[发明专利]高集成度轮毂SR直接驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种SR电机控制技术领域，尤其是一种SR电机控制装置。

背景技术

随着节能减排的深入，电动汽车已被公认为节能环保的未来汽车。而所包含的燃料电池、混合动力或纯电动任一类电动汽车都需用电机作为执行机构来驱动车轮行驶，因此如何充分发挥电机的各项优势，选择较佳的驱动结构对电动汽车推广应用意义重大。综合车辆动力学、电机拖动及其自动控制工程等多项理论分析，采用轮毂电机直接驱动电动汽车可归纳总结出如下诸多优点：简化机械结构和降低车载自重以利汽车结构布局，即可省去所有庞大而笨重的机械传动链，以腾出大量空间供蓄电池布局，又提高了动能传输效率；可降低汽车质心与车身高度；易实现四轮驱动四轮转向来提高车轮对地面附着力、转向性能以及动能回收率；提高了车轮控制快速响应性，以更易实现传统轿车较难实施的各种高性能控制，从而可极大改善汽车行驶安全性、操控性和稳定性。

目前国际上也已越来越多地认识到采用轮毂电机直驱的优越性，近年来美、英、法、德等国纷纷将轮毂电机应用于越野车上，并取得相应成果。即通过理论分析和实践证实，均说明轮毂电机是电动汽车的最佳、最终驱动方式。但为方便应用和提高可靠性，需实行机电一体化控制模式：即将电机与其驱动控制器均集成在轮胎轮辋内，并采用CPU总线控制方式，以大大减少电动汽车各控制部件间的硬件连线。如此即提高可靠性，便于故障诊断和维修；也为普及应用后能极大提高其性价比打好基础。

解决电动汽车普及的关键问题是提高整车性价比和其续行里程。为提高纯电动汽车续驶里程，全球各国已在蓄电池比能量、比功率的瓶颈口上花费了数十年和大量经费。而采用轮毂电机即可使车载自重与能源消耗得以良性循环：即能腾出更多空间供蓄电池布局用，又能减轻车载自重和提高动能传输效率；并根据只有驱动轮才能实现动能回收，即使轮毂电机在降速制动和下坡过程中能直接经发电回馈，来更有效地提高能量回收率。

我国已是电动自行车用轮毂电机的全球最大产销国。而对于汽车用轮毂电机，全球有名研制商Protean Electric普洛透斯电气公司近虽也已推出高集成度轮毂电机，即将外转子电机与其驱动控制器以及刹车系统等均集成安装在18吋车轮的轮辋内，它与外部连接只有两根电源线、一束控制线和两根冷却用水管。如此极大地方便了整车厂与电动汽车对接应用和整车布局，但需强调的是：它采用了永磁同步电机。

发明内容

为了克服已有SR电机调速技术的集成度较低、无法同时在低速段和高速段获得较高效率的不足，本发明提供了一种集成度高、且能够实现在低速段和高速段均获得较高效率的高集成度轮毂SR直接驱动装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是： 

一种高集成度轮毂SR直接驱动装置，该SR电机由蓄电池组供电，所述蓄电池组包括2N个蓄电池，N为正整数，所述2N个蓄电池通过串并联实现m个级别的电压等级，从低到高分别为U1、U2、…、Um，m为大于等于2的自然数，其中，最低等级的电压U1为单个蓄电池的额定电压U，最高等级的电压Um为2NU，所述串并联的约束条件为：每个蓄电池的运行工况相同，且不同电压等级之间的切换通过接触器调整来实现；将所述电动汽车SR电机的额定转速设置m-1个调压速度节点，从低到高依次是V1、V2、…、Vm-1；

所述驱动控制器包括调速控制模块，用于当转速低于V1时，控制蓄电池组的供电电压为U1，当转速不低于V1且低于V2时，控制蓄电池组的供电电压为U2，依次类推，当转速不低于Vm-1时，控制蓄电池组的供电电压为Um

车轮轮辋内同时集成有开关磁阻SR电机和驱动控制器，所述开关磁阻SR电机与所述驱动控制器连接，所述驱动控制器分别与两根正负电源线、一束控制总线连接。

对于上述方案中，当转速低于最低额定转速V0时，V0＜V1，由驱动器采用电流斩波(CCC)控制；在不低于V0且低于V1时，由驱动器实现高效率的角度位置(APC)方式控制，该控制方式为本领域的常规控制方式，该两种情况下，控制蓄电池组的供电电压均为U；当电机的转速抬升后，均采用角度位置(APC)方式控制，按照本发明提供的方案，对蓄电池的供电电压实现分级控制。