[發(fā)明專利]電動(dòng)機(jī)裝置及其控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210083547.3
• 申請(qǐng)日: 2012-03-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102780442A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蒂莫西·約翰·馬丁
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 普羅蒂恩電子有限公司
• 主分類號(hào): H02P21/00
• 分類號(hào): H02P21/00;H02P3/14;H02K16/00
• 代理公司: 廣州三環(huán)專利代理有限公司 44202
• 代理人: 劉宇峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電動(dòng)機(jī)裝置，尤其是一種在電動(dòng)機(jī)的再生制動(dòng)期間能被配置為減少到能量存儲(chǔ)裝置的電流的電動(dòng)機(jī)裝置。

背景技術(shù)

關(guān)于環(huán)境友好性汽車(chē)的興趣正日益增長(zhǎng)，可能并不令人吃驚的是，相關(guān)對(duì)于與電動(dòng)汽車(chē)的使用興趣也日益增長(zhǎng)。

電動(dòng)車(chē)通常采用電動(dòng)機(jī)來(lái)提供用于該車(chē)輛的驅(qū)動(dòng)以及用于停駛該車(chē)輛的再生制動(dòng)。為實(shí)現(xiàn)有效的再生制動(dòng)，連接到電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是被轉(zhuǎn)換為電能。這涉及動(dòng)能的消耗，通過(guò)在所述驅(qū)動(dòng)輪的旋轉(zhuǎn)的相對(duì)方向施加制動(dòng)扭矩而提供了對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)力。

在再生制動(dòng)期間產(chǎn)生的電能導(dǎo)致在電動(dòng)機(jī)的線圈繞組內(nèi)產(chǎn)生電流，該電流通常被引導(dǎo)到能量存儲(chǔ)裝置。到需要時(shí)，再生的能量可被再次使用，以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，因而提高該電動(dòng)機(jī)的操作效率。

然而，如果發(fā)生這樣的條件，即避免再生電流被存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)裝置內(nèi)，這會(huì)導(dǎo)致在再生制動(dòng)扭矩上的減少。

對(duì)于這個(gè)問(wèn)題的一個(gè)解決方案已經(jīng)被提出采用移能電阻器，它們被使用在車(chē)輛內(nèi)以吸收那些不能被存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)裝置內(nèi)的再生電流，因而確保當(dāng)發(fā)生這樣的條件，即避免再生電流被存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)裝置內(nèi)時(shí)，再生制動(dòng)扭矩不被危及。然而，移能電阻器是體積大和昂貴的。

人們希望改善這種狀況。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了根據(jù)所附的權(quán)利要求所述的一種電動(dòng)機(jī)裝置。

這種電動(dòng)機(jī)裝置提供了這樣的優(yōu)點(diǎn)：使得再生制動(dòng)扭矩能被產(chǎn)生，而不需使相關(guān)聯(lián)的再生電流被存儲(chǔ)在能量存儲(chǔ)裝置內(nèi)，也不需要移能電阻器。

通過(guò)控制施加到電動(dòng)機(jī)的線圈繞組的相電壓，致使再生電流被配置為流經(jīng)該電動(dòng)機(jī)的線圈繞組和電動(dòng)機(jī)的功率電子元件，而不是返回到電源，本發(fā)明使得用于定子繞組的控制短電路能更有效。

如果電源能對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行充電，則速度低于該電動(dòng)機(jī)能進(jìn)入的產(chǎn)生動(dòng)力的制動(dòng)模式，這會(huì)從該電源處獲得電流，以便提供制動(dòng)扭矩。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明現(xiàn)在將通過(guò)實(shí)施例的方式，根據(jù)所附的附圖進(jìn)行說(shuō)明，在這些附圖中：

圖1顯示了用于本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式中的電動(dòng)機(jī)的爆炸分解圖；

圖2顯示了在圖2中所示的電動(dòng)機(jī)的從另一個(gè)角度的爆炸分解圖；

圖3顯示了用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式所述的電動(dòng)機(jī)的線圈繞組的一個(gè)示例性裝置；

圖4顯示了一種三相定子電流復(fù)雜空間矢量；

圖5顯示了一種三相定子電流參考幀，具有a、d、q旋轉(zhuǎn)參考幀；

圖6顯示了對(duì)于ω_e的一定數(shù)量的不同正值的一組能量比I_q的圖；

圖7顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式所述的電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)電流與旋轉(zhuǎn)速度的比較；

圖8圖形化地顯示了對(duì)于本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方式所述的電動(dòng)機(jī)在正交軸的電流與在直軸的電流的比較。

圖9顯示了控制器的第一個(gè)具體實(shí)施方式。

圖10顯示了控制器的第二個(gè)具體實(shí)施方式。

圖11顯示了控制器的第三個(gè)具體實(shí)施方式。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明所描述的具體實(shí)施方式是一種用于在車(chē)輪內(nèi)使用的永磁同步電動(dòng)機(jī)，也就是一種輪內(nèi)電動(dòng)機(jī)。然而，正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，本發(fā)明也可被應(yīng)用于其他類型的永磁同步電動(dòng)機(jī)。該類型的電動(dòng)機(jī)具有一組線圈，該線圈是定子的一部分，用于安裝到車(chē)輛，由帶有一組磁體的轉(zhuǎn)子所軸向環(huán)繞，用于安裝到車(chē)輪。此外，本發(fā)明的一些方面是可被應(yīng)用到一種具有自安裝到軸向環(huán)繞的線圈內(nèi)的轉(zhuǎn)子的裝置。

本發(fā)明具體實(shí)施的物理裝置可參考圖1和圖2來(lái)得以最好的理解。所述裝置可被描述為一種內(nèi)建電子元件和軸承的電動(dòng)機(jī)，或者當(dāng)該裝置被構(gòu)建為容納分離的車(chē)輪時(shí)，該裝置也可以被描述為一種輪轂電動(dòng)機(jī)或輪轂驅(qū)動(dòng)器。然而，所描述的永磁同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)僅是用于示例性目的，而有其他永磁同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)也可被利用。

首先參考圖1，所述裝置包括：定子252，包括后部分230，形成該裝置的殼體的第一部分；以及散熱與驅(qū)動(dòng)裝置231，包括多個(gè)線圈和電子元件，以驅(qū)動(dòng)這些線圈和散熱器。該線圈驅(qū)動(dòng)裝置231是安裝到后部分230以形成定子252，然后該定子252可被安裝到車(chē)輛，在使用過(guò)程中不再旋轉(zhuǎn)。這些線圈自身是在齒片上形成的，這些齒片與所述驅(qū)動(dòng)裝置231和后部分230一起形成所述定子252。

雖然未示出，多個(gè)電容電路板也被安裝到所述定子，這些電路板用于在所述電動(dòng)機(jī)與電源之間提供電容以降低電壓線降。