[发明专利]一种以电池为能源的机械并联模块化组合式电驱动系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电驱动系统，特别涉及一种以电池为能源的机械并联模块化组合式电驱动系统。

背景技术

随着传统石油能源价格的不断上涨和由于大量使用其造成的环境污染问题，使得人们不得不思考其替代解决方案。以电池为电源的电动驱动系统由于其经济性良好，环境友好等特性获得了人们的广泛关注。这些年来也取得了一些广泛的应用，尤其在低速小功率的范围内（如电动自行车）获得了广泛的应用。但是由于一些技术问题，在较大功率场合以电池为电源的电驱系统应用就显得比较有限了。

其主要原因是存在以下技术问题：较小的功率意味着用较小的电流和电压就可以达到使用的要求，如电动自行车采用36V左右的电压级别的电池即可满足其几百W的功率需要。所需要的最大电流也不过数十A而已。比较好解决。

 如果要驱动类似于小轿车和大巴车这样的大型车辆。需要上百KW的输出功率。如果还采用36V电压的话，所需要的电流将大的不可接受。所以目前所有的较大功率输出的电动车辆都采用较高的工作电压，以便把电流控制在可以接受的程度。但是大量的电池串联就会带来另外的一个不可忽视的问题，就是串联电池组整体寿命低于电池单体寿命的问题，成本太高。

一般电池厂家经常会给一个指标，如磷酸铁锂电池单体电池循环寿命1500次左右。这相当于即使每天完成一次完全的充放电，电池都能够使用3-5年，考虑到汽车行驶的里程。电池寿命基本接近汽车本身的寿命，但实际情况往往相差很远。电芯单体循环寿命即便做到千次以上，但是只要电池一成组，检测结果循环寿命大多会锐减成单体时一半或更低，这已经成为事实，难以满足新能源汽车使用要求，只有成组技术突破了，才能真正解决电动汽车产业化发展的问题。

安全性永远是第一位的，为了达到较大输出功率，电池组本身较高的直流电压也是有一定的危险性。况且电池如果用在车辆上，完全有可能发生碰撞、进水等事故。如何彻底的解决高电压带来的潜在风险，也是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电池能量易于补充，降低了对电池管理系统设计的要求，单个电驱动单元需要的电池数量并不多，电池管理系统的复杂度大大降低，能够提高系统的可靠性和稳定性，使用灵活，维修方便的以电池为能源的机械并联模块化组合式电驱动系统。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种以电池为能源的机械并联模块化组合式电驱动系统，它包括至少一个电驱动单元和一个控制器，电驱动单元分别通过总线与控制器相连，每个电驱动单元的输出通过机械结构刚性连接；

所述的电驱动单元包括电池、电池检测电路、电力调节器、外部电源、电动机和动力传动机构，电池检测电路检测电池的工作状态，并将检测信号传输到电力调节器；电力调节器分别与电池、外部电源和电动机相连，电动机通过动力传动机构进行动力输出；

所述电力调节器将电池的输出按照控制要求输送到电动机，实现电能向机械能的转化；电力调节器还将电动机被反向拖动发出的电能或外部电源的电能输送到电池，对电池充电。

所述的电驱动单元的输出之间的连接方式为：将所有电动机的转子连接在同一个转轴上，以相同的转速工作。

所述的电驱动单元的输出之间的连接方式为：链条连接。

所述的电驱动单元的输出之间的连接方式为：同步皮带连接。

所述的电驱动单元的输出之间的连接方式为：齿轮连接。

所述的电驱动单元除了输出通过机械结构刚性连接之外，每个电驱动单元相互独立，不与其他任何电驱动单元中的其他元件进行任何方式的连接。

本发明的有益效果是：

1、电池可以采用外部电源直接充电和通过外部动力直接带动电动机旋转进而通过和电机相连的电力调节器向电池充电，电池能量易于补充，降低了对电池管理系统设计的要求，单个电驱动单元需要的电池数量并不多，电池的数量的减少使得电池管理系统的复杂度大大降低，能够提高系统的可靠性和稳定性；

2、使用灵活，电驱动单元的熟练可以根据需要任意的拼接，以达到所需的能量、功率、扭矩等要求，若某个电驱动单元有损坏或电池失效，只需更换该损坏单元即可，不影响整个系统的使用，维修方便；

3、传动效率高，变电气连接为刚性机械连接，电池紧挨电机，传输距离特短，可采用电压较低的电池，相比传统高压电池，安全性大大提高，还可以节约电线等材料，降低成本。

附图说明

图1为本发明的系统结构示意图；

图2为本发明的电动机的转子连接在同一个输出轴上的连接示意图；