于车轮。整个驱动控制系统通过对每个电机单独配置相应控制器，可以实现提高系统可靠性及容错性的目的。将控制层面进行分层处理，整车控制器负责采集各种车辆信息，整车通讯以及电池管理等。主控制器主要负责对下属电机的转矩分配、信息采集与故障处理。电机控制器采用常用的纯电动车控制器，用以完成对电机的实时控制。这样能够更好的完成双电机的协同运行，明确系统设计，提高算法可移植性。本专利技术的有益效果是：提高电动汽车电机的工作效率，同时大大延长了电动汽车的续航能力，同时增加附加电机，使电动汽车具备更多的工作模式，比如，单电机运行或多电机协同运行，故障容错运行模式等，同时控制系统方案多样化。以上所述，仅为本专利技术的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。因此，本专利技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种汽车多电机驱动系统，包括：前轮毂电机、后轮毂电机、减速器、主减速器、差速器；/n减速器的输出轴连接主减速器，主减速器传动差速器，差速器的半轴连接轮胎，轮胎内分别设置前轮毂电机和后轮毂电机，两个前轮毂电机使用同一个差速器，两个后轮毂电机使用同一个差速器，/n其特征在于，减速器还连接前轮毂附加电机、后轮毂附加电机；/n前轮毂电机和后轮毂电机各自连接一个行星轮系，行星轮系的行星架与前轮毂电机或后轮毂电机的定子连接，行星轮系的外齿圈与前轮毂电机或后轮毂电机的转子连接，太阳轮的输出轴与前轮毂电机和后轮毂电机的动力输出轴连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种汽车多电机驱动系统，包括：前轮毂电机、后轮毂电机、减速器、主减速器、差速器；
减速器的输出轴连接主减速器，主减速器传动差速器，差速器的半轴连接轮胎，轮胎内分别设置前轮毂电机和后轮毂电机，两个前轮毂电机使用同一个差速器，两个后轮毂电机使用同一个差速器，
其特征在于，减速器还连接前轮毂附加电机、后轮毂附加电机；
前轮毂电机和后轮毂电机各自连接一个行星轮系，行星轮系的行星架与前轮毂电机或后轮毂电机的定子连接，行星轮系的外齿圈与前轮毂电机或后轮毂电机的转子连接，太阳轮的输出轴与前轮毂电机和后轮毂电机的动力输出轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵又群，郑鑫，王超，曾望，刘广征，张桂玉，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，中国人民解放军六三九六三部队，中国北方车辆研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32