一种多档轮毂电机及其控制方法技术

一种多档轮毂电机及其控制方法，轮轨(1)内部设置有电机转子(2)，电机转子(2)的内侧设置有永磁体(3)，电机静子(4)设置在电机转子(2)的中部，电机静子(4)内部贯穿有中轴(5)，中轴(5)端部通过第二轴承(10)与电机转子(2)相连接，中轴(5)远离第二轴承(10)的一端通过第一轴承(6)与电机转子(2)相连接，且线束(8)贯穿于中轴(5)内部，电机绕组(9)设置于电机静子(4)外部，电机静子(4)内部设置有锁紧机构(11)，电机转子(2)内部设置有电机控制器(12)，电机控制器(12)与线束(8)电性连接。该多档轮毂电机及其控制方法将多档轮毂电机工作状态分为五种状态，让整个工作过程清晰可控。让整个工作过程清晰可控。让整个工作过程清晰可控。

【技术实现步骤摘要】
一种多档轮毂电机及其控制方法


[0001]本专利技术涉及机械设备
，具体为一种多档轮毂电机及其控制方法。

技术介绍

[0002]轮毂电机是将车子的“动力系统、传动系统、刹车系统集成到一起而设计出来的电机。
[0003]轮毂电机的工作原理是永磁同步电机，轮边电机、轮毂电机”是指电机安装在车辆的位置不同的电机而言。轮毂电机的优点：优点1：省略大量传动部件，让车辆结构更简单；优点2：可实现多种复杂的驱动方式由于轮毂电机具备单个车轮独立驱动的特性，因此无论是前驱、后驱还是四驱形式，它都可以比较轻松地实现，全时四驱在轮毂电机驱动的车辆上实现起来非常容易。
[0004]EV电动汽车驱动部分有多种拓扑结构：1、电机直接驱动；2、带减速器驱动；3、带减速器的轮边驱动；4、轮毂驱动。其中轮毂驱动是最理想的拓扑，它具有传动结构简单、驱动方式灵活(前驱、后驱、四驱)、多种动能灵活匹配、能量消耗低的诸多优点。但由于它实现难度大，至今仍是研究的热点。
[0005]本专利技术针对一种带2档及以上轮毂电机提出一种新颖的控制策略，保证换挡快速性的同时提高换挡机构的寿命。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种多档轮毂电机及其控制方法，以解决上述
技术介绍
提出的新颖的控制策略，保证换挡快速性的同时提高换挡机构的寿命。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种多档轮毂电机，包括轮轨、电机转子、永磁体、电机静子、中轴、第一轴承、制动蹄片、线束、电机绕组、第二轴承、锁紧机构和电机控制器，轮轨内部设置有电机转子，电机转子的内侧设置有永磁体，电机静子设置在电机转子的中部，电机静子内部贯穿有中轴，中轴端部通过第二轴承与电机转子相连接，中轴远离第二轴承的一端通过第一轴承与电机转子相连接，且线束贯穿于中轴内部，电机绕组设置于电机静子外部，电机静子内部设置有锁紧机构，电机转子内部设置有电机控制器，电机控制器与线束电性连接。
[0009]优选的，锁紧机构共设置有组，且其等角度分布在电机静子的内部。
[0010]优选的，锁紧机构包括壳体、旋转头、旋转轴承、内旋转体、螺杆和卡头，壳体端部通过旋转轴承与旋转头转动连接，旋转头一端设置有内旋转体，内旋转体通过螺杆与卡头相连接，卡头为弧形结构。
[0011]一种多档轮毂电机的控制方法，包括如下步骤，
[0012]S1：开始对轮毂档位判断，判断初始档位是否为0；
[0013]S2：在档位为0时进行判断，若符合电流阈值条件再根据输出电力和换挡电流的关系进行下一步判断，若不是则档位为1；
[0014]S3：在档位为1时进行判断，若符合电流阈值条件则再对电机转速升到升档转速进行判断，若不是则档位为2；
[0015]S4：在档位为2时进行判断，若符合电流阈值条件则再对电机转速降到降档转速进行判断，若不是则为升档暂态；
[0016]S5：在升档暂态时进行判断，若为否则电机转换为降档暂态，反之则进一步根据输出电流和设定电流的关系进一步判断；
[0017]S6：在降档暂态时进行判断，若为否则按照其他异常处理并根据清继电器吸合指令进一步处理；
[0018]S7：继电器吸合持续时间定时；
[0019]S8：返回。
[0020]优选的，对S2中输出电力小于等于换挡电流进行判断，若是则吸合一档继电器吸合持续时间定时，若不是则继电器吸合持续时间进行判断；
[0021]若继电器吸合持续时间到则消除吸合指令设置继电器为一档，设置电机参数设置1档PI调节参数，若未到/为否则执行S7；
[0022]电机参数设置1档PI调节参数调节完成后执行S7。
[0023]优选的，S3对电机转速升到升档转速进行判断，若符合是则设置升档暂态转矩清零，若否则执行S7；
[0024]设置升档暂态转矩清零完成后执行S7。
[0025]优选的，S4对电机转速降到降档转速进行判断，若符合是则设置升档暂态转矩清零，若否则执行S7；
[0026]设置升档暂态转矩清零完成后执行S7。
[0027]优选的，对S5输出电流和设定电流进行判断，若输出电流小于等于设定电流则吸合2档继电器，继电器吸合定时开始，若不是则执行判断继电器吸合时间；
[0028]继电器吸合定时开始后，再判断继电器吸合时间；
[0029]若断继电器吸合时间到则设置2档标志，设置电机2档参数，设置2档PI调节参数，并执行S7；
[0030]若未到则转矩清零，并执行S7。
[0031]优选的，对S6输出电流和设定电流进行判断，若输出电流小于等于设定电流则吸合1档继电器，继电器吸合定时开始，若不是则执行判断继电器吸合时间；
[0032]继电器吸合定时开始后，再判断继电器吸合时间；
[0033]若断继电器吸合时间到则设置1档标志，设置电机1档参数，设置1档PI调节参数，并执行S7；
[0034]若未到则转矩清零，并执行S7。
[0035]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该多档轮毂电机及其控制方法：
[0036](1)将多档轮毂电机工作状态分为五种状态，让整个工作过程清晰可控；
[0037](2)通过调节继电器吸合电流和设定吸合时间，保证继电器吸合的可靠新和快速性从而实现不同电机间的切换；
[0038](3)不同档位电机采用不同PI参数并实现平滑切换。
附图说明
[0039]图1为本专利技术结构示意图；
[0040]图2为本专利技术电机静子结构示意图；
[0041]图3为本专利技术图2中A处局部放大结构示意图；
[0042]图4为本专利技术工作流程图。
[0043]图中：1、轮轨；2、电机转子；3、永磁体；4、电机静子；5、中轴；6、第一轴承；7、制动蹄片；8、线束；9、电机绕组；10、第二轴承11；、锁紧机构；1101、壳体；1102、旋转头；1103、旋转轴承；1104、内旋转体；1105、螺杆；1106、卡头；12、电机控制器。
具体实施方式
[0044]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]一种多档轮毂电机，请参阅图1-3，包括轮轨1、电机转子2、永磁体3、电机静子4、中轴5、第一轴承6、制动蹄片7、线束8、电机绕组9、第二轴承10、锁紧机构11和电机控制器12，轮轨1内部设置有电机转子2，电机转子2的内侧设置有永磁体3，电机静子4设置在电机转子2的中部，电机静子4内部贯穿有中轴5，中轴5端部通过第二轴承10与电机转子2相连接，中轴5远离第二轴承10的一端通过第一轴承6与电机转子2相连接，且线束8贯穿于中轴5内部，电机绕组9设置于电机静子4外部，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多档轮毂电机，其特征在于：包括轮轨(1)、电机转子(2)、永磁体(3)、电机静子(4)、中轴(5)、第一轴承(6)、制动蹄片(7)、线束(8)、电机绕组(9)、第二轴承(10)、锁紧机构(11)和电机控制器(12)，所述轮轨(1)内部设置有电机转子(2)，所述电机转子(2)的内侧设置有永磁体(3)，所述电机静子(4)设置在电机转子(2)的中部，所述电机静子(4)内部贯穿有中轴(5)，所述中轴(5)端部通过第二轴承(10)与电机转子(2)相连接，所述中轴(5)远离第二轴承(10)的一端通过第一轴承(6)与电机转子(2)相连接，且所述线束(8)贯穿于中轴(5)内部，所述电机绕组(9)设置于电机静子(4)外部，所述电机静子(4)内部设置有锁紧机构(11)，所述电机转子(2)内部设置有电机控制器(12)，所述电机控制器(12)与线束(8)电性连接。2.根据权利要求1所述的多档轮毂电机，其特征在于：所述锁紧机构(11)共设置有4组，且其等角度分布在电机静子(4)的内部。3.根据权利要求2所述的多档轮毂电机，其特征在于：所述锁紧机构(11)包括壳体(1101)、旋转头(1102)、旋转轴承(1103)、内旋转体(1104)、螺杆(1105)和卡头(1106)，所述壳体(1101)端部通过旋转轴承(1103)与旋转头(1102)转动连接，所述旋转头(1102)一端设置有内旋转体(1104)，所述内旋转体(1104)通过螺杆(1105)与卡头(1106)相连接，所述卡头(1106)为弧形结构。4.一种多档轮毂电机的控制方法，包括如下步骤，其特征在于：S1：开始对轮毂档位判断，判断初始档位是否为0；S2：在档位为0时进行判断，若符合电流阈值条件再根据输出电力和换挡电流的关系进行下一步判断，若不是则档位为1；S3：在档位为1时进行判断，若符合电流阈值条件则再对电机转速升到升档转速进行判断，若不是则档位为2；S4：在档位为2时进行判断，若符合电流阈值条件则再对电机转速降到降档转速进行判断，若...

【专利技术属性】
技术研发人员：周恩溱，刘爱华，
申请(专利权)人：天津中艺银舟电机制造有限公司，
类型：发明
国别省市：