[發明專利]基于雙轉子電機的電動輪及其控制方法

有效

• 申請號: 201410162607.X
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103935232A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 何仁;胡東海
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60K7/00
• 分類號: B60K7/00;B60L7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及到電機控制技術領域，尤其涉及一種應用在四輪獨立驅動的電動汽車上的基于雙轉子電機的電動輪及其控制方法。

背景技術

一般而言，電動汽車在用于城市交通的運行時，大部分時間處于啟動、加速、制動的工作狀態，電機的起步性能（起動轉矩/起動電流）、加速性能、低速時的效率、制動及滑行時的能量再生能力、過載能力、能量密度、可靠性對電動汽車尤為重要，是衡量電動汽車電機的重要指標。目前，一方面，電機再生制動提供的制動強度低，超過蓄電池SOC值范圍以及溫度的約束范圍；另一方面，電機再生制動也要求放電電流不能過大和放電時間不能過長，因此電機再生制動不能使汽車制動停車和進行大強度制動，使得摩擦制動在電動汽車上仍廣泛使用。

然而，當汽車行駛在交通擁擠的城市道路上時，需要頻繁地進行不同強度下的制動，制動襯片在制動過程中的磨損會產生有害粉塵顆粒和尖銳的制動噪聲；當汽車行駛在山區長下坡路面時，為了控制車速使其不至于過快，需要對汽車進行持續長時間的制動，摩擦制動器在制動過程中吸收的制動能量不斷增加，制動襯片與制動盤因為溫度的升高導致摩擦制動器的制動效能急劇下降，嚴重時甚至導致摩擦制動器失效，使得汽車的制動安全性受到嚴重的威脅。加之由于在電動汽車上沒有發動機，傳統發動機驅動汽車上真空助力制動系統沒有真空源需要真空泵提供，這就消耗了電動汽車的能量。因為電動汽車在城市中頻繁制動，這部分制動能量的消耗十分可觀。

發明內容

本發明的目的是解決傳統四輪驅動電動汽車由于電機再生制動受到限制、需要大量使用摩擦制動，進而造成制動能量的浪費的問題，提供了一種基于雙轉子電機的電動輪及其控制方法。

本發明的原理為：按照電磁感應定律，導體在磁場中運動，或者導體靜止但是處于隨時間變化的磁場中時都可以造成磁力線與導體的相對切割，在導體中就會產生感應電動勢，從而在導體內部就會產生感應電流。這樣引起的電流在導體中的分布隨著導體的表面形狀和磁通的分布而不同，其路徑往往有如水中的漩渦，因此稱為電渦流。導體中的電渦流在磁場中會使導體受到與其運動方向相反的力，同時電渦流在運動導體內部產生熱功率，根據能量守恒定律電渦流所產生的熱能與導體損失的動能相等。由于電渦流而導致的能量損耗稱為渦流損耗，電磁緩速制動器基本原理就是利用渦流損耗原理將運動導體的動能轉化成熱能消耗掉以達到制動的目的。電磁緩速制動為非接觸式制動，具有無摩擦、無噪聲、不產生粉塵和制動平穩等優點。

本發明的基于雙轉子電機的電動輪采用的技術方案是：一種基于雙轉子電機的電動輪，其特征在于：包括雙轉子電機、外轉子電磁緩速制動器、內轉子電磁緩速制動器、雙轉子電機的電動輪控制機構；所述雙轉子電機的兩端分別連接所述外轉子電磁緩速制動器以及所述內轉子電磁緩速制動器；所述外轉子電磁緩速制動器包括第一勵磁線圈、第一鐵芯、外轉子電磁緩速制動器底板、摩擦制動盤；所述第一勵磁線圈套在所述第一鐵芯上，所述第一勵磁線圈與所述第一鐵芯形成勵磁繞組；所述第一鐵芯和所述外轉子電磁緩速制動器底板固定在所述電機機殼的一側端面上；所述外轉子一側軸端通過第一螺栓連接所述摩擦制動盤，所述摩擦制動盤作為外轉子電磁緩速制動器的轉子盤，所述摩擦制動盤下端安裝有一個制動鉗；所述內轉子電磁緩速制動器包括第二勵磁線圈、第二鐵芯、外轉子電磁緩速制動器底板、電磁緩速制動盤；所述第二勵磁線圈套在所述第二鐵芯上，所述第二勵磁線圈與所述第二鐵芯形成勵磁繞組，所述第二鐵芯和所述內轉子電磁緩速制動器底板固定在所述電機機殼的另一側端面上；所述內轉子一側軸端通過第二螺栓連接所述電磁緩速制動盤，所述電磁緩速制動盤作為內轉子電磁緩速制動器的轉子盤；所述雙轉子電機的電動輪控制機構包括蓄電池、DC/DC變換器、雙轉子電機控制單元、電磁緩速制動器控制單元、電源線；所述蓄電池輸出端與所述DC/DC變換器輸入端連接，所述DC/DC變換器輸出端通過電源線分別于所述雙轉子電機控制單元輸入端和所述電磁緩速制動器控制單元輸入端連接，所述雙轉子電機控制單元輸出端與所述雙轉子電機連接，所述電磁緩速制動器控制單元輸出端分別與所述外轉子電磁緩速制動器和所述內轉子電磁緩速制動器連接。

本發明的基于雙轉子電機的電動輪的控制方法采用的技術方案是：電動輪的工作有兩種工況模式，即驅動工況和制動工況。