[发明专利]一种准差速锁和差速率控制系统、控制方法和汽车

说明书

将n个三相交流电机的所有绕组分相后依电机次序首尾连接，得到分属三个相位的三条边，三条边首尾连接构成大三角形接法，每条边内相邻绕组首尾接点为所在边的n等分点，大三角形每个顶点与对边相应的一个n等分点电气连接形成一条等分中线，三条等分中线连接后将大三角形切割出来的两部分在电气连接关系上等效于新的两个小三角形，小三角形的顶点均与大三角形三个顶点重合；三个顶点接通三相交流电源，每一个小三角形内电机仍保持在大三角形运行时的相同转向，且三个等分中线接通使电机之间实现准差速锁功能、断开则实现反载感电压分配的差速功能，这种相序连接关系称为三相交流电机的中线定理；通过中线上开关导通率Cy还可对差速率γ进行调制。

技术领域

本发明属于电机和新能源汽车电驱动系统控制技术领域，涉及一种准差速锁和差速率控制系统、控制方法和汽车。

背景技术

以电机为核心的电驱动系统，广泛应用于多种控制领域，特别是对于电驱动汽车。然而，现有的电驱动车辆，包括有电池单元、驱动电机、电子控制系统、差速器等装置，无论是燃油车辆还是混合动力或者纯电动汽车，其所配置差速器基本上是沿用传统机械差速器来承载两个驱动轮之间转速差异。这存在以下这些负面问题。

①机械差速器较为笨重，加大了车辆载荷设计难度，不利于车辆轻量化。

②机械差速器的使用存在插入损耗、降低机械能传输效率、导致轮系噪音增加。

③现有差速器无法进行锁止操作，少数配置有差速锁的差速器结构复杂、如为摩擦片式在工作时容易磨损和发热，缩短保养周期和增加维护成本、故障率增加。

④现有机械差速器和差速锁无法实现差速率控制。

⑤现有机械差速器及差速锁成本较高，而轮毂电机控制系统过于复杂且技术不成熟。

⑥对于永磁电机车辆来说，存在成本高、控制复杂、热致退磁以及继发电池损耗问题。

⑦采用永磁电机产业链还存在稀土紧缺资源的消耗和开采与加工过程的环保问题。

此外，有关于将电机改为内外双转子式的差速电机结构设计，这种设计是将内转子连接一个输出轴驱动一个车轮、再将外转子经齿轮反向后连接另一个输出轴驱动另一个车轮，或者外转子连接一个输出轴驱动一个车轮、内转子经齿轮反向后连接另一个输出轴驱动另一个车轮，这样内外转子输出轴转向一致，内外转子之间作用力即为电机驱动力，虽然可以实现差速效应，但这种结构不能实现差速锁功能，并且有一侧需要反向机构参与运转，一则降低效率、增加结构、增加重量、增加生产成本、增加维护成本，二则内外转子旋转动量很难一致，会导致两侧驱动车轮旋转动量失衡，存在转向风险，因此一直未得到实际应用。

鉴于上述现实问题，工业及车用电驱动系统亟需一种能克服上述技术问题的新技术出来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电控驱动系统，以期能够实现不需要机械差速器就能获得驱动轮之间差速效应、且能够无需机械差速锁就可以实现差速锁优秀的驱动性，以及提出差速率概念并且首创差速率控制系统及其方法，为解决上述背景技术中所述的一些技术问题、为机械差速控制领域、汽车电驱动技术提供新的技术方案和技术视野。

依据本发明的一方面，提供了一种准差速锁控制系统，其特殊之处在于，包括第一～第n这n个三相交流电机，其中n∈Z+且n≥2，每个交流电机包括三相绕组，

即：第1～第n电机的U相绕组分别为U1～Un、第1～第n电机的V相绕组分别为V1～Vn、第1～第n电机的W相绕组分别为W1～Wn；每个相绕组分别引出首端H和尾端T，其中，U1～Un绕组的首端分别为Hu1～Hun、尾端分别为Tu1～Tun，V1～Vn绕组的首端分别为Hv1～Hvn、尾端分别为Tv1～Tvn，W1～Wn绕组的首端分别为Hw1～Hwn、尾端分别为Tw1～Twn；