電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電動(dòng)汽車制造領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電動(dòng)汽車種類和形式的千變?nèi)f化，對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)及其控制系統(tǒng)的要求也越來(lái)越高。模塊化組合電機(jī)驅(qū)動(dòng)、多輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)等新型的電動(dòng)汽車，由于其理想的功率組合、成本優(yōu)勢(shì)、操控性能等良好的應(yīng)用背景，受到業(yè)內(nèi)的廣泛關(guān)注。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，電動(dòng)汽車普遍采用單套電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)做前輪驅(qū)動(dòng)或者后輪驅(qū)動(dòng)，一個(gè)控制器和一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)相匹配，即一個(gè)控制器控制一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。若一輛車采用多臺(tái)電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，則需要配置相應(yīng)數(shù)量的控制器，造成整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)體積龐大，不利于整車靈活布置及成本控制。同時(shí)，控制器和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元間隔距離較長(zhǎng)，兩者間的信號(hào)傳輸容易受到干擾，影響控制的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明主要解決目前電動(dòng)汽車中采用控制器和電機(jī)一一對(duì)應(yīng)配置的結(jié)構(gòu)，多臺(tái)電機(jī)就得配置相應(yīng)數(shù)量的控制器，造成整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)體積龐大，不利于整車靈活布置及成本控制的技術(shù)問(wèn)題；提供一種電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法，其只需要一個(gè)控制單元就能實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電機(jī)的控制，有效減小整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積，便于整車靈活布置，也降低成本。
[0005]本發(fā)明同時(shí)解決目前電動(dòng)汽車中控制器和電機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元之間間隔距離較長(zhǎng)，兩者間的信號(hào)傳輸容易受到干擾，影響控制的可靠性的技術(shù)問(wèn)題；提供一種電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其控制方法，其控制單元和驅(qū)動(dòng)單元之間采用光纖通信，傳輸速度快，控制效果好，抗干擾能力強(qiáng)。
[0006]本發(fā)明的上述技術(shù)問(wèn)題主要是通過(guò)下述技術(shù)方案得以解決的:本發(fā)明的電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，包括控制單元、通信單元、驅(qū)動(dòng)單元和電機(jī)，所述的控制單元只有一個(gè)，所述的驅(qū)動(dòng)單元至少有兩個(gè)，驅(qū)動(dòng)單元的數(shù)量和電機(jī)數(shù)量相同，所述的控制單元經(jīng)所述的通信單元和驅(qū)動(dòng)單元相連，驅(qū)動(dòng)單元和電機(jī)--對(duì)應(yīng)相連?？刂茊卧?dú)立存在，一臺(tái)電動(dòng)汽車上只有一個(gè)這樣的控制單元，布置在電動(dòng)汽車相關(guān)位置上。電機(jī)和驅(qū)動(dòng)單元一一對(duì)應(yīng)相連，數(shù)量相同，分別有兩個(gè)或兩個(gè)以上，電機(jī)和驅(qū)動(dòng)單元可互相獨(dú)立分開(kāi)布置，兩者之間通過(guò)電纜連接，也可集成為一體進(jìn)行布設(shè)，成為集成式電機(jī)控制裝置。電動(dòng)汽車駕駛員發(fā)出的操作指令給電動(dòng)汽車的中央控制器或直接給控制單元，控制單元接收經(jīng)中央控制器傳送的駕駛員指令或直接接收駕駛員操作指令，控制單元經(jīng)過(guò)處理再發(fā)出各個(gè)相應(yīng)的指令給相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元，控制單元和各個(gè)驅(qū)動(dòng)單元之間通過(guò)通信單元傳送指令，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的控制。本發(fā)明只需要一個(gè)控制單元就能實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電機(jī)的控制，有效減小整個(gè)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積，便于整車靈活布置，也降低成本。
[0007]作為優(yōu)選，所述的電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括采集電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)傳感器，信號(hào)傳感器的輸出端和所述的控制單元相連。信號(hào)傳感器可采用霍爾傳感器、旋轉(zhuǎn)變壓器等電機(jī)狀態(tài)采集設(shè)備。信號(hào)傳感器實(shí)時(shí)采集電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)并回傳信息給控制單元，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0008]作為優(yōu)選，所述的電機(jī)串軸相連，串軸相連的電機(jī)只需要一個(gè)所述的信號(hào)傳感器。信號(hào)傳感器的數(shù)量與整車驅(qū)動(dòng)方式有關(guān)。采用集中驅(qū)動(dòng)方式，各電機(jī)串軸相連，只需要一個(gè)信號(hào)傳感器采集電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)。
[0009]作為優(yōu)選，所述的電機(jī)互相獨(dú)立，每個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)一個(gè)電動(dòng)汽車車輪，所述的信號(hào)傳感器的數(shù)量和電機(jī)數(shù)量相同，信號(hào)傳感器和電機(jī)一一對(duì)應(yīng)設(shè)置。信號(hào)傳感器的數(shù)量與整車驅(qū)動(dòng)方式有關(guān)。采用分輪驅(qū)動(dòng)方式，即一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪配一個(gè)電機(jī)，各個(gè)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)可以各不相同，則需要多個(gè)信號(hào)傳感器，信號(hào)傳感器的數(shù)量與驅(qū)動(dòng)輪的數(shù)量一致。分輪驅(qū)動(dòng)方式可采用輪邊驅(qū)動(dòng)或輪轂驅(qū)動(dòng)。
[0010]作為優(yōu)選，所述的控制單元由電動(dòng)汽車蓄電池供電，所述的驅(qū)動(dòng)單元由電動(dòng)汽車動(dòng)力電池供電。電動(dòng)汽車動(dòng)力電池提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力。
[0011]作為優(yōu)選，所述的通信單元采用光纖收發(fā)器，所述的控制單元經(jīng)FPGA現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列和控制單元側(cè)光纖收發(fā)器相連，控制單元側(cè)光纖收發(fā)器經(jīng)光纖和驅(qū)動(dòng)單元側(cè)光纖收發(fā)器相連，驅(qū)動(dòng)單元側(cè)光纖收發(fā)器經(jīng)FPGA現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列和所述的驅(qū)動(dòng)單元相連。通信單元優(yōu)選為光纖通信，但不限于CAN通信或者本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)可的其他實(shí)現(xiàn)方式。采用光纖通信，傳輸速度快，控制效果好，抗干擾能力強(qiáng)，有利于控制單元和驅(qū)動(dòng)單元之間的較長(zhǎng)距離布置。
[0012]作為優(yōu)選，所述的驅(qū)動(dòng)單元包括一個(gè)驅(qū)動(dòng)芯片和由六個(gè)功率管及六個(gè)二極管構(gòu)成的功率模塊，所述的控制單元經(jīng)通信單元和驅(qū)動(dòng)芯片的輸入端相連，驅(qū)動(dòng)芯片的六個(gè)PWM輸出端分別和功率模塊的六個(gè)功率管的柵極相連，功率模塊的三個(gè)輸出端分別和電機(jī)的三相輸入端相連。實(shí)現(xiàn)方便，可靠性高。當(dāng)然功率管、二極管不局限于六個(gè)，也可采用多個(gè)功率管并聯(lián)連接以代替一個(gè)功率管、多個(gè)二極管并聯(lián)連接以代替一個(gè)二極管的結(jié)構(gòu)。
[0013]作為優(yōu)選，所述的控制單元采用TMS570LS3137單片機(jī)，所述的驅(qū)動(dòng)芯片采用IR2181S驅(qū)動(dòng)芯片。當(dāng)然控制單元、驅(qū)動(dòng)芯片也可采用其它同類芯片實(shí)現(xiàn)。
[0014]本發(fā)明的電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法為:所述的控制單元接收電動(dòng)汽車駕駛員操作指令，經(jīng)過(guò)處理，再一一對(duì)應(yīng)地發(fā)出控制信號(hào)通過(guò)所述的通信單元傳輸給所述的驅(qū)動(dòng)單元，驅(qū)動(dòng)單元對(duì)接收到的控制信號(hào)進(jìn)行處理，再輸出相應(yīng)頻率及相應(yīng)大小的電流給所述的電機(jī)。電動(dòng)汽車駕駛員發(fā)出的操作指令給電動(dòng)汽車的中央控制器或直接給控制單元，控制單元接收經(jīng)中央控制器傳送的駕駛員指令或直接接收駕駛員操作指令，控制單元經(jīng)過(guò)處理再發(fā)出各個(gè)相應(yīng)的指令給相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)單元，控制單元和各個(gè)驅(qū)動(dòng)單元之間通過(guò)通信單元傳送指令，實(shí)現(xiàn)一對(duì)多的控制。本發(fā)明只需要一個(gè)控制單元就能實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電機(jī)的控制，有效減小整個(gè)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積，便于整車靈活布置，也降低成本。通信單元優(yōu)選為光纖通信，傳輸速度快，控制效果好，抗干擾能力強(qiáng)，有利于控制單元和驅(qū)動(dòng)單元之間的較長(zhǎng)距離布置。
[0015]作為優(yōu)選，所述的電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括采集電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的信號(hào)傳感器，信號(hào)傳感器的輸出端和所述的控制單元相連；所述的控制方法包括:所述的信號(hào)傳感器實(shí)時(shí)采集所述的電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子位置，并將電機(jī)的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)子位置信息回傳給所述的控制單元。信號(hào)傳感器實(shí)時(shí)采集電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)并回傳信息給控制單元，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。信號(hào)傳感器的數(shù)量與整車驅(qū)動(dòng)方式有關(guān)。采用集中驅(qū)動(dòng)方式，各電機(jī)串軸相連，只需要一個(gè)信號(hào)傳感器采集電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)；采用分輪驅(qū)動(dòng)方式，各個(gè)驅(qū)動(dòng)輪單獨(dú)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，即一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪配一個(gè)電機(jī)，各個(gè)電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)可以各不相同，則需要多個(gè)信號(hào)傳感器，信號(hào)傳感器的數(shù)量與驅(qū)動(dòng)輪的數(shù)量一致。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:實(shí)現(xiàn)一個(gè)控制單元對(duì)多個(gè)電機(jī)的控制，進(jìn)而方便實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車中串軸式相連的電機(jī)的控制運(yùn)行、多個(gè)分輪驅(qū)動(dòng)電機(jī)的控制運(yùn)行，有效減小電動(dòng)汽車整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的體積，便于整車靈活布置，也降低成本，而且控制單元和驅(qū)動(dòng)單元間采用光纖通信，傳輸速度快，控制效果好，抗干擾能力強(qiáng)，徹底解決控制單元與驅(qū)動(dòng)單元間遠(yuǎn)距離傳輸信號(hào)易受干擾的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本發(fā)明電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的又一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖3是本發(fā)明電動(dòng)汽車多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比較具體的一種連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中1.控制單元，2.通信單元，3.驅(qū)動(dòng)單元，4.電機(jī)，5.信號(hào)傳感器，6.電動(dòng)汽車蓄電池，7.電動(dòng)汽車動(dòng)力電池，8.FPGA現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，9.FPGA現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列，
21.控制單元側(cè)光纖收發(fā)器，22.光纖，23.驅(qū)動(dòng)單元側(cè)光纖收發(fā)器，31.驅(qū)動(dòng)芯片，32.功率管，33.二極管，34.功率模塊。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過(guò)實(shí)施