專利名稱：一種雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及電機(jī)及其控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種雙電源供電的雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
[0002]目前，在混合動力汽車和純電動汽車汽車不斷發(fā)展的同時(shí)，對汽車驅(qū)動系統(tǒng)在不同路況下的工作性能、工作模式以及節(jié)能效果有了更高的要求。傳統(tǒng)的三相交流電機(jī)在面對不同路況以及驅(qū)動系統(tǒng)位于不同的行駛狀態(tài)時(shí)，不能實(shí)現(xiàn)多元的工作方案之間的轉(zhuǎn)換， 也不能根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)的實(shí)際功率需求采用相應(yīng)的驅(qū)動方案以節(jié)約能量。且在驅(qū)動系統(tǒng)缺相的 等故障模式下，三相電機(jī)繞組電流急劇上升，振動噪聲增大，影響系統(tǒng)的運(yùn)行性能和壽命，甚至危及駕駛安全，可靠性較差。因此，對于混合動力汽車和純電動汽車等對電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)可靠性及實(shí)用性要求較高的場合，電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)需要進(jìn)行升級和改造。實(shí)用新型內(nèi)容[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種可適應(yīng)各種路況和行駛狀態(tài)，且可在電機(jī)出現(xiàn)故障的情況下具有一定的繼續(xù)工作能力的雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。[0004]本實(shí)用新型是采取以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的包括具有第一繞組的第一電機(jī)、具有第二繞組的第二電機(jī)、機(jī)械耦合裝置、第一電源、第二電源、邏輯算法電路、驅(qū)動電路、交直流轉(zhuǎn)換模塊、控制模塊，第一電機(jī)和第二電機(jī)為交流電機(jī)，其特征在于第一電機(jī)和第二電機(jī)耦合至機(jī)械耦合裝置，第一電源和第二電源分別耦合至交直流轉(zhuǎn)換模塊，驅(qū)動電路耦合至交直流轉(zhuǎn)換模塊，交直流轉(zhuǎn)換模塊耦合至第一電機(jī)的第一繞組以及第二電機(jī)的第二繞組的出線端，邏輯算法電路耦合至驅(qū)動電路，控制模塊耦合至邏輯算法電路。[0005]第一繞組和第二繞組為三相繞組，第一繞組和第二繞組為定子繞組。機(jī)械耦合裝置為聯(lián)軸器或皮帶傳動機(jī)構(gòu)或齒輪傳動機(jī)構(gòu)。第一電機(jī)的通過其轉(zhuǎn)軸耦合至機(jī)械耦合裝置，第二電機(jī)的通過其轉(zhuǎn)軸耦合至機(jī)械耦合裝置。[0006]驅(qū)動電路對輸入其的信號進(jìn)行功率放大，第一電源為直流電源，第一電源與第一電機(jī)形成供能匹配；第二電源為直流電源，第二電源第二電機(jī)形成供能匹配，交直流轉(zhuǎn)換模塊對第一電源和第二電源所輸入的直流電流進(jìn)行直流變交流的轉(zhuǎn)換，對第一電機(jī)和第二電機(jī)所回流的交流電流進(jìn)行交流變直流的轉(zhuǎn)換。[0007]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果，具體體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面[0008]汽車驅(qū)動系統(tǒng)由控制模塊根據(jù)其米集的第一電源、第二電源、第一電機(jī)、第二電機(jī)、以及車輛行駛信息、路況信息等，做出合理的能源分配方案，并向下級模塊輸出指令，從而實(shí)現(xiàn)第一電源、第二電源、第一電機(jī)和第二電機(jī)間的功率分配，以實(shí)現(xiàn)最佳的系統(tǒng)工作和節(jié)能效果。[0009]具體可體現(xiàn)為第一電源供電，第二電源不供電，第一電機(jī)工作；或第一電源不供電，第二電源供電，第二電機(jī)工作；或第一電源和第二電源共同供電，兩電機(jī)均工作；或第一電源接受第一電機(jī)提供的電能從而進(jìn)行充電，第二電源進(jìn)行不充電；或第二電源接受第二電機(jī)提供的電能從而進(jìn)行充電，第一電源不進(jìn)行充電；或第一電源和第二電源同時(shí)接受所匹配的電機(jī)提供的電能從而進(jìn)行充電。[0010]此外，當(dāng)其中一個(gè)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，另一個(gè)未發(fā)生故障的電機(jī)可以繼續(xù)工作，以保證驅(qū)動系統(tǒng)正常運(yùn)行，提高了系統(tǒng)的可靠性。


[0011]圖I是本實(shí)用新型的雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
[0012]
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例做進(jìn)一步詳述，以下關(guān)于本實(shí)用新型的實(shí)施方式的描述只是示例性，并不是為了限制本實(shí)用新型的所要保護(hù)的主題，對于本實(shí)用新型所描述的實(shí)施例還存在的其他在權(quán)利要求保護(hù)范圍內(nèi)的變化，都屬于本實(shí)用新型所需要保護(hù)的主題。[0013]對于本實(shí)用新型中所提到得“耦合”，根據(jù)電氣、電子、機(jī)械領(lǐng)域的定義，是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電路元件或電網(wǎng)絡(luò)的輸入與輸出之間存在緊密配合與相互影響， 并通過相互作用從一側(cè)向另一側(cè)傳輸信號或能量的現(xiàn)象，概括的說耦合就是指兩個(gè)或兩個(gè)以上的實(shí)體相互依賴于對方的一個(gè)量度。在本實(shí)用新型中可以理解為數(shù)字信號、電壓、電流、力等能量流的傳輸方式，根據(jù)各模塊之間的不同情況下作用關(guān)系本實(shí)用新型的中的“耦合”可以進(jìn)一步理解為直接連接或間接連接。所以雖然本實(shí)用新型的實(shí)施例中公布了一種各個(gè)組件的示例性布局和結(jié)構(gòu)，但該實(shí)用新型的保護(hù)主題內(nèi)還包含在保護(hù)主題的范圍內(nèi)具有不同的稱合方式下的其他布局和結(jié)構(gòu)。[0014]如附圖I，其中，I是第一繞組，2是第一電機(jī)，3是第二繞組，4是第二電機(jī)，5是機(jī)械耦合裝置，6是第一電源，7是第二電源，8是邏輯算法電路，9是驅(qū)動電路，10是交直流轉(zhuǎn)換模塊，11是控制模塊，12是轉(zhuǎn)軸，13是轉(zhuǎn)軸。如圖I，第一電機(jī)2具有第一繞組I，第二電機(jī)4具有第二繞組3，第一電機(jī)2通過轉(zhuǎn)軸12耦合至機(jī)械耦合裝置5，第二電機(jī)4通過轉(zhuǎn)軸13耦合至機(jī)械耦合裝置5，第一繞組I 和第二繞組3均為三相繞組，第一電機(jī)2和第二電機(jī)4均為交流電機(jī)。機(jī)械耦合裝置5為連軸器或齒輪機(jī)構(gòu)或皮帶傳動機(jī)構(gòu)，作用為將第一電機(jī)2和第二電機(jī)4所輸出的力矩進(jìn)行疊加，從而實(shí)現(xiàn)驅(qū)動系統(tǒng)不同驅(qū)動方案下力矩輸出的變化，且可使第一電機(jī)2和第二電機(jī)4 之間形成機(jī)械聯(lián)動結(jié)構(gòu)。[0016]第一電源6、第二電源7分別連接至交直流轉(zhuǎn)換模塊10，第一電源6和第二電源7 之間相互獨(dú)立，交直流轉(zhuǎn)換模塊10的與第一電機(jī)2的第一繞組I和第二電機(jī)4的第二繞組 3的出線端分別連接，第一電源6作為第一電機(jī)2供電來源,第二電源7作為第二電機(jī)4的供電來源。第一電源6為電池或?yàn)殡娙荩诙娫?為電池或電容?？刂颇K11連接至邏輯算法電路8，邏輯算法電路8連接至驅(qū)動電路9，驅(qū)動電路9連接至交直流轉(zhuǎn)換模塊10。[0017]控制模塊11接收來自第一電源6和第二電源7的電壓信息、電流信息、電荷狀態(tài)信息，以及第一電機(jī)2和第二電機(jī)4的轉(zhuǎn)速信息、路況信息、車速信息、駕駛員的指令信息等信息。并根據(jù)接收到的信息向邏輯算法電路8發(fā)出指令，邏輯算法電路8對指令進(jìn)行接收后將處理和運(yùn)算結(jié)果傳遞至下一級的驅(qū)動電路9，驅(qū)動電路9將接收到的信號進(jìn)行功率放大之后傳遞至交直流轉(zhuǎn)換模塊10,交直流轉(zhuǎn)換模塊10可將第一電源6和第二電源7所輸入的直流電流轉(zhuǎn)換為交流電流，也可將由第一電機(jī)2或第二電機(jī)4所回流的交流電流轉(zhuǎn)換為直流電流，交直流轉(zhuǎn)換模塊10對通過其的能量流的進(jìn)行交流-直流或直流-交流變換，并實(shí)現(xiàn)第一電源6與第一電機(jī)2以及第二電源4與第二電機(jī)4之間能量流的通斷的切換，完成對第一電機(jī)2、第二電機(jī)4、第一電源6和第二電源7的工作方式的切換。[0018]控制模塊11根據(jù)不同情況配置驅(qū)動系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對第一電機(jī)2和第一電源6之間能量通路的方向和通斷的切換以及第二電機(jī)4和第二電源7之間能量通路的方向和通斷的切換為本驅(qū)動系統(tǒng)的主要技術(shù)路線。表現(xiàn)形式為第一電源6供電，第二電源7不供電；或第一電源6不供電，第二電源7供電；或第一電源6和第二電源7共同供電；或第一電源6接受第一電機(jī)2所提供的電能從而進(jìn)行充電，第二電源7不進(jìn)行充電；或第二電源7接受第二電機(jī)4所提供的電能從而進(jìn)行充電，第一電源6不進(jìn)行充電；或第一電源6和第二電源7同時(shí)接受各自所匹配的電機(jī)所提供的電能從而進(jìn)行充電等工作方式。[0019]接下來將根據(jù)汽車在不同路況和行駛狀態(tài)下對以上工作方式的實(shí)施方式作進(jìn)一步說明。以下工作方式中，第一電源6供電對應(yīng)為第一電機(jī)2運(yùn)轉(zhuǎn),第二電源7供電對應(yīng)為第二電機(jī)4運(yùn)轉(zhuǎn),兩個(gè)電機(jī)的動力輸出通過機(jī)械I禹合裝置5 I禹合后輸出兩個(gè)電機(jī)的動力輸出之和。[0020]當(dāng)汽車處于啟動狀態(tài)時(shí)，由于汽車的載荷、路況 、所要求的加速度等情況的不同， 汽車所需的啟動功率也不同，系統(tǒng)可根據(jù)所需啟動功率的大小自動配置為所需功率小時(shí)配置為第一電源6獨(dú)立供電或第二電源7獨(dú)自供電，所需功率大時(shí)配置為第一電源6和第二電源7共同供電。[0021]當(dāng)汽車處于勻速行駛狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)通常自動配置為第一電源6或第二電源7獨(dú)自供電，但若汽車的載荷過大，或路況阻力較大的情況下也可自動配置為第一電源6和第二電源7共同供電。[0022]當(dāng)汽車處于加速行駛狀態(tài)時(shí)，根據(jù)汽車載荷、路況、所要求的加速度等情況，系統(tǒng)可根據(jù)所需功率的大小自動配置為所需功率小時(shí)由第一電源6獨(dú)自供電或第二電源7獨(dú)自供電，所需功率大時(shí)自動配置為第一電源6和第二電源7共同供電。[0023]當(dāng)汽車處于剎車或滑行的行駛狀態(tài)時(shí)，系統(tǒng)配置為回收電機(jī)產(chǎn)生的電能至所匹配的電源。根據(jù)減速的加速度和剎車力度所決定的電機(jī)產(chǎn)生的可回收的電能，系統(tǒng)可根據(jù)電機(jī)狀態(tài)、電源狀態(tài)、行駛狀態(tài)等狀態(tài)信息配置為以下電能回收方案第一電源6接收電能， 第二電源7不接收電能；或第二電源7接收電能，第一電源6不接收電能；或第一電源6和第二電源7同時(shí)接收電能。[0024]關(guān)于電源6和電源7對兩個(gè)電機(jī)的電能回收的技術(shù)方案在這里做進(jìn)一步說明控制模塊11發(fā)出指令至邏輯算法電路8再至驅(qū)動電路9最后至交直流轉(zhuǎn)換電路10，完成驅(qū)動系統(tǒng)工作方式的配置。一種方式為由一個(gè)電源經(jīng)交直流轉(zhuǎn)換模塊逆變后驅(qū)動其所匹配的電機(jī)，另一個(gè)電機(jī)通過機(jī)械耦合裝置5進(jìn)行聯(lián)動，其定子繞組產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流經(jīng)交直流轉(zhuǎn)換模塊10整流后給另一個(gè)未進(jìn)行供電的電源進(jìn)行充電；另一種方式為由外部動力帶動交流電機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)電機(jī)的定子繞組均感應(yīng)轉(zhuǎn)子磁場而產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)交直流轉(zhuǎn)換模塊10整流后對其所匹配的電源進(jìn)行充電。上述描述為驅(qū)動系統(tǒng)在開啟充電的回路情況下的工作方案，驅(qū)動系統(tǒng)在實(shí)際的行駛過程中，控制模塊11會通過采集電機(jī)狀態(tài)信息、電源電壓及荷電狀態(tài)等狀態(tài)信息、駕駛員操作信息和路況、速度信息等確定當(dāng)前是否進(jìn)行電能回收，以及兩個(gè)電源各自的充電方案，從而進(jìn)一步對驅(qū)動系統(tǒng)進(jìn)行配置，在當(dāng)電源已充滿電或存在其他不適宜對電源進(jìn)行充電的情況下，驅(qū)動系統(tǒng)將不開啟充電回路，或在充電過程中斷開充電回路。第一電源6充電回路的通斷和第二電源7的充電回路的通斷，是相互獨(dú)立的。若電機(jī)為交流異步電機(jī)，則在開啟某個(gè)電源的充電回路時(shí)，需向該電源所匹配的電機(jī)的繞組提供勵磁；若電機(jī)為永磁電機(jī)，則在開啟某個(gè)電源的充電回路時(shí)，不需向該電源所匹配的電機(jī)的繞組提供勵磁。[0025]關(guān)于電源供電和電機(jī)的電能回收，均為第一電源6與第一電機(jī)2相匹配，第二電源 7與第二電機(jī)相4匹配。即第一電源6供電至第一電機(jī)2,第一電機(jī)2的能量回收至第一電源6 ;第二電源7供電至第二電機(jī)4，第二電機(jī)4 的能量回收至第二電源7。[0026]關(guān)于該驅(qū)動系統(tǒng)在電機(jī)發(fā)生故障時(shí)的工作方式如下。當(dāng)兩個(gè)電機(jī)的其中一個(gè)電機(jī)發(fā)生故障時(shí)，由控制模塊11根據(jù)所采集的電機(jī)狀態(tài)等信息配置邏輯算法電路8，邏輯算法電路8配置驅(qū)動電路9，驅(qū)動電路9配置交直流轉(zhuǎn)換模塊10，使未發(fā)生故障的另一個(gè)電機(jī)在與之對應(yīng)的電源的供電下保證驅(qū)動系統(tǒng)繼續(xù)運(yùn)行。[0027]對于為本實(shí)用新型的示范性實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解為是本實(shí)用新型的權(quán)利要求書的保護(hù)范圍內(nèi)其中的某一種示范性示例，具有對本領(lǐng)域技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的技術(shù)方案的指導(dǎo)性作用，而非對本實(shí)用新型的限定。
權(quán)利要求1.一種雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，包括具有第一繞組(I)的第一電機(jī)(2)、具有第二繞組(3)的第二電機(jī)(4)、機(jī)械耦合裝置(5)、第一電源(6)、第二電源(7)、邏輯算法電路(8)、驅(qū)動電路 (9 )、交直流轉(zhuǎn)換模塊(10 )、控制模塊(11)，第一電機(jī)(2 )和第二電機(jī)(4 )為交流電機(jī)，其特征在于第一電機(jī)(2)和第二電機(jī)(4)稱合至機(jī)械稱合裝置(5),第一電源(6)和第二電源 (7 )分別耦合至交直流轉(zhuǎn)換模塊(10 )，驅(qū)動電路(9 )耦合至交直流轉(zhuǎn)換模塊(10 )，交直流轉(zhuǎn)換模塊(10)耦合至第一電機(jī)(2)的第一繞組(I)以及第二電機(jī)(4)的第二繞組(3)的出線端，邏輯算法電路(8 )耦合至驅(qū)動電路(9 )，控制模塊(11)耦合至邏輯算法電路(8 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述第一繞組(I)和第二繞組(3)為三相繞組，第一繞組(I)和第二繞組(3)為定子繞組。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述機(jī)械耦合裝置(5)為聯(lián)軸器或皮帶傳動機(jī)構(gòu)或齒輪傳動機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述第一電機(jī)(2)的通過其轉(zhuǎn)軸(12)稱合至機(jī)械稱合裝置(5),第二電機(jī)(4)的通過其轉(zhuǎn)軸(13)稱合至機(jī)械稱合裝置(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述驅(qū)動電路(9)對輸入其的信號進(jìn)行功率放大。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述第一電源(6)為直流電源，第一電源(6)與第一電機(jī)(2)形成供能匹配；第二電源(7)為直流電源，第二電源(7) 第二電機(jī)(4)形成供能匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于所述交直流轉(zhuǎn)換模塊(10)對第一電源(6)和第二電源(7)所輸入的直流電流進(jìn)行直流變交流的轉(zhuǎn)換，對第一電機(jī)(2)和第二電機(jī)(4)所回流的交流電流進(jìn)行交流變直流的轉(zhuǎn)換。
專利摘要本實(shí)用新型公布了一種雙電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)，第一電機(jī)(2)和第二電機(jī)(4)耦合至機(jī)械耦合裝置(5)，第一電源(6)和第二電源(7)分別耦合至交直流轉(zhuǎn)換模塊(10)，驅(qū)動電路(9)耦合至交直流轉(zhuǎn)換模塊(10)，交直流轉(zhuǎn)換模塊(10)耦合至第一電機(jī)(2)的第一繞組(1)以及第二電機(jī)(4)的第二繞組(3)的出線端，邏輯算法電路(8)耦合至驅(qū)動電路(9)，控制模塊(11)耦合至邏輯算法電路(8)。針對傳統(tǒng)電機(jī)系統(tǒng)的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)出一種可優(yōu)化電源供電和配置并提高工作的可靠性的電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。
文檔編號B60L15/00GK202782737SQ20122041177
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者趙雷, 余國權(quán), 章紫星 申請人:天津市松正電動汽車技術(shù)股份有限公司