[發明專利]雙轉子輪轂電機變壓充電制動能量回收系統及方法

在審

• 申請號: 202110344506.4
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113022318A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 何仁;張立偉
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B60L7/10
• 分類號: B60L7/10;B60L7/18;B60L15/20;B60L58/10;B60L50/64;B60L58/12
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本發明公開了一種雙轉子輪轂電機變壓充電制動能量回收系統及方法，包括雙轉子輪轂電機的內轉子線圈和外轉子線圈、與內轉子線圈連接的內電機控制器、與外轉子線圈連接的外電機控制器、所述內電機控制器和外電機控制器分別與BMS總控制器連接；所述第一動力電池組和第二動力電池組分別與BMS總控制器連接；再生制動控制器與BMS總控制器連接。制動能量回收方法為通過判斷電機制動模式、確定制動模式、確定再生制動力矩、確定動力電池電壓、確定參與制動能量回收的電池單體的組合等步驟。有益效果：本發明有效提高能量回收效率；通過切換模塊將參與制動的電機切換到SOC小的動力電池組進行充電，有利于實現兩個動力電池組的平衡。

技術領域

本發明涉及一種汽車輪轂電機制動能量回收系統及方法，特別指一種雙轉子輪轂電機變壓充電制動能量回收系統及方法，屬于電動汽車制動技術領域。

背景技術

輪轂電機由于取消了變速箱、傳動軸等部件，提高了驅動效率；同時輪轂電機更有利于各個輪胎驅動力和制動力的調節，能更好的實現對汽車運動的精確控制。輪轂電機作為新能源汽車的重要發展方向，已經得到了越來越多的高校、科研院所和車企的青睞。

針對單個輪轂電機需要寬調速范圍才能滿足汽車不同工況需求的問題，有學者提出了雙轉子輪轂電機的解決方案。

中國專利ZL201510453976.9公開了一種四輪驅動電動汽車的雙轉子輪轂電機及其動力傳遞方法。雙轉子電機通過與行星齒輪機構結合，能夠實現轉矩和轉速的耦合，實現了選用較小功率電機的情況下仍能夠滿足汽車不同工況的需求。

中國專利ZL201410162607.x公開了一種基于雙轉子電機的電動輪及其控制方法。通過雙轉子電機、外轉子電磁緩速制動器、內轉子電磁緩速制動器、摩擦制動器的配合，提供多種驅動工況和制動工況。具有擴大電機再生制動的使用范圍，增加了電動汽車的續駛里程和能源利用率，減少電動汽車的制動能量消耗的優點。

中國專利ZL201511009944.6公開了一種基于雙轉子電機的輪邊動力驅動系統及其控制方法。提供純電動驅動、混合動力驅動、制動能量回收、發電等功能，更好的匹配了汽車的不同運行工況。

以上專利更多的涉及雙轉子電機不同工作模式與汽車不同運行工況的匹配，針對如何具體提高雙轉子電機制動能量回收技術方面沒有涉及。

在電機能量回收方面，中國專利201510628638.4公開了一種動力電池的主動無損雙向均衡方法、裝置和電路。通過對高壓電池單體電池的正極開關和負極開關閉合給能量均衡模塊單元充電；控制低壓單體電池的正極開關和負極開關閉合使能量均衡單元給低電壓單體電池充電。該專利實現了動力電池內各單體電池以及電池包與電池包之間的能量均衡。但是方法需要借助能量均衡模塊，先由高壓的單體電池向均衡模塊放電，在由均衡模塊向低壓單體電池充電，通過兩次轉換，損耗較大。而且該方法針對的是電池在未充電的狀態下自身內部的能量均衡，沒有涉及到電池在充電過程中如何進行單體電池的能量均衡。

針對這個問題，中國專利申請號201711123651.X公開了一種基于BMS的輪轂電機再生制動的變壓充電結構及控制方法，在電機進行能量回收對電池進行充電的時候，通過BMS對參與能量回收的單體蓄電池數量控制，實現了對再生制動力矩精確控制的同時達到了均衡單體電池能量的目的。但是該方法，需要根據當前電機的轉速以及需求力矩確定參與再生制動的單體蓄電池數量，只適用于參數相同的電機。針對雙轉子輪轂電機，動力電池組不能提供同時滿足內電機和外電機需求的單體電池數量。

發明內容

發明目的：為了解決現有技術中存在的不足，針對變壓充電方法不能直接用于雙轉子輪轂電機的問題，本發明公開了一種雙轉子輪轂電機變壓充電制動能量回收系統及方法。