[發明專利]一種用于輪轂電機驅動的無線電磁傳動系統及方法

在審

• 申請號: 202010315793.1
• 申請日: 2020-04-21
• 公開（公告）號: CN111490603A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: 鄒淵;張旭東;董玉剛;孫逢春;趙世奇
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: H02J50/10
• 分類號: H02J50/10;B60K7/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發明涉及一種用于輪轂電機驅動的無線電磁傳動系統，系統包括輪部用電單元、路基供電單元和車載充放電單元；輪部用電單元，包括車載接收線圈、路基接收線圈、輪邊超級電容和輪轂驅動電機，車載接收線圈與輪轂驅動電機連接，路基接收線圈與輪邊超級電容連接，車載接收線圈與路基接收線圈電連接；路基供電單元包括路基發射線圈，路基發射線圈與路基接收線圈耦合；車載充放電單元包括車側動力電池和車載發射線圈，車載發射線圈與車載接收線圈耦合。本發明還公開了一種用于輪轂電機驅動的無線電磁傳動方法。本發明的系統和方法，通過電磁場效應進行能量傳遞，釋放驅動單元和底盤間的機械/線纜的有形約束，解決現有技術線纜傳動線纜易損壞問題。

技術領域

本發明涉及無線功率傳輸技術領域，特別是涉及一種用于輪轂電機驅動的無線電磁傳動系統及方法。

背景技術

輪轂電機驅動單元是驅動輪模塊化和電氣化發展的典型代表性技術。輪轂電機驅動單元實現了驅動電機、變速/變矩傳動和制動功能的高集成化，同時輪轂電機驅動通過線纜供應電功率，實現了功率傳遞由機械傳動(依托機械軸系)向電傳動(依托電纜)的進一步發展。

輪轂電機的驅動要依托線纜實現電功率傳遞，對于線纜的電流承載能力和防護能力均提出了較高的要求，尤其是在極端條件下，如極寒、雨林、沼澤、沙漠、戰場等環境，線纜引發的可靠性及其維護仍是輪轂電機驅動面臨的重要挑戰，同時線纜布置制約著車身底盤結構進一步模塊化。

綜上，亟需發明一種通過電磁場進行驅動輪轂電機的新型傳動方式，釋放驅動單元和底盤間的機械/線纜的有形約束，實現不依賴機械軸系、電纜的場效應傳動。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于輪轂電機驅動的無線電磁傳動系統及方法，使得路基發射線圈、車側動力電池對輪轂電機同時進行場效應驅動，釋放驅動單元和底盤間的機械/線纜的有形約束，實現不依賴機械軸系、電纜的場效應傳動。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種用于輪轂電機驅動的無線電磁傳動系統，包括輪部用電單元、路基供電單元和車載充放電單元；

所述輪部用電單元，包括車載接收線圈、路基接收線圈、輪邊超級電容和輪轂驅動電機，所述車載接收線圈與所述輪轂驅動電機連接，所述路基接收線圈與所述輪邊超級電容連接，所述車載接收線圈與所述路基接收線圈電連接，所述車載接收線圈、路基接收線圈、輪邊超級電容和輪轂驅動電機集成在輪胎內部形成模塊化輪部用電單元；

所述路基供電單元位于路面之下，包括路基發射線圈，所述路基發射線圈與所述路基接收線圈耦合；

所述車載充放電單元位于車輛底盤內，包括車側動力電池和車載發射線圈，所述車載發射線圈與所述車載接收線圈耦合。

一種用于輪轂電機驅動的無線電磁傳動方法，所述無線電磁傳動方法為車輛靜止充電方法，該方法包括：

當路基接收線圈與路基發射線圈接觸時，路基側控制開關閉合，路基發射線圈為無線電磁傳動系統提供充電磁場；

當路基接收線圈位于路基發射線圈內時，車輛停止行駛，路基發射線圈經路基接收線圈為輪邊超級電容充電；

當輪邊超級電容電量飽和時，判斷車輛是否駛離路基發射線圈，得到判斷結果；

當所述判斷結果表示是時，路基側控制開關斷開，無線電磁傳送系統斷開；

當所述判斷結果表示否時，所述路基發射線圈經路基接收線圈將電能傳遞至車載接收線圈，再經車載發射線圈為車側動力電池充電；

輪邊超級電容和/或車側動力電池為輪轂驅動電機提供車輛行駛所需的電量。

一種用于輪轂電機驅動的無線電磁傳動方法，所述無線電磁傳動方法為車輛移動充電方法，該方法包括：