[發明專利]一種具有電磁減震裝置的電動汽車輪轂電機

在審

• 申請號: 201710946444.8
• 申請日: 2015-12-28
• 公開（公告）號: CN107623392A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 王子輝;雷良育;孔愛祥;范青春
• 申請（專利權）人: 浙江兆豐機電股份有限公司
• 主分類號: H02K3/04
• 分類號: H02K3/04;H02P6/10
• 代理公司: 杭州慧亮知識產權代理有限公司33259
• 代理人: 秦曉剛

本發明專利申請是發明創造名稱“一種電動汽車的輪轂電機電磁減震裝置”的分案申請，原申請的申請日為2015年12月28日，申請號為2015110029960。

技術領域

本發明涉及電動汽車，尤其是一種電動汽車的輪轂電機電磁減震裝置。

背景技術

輪轂電機是一種內定子、外轉子形式的電機，其動力、傳動和制動裝置都整合在輪轂內，因此將電動車輛的機械部件大大簡化，與傳統集中驅動形式相比，獨立的輪邊/輪轂驅動形式具有獨特的性能優勢，如良好的機動性，簡化的傳動機構，極高的傳動效率，較高的車身內部空間利用率以及良好的動力學性能等。

但由于常規輪邊驅動電動車的輪轂電機和車輪剛性相連，其質量構成整車的非簧載質量，使整車簧載質量和非簧載質量之比過小，不利于懸架系統的調校，影響了整車的垂向性能。當車輛重載或者高速通過路況差的路面時，路面對車輪的沖擊與振動通過輪轂電機直接傳遞到懸架，使得行駛平順性和車體穩定性變差。

為了改善車輛輪轂電機垂向振動帶來的不利影響，提高車輛行駛平順性，國內外相關生產廠商主要從懸架材質輕量化、電機本體動態阻尼吸收、主動/半主動懸架等方面解決輪轂驅動電動汽車的垂向負效應。目前，較成熟的技術方案是在車架懸掛側對輪轂電機及懸掛整體結構采取減震措施。

然而，在車架懸掛側采取減震措施后，車輛行駛平順性和車體穩定性雖然得到了改善，但是，當車體重量的垂向載荷施加到軸承上時，軸承的形變會引起輪轂電機內定子和外轉子偏心，使垂直方向上的氣隙磁場發生畸變，由于軸承具有較強的剛度，軸承的物理形變非常小，由偏心引起的機械振動可以忽略不計，但磁場對定轉子之間的氣隙距離較敏感，較小的偏心距會引起較大的磁密變化，造成輪轂電機產生電磁扭矩脈動現象，從而影響切線方向上的電磁轉矩。

發明內容

本發明所要解決的技術問題就是提供一種具有電磁減震裝置的電動汽車輪轂電機，可以消除輪轂電機的電磁扭矩脈動現象。

為解決上述技術問題，本發明采用如下技術方案：

一種具有電磁減震裝置的電動汽車輪轂電機，包括輪轂電機、信號采集電路、核心控制單元和驅動電路，所述輪轂電機具有內定子，所述內定子上設有補償繞組，所述輪轂電機還包括外轉子、軸承、電機軸和端蓋，所述端蓋與外轉子固定連接，所述內定子與電機軸固定連接，所述端蓋上設有軸承，所述電機軸與軸承配合連接，所述驅動電路具有驅動橋臂，所述驅動橋臂與補償繞組電連接，所述信號采集電路和驅動電路分別與核心控制單元相連，所述信號采集電路、核心控制單元和驅動電路集成為一體形成電機控制器，所述信號采集電路采集輪轂電機的電壓、電流以及補償繞組的電流并將采集信號發送至核心控制單元，所述核心控制單元根據接收到的采集信號向驅動橋臂輸出PWM驅動信號閉環控制補償繞組的電流大小，補償繞組產生與輪轂電機磁場相疊加的補償磁場。

進一步的，所述補償繞組為兩組相互并聯且匝數相同的單相線圈，所述內定子包括定子鐵芯，所述定子鐵芯在垂直方向上設有兩組定子槽，每組定子槽中嵌套一組單相線圈，兩組單相線圈同向設置。

進一步的，所述信號采集電路包括采集輪轂電機電壓的電壓傳感器、采集輪轂電機電流和補償繞組電流的電流傳感器以及調理電路，所述調理電路將電壓傳感器和電流傳感器的采集信號經過調理后輸出至核心控制單元。

進一步的，所述驅動電路具有三相橋臂，所述輪轂電機具有三相進線端，所述三相橋臂對應連接輪轂電機的三相進線端，所述核心控制單元連接三相橋臂輸出三路PWM驅動信號控制輪轂電機的轉速和扭矩。

進一步的，所述輪轂電機電磁減震裝置還包括車載電源，所述車載電源包括蓄電池組和電源變換器，所述蓄電池組通過直流母線連接驅動電路輸出高壓直流電，所述電源變換器連接驅動電路的直流母線將高壓直流電轉換為低壓直流電，電源變換器的輸出端連接信號采集電路、核心控制單元和驅動電路。

進一步的，所述驅動橋臂采用IGBT或MOSFET作為開關器件。

進一步的，所述輪轂電機為永磁無刷直流電機或永磁同步電機。

本發明的有益效果為：

通過在輪轂電機內定子上設置補償繞組，核心控制單元根據信號采集電路采集到的輪轂電機的電壓、電流以及補償繞組的電流輸出PWM驅動信號給驅動橋臂閉環控制補償繞組的電流大小，補償繞組的電流激發補償磁場，該補償磁場與輪轂電機因軸承形變形成的畸變磁場疊加，實現輪轂電機畸變磁場的實時補償，使輪轂電機周向磁密的分布更均勻，從而減小轉矩脈動，改善電動車輛的垂向特性，提高了車輛行駛的平順性。