CN111629925B - 用于电动汽车的电动机驱动***、加工方法、电动车和车辆外壳 - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract
一种驱动***,涉及动力设备领域,该***包括:依次顺序连接的交流电机组、整流组件和直流电机组;交流电机组包括至少一个交流驱动电机(a),直流电机组包括至少一个直流驱动电机(b);整流组件包括至少一个整流器(17),整流器(17)包括三相输入端、直流输出端和直流输入端,直流电机组电气连接在直流输出端和直流输入端之间;交流驱动电机(b)的输出端与三相输入端口连接。该***工作时,在不同的负载条件下,***消耗的电能至少部分的在直流电机组和交流电机组之间窜移,从而同时利用了交流驱动电机(b)和直流驱动电机(a)的特性,进而提高整体***的电能利用率。
Description
相关申请交叉引用
本申请要求于2018年01月23日提交中国专利局的申请号为201810065817.5、名称为“用于电动汽车的电动机驱动***、加工方法、电动车和车辆外壳”的中国专利申请的优先权,其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请涉及动力设备领域,特别是涉及驱动***、加工方法,及车辆和车辆外壳。
背景技术
由于石油等化石燃料资源的日益枯竭,大量燃烧的化石燃料对环境造成严重破坏,电动车作为绿色能源车辆,由于污染小,被国家大力推广,但由于当前技术水平局限,电机性能、电池容量、体积、车辆外形设计和电力***设计都严重制约了电动汽车的发展。
为解决电机性能问题,本领域技术人员采取了多种不同的方式来提高电机整体性能,比如改进工作方式、改进电路连接关系等等。
但发明人发现,当前技术中已经出现的这些方式仍然有一定的不足。
发明内容
本申请所提供的一个技术方案主要解决的技术问题包括,提供一种用于电动汽车的电动机驱动***,通过将交流电机三相绕组的中性点散开连接整流器,使得流过三相绕组的交流电形成直流输出给直流电机,形成直流电机与交流电机的同步驱动,在交--直流转换过程中,利用直流电机的高扭矩输出的特性,提高电能利用率。
本申请所提供的某一个方案的第一个目的包括,:通过设置不同转速的交流分驱动电机和直流分驱动电机分别驱动汽车前桥和后桥,同时在汽车前桥和/或后桥上设置减速比低于6的减速箱,优选的采用减速比为2.2-4.5的减速箱,汽车的最高行驶速度大于100km/h;在车辆起步时,利用直流电机在低电压高电流下的低速高扭矩输出特性而获得足够的启动扭矩;在车辆高速行驶后,利用高转速的交流电机在低电流输入下高速输出,有效节省电能。
本申请所提供的某一个方案的第二个目的包括,:通过将不同特性的交流分驱动电机和直流分驱动电机电气串联用于电动车,在车辆高速行驶时,交流分驱动电机内三相绕组的输出电压较低而电流较大,而直流电机能够在最低电压为5V的情况下即能被驱动,使得高速行驶的车辆能够在输入较低电能下获得足够的驱动力,因而车辆更为节能省电。
本申请所提供的某一个方案的第三个目的包括,:通过设置不同速的电机,使得汽车在行驶在不同速度时,通过阻力变化,实现输出电能在电机间的自动窜移,实现传动车辆的自动变速功能。
解决上述技术问题中的至少一个技术问题,本申请采用的一个技术方案是:
一种用于电动车的电动机驱动***,包括电池、控制器、至少一个交流分驱动电机、至少一个整流器和至少一个直流分驱动电机;所述控制器连接电池以输出交流电;所述交流分驱动电机内至少设有三相绕组,所述三相绕组中每相绕组的首端均连接控制器,三相绕组中每相绕组的尾端之间相互分离;所述整流器包括三相输入端口和直流输出端口;所述交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述整流器的三相输入端口,所述整流器的直流输出端口电气连接直流分驱动电机。
可选地,所述交流分驱动电机和直流分驱动电机分别制成不同的额定转速,所述控制器输出的电能根据所述交流分驱动电机和直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
可选地,所述交流分驱动电机和直流分驱动电机分别连接不同速比的减速器,所述控制器输出的电能根据所述交流分驱动电机和直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
可选地,所述直流分驱动电机为有刷永磁直流电机,有刷永磁直流电机包括定子、转子、滑环和电刷,定子上设置永磁体和电刷,转子上设置电枢绕组和滑环,整流器输出的直流电通过电刷和滑环进入电枢绕组,产生电枢电流,电枢电流产生的磁场与定子永磁体相互作用产生电磁转矩,使电机旋转带动负载;或者定子上设置电枢绕组,转子上设置永磁体;电枢绕组的首端连接滑环,电枢绕组的尾端相连接形成回路。
可选地,所述直流分驱动电机为串励电机。
可选地,所述交流分驱动电机为交流异步电机或交流同步电机。
可选地,所述交流分驱动电机和直流分驱动电机同轴连接驱动汽车前桥或后桥。
可选地,所述交流分驱动电机和直流分驱动电机分别连接驱动汽车前桥和后桥。
可选地,还包括最高行驶速度大于100km/h的电动车,所述电动车包括前桥和后桥,所述前桥和/或后桥上设有相互连接传动的减速箱和差速器,所述交流分驱动电机和/或直流分驱动电机连接传动所述减速箱,所述减速箱的减速比为2.2-4.5。
可选地,还包括最高行驶速度大于100km/h的电动车,所述电动车包括前桥和后桥,所述前桥和/或后桥上设有相互连接传动的减速箱和差速器,所述交流分驱动电机和/或直流分驱动电机连接传动所述减速箱,所述减速箱的减速比为2.8-3.8。
可选地,所述整流器内设有三相二极管整流桥,所述三相二极管整流桥包括三个电气并联的单相二极管整流电路,所述三相绕组中的每相绕组的尾端分别电气连接单相二极管整流电路,三个单相二极管整流电路的两端分别同时连接于整流器的两个直流输出端口,所述直流分驱动电机或/和储电能装置接通两个直流输出端口后,三个单相二极管整流电路的两端连接导通形成回路,使得直流输出端口成为三相绕组星接所需的中性点。
可选地,所述直流分驱动电机有2个,包括相互电气串联或并联的第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机。
可选地,所述交流分驱动电机、第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别制成不同的额定转速,所述控制器输出的电能根据交流分驱动电机、第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
可选地,所述交流分驱动电机、第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别连接不同速比的减速器,所述控制器输出的电能根据交流分驱动电机、第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
可选地,所述第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机为有刷永磁直流电机或串励电机。第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机可分别为有刷永磁直流电机和串励电机,有刷永磁直流电机包括定子、转子、滑环和电刷,定子上设置永磁体和电刷,转子上设置电枢绕组和滑环,整流器输出的直流电通过电刷和滑环进入电枢绕组,产生电枢电流,电枢电流产生的磁场与定子永磁体相互作用产生电磁转矩,使电机旋转带动负载;电枢绕组的首端连接滑环,电枢绕组的尾端相分离后连接串励电机作为串励电机的电能输入,使得交流分驱动电机、第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机被串联同步驱动。
可选地,所述交流分驱动电机为交流异步电机或交流同步电机。
可选地,所述直流分驱动电机有3个,包括相互电气串联或并联的第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机。
可选地,所述交流分驱动电机、第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机分别制成不同的额定转速,所述控制器输出的电能根据交流分驱动电机、第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
可选地,所述交流分驱动电机、第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机分别连接不同速比的减速器,所述控制器输出的电能根据交流分驱动电机、第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
可选地,所述第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机为有刷永磁直流电机或串励电机。
可选地,所述交流分驱动电机为交流异步电机或交流同步电机。
可选地,所述直流分驱动电机有4个,包括相互电气串联的第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机、第三直流分驱动电机和第四直流分驱动电机。
可选地,所述交流分驱动电机和第一直流分驱动电机同轴连接驱动汽车前桥,第二直流分驱动电机、第三直流分驱动电机和第四直流分驱动电机同轴连接驱动汽车后桥。
可选地,还包括最高行驶速度大于100km/h的电动车,所述电动车包括前桥和后桥,所述前桥和/或后桥上设有相互连接传动的减速箱和差速器,所述交流分驱动电机和第一直流分驱动电机同轴连接传动所述减速箱,所述减速箱的减速比为2.2-4.5。
可选地,还包括最高行驶速度大于100km/h的电动车,所述电动车包括前桥和后桥,所述前桥和/或后桥上设有相互连接传动的减速箱和差速器,所述交流分驱动电机和第一直流分驱动电机同轴连接传动所述减速箱,所述减速箱的减速比为2.5-3.7。
可选地,所述交流分驱动电机设有2个,包括相互电气串联连接第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机,所述第一交流分驱动电机内每相绕组的尾端直接连接第二交流分驱动电机内每相绕组的首端,第二交流分驱动电机内每相绕组的尾端连接所述整流器的三相输入端口。
可选地,所述第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机同轴串联连接。
可选地,所述第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机为交流异步电机或交流同步电机。
可选地,直流分驱动电机运转时的驱动电压为不少于5V。进一步的,直流分驱动电机运转时的驱动电压为5-96V。
与现有技术相比,本申请的优势包括:通过设置不同额定转速的电机和使用不同输出转速的减速箱,实现对车桥的不同速驱动;通过在交流分驱动电机三相绕组尾端串联设置直流分驱动电机,使得输入的电能能同时驱动交流分驱动电机和直流分驱动电机运行,实现直流分驱动电机的辅助驱动;
通过在交流分驱动电机三相绕组尾端串联设置低转速的直流分驱动电机,并设置较低速比的车桥,使得车辆起步时,可依靠直流电机提供大扭力输出,实现快速起步,在高速行驶时,交流分驱动电机消耗更低的驱动车辆,降低行驶功耗;
通过在交流分驱动电机三相绕组尾端连接多个直流电机,当其中一个电机受阻时,电能自行窜移到其他电机,使得电能自动以最佳配比驱动其他电机,提高电能利用率;
通过设置不同速的电机,使得汽车在行驶在不同速度时,通过阻力变化,实现输出电能在直流分驱动电机间的自动转移,实现传动车辆的自动变速功能。
本申请某个实施例提供了一种用于驱动电动机车的驱动***,该***主要为了实现如下技术效果,通过将交流分驱动电机三相绕组的中性点散开,并将散开后的每一项绕组的尾端均连接至整流器的输入端,使得流过三相绕组的交流电在整流器中形成直流电,并输出给直流分驱动电机,进而形成直流分驱动电机与交流分驱动电机的同步驱动,并且这交流分驱动电机和直流分驱动电机是连接在同一个驱动对象(如同一个车辆中)的。如此设置该***,使得在交--直流转换过程中,即利用直流分驱动电机的高扭矩输出的特性,又利用了交流分驱动电机的高转速特性,使得驱动对象在低速的情况下使用直流分驱动电机提供动力的比例更高,以及在高速情况下使用交流分驱动电机提供动力的比例更高,提高电能利用率。
某个实现方式下,本申请实施例所提供的驱动***,包括:交流电机组、整流组件和直流电机组;交流电机组包括至少一个交流分驱动电机;所述直流电机组包括至少一个直流分驱动电机;所述整流组件包括至少一个整流器;至少一个交流分驱动电机、至少一个整流器和至少一个直流分驱动电机顺序连接形成一条驱动线路;所述整流器包括多相输入端、直流输出端 和直流输入端,所述交流分驱动电机内至少设有多相绕组,多相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;至少一个所述整流器中的一个整流器被选作目标整流器,目标直流分驱动电机电气连接在目标整流器的所述直流输出端和直流输入端之间;目标交流分驱动电机的多相绕组中每相绕组的尾端分别连接目标整流器的多相输入端口;目标交流分驱动电机、目标整流器和目标直流分驱动电机均属于同一条驱动线路。进而,该***在工作时,当车辆处于不同速度的时候,***能够自适应的使电流在直流分驱动电机和交流分驱动电机之间发生偏移,从而利用了交流电机和直流电机的特性,进而有效的节省了电能。
本申请所提供的方案中,目标直流分驱动电机是直流分驱动电机中的一个,目标交流分驱动电机是交流分驱动电机中的一个。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***连接单一直流分驱动电机的结构示意图;
图2是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***连接电容组和单一直流分驱动电机的结构示意图;
图3是图1实施方案连接前后车桥差速器的装车应用结构示意图;
图4是图1实施方案的同轴连接前后车桥差速器的装车应用结构示意图;
图5是图4实施方案的主视图;
图6是图1实施方案同轴直接连接车轮的结构示意图;
图7是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的交流分驱动电机与直流分驱动电机的电气连接示意图;
图8是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的交流分驱动电机的转动原理图;
图9是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的交流分驱动电机内合成磁场的生成示意图;
图10是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的整流器的内部电路图;
图11是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的整流器的整流波形图;
图12是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的连体电机的结构示意图;
图13是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的连体电机的电气连接示意图;
图14是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的连体电机的内部结构示意图;
图15是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的交流分驱动电机连接双直流分驱动电机驱动前后车桥的结构示意图;
图16是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的交流分驱动电机与双直流分驱动电机同时驱动前桥的结构示意图;
图17是图16实施方案的主视图;
图18是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的减速箱的内部结构示意图;
图19是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的减速箱连接电机的结构示意图;
图20是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***连接三直流分驱动电机的结构示意图;
图21是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***连接三直流分驱动电机的另一方案示意图;
图22是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***连接单一直流分驱动电机的另一方案示意图;
图23是图1实施方案同时回充电源的结构示意图;
图24是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***采用双交流分驱动电机的结构示意图;
图25是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***采用双交流分驱动电机的另一方案的结构示意图;
图26是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的交流分驱动电机分多路充电的结构示意图;
图27是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***采用双交流分驱动电机的装车示意图;
图28是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***分多路充电容的结构示意图;
图29是图4实施方案连接单向轴承的结构示意图;
图30是图29实施方案连接额外金属空气电池的结构示意图;
图31是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***采用双交流分驱动电机同时回充电容的结构示意图;
图32是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***采用4个直流分驱动电机的结构示意图;
图33是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的采用单一有刷永磁直流电机的结构示意图;
图34是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的有刷永磁直流电机连接1个串励电机的结构示意图;
图35是本申请一种用于电动汽车的电动机驱动***的有刷永磁直流电机连接2个串励电机的结构示意图;
图36是本申请所提供的驱动***中驱动***所驱动的一种两轮电动车的结构示意图;
图37是实验例1中,使用本申请所提供的驱动***对车辆进行驱动时的一种结构性示意图;
图38是实验例13中,使用本申请所提供的驱动***对车辆进行驱动时的一种结构性示意图;
图39是实验例15中,使用本申请所提供的驱动***对车辆进行驱动时的一种结构性示意图;
图40-43是实验例14、实施例16中,使用本申请所提供的驱动***对车辆进行驱动时的一种结构性示意图;
附图中各部件的标记如下:
a、交流分驱动电机,b、b’、直流分驱动电机,c、第二直流分驱动电机,d、第三直流分驱动电机,1、线圈,2、定子,3、转子,4、继电器,5、控制开关,10、输出轴,12、电源,14、控制器,17、整流器,23、驱动电机,24、电容组,26、短路开关,29、调速踏板,30、减速箱,31、发电机,30’、第二减速箱,33、33’、单向轴承,35、主轴。
具体实施方式
下面将对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。
相关技术中已经存在了大量的电动车和设置在其内部的驱动***,这些驱动***通常是以交流电动机或直流电动机作为核心驱动部件。随着技术的发展,出现了一定的改进方案,下面对与本申请所提供的技术方案有相关性的其它技术方案进行简要说明。这些技术方案可以分为多组对比文件。
第一组对比文件:
CN200880118077.1-电动机组和齿轮传动装置公开了:
一种电动机组,该电动机组由多个三相交流电机组成,多个三项交流电机的输出连接到同一个负载上。该方案中,主要采用齿轮传动结构来替代了传统方案中在三相交流电机上设置检测是否断线的传感器,以实现如下技术效果:其中某个电机的配线产生断线时,该电动机组不会在异常状态下继续驱动从动部件。
简单来看该方案的结构,该电动机组包括多个三相交流电机,多个电机的输出轴与1个从动部件连接。多个电机串联电连接。由于多个电机之间是串联电连接的,所以当其中某个电机的配线产生断线时,所有电机都会停止转动。当其中某个电机的配线产生断线时,不会由剩下的电机继续转动从动部件,以此避免电机超载的情况发生,保证了电机的寿命。
上述CN200880118077.1-电动机组和齿轮传动装置,与本方案的关联性在于,这篇文献中公开了使用多个交流电机串联的方案,但这与本方案的核心相比,仍然未公开交流电机与直流电机串联的这一特征。
CN200410017157.1-一种节能电动机组合及制造方法,公开了:
一种节能电动机组合及制造方法,该节能电动机组合由两台相同铭牌数据的三相异步电动机组成,两台电动机串联连接;两台电动机定子线槽内的绝缘漆包线以两线并绕的方式分别 重新绕成三相绕组,每相绕组的匝数为原电动机的1/2匝数,定子线槽内每两根绝缘漆包线端部并联在一起,而后接到接线盒上;电动机1接线盒中的输入端U1、V1、W1不能相互接通,输出端W2、U2、V2分别接到电动机2接线盒中的输入端U1、V1、W1;将电动机2接线盒中的输出端W2、U2、V2并联在一起。该申请的技术效果是转换成同量机械能时,仅消耗一半电能。
CN200880118077.1-电动机组和齿轮传动装置和CN200410017157.1-一种节能电动机组合及制造方法,这两个专利均公开了两个交流电机串联的方案,但经过申请人的实际验证和查阅相关资料,其技术在实现过程中会遇到新的问题,比如两个或多个三项交流电机的之间的参数难以保证完全相同(主要指制造工艺上给电机所带来的差别,并非是设置参数时要求两个电机参数不同),这就造成了当前一个交流电机能够启动的时候,后一个交流电机的定子无法提供正确的相位角,导致后一个交流电机无法启动,即使增加控制器,也无法很好的进行控制。
并且,这两个专利中也并未公开相应的技术启示,来说明直流电机和交流电机能够串联。
第二组对比文件:
CN201510179619.8-具有效率优化动力分配的双马达电动车辆驱动,公开了:
一种电动车辆驱动器,该驱动器具有第一马达/发电机、第二马达/发电机以及一组车轮。齿轮组将第一和第二马达/发电机与这组车轮连接使得总车轮扭矩在第一和第二马达/发电机之间有选择地分开。扭矩计算器响应操作者速度输入选择总扭矩目标。扭矩分配器根据响应瞬时马达/发电机速度和总扭矩目标选择的比率,通过将总扭矩目标分成第一和第二马达/发电机的第一和第二扭矩目标实质上使第一和第二马达/发电机的综合效率最大化。
该文献背景技术的最后一段公开了其方案所期望达到的技术目的是“保持电动车辆的马达/发电机在接近它的峰值效率点工作”。也就是,该文献期望使电动车辆的驱动器尽量保持较高的工作效率。
为了解决该技术问题,其增加了扭矩分配器,通过建立查找表,并且在需要的时候采用查表的方式来查找速度范围和总扭矩范围的对应关系,并采用查找到的结果来对应的调整每二个马达的扭矩。
该方案中并未限定两个马达之间的关系,并且其为了达到提高工作效率的目的的手段是通过内部施加控制信号的方式来实现,这与本申请所提供的申请方案不同(未公开直流电机和交流电机串联的方案)。本方案利用了交流电机和直流电机串联所形成的物理结构,自动的达到了提高效率的目的。
CN201480022954.0-电驱动***,公开了:
一种用于驱动输出的电驱动***。其在申请文件中分析了电机输出角速度和输入电流之间的关系,并且针对性的提供了一种以低速行驶时不易于失速停止且更有效率的驱动***。
该电驱动***的目的在于通过增加控制器,进而,通过控制器对两个电动机进行控制,控制可以分为两个阶段,在第一阶段中,将第一输入轴和第二输入轴驱动到第一初步角速度 ω1,p和第二初步角速度ω2,p,以使aω1,p≈bω2,p;随后在第二阶段中,改变第一角速度ω1、或者第二角速度ω2、或者改变这两者,以使aω1≠bω2,并且从ωout=0开始驱动输出。
与上一篇文献类似的,其发现了与本方案有一定相似度的技术问题,即电动机效率不够高的问题,但其采用的解决方式与前一篇专利的思路相似,均是采用内增控制器,采用内部生成电信号进行触发控制的机制来对电机进行更为精确的控制,很明显,这与本方案的方式不同,本方案中并没有内部独立的控制信号。
CN201710081544.9-双电机非对称动力分配效率优化方法及***,公开了:
一种双电机非对称动力分配效率优化方法,该方法的目的是为了解决了现有技术中单电机直驱方案不能兼顾低速和高速效率的技术问题。该方法具体为:设置两组驱动效率不等的电机组成一个动力组,分别为第一电机和第二电机,这两个电机并联对外输出转矩,获得两组电机各自的效率值,在所述动力组有不同的输出转矩需求时,通过优化计算在两组电机之间分配转矩,以使动力组最高效率值。
即,该方案采用了两个电机并联的方式,通过内部控制的方式来调节电机的转矩分配情况,进而实现在不同转速、转矩区域下驱动效率的最优化,并提高了电机在高速区域的驱动功率,使得电驱动***的总体效率和性能得以提高。
该方案所公开的内容中,说明了采用两个电机并联的方式,根据电机的输出转速(rpm)来调节转矩,以达到提高工作效率的目的。
很明显,该方案与本方案中,电机之间的连接方式不同,并且,其仍然需要内部增加控制器的方式来调节电机的转矩,进而提高整体效率。虽然该方案与本方案的技术问题类似,但并未公开足够得到本方案的技术启示。
JP2000217393A-一种能够在低速区域进行PAM控制的变速驱动***,公开了:
一种采用脉幅调制技术的车辆驱动***,该方案具体公开了采用直流电机和交流电机并联的方式来组成电动机组,并且,该电动机组能够驱动电动车。
但其仅仅公开了电机并联的工作方式,两电机并联是一种很传统的连接方式,增加了脉幅调制技术,一定程度上提高了控制精度,提高了效率。但该方案与本申请的方案仍然在电机连接方面存在着本质上的区别。
US20060229762-Hybrid vehicles,公开了:
混合动力汽车,该汽车由内燃机、牵引电机、起动电动机,电池和一个蓄电池组组成,并由微处理器控制按照车辆的速度来控制电机的瞬时转矩,这样电机只运行效率高的条件下,通常只有当负载至少等于30%时,发动机才会按照最大扭矩输出。在一些情况下,涡轮增压器可以提供帮助,只有当负载超过发动机的最大扭矩输出一段时间;而后双转速可能会进一步扩大汽车的工作范围。
US20080179123A-电动汽车AC/DC***,公开了:
同时使用直流和交流电机的工作机制,该方案具体公开了通过使用控制器,使得汽车在低速情况下通过直流电机提供动力,并且在汽车在高速情况下通过交流电机提供动力。
US20060229762-Hybrid vehicles和US20080179123A-电动汽车AC/DC***,这两个方案公开了在车辆处于不同状态(主要指的是速度)下,采用不同的驱动策略来工作,进而提高整体驱动***的利用效率。
但这两个方案虽然公开了在不同的速度情况下,使用对应的策略来工作,但其仍然需要采用内加控制器的方式来实现其技术目的,这部分与本申请的方案不同,并且,其仍然没有公开直流电机和交流电机串联的方案。
第三组对比文件(其他对比文件):
CN200620000915.3-三相电磁制动电动机,公开了:
一种三相电磁制动电动机,该电动机包括一台星形绕组的三相电动机,该三相电动机星形绕组的公共端断开后,并且分别直接串接在一块三相全波整流模块的三个交流输入端,而该三相全波整流模块的两个直流输出端连接一个电磁铁的线圈两端。进而达到如下技术效果,制动力矩大,起动、停止速度快且定位准确,同时调节方便。
具体的,该文献的说明书中公开了三相电动机星形绕组-整流器-线圈的方案,该方案与本申请主要的关系在于其公开了电机的三相绕组散开后通过整流器连接下一个电子元件。但该文献中,所期望解决的技术问题与本方案不同,其期望解决的技术问题是由于电感的作用,使电磁铁动作滞后而造成电磁制动三相电动机起动和停止时间较长。本方案中并不存在该问题,因此缺乏形成本方案的技术启示。同时,该方案中也没有公开两电机串联的方案,因此,并未公开本方案的核心内容。
CN00237228.2-渔船制冷***的电力装置,公开了:
渔船制冷的电力装置,该电力装置主要指一种由渔船主机直接带动制冷***安全工作的电力装置。特征在于它包含有交流发电机G、硅整流器UR、调节恒压器AR、电机起动器KS、直流电动机M,其目的是为了提供一种成本低、占用位置小的渔船制冷***的电力装置。
其具体公开了采用交流发电机与直流电动机进行连接的方案,也就是交流发电机所产生的电能够直接给直流电动机进行电能的供给。
该方案与本申请的技术方案相比,本申请采用的是两个电动机串联的结构,该结构并未被公开。同时该专利与本申请的技术方案所期望解决的技术问题是不相同的。
CN201611083787.8-一种超级多电机串联无级变速发动机,公开了:
一种多电机串联无级变速发动机,该发动机通过设置星型结构的变速箱,即通过齿轮速比的调节,反复利用电机的高效工作区,从而使得电动车中的电动机能够更多的在其高效工作区工作,更好的利用了电动机。
该方案与本申请的技术方案相比,公开了期望更多的利用高效工作区的意愿,但技术方案本身与本申请有较大的差别。
经过上述论述可见,目前技术中,有些技术(第一组对比文件)公开了两个交流电动机串联的方案,但申请人试验后发现效果并不理想(主要是无法良好的控制相位角,导致串联的交流电机无法同时启动和工作)。
有些技术(第二组对比文件)公开了期望对电动机性能/效率进行改进的方案,其采用的技术方案是通过电动机并联,并且为电动机设置独立的控制器的方式来实现工作策略的转换。
还有些技术方案(其他对比文件)则是公开了少量的特征,但由于技术目的或技术本身与本方案相去甚远。
进而,申请人通过对上述方案进行分析,以及通过大量实验得到了如下提高电动车电能利用效率的方案。
下面通过如下实施例对本申请所提供的技术方案进行说明。首先需要说明的是本申请文件中所提及的直流分驱动电机和直流分驱动电机均是指将直流电能转换为机械能的电动机。
本申请中所提及的控制器指的是用来控制交流分驱动电机的控制器。控制器输出的电能根据所述交流分驱动电机和直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比指的是控制器能够根据外界负载情况(能够作用到控制器上的负载情况)对交流分驱动电机进行控制,进而调节交流分驱动电机和直流分驱动电机上的电能配比程度。
本申请中所提及的减速器或减速箱的作用是用来调节驱动电机(交流电机或直流电机)的输出轴转速与驱动电机实际输出到车轮转速的比例。驱动电机(交流分驱动电机或直流分驱动电机)连接指定减速比(速比)的减速器或减速箱的结构,基本等同于减速比为指定数值的驱动电机。
前桥指的是传递车架与前轮之间各向作用力及其所产生的弯矩和转矩的装置;类似的,后桥指的是传递车架与后轮之间各向作用力及其所产生的弯矩和转矩的装置。驱动电机(交流分驱动电机或直流分驱动电机)连接/驱动前桥,则说明驱动电机能够同时驱动车辆的两个前轮;类似的,驱动电机(交流分驱动电机或直流分驱动电机)连接/驱动后桥,则说明驱动电机能够同时驱动车辆的两个后轮。
两个交流分驱动电机串联连接指的是这两个交流分驱动电机的输出轴同轴连接。
针对现有技术中的一些技术缺陷,本申请提供了一种驱动***的基础方案,包括:
交流电机组、整流组件和直流电机组;
交流电机组包括至少一个交流分驱动电机;所述直流电机组包括至少一个直流分驱动电机;所述整流组件包括至少一个整流器;至少一个交流分驱动电机、至少一个整流器和至少一个直流分驱动电机顺序连接形成一条驱动线路;
所述整流器包括多相输入端、直流输出端和直流输入端,所述交流分驱动电机内至少设有多相绕组,多相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;目标直流分驱动电机电气连接在目标整流器的所述直流输出端和直流输入端之间;目标交流分驱动电机的多相绕组中每相绕组的尾端分别连接目标整流器的多相输入端口;目标交流分驱动电机、目标整流器和目标直流分驱动电机均属于同一条驱动线路。
优选的,目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使目标直流分驱动电机的功率占总功率的百分比约为1.5%-40%;总功率是目标直流分驱动电机的功率与目标交流分驱动电机的功率之和;目标交流分驱动电机的电机参数至少 包括以下的一种或多种,额定转速和减速比;目标直流分驱动电机的电机参数包括以下的一种或多种,额定转速和减速比。
优选的,车辆处于加速状态时,目标直流分驱动电机的功率占比大于车辆处于匀速状态时,目标直流分驱动电机的功率占比;功率占比是目标直流分驱动电机的功率占总功率的百分比;总功率是目标直流分驱动电机的功率与目标交流分驱动电机的功率之和;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括以下的一种或多种,额定转速和减速比;目标直流分驱动电机的电机参数包括以下的一种或多种,额定转速和减速比。
优选的,目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使在不同的负载条件下,目标直流分驱动电机的电能使用率和目标交流分驱动电机的电能使用率能自动调整;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括以下的一种或多种,额定转速和减速比;目标直流分驱动电机的电机参数包括以下的一种或多种,额定转速和减速比;
或,
目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使在不同的负载条件下,电能输入端所提供的电能至少部分的在目标直流分驱动电机和目标交流分驱动电机之间窜移;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括以下的一种或多种,额定转速和减速比;目标直流分驱动电机的电机参数包括以下的一种或多种,额定转速和减速比。
优选的,目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使目标直流分驱动电机的视在功率约为70w-800w;以使目标交流分驱动电机的视在功率约为3000w-4500w;电机参数包括以下的一种或多种,额定转速和减速比。
优选的,同一个驱动线路中的至少一个直流分驱动电机和至少一个交流分驱动电机的减速比/额定转速不同;
和/或,同一个驱动线路中的至少一个直流分驱动电机的实际输出转速大于至少一个交流分驱动电机的实际输出转速;
和/或,同一个驱动线路中的至少一个直流分驱动电机的实际输出转速的峰值大于至少一个交流分驱动电机的实际输出转速的峰值。
第一方面,结合基础方案,本申请所提供的交流电机组包括1个交流分驱动电机。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式,其中,目标交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式,其中,直流电机组包括1个直流分驱动电机;
直流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式,其中,目标交流分驱动电机的输出轴配置为与指定的一个车轮连接,以向指定的一个车轮提供动力。
结合第一方面,本申请实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式,其中,目标交流分驱动电机为轮毂电机。
第二方面,结合基础方案,本申请所提供的交流电机组包括第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机,整流组件包括第一整流器和第二整流器;
第一交流分驱动电机内的多相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第一交流分驱动电机的多相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第一整流器的多相输入端口;
第二交流分驱动电机内的多相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第二交流分驱动电机的多相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第二整流器的多相输入端口;
直流电机组电气连接在所述第一整流器直流输出端和直流输入端之间,以及,直流电机组电气连接在所述第二整流器直流输出端和直流输入端之间。
结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式,其中,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力;
第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥/前桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮或两前轮提供动力。
结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式,其中,第一交流分驱动电机的输出轴配置为与第一车轮连接,以向第一车轮提供动力;
第二交流分驱动电机的输出轴配置为与第二车轮连接,以向第二车轮提供动力。
结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式,其中,第一车轮和第二车轮为不同的车轮。
结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第四种可能的实施方式,其中,所述第一车轮为左侧的一个车轮,所述第二车轮为右侧的一个车轮。
结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第五种可能的实施方式,其中,所述第一车轮为左前轮,所述第二车轮为右前轮;
或,所述第一车轮为左后轮,所述第二车轮为右后轮。
结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第六种可能的实施方式,其中,所述第一车轮和所述第二车轮均为左侧的车轮,或均为右侧的车轮。
结合第二方面,本申请实施例提供了第二方面的第七种可能的实施方式,其中,一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机中的至少一个为轮毂电机。
第三方面,结合基础方案,本申请所提供的交流电机组包括第三交流分驱动电机和第四交流分驱动电机,整流组件包括第三整流器和第四整流器;直流电机组包括第三直流电机组和第四直流电机组;第三交流分驱动电机、第三整流器和第三直流电机组顺序连接形成第一驱动线路;第四交流分驱动电机、第四整流器和第四直流电机组顺序连接形成第二驱动线路;
第三交流分驱动电机内的多相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第三交流分驱动电机的多相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第三整流器的多相输入端口;
第四交流分驱动电机内的多相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第四交流分驱动电机的多相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第四整流器的多相输入端口;
第三直流电机组电气连接在所述第三整流器的直流输出端和直流输入端之间,以及,第四直流电机组电气连接在所述第四整流器的直流输出端和直流输入端之间。
结合第三方面,本申请实施例提供了第三方面的第一种可能的实施方式,其中,第三交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力;
第四交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥/前桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮或两前轮提供动力。
结合第三方面,本申请实施例提供了第三方面的第二种可能的实施方式,其中,第三交流分驱动电机的输出轴配置为与第一车轮连接,以向第一车轮提供动力;
第四交流分驱动电机的输出轴配置为与第二车轮连接,以向第二车轮提供动力。
结合第三方面,本申请实施例提供了第三方面的第三种可能的实施方式,其中,第一车轮和第二车轮为不同的车轮。
结合第三方面,本申请实施例提供了第三方面的第四种可能的实施方式,其中,第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力。
结合第三方面,本申请实施例提供了第三方面的第五种可能的实施方式,其中,第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力。
结合第三方面,本申请实施例提供了第三方面的第六种可能的实施方式,其中,第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力。
结合第三方面,本申请实施例提供了第三方面的第七种可能的实施方式,其中,第三交流分驱动电机和第四交流分驱动电机中的至少一个是轮毂电机。
结合上述第一方面、第二方面或第三方面,本申请实施例进一步提供了如下优选方案:
所述交流分驱动电机的减速比约为1:1-12:1;所述直流分驱动电机的减速比约为1:1-8:1;
若交流分驱动电机为轮毂电机,则交流分驱动电机的额定转速约为500-1000r/min;若交流分驱动电机为永磁电机,则交流分驱动电机的额定转速约为3000r/min-7000r/min;若直流分驱动电机为轮毂电机,则直流分驱动电机的额定转速约为500-1000r/min,若直流分驱动电机为永磁电机,则直流分驱动电机的额定转速约为1000r/min-3000r/min。
结合上述第一方面,本申请实施例进一步提供了如下优选方案:
交流分驱动电机与直流分驱动电机的减速比的比值约为0.8:1~1.2:1;
交流分驱动电机与直流分驱动电机的额定转速之比约为1:1~3:1。
进一步,所述交流分驱动电机的减速比约为1:1-6.4:1;所述直流分驱动电机的减速比约为1:1-7:1;
交流分驱动电机的额定转速约为4000r/min-6500r/min;直流分驱动电机的额定转速约为2500r/min-3000r/min。
结合上述第二方面,本申请实施例进一步提供了如下优选方案:
所述第一交流分驱动电机的减速比约为1:1-12:1;第二交流分驱动电机的减速比约为1:1-12:1;所述直流分驱动电机的减速比约为1:1-8:1;
若第一交流分驱动电机为轮毂电机,则第一交流分驱动电机的额定转速约为500-1000r/min;若第二交流分驱动电机为轮毂电机,则第二交流分驱动电机的额定转速约为500-1000r/min;
若第一交流分驱动电机为永磁电机,则第一交流分驱动电机的额定转速约为3000r/min-7000r/min;若第二交流分驱动电机为永磁电机,则第二交流分驱动电机的额定转速约为3000r/min-7000r/min;
若直流分驱动电机为轮毂电机,则直流分驱动电机的额定转速约为500-1000r/min,若直流分驱动电机为永磁电机,则直流分驱动电机的额定转速约为1000r/min-3000r/min。
结合上述第三方面,本申请实施例进一步提供了如下优选方案:
所述第三交流分驱动电机的减速比约为1:1-12:1;第四交流分驱动电机的减速比约为1:1-12:1;所述第三直流分驱动电机的减速比约为1:1-8:1;所述第四直流分驱动电机的减速比约为1:1-8:1;
若第三交流分驱动电机为轮毂电机,则第三交流分驱动电机的额定转速约为500-1000r/min;若第四交流分驱动电机为轮毂电机,则第四交流分驱动电机的额定转速约为500-1000r/min;
若第三交流分驱动电机为永磁电机,则第三交流分驱动电机的额定转速约为3000r/min-7000r/min;若第四交流分驱动电机为永磁电机,则第四交流分驱动电机的额定转速约为3000r/min-7000r/min;
若第三直流分驱动电机为轮毂电机,则第三直流分驱动电机的额定转速约为500-1000r/min,若第三直流分驱动电机为永磁电机,则第三直流分驱动电机的额定转速约为1000r/min-3000r/min;
若第四直流分驱动电机为轮毂电机,则第四直流分驱动电机的额定转速约为500-1000r/min,若第四直流分驱动电机为永磁电机,则第四直流分驱动电机的额定转速约为1000r/min-3000r/min。
具体的,所述整流器内设有多相二极管整流桥,所述多相二极管整流桥包括三个电气并联的单相二极管整流电路,所述多相绕组中的每相绕组的尾端分别电气连接单相二极管整流电路,三个单相二极管整流电路的两端分别同时连接于整流器的两个直流输出端口,所述直流分驱动电机接通两个直流输出端口后,使得三个单相二极管整流电路的两端连接导通形成回路,使得直流输出端成为多相绕组星接所需的中性点。
具体的,所述直流分驱动电机为以下两种中的任一种:
串励电机、有刷永磁直流电机;
和/或,
所述交流分驱动电机为以下两种中的任一种:
交流永磁电机、交流异步电机、交流同步电机。
本申请实施例还提供了一种多轮电动车,包括至少三个车轮,还包括如权利要求108-141所述的驱动***,至少一个交流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动;至少一个直流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动。
本申请实施例还提供了一种两轮电动车,两个车轮,还包括如权利要求1-126所述的驱动***,其特征在于,至少一个交流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动;至少一个直流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动。
其中,两个车轮前后设置,或左右设置。
本申请实施例还提供了一种驱动***的加工方法,包括:
使第一绕组中的每一相绕组的尾端均与对应的整流器的多相输入端电性连接;所述第一绕组位于交流分驱动电机中,且所述第一绕组的相数至少为多相;
在所述整流器的直流输出端和直流输入端之间连接直流分驱动电机。
本申请实施例还提供了一种车辆外壳,包括主体骨架,所述主体骨架中设置有容置腔,所述容置腔配置为放置前文中所提供的驱动***。
通过下述实施例的说明,能够看出,本申请所提供的驱动***中,直流分驱动电机和交流分驱动电机均是配置为驱动同一辆车中的车轮(直流分驱动电机所驱动的车轮和交流分驱动电机所驱动的车轮可以是同一个,也可以是不同的车轮);或者说,直流分驱动电机的输出轴和交流分驱动电机的输出轴均直接或间接的与对应的车轮连接,以驱动对应的车轮,并且,直流分驱动电机所驱动的车轮和交流分驱动电机所驱动的车轮是位于同一个车上,或配置为带动同一个车进行运动的。下面,通过如下实例来说明上述方案的合理性。
实施例1
如图1、图7、图8、图9、图10、图11、图33所示,一种用于电动汽车的电动机驱动***,包括交流分驱动电机a和配置为驱动交流分驱动电机a的电源组件,电源组件包括电气连接的电源12和控制器14,控制器14的输入端口电气连接电源12,电源12为多个串联的电池组,控制器14的三相输出端口电气连接交流分驱动电机a,还包括与交流分驱动电机a电气串联连接的直流分驱动电机b,交流分驱动电机a为交流同步电机或异步电机,优选的交流分驱动电机a采用永磁同步电机;直流分驱动电机b采用启动性能较好的有刷永磁直流电机,直流分驱动电机b还可为并励电机、串励电机、混励电机和他励电机中的一种。
有刷永磁直流电机包括定子、转子,定子上设置永磁体和电刷,转子上设置电枢绕组和滑环,电枢绕组的首端连接滑环,电枢绕组的尾端相连接形成回路,整流器输出的直流电通过电刷和滑环进入电枢绕组,产生电枢电流,电枢电流产生的磁场与定子永磁体相互作用产生电磁转矩,使电机旋转带动负载;或者定子上设置电枢绕组,转子上设置永磁体。
交流分驱动电机a的定子2内设有三相绕组,包括U相、V相和W相,每相绕组的首端(61、62、63)连接控制器14;不同于传统电机的是,交流分驱动电机a的每相绕组的尾端(64、65、66)没有在机体内形成星接中性点,具体的,每相绕组的尾端(64、65、66)之间相互分离并引出至交流分驱动电机a外,每相绕组的尾端分别对应电气连接整流器17的三相输入端口,而整流器17直流输出端口电气连接直流分驱动电机b,两个电机串联形成同步输入、交叉互换的动力输出,其中一个电机因负载受阻时,剩余电机加速输出动力。每个单相绕组都是由若干完整的漆包线叠绕而成,漆包线的首端全部与控制器14的三相输出端口对应连接,交流分驱动电机a内使用的位置感应器为霍尔感应器。
永磁同步电机的工作原理如下:交流分驱动电机的定子铁芯中放置三相结构完全相同的绕组U、V、W,各相绕组在空间上互差120°电角度,向这三相绕组通入对称的三相交流电,U相中的电流为IU,V相中的电流为Iv,W相中的电流为Iw,IU、Iv、Iw在三相绕组中形成三个指向不同的感应磁场,三个指向不同的感应磁场形成合成磁场进而给转子3供驱动力,由于三相交流电流的大小和方向是呈正弦曲线变化的,该合成磁场的大小和方向随交流电流相应的变化,交流电流每变化一周合成磁场旋转一周,如果输入的三相交流电是50赫兹,产生的合成磁场是每秒旋转50周,合成磁场在旋转变化中带动转子3。
整流器17的整流过程如下:由交流分驱动电机a三相绕组的尾端输出的交流电流经过整流器17内的整流桥电路全波整流后,形成连续峰值的脉动直流电输出,即脉动直流电始终保 持交流电的峰值电压;由已知公式推导可知,三相电流经整流桥全波整流后的整流输出电压Ud的平均值为相电压(Ua、Ub、Uc)的2.34倍,从而直流分驱动电机b能够获得倍增的脉动直流电流,直流分驱动电机b为有刷永磁直流电机,由励磁电机的特性可知,直流分驱动电机b的转子在脉动直流电的作用下始终受到较大的磁场力而旋转,无需矢量相加的合成磁场,因而能最大程度的利用电能,输出比交流分驱动电机a更大的动力。
整流器17内设有三相二极管整流桥,三相二极管整流桥包括三个电气并联的单相二极管整流电路,三相绕组中的每相绕组的尾端分别电气连接单相二极管整流电路,三个单相二极管整流电路的两端分别同时连接于整流器17的两个直流输出端口,此时的两个直流输出端口是开路,没有形成三相绕组星接所需的回路,直流分驱动电机b内设有相互串联的电枢绕组和励磁绕组(串励电机),电枢绕组的两端分别电气连接两个直流输出端口,使得两个直流输出端口之间电气导通,相当于将三个单相二极管整流电路的两端连接导通形成回路,此时的直流输出端口即成为三相绕组星接所需的中性点,由于星接的三相绕组必须通过中性点形成回路,因而整流后的脉动直流电必然会通过直流分驱动电机b内的电枢绕组和励磁绕组,驱动直流分驱动电机b输出动力。
脉动直流电流由整流器17出发经过直流分驱动电机b又回到整流器17的过程中,由直流分驱动电机b内的绕组线圈形成交流电的星接回路,脉动直流电流经过该星接回路时产生驱动直流分驱动电机b转子的附带磁场,该附带磁场的大小与脉动直流电流的大小成正比,使得直流分驱动电机b高扭矩输出。
交流分驱动电机a转子使用永磁体,产生恒定的磁场,定子上设置有三相线构成的定子线圈,当三相线通入交流电,定子上形成三相磁场,并按照矢量和构成一个转动的定子合磁场,转子的恒定磁场与转动的定子合磁场相互作用,同性相斥,异性相吸,使得转子跟随转子合磁场旋转,形成连续转动。
在三相电机星形接法中,从交流分驱动电机a任意一相线流入的电流,都会通过三相线的中性点,并从交流分驱动电机a的其他相线中流出电机。
直流分驱动电机b定子使用永磁体或使用励磁线圈,当励磁线圈通入恒定直流电时,在励磁线圈产生一个同永磁体一样的恒定磁场。电机转子绕制有线圈,当电机的转子通入恒定直流电时转子线圈产生一个恒定的磁场,定子磁场与转子磁场相互作用,同性相斥,异性相吸,驱动转子旋转。当定子磁场与转子磁场处于平衡位置时,由于换向器作用,使得转子中电流换向,形成的磁场也反向,形成连续的同性相斥,异性相吸作用,驱动转子持续旋转。
交流电通入整流器17后,由于二极管的单项导通作用,只允许相对于二极管正向的电流通过二极管,将交流电变成直流电,在桥式整流中,由于二极管构成桥式电路,当交流电处于正半周期时,电流从二极管整流器17的正向桥臂通过,当交流电处于负半周期时,电流从二极管整流器17的负向桥臂通过,将交流电变成脉动的直流电。在三相桥式整流中,整流器17将三相电流转换为直流电流,输出的直流电流相当于2.34倍的单相交流电流。
交流分驱动电机a与直流分驱动电机b中的一个电机因接收负载而降速时,电流自动加载至转动阻力较小的另一个电机,另一个电机因而加速输出。设定交流分驱动电机a与直流分驱动电机b之间的额定转速不同,形成低速高扭矩和高速低扭矩的相互配合,因而能够在驱动过程中实现自动差速;车辆起步或遇爬坡等受阻较大时,速度较低的直流分驱动电机b在电源输出较小电流的情况下,即可产生足够的大扭矩;由于各电机额定转速不同,在电动车处于不同速度状态下时,能自动切换至相应转速的电机进行驱动,相当于燃油车自动换挡,节省电能。
交流分驱动电机a和直流分驱动电机b可根据转速转矩要求选用不同的额定转速,或者使用相同额定转速转速的电机,由于串联连接自然形成差转速差。
在装车驱动车辆时,交流分驱动电机a为三相交流永磁同步电机,直流分驱动电机b为直流串励电机,使用的电源为电池组。直流分驱动电机b具有启动电压低,电压适应范围宽泛的特点,最低5V就可以运转,转速低扭力大,交流分驱动电机转速高、扭力小,适合高速行驶。
直流分驱动电机b和整流器作为交流分驱动电机的中性点回路,使得流入交流分驱动电机的电流必然通过直流分驱动电机b,直流分驱动电机b和整流器形成直流回路,当控制器输入电流时,电流通过交流分驱动电机的三相线圈,产生定子磁场,在电磁力的作用下,与转子磁极形成推拉作用,带动电机的转子旋转。流过电机某一相的电流通过在整流器进入直流分驱动电机b,在直流分驱动电机b内形成励磁磁场和电枢磁场,励磁磁场和电枢磁场相互作用,连带驱动励磁电机的转子旋转。通过直流分驱动电机b的电流由整流器回到交流分驱动电机并由交流分驱动电机的其他相流出电机,构成完整的电流回路。
作为本实施例的一个衍生方案,如图2所示,在整流器17直流输出端口处增加了继电器4和电容组24,具体为,电源12连接到控制器14的电源输入端,控制器14的三相交流输出端连接到交流分驱动电机a的三相绕组首端,三相绕组的中性点打开,形成三个尾端,三相绕组的尾端连接到整流器17的三相输入端口,整流器17的三相输入端口还并联有一个短接继电器4,短接继电器4由控制开关5控制,整流器17的直流输出端口连接直流分驱动电机b,整流器17的直流输出端口并联有电容组24,配置为稳压滤波,整流器17配置为将由控制器输入并经过交流分驱动电机三相绕组的交流电转化为直流电,且输出的直流电的电流或电压提高到单相交流电的2.34倍。
作为本实施例的一个实施方案,如图3所示,交流分驱动电机a和直流分驱动电机b分别连接驱动电动车的前后桥,车辆的前后桥使用不同性电机,且设定交流分驱动电机a和直流分驱动电机b的额定转速不同,形成自然差速,并设定不同差速比的前后桥,设定交流分驱动电机a为高速电机,使用较大减速比的差速桥,设定直流分驱动电机b为低速电机,使用较小减速比的差速桥,形成车辆的差速驱动。在交流分驱动电机a和直流分驱动电机b中任意一个电机运行受阻时,该电机的转速下降,由于交流分驱动电机a与直流分驱动电机b串联连接,受电气耦合联动作用影响(当其中一个电机转速转矩变化会影响其他电机的转矩转速),未受阻的电机的转速和转矩会提升。比如当交流分驱动电机a运行受阻时,受阻的电流多余电量会 实时分配传输到未受阻的电机,与交流分驱动电机a串联的直流分驱动电机的转速会提升,且交流分驱动电机a受阻力越大,直流分驱动电机b转速提升越多,使得受阻的交流分驱动电机a的转速下降,而未受阻直流分驱动电机的转速转矩提升。并且,受阻的电机转速下降时,其扭力输出不减小,大大减少电动车控制器输出的电能,提高电动车续航里程。
在车辆起步时,需要低速大扭矩的输出,此时,交流分驱动电机a受到的驱动阻力大,传统驱动结构中,控制器14需要加大驱动电流的输入,电流可达到正常驱动电流的10倍以上,电能在电机内堆积,造成电机起步严重发热,交流分驱动电机a以大功率耗电,造成车辆行驶里程下降。本方案中,交流分驱动电机a和直流分驱动电机b串联连接,输入给交流分驱动电机a的电流必然通过直流分驱动电机b,使得直流分驱动电机b和交流分驱动电机a同时运行,直流分驱动电机b是低速高扭矩电机,起步时,交流分驱动电机a重载,转速低,输入到交流分驱动电机a的电能主要被转移分配到直流分驱动电机b,由直流分驱动电机b输作为主要动力输出大扭力,同时由于交流电机和直流电机串联,使得电机整体的短路电阻提高,也进一步限制了启动电流的大电流输入,控制器14不必或者仅需增加少量的电流,就能良好的驱动车辆起步。当车速提升时,交流分驱动电机a受到的驱动阻力逐步减小,交流分驱动电机a被分配的输入功率逐步提高,输出逐步转移至交流分驱动电机a,当车速达到平衡值时,车辆中速行驶,此时直流分驱动电机b和交流分驱动电机a共同输出,一同驱动车辆前进,当车速继续提升,达到直流空载临界速度时,车辆以高速运行,此时直流分驱动电机b空载运行,避免反向拖动交流分驱动电机a,输入功率全部加载在交流分驱动电机a上,由交流分驱动电机a进行高速低扭力输出。通过交流分驱动电机a尾端串联直流分驱动电机b,实现输入电机的电能,随着车辆行驶速度和受到的负载阻力不同的而进行自动自由分配,使得直流分驱动电机b和交流分驱动电机a自动适应负载进行输出,提供合适的驱动力和转速输出,实现传统内燃机车辆变速箱换档功能。交流分驱动电机和直流分驱动电机串联连接并同时输出动力,起步时,需要大扭力加速,直流分驱动电机作主要输出,交流分驱动电机进行辅助推动,高速行驶时,交流分驱动电机作主要输出,直流分驱动电机辅助推动车辆前进,平衡车辆驱动摩擦和风阻,降低交流分驱动电机的驱动力,大幅降低交流分驱动电机驱动电流,形成助力互推效应。
相比于传统的单电机方案,在纯粹使用高速电机时,在车辆起步时电机会大量消耗电能造成发热严重和能源浪费,在纯粹使用低速高扭电机时,车辆在的最高速度无法提升,并在高速时电力被大量消耗,同样造成严重的发热和能源浪费,使用本方案的驱动***时,在低速时,增加的电力输入远小于纯高速电机的车辆,在高速时,电力消耗也小于纯低速电机的车辆,且车辆的行驶速度更高。相比于传统驱动方式,本申请的驱动电力消耗相对平稳,且具有更好的滑行能力,相比于传统电动车可节约30-50%的电力消耗,有效延长车辆行驶里程。
作为本实施例的另一种实施方案,如图4、图5所示,一种用于电动汽车的电动机驱动***,包括带有减速箱30的前/后桥、交流分驱动电机a和配置为驱动交流分驱动电机a的电源组件,为保证电动车的顺利起步和高速运行,交流分驱动电机a与直流分驱动电机b之间的额定转速至少相差50%。具体到本实施例中,交流分驱动电机a的额定转速设定为6000rpm, 直流分驱动电机b的额定转速设定为2800rpm,交流分驱动电机a与直流分驱动电机b左右对称的同轴连接在减速箱30上,减速箱30的输入输出减速比为2.2-4.5,优选的减速比为2.5-3.7。由于存在转速差,当车辆低速启动时,需要较大的扭矩,此时利用低转速的直流分驱动电机b来主推动,而交流分驱动电机a则辅助推动,获得较大的启动扭矩;当车辆开始加速运行时,驱动主力自动切换至较高转速的交流分驱动电机a,获得较快的提速,直流分驱动电机b辅助推动。
作为本实施例的另一种实施方案,如图6所示,交流分驱动电机a和直流分驱动电机b同轴连接形成单轮直驱总成,该单轮直驱总成直接驱动车桥单侧的车轮,特别的,交流分驱动电机a可采用转子直径较大的扁平式电机,单轮直驱总成的数量可以自由设置,如1个、2个、3个或4个,本方案中设置2个,包括部件结构和电气接法相同的第一单轮直驱总成和第二单轮直驱总成,第一单轮直驱总成和第二单轮直驱总成分别连接驱动前桥或后桥两侧不同的车轮,第一单轮直驱总成包括按上述接法电气连接的交流分驱动电机a、直流分驱动电机b、第一控制器14和第一整流器17,而第二单轮直驱总成包括同样接法的交流分驱动电机a’、直流分驱动电机b’、第二控制器14’和第二整流器17’。第一单轮直驱总成与第二单轮直驱总成的同性电机之间额定转速不同或者不同性电机之间额定转速不同,具体的,设定第一单轮直驱总成的交流分驱动电机a与第二单轮直驱总成的交流分驱动电机a’的额定转速不同,或者设定第一单轮直驱总成的直流分驱动电机b与第二单轮直驱总成的直流分驱动电机b’的额定转速不同;或者设定第一单轮直驱总成的交流分驱动电机a与第二单轮直驱总成的直流分驱动电机b’之间额定转速不同,或者设定第一单轮直驱总成的直流分驱动电机b与第二单轮直驱总成的交流分驱动电机a’之间的额定转速不同。
作为本实施例图6的一种衍生方案,如图12、13、14所示,交流分驱动电机a和直流分驱动电机b形成双段转子和定子的连体电机,连体电机的数量可设置有1组、2组、3组或4组。双段定子绕组包括交流分驱动绕组M3和与交流分驱动绕组M3电气连接的直流分驱动绕组M4,多段转子至少包括同轴设置且直径相同/不同的第一转子段M1和第二转子段M2,交流分驱动绕组M3和直流分驱动绕组M4分别对应驱动第一转子段M1和第二转子段M2。交流分驱动绕组M3至少为三相绕组,三相绕组中每相绕组的首端均连接控制器;三相绕组中每相绕组的尾端之间分离并连接整流器的三相输入端口,整流器的直流输出端口连接驱动绕组M4;交流分驱动绕组M3包括U相、V相和W相,每相绕组的首端电气连接第一控制器14;不同于传统电机的是,交流分驱动绕组M3的每相绕组的尾端之间相互分离并分别对应电气连接第一整流器17的三相输入端口,而第一整流器17三相输出端口电气连接直流分驱动绕组M4,使得交流分驱动绕组M3的三相绕组的尾端在直流分驱动绕组M4中形成星接中性点;即两个转子段串联同步驱动,形成同步输入、交叉互换的动力输出,当其中一个绕组因车轮负载不足以驱动转子段提供相应动力时,另一绕组驱动转子段加速输出动力。
多段转子直接驱动车桥单侧的车轮;若干单轮直驱总成的多段转子之间的额定转速不同以形成对车轮的不同速驱动。
具体的,第一转子段M1上设有永磁体或第一转子绕组,第二转子段M2上设有第二转子绕组,第二转子绕组的端头连接换向器M22,换向器M22的两侧连接两个碳刷M21;直流分驱动绕组M4与第二转子绕组构成并励绕组、串励绕组、混励绕组和他励绕组中的一种,本实施例中,第一转子段M1上设有永磁体,直流分驱动绕组M4与第二转子绕组构成串励绕组。第一转子段M1的直径大于或等于第二转子段M2的直径。
具体的,连体电机设有两组,包括结构和电气接法相同的第一连体电机M和第二连体电机M’,第一连体电机M和第二连体电机M’分别连接驱动车桥两侧不同的车轮。第一连体电机M与第二连体电机M’内的第一转子段M1上设有永磁体、第二转子段M2上设有第二转子绕组,直流分驱动绕组M4与第二转子绕组电气连接形成串励绕组;第一连体电机M的主直流分驱动绕组M3。
第一连体电机M与第二连体电机M’的同性绕组之间或不同性绕组之间驱动转子段的额定转速不同。具体的,设定第一连体电机M与第二连体电机M’的第一转子段M1之间额定转速不同或者第二转子段M2之间额定转速不同,或者设定第一连体电机M的第一转子段M1与第二连体电机M’的第二转子段M2之间的额定转速不同,或者设定第一连体电机M的第一转子段M2与第二连体电机M’的第二转子段M1之间的额定转速不同。
作为本实施例的另一种实施方案,如图15所示,直流分驱动电机包括第一直流分驱动电机b和第二直流分驱动电机c,第一直流分驱动电机b与交流分驱动电机a的输出轴10同轴连接至前桥的减速箱30,前桥减速箱30输入输出减速比为2.2-4.5,优选的减速比为2.5-3.7,第二直流分驱动电机c的输出轴通过第二减速箱30’连接电动车后桥差速器,后桥第二减速箱30’输入输出减速比为2.05:1。交流分驱动电机a每相绕组的尾端分为两股线组,两股线组分别对应电气连接第一整流器17和第二整流器17’的三相输入端口,而第一整流器17和第二整流器17’的直流输出端口分别电气连接第一直流分驱动电机b和第二直流分驱动电机c,使得第一直流分驱动电机b和第二直流分驱动电机c形成电气并联结构。第二直流分驱动电机c采用的是直流串励电机,第二直流分驱动电机c的额定转速设定为3500rpm。
当然,如图34所示,第一直流分驱动电机b和第二直流分驱动电机c还可串联连接,第一直流分驱动电机b和第二直流分驱动电机c分别为有刷永磁直流电机和直流串励电机,有刷永磁直流电机包括定子、转子、滑环和电刷,定子上设置永磁体和电刷,转子上设置电枢绕组和滑环,整流器输出的直流电通过电刷和滑环进入电枢绕组,产生电枢电流,电枢电流产生的磁场与定子永磁体相互作用产生电磁转矩,使电机旋转带动负载;或者定子上设置电枢绕组,转子上设置永磁体;电枢绕组的首端连接滑环,电枢绕组的尾端相分离后连接串励电机作为串励电机的电能输入,使得交流分驱动电机a、第一直流分驱动电机b和第二直流分驱动电机c被串联同步驱动。
车辆起步时,由交流分驱动电机a内分出的电流主要通过扭矩较大的第一直流分驱动电机b,控制器14输出的较大电流使得交流分驱动电机a处于半启动状态时,被连带驱动的第一直流分驱动电机b足以产生车辆起步所需扭矩,此时交流分驱动电机a内的电流主要经过第 一整流器17分配至第一直流分驱动电机b;车辆高速行驶时,交流分驱动电机a满速带动第一直流分驱动电机b同轴高速转动,由有刷永磁直流电机的特性可知低速的第一直流分驱动电机b因转速高而几乎不需要电流带动,此时,交流分驱动电机a内的电流主要经过第二整流器17’分配至第二直流分驱动电机c,被连带驱动的第二直流分驱动电机c则以较高速度与交流分驱动电机a共同输出高转速。
在交流分驱动电机尾端通过整流器串联多个直流分驱动电机时,当其中任意一个电机运行受阻时,该电机的转速下降,由于交流分驱动电机与多个直流分驱动电机串联成一体,受电气耦合联动作用影响(当其中一个电机转速转矩变化会影响其他电机的转矩转速),其他未受阻的电机的转速和转矩会提升。比如当交流分驱动电机运行受阻时,与交流分驱动电机串联的直流分驱动电机的转速会提升,且交流分驱动电机受阻力越大,直流分驱动电机转速提升越多,当其中一个或多个直流分驱动电机运行受阻时,受阻的电流多余电量会实时分配传输到未受阻的电机,使得受阻的直流分驱动电机的转速下降,而未受阻的交流分驱动电机和直流分驱动电机的转速转矩提升。并且,受阻的电机转速下降时,其扭力输出不减小,大大减少电动车控制器输出的电能,提高电动车续航里程。
对照实验如下:以没有采用本申请实施例接法的普通电动车为例,汽车自重1.3-1.5吨,电源电压300V,交流分驱动电机a为三相同步电机,车桥的减速比为6:1,车轮周长1.65m,当交流分驱动电机a额定转速为6000rpm时,车轮转速为1000rpm,车辆行驶速度为99公里每小时,上述配置的汽车以40公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流超过12A,功率达到3.6kw,汽车以60公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流超过20A,功率达到6kw,汽车以80公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流为35A,功率达到10.5kw。当把车桥的减速比降低至3:1时,其余部分按上述规格配置,当电机转速达到3000rpm时,车辆即可达到90公里每小时,由于功率恒定,车速越高,驱动力越小,因此,该配置在车辆起步或爬坡时动力不足,起步或爬坡时的电流远远超出正常运行电流。
采用图15实施方案电机配置的一个实验中,汽车自重1.5吨,汽车最高速度超过100km/h,电源电压300V,车轮周长为1.65m,交流分驱动电机a为三相同步电机,交流分驱动电机a的额定转速为6000rpm,第一直流分驱动电机b与交流分驱动电机a同轴连接,第一直流分驱动电机b的额定转速为2800rpm,第二直流分驱动电机c的额定转速为3500rpm;前桥减速箱30输入输出减速比为3.2:1,后桥第二减速箱30’输入输出减速比为2.05:1。当交流分驱动电机a、第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c分别驱动时,车轮的转速分别达到1875rpm,875rpm和1707rpm,汽车行驶速度可分别达到185公里每小时,86公里每小时和168公里每小时。励磁电机具有转速低,扭力大、支持宽幅电压输入的特点,在车辆低速起步或爬坡时,交流分驱动电机a和第二直流分驱动电机c的转速较高,扭矩较小,第一直流分驱动电机b转速低,扭矩大作为主要动力输出,可获得交流分驱动电机a减速6倍输出时同等驱动力,并通过与交流分驱动电机a和第二直流分驱动电机c配合驱动,实现车辆的快速加速或爬坡。在车辆速度提升后,只需抵抗风阻和摩擦,电机需要小扭力,高转速输出,此时,交流分驱动电机a和第二直流分驱动电机c作为主要动力输出,第一直流分驱动电机b进行轻载辅助输出或空载运行,驱动车辆高速行驶。电机的最高能效范围在额定速度的1/3左右,相比于普通车辆的车桥,本申请使用的车桥减速比更低,在高速行驶时,交流分驱动电机a的运行速度更低,使得交流分驱动电机a的运行速度仅为普通车辆的1/3,电机能效更高,并通过尾部串接不同参数的励磁电机,形成不同档位输出,实现低速大扭矩和高速小扭矩的输出,实现普通汽车的换挡功能。此外由于电机驱动力随电机阻力的变化而变化,电能在电机中自动自由分配,实现无级变速驱动,始终保持电机的高效能输出。将上述方案的车辆进行测试,当汽车以40公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流为6.5-8A,当汽车以60公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流为10-14A,当汽车以80公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流为18-22A,相比于与传统车辆,利用本实施例的电动驱动***的车辆可节电约50%,电能消耗更少,以相同容量电池装车,可使得车辆行驶距离提升一倍。
在图15实施方案的另一个实验中,改变励磁电机参数,进行测试,其中,汽车自重1.5吨,电源电压300V,车轮周长为1.65米,交流分驱动电机a为三相同步电机,交流分驱动电机a额定转速为6000rpm,第一直流分驱动电机b与交流分驱动电机a同轴连接,第一直流分驱动电机b的额定转速为2800rpm,第二直流分驱动电机c的额定转速为2800rpm;前桥减速箱30输入输出减速比为3.2:1,第二直流分驱动电机c的输出轴通过第二减速箱30’连接电动车后桥差速器,第二减速箱30’输入输出减速比为2.05:1。当交流分驱动电机a、第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c分别驱动时,车轮的转速分别达到1875rpm,875rpm和1365rpm,汽车行驶速度可分别达到185公里每小时,86公里每小时和135公里每小时。在车辆低速起步或爬坡时,交流分驱动电机a和第二直流分驱动电机c的转速较高,扭矩较小,第一直流分驱动电机b转速低,扭矩大作为主要动力输出,可获得交流分驱动电机a减速6倍输出时的同等驱动力,并通过与交流分驱动电机a和第二辅助电机配合驱动,实现车辆的快速加速或爬坡。在车辆速度提升后,只需抵抗风阻和摩擦,电机需要小扭力,高转速输出,此时,交流分驱动电机a和第二直流分驱动电机c作为主要动力输出,第一直流分驱动电机b进行轻载辅助输出或空载运行,驱动车辆高速行驶。电机的最高能效范围在额定速度的1/3左右,相比于普通车辆的车桥,本申请使用的车桥减速比更低,在高速行驶时,交流分驱动电机a的运行速度更低,使得交流分驱动电机a的运行速度仅为普通车辆的1/3,电机能效更高,并通过尾部串接不同参数的励磁电机,形成不同档位输出,实现低速大扭矩和高速小扭矩的输出,实现普通汽车的换挡功能。此外由于电机驱动力随电机阻力的变化而变化,电能在电机中自动自由分配,实现无级变速驱动,始终保持电机的高效能输出。将上述方案的车辆进行测试,当汽车以40公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流为6.5-8A,当汽车以60公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流为10-14A,当汽车以80公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流为18-22A,相比于与传统车辆,利用该方案动力的车辆可节电约50%,电能消耗更少,以相同容量电池装车,可使得车辆行驶距离提升一倍。
在图15实施方案的第三个实验中,改变励磁电机参数和车桥传动比,进行测试,其中,汽车自重1.5吨,电源电压300V,车轮周长为1.65米,交流分驱动电机a为三相同步电机,交流分驱动电机a额定转速为6000rpm,第一直流分驱动电机b与交流分驱动电机a同轴连接,第一直流分驱动电机b的额定转速为2800rpm,第二直流分驱动电机c的额定转速为2800rpm,前桥减速箱30输入输出减速比为3.2:1,第二减速箱30’输入输出减速比为1.64:1。当交流分驱动电机a、第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c分别驱动时,车轮的转速分别达到1875rpm,875rpm和1707rpm,汽车行驶速度可分别达到185公里每小时,86公里每小时和169公里每小时。励磁电机具有转速低,扭力大、支持宽幅电压输入的特点,在车辆低速起步或爬坡时,交流分驱动电机a和第二直流分驱动电机c的转速较高,扭矩较小,第一直流分驱动电机b转速低,扭矩大作为主要动力输出,可获得交流分驱动电机a减速6倍输出时的同等驱动力,并通过与交流分驱动电机a和第二辅助电机配合驱动,实现车辆的快速加速或爬坡。在车辆速度提升后,只需抵抗风阻和摩擦,电机需要小扭力,高转速输出,此时,交流分驱动电机a和第二直流分驱动电机c作为主要动力输出,第一直流分驱动电机b进行轻载辅助输出或空载运行,驱动车辆高速行驶。电机的最高能效范围在额定速度的1/3左右,相比于普通车辆的车桥,本申请使用的车桥减速比更低,在高速行驶时,交流分驱动电机a的运行速度更低,使得交流分驱动电机a的运行速度仅为普通车辆的1/3,电机能效更高,并通过尾部串接不同参数的励磁电机,形成不同档位输出,实现低速大扭矩和高速小扭矩的输出,实现普通汽车的换挡功能。此外由于电机驱动力随电机阻力的变化而变化,电能在电机中自动自由分配,实现无级变速驱动,始终保持电机的高效能输出。将上述方案的车辆进行测试,当汽车以40公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流为6.5-8A,当汽车以60公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流为10-14A,当汽车以80公里每小时的恒定车速行驶时,汽车的驱动电流为18-22A,相比于与传统车辆,利用该方案的车辆可节电约50%以上,电能消耗更少,以相同容量电池装车,可大幅延长车辆的行驶里程。
作为本实施例的另一种实施方案,如图16至图19所示,交流分驱动电机a、直流分驱动电机b和第二直流分驱动电机c分左右同时连接前桥的减速箱30内不同速比的齿轮,交流分驱动电机a和直流分驱动电机b的输出轴同轴连接至输入输出减速比为3.2:1的齿轮,第二直流分驱动电机c的输出轴连接输入输出减速比为2.05:1的齿轮,三个电机通过连接同一减速箱30内不同速比的齿轮来实现对前桥的不同速驱动,本实施方案的电动驱动***可达到图15中同样的节能效果。
作为本实施例的另一种实施方案,如图20、图35所示,直流分驱动电机包括第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d,三者呈电气串联连接,即整流器17的直流输出端口连接第三直流分驱动电机d,而后第二直流分驱动电机c、第一直流分驱动电机b依次与第三直流分驱动电机d串联,或者整流器17的直流输出端口连接第一直流分驱动电机b,而后第二直流分驱动电机c、第三直流分驱动电机d依次与第一直流分驱动电机b串联。
作为本实施例的另一种实施方案,如图32所示,直流分驱动电机包括第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c、第三直流分驱动电机d和第四直流分驱动电机e,四者呈电气串联连接,第一直流分驱动电机b与交流分驱动电机a同轴串联连接以驱动汽车前桥上的减速箱,减速箱的减速比为2.5-3.7;整流器17的直流输出端口连接第一直流分驱动电机b,而后第二直流分驱动电机c、第三直流分驱动电机d和第四直流分驱动电机e依次电气串联,第一直流分驱动电机b、第三直流分驱动电机d和第四直流分驱动电机e同轴串联连接以驱动汽车后桥。
实施例2
请参阅图21,相比于实施例1,本方案的差异在于:整流器17的直流输出端口连接有第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d,第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d电气串联连接。整流器17和直流分驱动电机构成交流分驱动电机的三相绕组中心节点,即三相绕组Y接的中性点,电流从整流器17三相输入端口输入,电流依次通过与整流器17串联连接的第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d,连带驱动第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d的转子旋转输出,经过第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d的电流回到整流器17并进入交流分驱动电机a。交流分驱动电机a的额定转速可以设定为1200rpm,第一直流分驱动电机b的额定转速可以设定为1200rpm,第二直流分驱动电机c的额定转速可以设定为2400rpm,第三直流分驱动电机d的额定转速可以设定为3600rpm。
交流分驱动电机a的输出轴10同轴连接第一直流分驱动电机b的尾端,第一直流分驱动电机b的输出轴通过主轴35同轴连接一个发电机31,交流分驱动电机a与第一直流分驱动电机b同轴同步驱动发电机31,第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d的输出轴通过具有减速比的皮带轮驱动主轴35,具有减速比的皮带轮使得第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d与主轴同速传动,实际使用中,第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d起到减速增扭的作用,使得交流分驱动电机a与直流分驱动电机一同驱动发电机31。当然,发电机31也可替换为车桥或者其他机械负载。
需要注意的是,交流分驱动电机a采用永磁交流同步电机,交流分驱动电机a采用感应器为霍尔传感器,第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d采用直流串励电机和有刷永磁直流电机,当然第一直流分驱动电机b、第二直流分驱动电机c和第三直流分驱动电机d也可以采用并励电机,它励电机和复励电机。
交流分驱动电机a转子使用永磁体,产生恒定的磁场,定子上设置有三相绕组构成的定子线圈,当三相绕组通入交流电,定子上形成三相磁场,并按照矢量和构成一个转动的定子合磁场,转子的恒定磁场与转动的定子合磁场相互作用,同性相斥,异性相吸,使得转子跟随转子合磁场旋转,形成连续转动。
在三相电机星形接法中,从交流分驱动电机a任意一相线流入的电流,都会通过三相绕组的中性点,并从电机的其他相线中流出电机。
直流电机定子使用永磁体或使用励磁线圈,当励磁线圈通入恒定直流电时,在励磁线圈产生一个同永磁体一样的恒定磁场。电机转子绕制有线圈,当电机的转子通入恒定直流电时转子线圈产生一个恒定的磁场,定子磁场与转子磁场相互作用,同性相斥,异性相吸,驱动转子旋转。当定子磁场与转子磁场处于平衡位置时,由于换向器作用,使得转子中电流换向,形成的磁场也反向,形成连续的同性相斥,异性相吸作用,驱动转子持续旋转。
交流电通入整流器17后,由于二极管的单项导通作用,只允许相对于二极管正向的电流通过二极管,将交流电变成直流电,在桥式整流中,由于二极管构成桥式电路,当交流电处于正半周期时,电流从二极管整流器17的正向桥臂通过,当交流电处于负半周期时,电流从二极管整流器17的负向桥臂通过,将交流电变成脉动的直流电。在三相桥式整流中,整流器17将三相电流转换为直流电流,输出的直流电流相当于2.34倍的单相交流电流。
当多个同性电机串接时,流过第一电机和第二电机的电流相同,扭力功率按常规分配,当直流分驱动电机串接在交流分驱动电机a后端时,交流分驱动电机a的中性点打开连接整流器17和直流分驱动电机b,使得流入交流分驱动电机a的电流必然通过整流器17和直流分驱动电机b,整流器17与串接的直流分驱动电机构成一个中性点电流回路,在直流分驱动电机中产生附加磁场,驱动直流分驱动电机转子旋转,同时由于采用三相整流器17,将三相电转为单向直流电,输出电流为单相电流的2.34倍,直流电机以高扭矩高效能输出,同时,整流器17和直流分驱动电机构成三相交流分驱动电机a的外接中性点,保证电机的正常驱动。
交流分驱动电机a和直流分驱动电机可根据转速转矩要求选用不同的额定转速,或者使用相同额定转速转速的电机,由于串联连接自然形成差转速差。
在请参阅图22,相比于图21,本方案的差异在于交流分驱动电机a串联单一的直流分驱动电机b,交流分驱动电机a的额定转速可以设定为1200rpm,直流分驱动电机b的额定转速可以设定为2400rpm,具体在于:交流分驱动电机a的输出轴3通过主轴35连接发电机31,直流分驱动电机b的输出轴通过具有减速比的皮带轮与主轴35连接,当然,发电机31也可替换为车桥或者其他机械负载。
交流分驱动电机a采用永磁交流同步电机,交流分驱动电机a采用感应器为霍尔传感器,直流分驱动电机采用直流串励电机,当然直流分驱动电机也可以采用并励电机,它励电机和复励电机。
实施例3
请参阅图23,相比于实施例1,本方案的差异在于,并联设置一组整流器17,且该整流器17的输出连接到电池,用于回充电。具体为:电源12连接到控制器14的电源12输入端,控制器14的三相交流输出端连接到交流分驱动电机a的三相绕组首端,三相绕组的中性点打开,形成三个单相尾端,每个尾端分成两组,形成两个三相尾端(64、65、66)和(67、68、69),两个三相尾端分别连接一个整流器17,其中一个整流器17的输出连接到直流分驱动电机,另一个整流器17的输出连接到电池,整流器17配置为将由控制器14输入并经过交流分驱动电机a三相绕组的交流电转化为直流电,且输出的直流电的电流或电压提高到单相交流电的2.34倍。
实施例4
请参阅图24,相比于实施例1,本实施例的差异在于,设置有两个交流分驱动电机,具体为:电源12连接到控制器14的输入,控制器14的输出连接到第一交流分驱动电机a的三相输入,第一交流分驱动电机a内三相绕组的尾端连接到第二交流分驱动电机a’的三相输入,第一交流分驱动电机a的输出轴与第二交流分驱动电机a’的输出轴同轴串联连接;第二交流分驱动电机a’结构与第一交流分驱动电机a完全相同,第二交流分驱动电机a’内三相绕组的尾端连接到三相整流器17的三相输入端口,三相整流器17的直流输出端口连接有一个直流分驱动电机b,在整流器17的直流输出端口还并联有一个法拉电容组24,配置为对输出直流电的稳压和滤波。
实施例5
请参阅图25,相比于图24,本方案的差异在于第一交流分驱动电机a三相绕组尾端连接有两个整流器。具体为:电源12连接到控制器14的输入,控制器14的输出连接到第一交流分驱动电机a的三相输入,第一交流分驱动电机a的三相中性点打开,形成三个尾端,单个尾端的输出线分出两组,其中一组连接到与电机结构完全相同的第二交流分驱动电机a’的一组输入上,剩余一组线连接到第一整流器17上,第一整流器17的直流输出端口连接到电源12,同时第二交流分驱动电机a’的另一组输入连接有第二整流器17’,第二整流器17’输出连接有第二直流分驱动电机c,在第二交流分驱动电机a’的三相绕组尾端连接到第三整流器17”的三相输入上,第三整流器17”输出连接有第一直流分驱动电机b。
第一整流器17通过电池短接构成第一交流分驱动电机a的部分中性点,第一交流分驱动电机a另一部分中性点由第二交流分驱动电机a’的中性点构成,第三整流器17”的输出通过第一直流分驱动电机b形成短接,构成第二交流分驱动电机a的中性点。
实施例6
请参阅图26,相比于实施例1,本方案的差异在于,交流分驱动电机a的三相尾端并联多个整流器17。具体为:电源12连接到控制器14的输入,控制器14的输出连接到交流分驱动电机a的三相输入,交流分驱动电机a的三相绕组中性点打开形成三个三相尾端,每个尾端的线分成4组,构成4组三相尾端,四组三相尾端分别连接四个整流器17的三相输入,其中一个整流器的直流输出端口连接直流分驱动电机b,剩余整流器17的输出分别连接一个法拉电容组24,三个法拉电容组24串联后再并联到电源12两端。整流器17通过直流分驱动电机b构成交流分驱动电机a的部分中性点回路,另一部分中性点回路依靠整流器17连接的法拉电容组24和电源12构成。
三个整流器17独立给法拉电容组24充电,之后通过串联,提高电容组24整体电压,在并联到电源12上给电源12充电。
交流分驱动电机a采用永磁交流同步电机,交流分驱动电机a采用感应器为霍尔传感器,直流分驱动电机采用直流串励电机,当然直流分驱动电机也可以采用并励电机,它励电机和复励电机。
实施例7
请参阅图27,相比于实施例1,本实施例的差异在于,设置两个电气串联的交流分驱动电机,具体为:
第一交流分驱动电机a的输出轴与车辆的前桥连接,第二交流分驱动电机a’与车辆的后桥连接,第一交流分驱动电机a的三相绕组为三个独立的单相线结构,三相绕组中分出5%的线作为发电线使用,剩余线作为驱动线,第一控制器14的三相输出连接到第一交流分驱动电机a的三相驱动线,三相驱动线另一端接成一个节点,三相绕组的三个发电线连接到整流器17的三相输入端口,整流器17的直流输出端口连接到法拉电容组24;第二交流分驱动电机a’内为三个独立的单相绕组,每个绕组的输入线和输出线从机壳引出,第二控制器14’的输入端连接有调速踏板29,第二控制器14’的三相输出连接到第二交流分驱动电机a’的三相输入线,第二交流分驱动电机a’的三相输出线通过整流器17连接到法拉电容组24,法拉电容组24设置有两个且两者串联连接,串联后的法拉电容组24连接到第二控制器14’的直流输入端。
启动时,电池12给第一交流分驱动电机a供电,驱动第一交流分驱动电机a运行,在此过程中,第一交流分驱动电机a的发电线发出电力,经过整流后输出给法拉电容组,此时,法拉电容组内电压较低,无法驱动第二交流分驱动电机a’以相同速度运行,第二交流分驱动电机a由于后桥的拖动进行转动,在此过程中由于切割磁感线进行发电,发出电力经过整流器17后流入法拉电容组24,同时由控制器14输入的电能通过第二交流分驱动电机a’后,部分电力被储存在法拉电容组24中,经过一段时间后,法拉电容组24内的电容量提高,使得电压达到驱动电压后,驱动第二交流分驱动电机a’正常运行,此时,第一交流分驱动电机a的负荷大大减小,使得车辆节能运行,有效提高行驶距离。
实施例8
请参阅图28,相比于实施例1,方案的差异在于,交流分驱动电机a的三相绕组尾端并联多个整流器17,整流器17的直流输出端口连接法拉电容组24,具体为:
电源12连接到控制器14的直流输入端,控制器14的三相交流输出连接到交流分驱动电机a的三相输入,交流分驱动电机a内三相绕组为三个独立的单相绕组,交流分驱动电机a的三相绕组的另一端从机壳引出,形成三条独立的输出线,这三条独立的输出线中,每一相线均分成20%和80%两股线,其中80%的三个单相线取出来,连接到一个整流器17的三相输入端口上,整流器17的三相输入端口还并接有一个短路开关26,整流器17的输出连接到一个法拉电容组24。
剩余的20%的三个单相线连接到两个副整流器上,为方便描述,这两个副整流器分别定义为第一整流器17’和第二整流器17”,三相绕组分别命名为U相、V相、W相,其中U相和V相分别连接到第一整流器17’的输入端和第二整流器17”的输入端,其中W相的线再按照50% 和50%分出,分别连接到第一整流器17’和第二整流器17”的另一个输入端。在第一整流器17’的和第二整流器17”的输入端,连接有一个短路开关26,短路开关26一端与U相、V相、W相,三相绕组连接,短路开关26的另一端短接在一起,第一整流器17’的直流输出端口连接到一个法拉电容组24,第二整流器17”的输出端连接到另一个法拉电容组24。
交流分驱动电机a采用永磁交流同步电机,交流分驱动电机a采用感应器为霍尔传感器。
实施例9
请参阅图29,相比于图4的实施方案,本方案的差异在于,差速器30的两端连接有单向轴承33、33’。具体为:
交流分驱动电机a和直流分驱动电机b同轴连接,同步驱动车桥差速器30,差速器30两侧输出分别连接有单向轴承33、33’,差速器30的输出通过单向轴承33连接到车辆的车轮,上述的交流分驱动电机a、直流分驱动电机b、差速器30、单向轴承33、33’和车轮构成车辆的前桥驱动或后桥驱动。
交流分驱动电机a使用的电机为直流无刷永磁同步电机,直流分驱动电机b使用直流串励电机,当然交流分驱动电机a也可使用交流异步电机,直流分驱动电机b也可选用直流并励电机、它励电机或混励电机。
通过在差速器30两端设置单向轴承33、33’,当松开油门后,车辆进入滑行状态,此时由于单向轴承33、33’的作用,电机不与车轮之间产生传动,避免传统驱动结构在车辆滑行时由于车轮通过变速箱升速驱动电机,使得电机对车轮产生严重的拖动作用,使得车速快速下降,降低了车辆滑行距离,减少车辆行驶里程,造成能源浪费。
同时,由于交流分驱动电机a和直流分驱动电机b电气串联连接,在驱动时,电流通过交流分驱动电机a后,在整流器17中转化为直流电进入直流分驱动电机b,在直流分驱动电机b内建立过路磁场,实现对直流分驱动电机b的驱动,同时,整流器17和直流分驱动电机b,构成了交流分驱动电机a的外接中性点,使得交流分驱动电机a可正常驱动。此外,在这种串联连接中,在低速时,交流分驱动电机a受到的驱动阻力大,此时控制器14需要加大驱动电流的输入,输入给交流分驱动电机a的电流又会通过直流分驱动电机b,直流分驱动电机b是低速高扭矩电机,此时输入的功率主要分配到直流分驱动电机b,由直流分驱动电机b输出主要动力,当车速提升时,交流分驱动电机a受到的驱动阻力逐步减小,交流分驱动电机a被分配的输入功率逐步提高,输出逐步转移至交流分驱动电机a,当车速达到临界值时,此时直流分驱动电机b在空载运行,输入功率全部加载在交流分驱动电机a上,由交流分驱动电机a实现输出,通过该种方式实现驱动电力的自动自由分配。
相比于传统的单电机方案,在纯粹使用高速电机时,在车辆起步时电机会大量消耗电能造成发热严重和能源浪费,在纯粹使用低速电机时,车辆在的最高速度无法提升,并在高速时电力被大量消耗,同样造成严重的发热和能源浪费,使用本方案的驱动***时,在低速时,增加的电力输入远小于纯高速电机的车辆,在高速时,电力消耗也小于纯低速电机的车辆,且车 辆的行驶速度更高。相比于传统驱动方式,本申请的驱动电力消耗相对平稳,且具有更好的滑行能力,相比于传统电动车可节约30-50%的电力消耗,有效延长车辆行驶里程。
实施例10
请查阅图30,同实施例9,本方案的差异在于,直流分驱动电机b还依靠金属空气电池12直接供能,金属空气电池12的直流输出端口也连接到整流器17的直流端上。
直流分驱动电机b的电源12一部分来自金属空气电池12的供电,另一部分来自流经交流分驱动电机a的电流。直流分驱动电机b和控制器14,构成交流分驱动电机a的三相绕组星接所需的中性点。
其中交流分驱动电机a为三相交流永磁同步电机,直流分驱动电机b为直流串励电机,当然直流分驱动电机b也可使用并励电机、它励电机和混励电机,使用的电源12为电池组。
励磁电机具有启动电压低,电压适应范围宽泛,最低5V就可以运转,可以依靠金属空气电池12直接驱动运行,转速低扭力大,用于辅助驱动,交流分驱动电机a转速高,扭力小,用于高速行驶,依靠电池供电。
实施例11
请参阅图31,相比于实施例1,本方案的差异在于使用两个交流分驱动电机。
电源12连接控制器14的直流输入,控制器14的信号输入端连接有一个调速踏板29,第一交流分驱动电机a的三相绕组为三个独立的单相线结构,每相绕组的输入线和输出线从机壳引出,控制器14的三相输出连接到第一交流分驱动电机a的三相输入线,三个三相输出线连接有一个短路开关26,同时三个三相输出头还并联连接到控制器14到整流器17的三相输入端口,整流器17的直流输出端口连接到法拉电容组24;第二控制器14’的信号输入端连接同一个调速踏板29,第二控制器14’的三相输出连接到第二交流分驱动电机a’的三相输入线,第二交流分驱动电机a’内为三个独立的单相绕组,每个绕组的输入线和输出线从机壳引出,三个三相输出头连接有一个短路开关26,同时三个三相输出头还并联连接到第二整流器17的三相输入端口,第二整流器17的直流输出端口连接到第二法拉电容组24;两个法拉电容组24串联后再连接到第二控制器14’的直流输入端,第二控制器14’的直流输入端连接到电源12。
当第一交流分驱动电机a启动前,短路开关26连接,使得交流分驱动电机a三相绕组的尾端连接到一起,形成交流分驱动电机a三相绕组的中心节点,当第一交流分驱动电机a启动后,断开短路开关26,通过交流分驱动电机a的交流电经过整流器17变为直流电并冲入法拉电容组24中,一段时间后,法拉电容组24内的电压提高,此时断开短路开关26,第二交流分驱动电机a’依靠法拉电容组24进行供电,节约电源12电能,并能实现助力推动,同时整流器17和第二交流分驱动电机a’构成了第一交流分驱动电机a的中性点回路,使得第一交流分驱动电机a可以被正常驱动,第二交流分驱动电机a’依靠整流器17、第二控制器14’构成中性点回路,保证第二交流分驱动电机a’的正常驱动。
本申请提供了一种驱动***,该***包括交流电机组、整流组件和直流电机组;
本身请还提供了一种驱动***,包括:交流电机组、整流组件和直流电机组;交流电机组包括至少一个交流分驱动电机;所述直流电机组包括至少一个直流分驱动电机;所述整流组件包括至少一个整流器;至少一个交流分驱动电机、至少一个整流器和至少一个直流分驱动电机顺序连接形成一条驱动线路;所述整流器包括多相输入端、直流输出端和直流输入端,所述交流分驱动电机内至少设有多相绕组,多相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;目标直流分驱动电机电气连接在目标整流器的所述直流输出端和直流输入端之间;目标交流分驱动电机的多相绕组中每相绕组的尾端分别连接目标整流器的多相输入端口;目标交流分驱动电机、目标整流器和目标直流分驱动电机均属于同一条驱动线路。
其中,电能输入端可以是任意一种电源(如电池等移动电源,又又如某些化学电池);电能输入端也可以是指能够与电源连接,并从电源获得电能的连接器件(如插头、电气连接件等)。
直流输入端和直流输出端分别是指电流的流入端和电流的流出端。如图10所示,直流输出端可以是负载上部的连接线,直流输入端可以是负载下部的连接线。本申请所提供的方案中,所提及的交流分驱动电机、整流器和直流分驱动电机依次顺序连接,均是指交流分驱动电机的电能输出端与整流器的三相(多相)输入端电气连接,直流分驱动电机电气连接在直流输出端和直流输入端之间。电池(电源)所提供的电能通常是直流电的形式,因此,如果电池需要向交流分驱动电机进行供电,则需要在电池和交流分驱动电机之间增加逆变器,以将直流电转化为交流电,但这种直交转换的方式属于本领域技术人员根据使用场景能够不付出创造性劳动就获知到的,因此,本文中不对此处进行过多说明。
目标交流分驱动电机、目标整流器和目标直流分驱动电机顺序连接,能够形成一条驱动线路。一般情况下,目标交流分驱动电机可以是一个也可以是两个,还可以是更多,对应的每个目标交流分驱动电机应当配置独立的整流器,也就是,如果目标交流电机有2个,则目标整流器也应当是两个,并且每个目标交流电机应当分别与对应的目标整流器连接(目标交流电机的多相绕组中每相绕组的首端均与电能输入端连接)。直流分驱动电机的数量可以是一个也可以是多个,本申请所提供的方案中,目标直流分驱动电机可以是指一个直流电动机,也可以是指由多个直流电动机采用串联、并联、混联的方式形成的直流电机组。
比如,当有两个交流分驱动电机时(交流分驱动电机A和交流分驱动电机B),应当配置两个整流器(整流器A和整流器B);进而,交流分驱动电机A的多相绕组中每相绕组的首端均配置为与整流器A电能输入端连接;交流分驱动电机B的多相绕组中每相绕组的首端均配置为与整流器B电能输入端连接;直流分驱动电机电气连接在整流器A的直流输出端和直流输入端之间,以及直流分驱动电机电气连接在整流器B的直流输出端和直流输入端之间。
本申请所提供的方案中通过整流器来连接了交流分驱动电机和直流分驱动电机,使得交流分驱动电机和直流分驱动电机能够形成类似于串联的电路。进而在交流分驱动电机和直流分驱动电机同时驱动同一个车辆(驱动同一个车辆中的车轮)时,交流分驱动电机的实际输出功 率与直流分驱动电机的输出功率的比值会随着环境的变化而自动的调整。进而,本申请所提供的驱动***能够同时利用交流分驱动电机和直流分驱动电机的特性从而提高整体效率。
本申请所提供的驱动***的技术目的是使得在不同的负载条件下,目标直流分驱动电机的电能使用率和目标交流分驱动电机的电能使用率能自动调整。负载条件可以是指驱动电机(交流分驱动电机,和/或直流分驱动电机)所受到的任何一种或多各种外界环境对驱动电机的作用力或者控制信号。通过设置目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数能够达到上述效果。类似的,通过设置目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数,还能够达到在不同的负载条件下,电能输入端所提供的电能至少部分的在目标直流分驱动电机和目标交流分驱动电机之间窜移。
实际上,经过申请人的理论分析,以及结合大量的实验数据再次进行分析,认为直流电机组的功率(或者说是目标直流分驱动电机的功率)可以进行适当的限制来提高整个驱动***的工作效率。
某种情况下,直流电机组的功率不应当过大,通过对目标直流分驱动电机和目标交流分驱动电机的电机参数进行设定,使得在一般运动状态(驱动***所驱动的车辆车速在20-140KM/h左右)时,目标直流分驱动电机的功率占总功率的百分比约为1.5%-40%;其中,总功率是目标直流分驱动电机的功率与目标交流分驱动电机的功率之和;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括以下的一种或多种,额定转速和减速比;目标直流分驱动电机的电机参数包括以下的一种或多种,额定转速和减速比。当目标直流分驱动电机的功率占总功率的百分比约为1.5%-40%的情况下,整体***的能量利用率较高,并且驱动力也较高。更优选的,当目标直流分驱动电机的功率占总功率的百分比约为5%-20%的情况下,整体效率会更高。
类似的,通过进行如下限定被驱动***所驱动的车辆处于加速状态时,目标直流分驱动电机的功率占比大于车辆处于匀速状态时,目标直流分驱动电机的功率占比。也是为了尽量的调整驱动***的整体效能,使得整体***的能量利用率较高,并且驱动力也较高。
具体的,对于一般的家用车辆或者是商用车辆,本申请还提供了较为合理的目标直流分驱动电机和目标交流分驱动电机的视在功率的数值,即,目标直流分驱动电机的视在功率约为70w-800w;以使目标交流分驱动电机的视在功率约为3000w-4500w(驱动***所驱动的车辆车速在20-140KM/h左右时,目标直流分驱动电机和目标交流分驱动电机的视在功率是上述数值)。当然,约束目标直流分驱动电机和目标交流分驱动电机的视在功率也同样可以通过设定目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数来实现。
具体的,还可以通过进行如下三种限定方式中的任意一种或两种或三种来改善驱动***的工作效能。
具体的,第一种限定方式是:同一个驱动线路中的至少一个直流分驱动电机和至少一个交流分驱动电机的减速比/额定转速不同;
直流分驱动电机和交流分驱动电机的减速比不同,或者是额定转速不同,或者说直流分驱动电机和交流分驱动电机的减速比和额定转速按照某个规则进行设定,则能够保证驱动***工作的整体效率。
第二种限定方式,同一个驱动线路中的至少一个直流分驱动电机的实际输出转速大于至少一个交流分驱动电机的实际输出转速;
第三种限定方式,同一个驱动线路中的至少一个直流分驱动电机的实际输出转速的峰值大于至少一个交流分驱动电机的实际输出转速的峰值。
其中,实际输出转速可以是指输出转速的平均值,或者是转速的实时输出值;实际输出转速的峰值指的是转速的实时输出值中的最大值。
本申请所提供的驱动***的重点在于交流分驱动电机、整流器和直流分驱动电机依次顺序连接,以形成能够窜流(在不同的负载条件下,电能输入端所提供的电能至少部分的在目标直流分驱动电机和目标交流分驱动电机之间窜移)的***架构,该***架构某种程度上,同时利用了交流分驱动电机和直流分驱动电机各自的优势,比如,车辆在加速的过程中,直流分驱动电机能够提供更多的扭矩,这样交流分驱动电机能够更为便捷的提升转速。
本申请所提供的驱动***可以使用在任何一种车辆上,比如二轮车、三轮车、四轮车或者的车轮数量大于或等于5的车辆。下面几段将针对某一个驱动线路的驱动方式进行说明,该驱动线路包括顺序连接交流分驱动电机、整流器和直流分驱动电机,下面几段所描述的交流分驱动电机和直流分驱动电机均是属于该驱动线路中的。
如果本申请所提供的驱动***是驱动前后轮的两轮车(两个车轮沿车辆的前进方向依次排列,或者说,两个车轮的连线与车辆的前进方向平行),则交流分驱动电机可以驱动两轮车的任意一个车轮,直流分驱动电机也可以驱动两轮车的任意一个车轮(交流分驱动电机和直流分驱动电机可以同时驱动任一个车轮)。
如果本申请所提供的驱动***是驱动左右轮的两轮车(两个车轮的连线与车辆的前进方向垂直,这两个车轮平行),则交流分驱动电机可以驱动两轮车的任意一个车轮,直流分驱动电机也可以驱动两轮车的任意一个车轮(交流分驱动电机和直流分驱动电机可以同时驱动任一个车轮);或者交流分驱动电机和直流分驱动电机可以同时驱动这两个平行的车轮(交流分驱动电机和直流分驱动电机通过同一个减速器与这两个平行的车轮连接,并驱动这两个车轮)。
如果本申请所提供的驱动***是驱动品字形三轮车(俯视视角下,三轮车的三个车轮呈品字形排列),则交流分驱动电机可以驱动三轮车的任意一个车轮,直流分驱动电机也可以驱动三轮车的任意一个车轮(交流分驱动电机和直流分驱动电机可以同时驱动任一个车轮);交流分驱动电机可以驱动三轮车的两个平行的车轮,直流分驱动电机也可以驱动三轮车的两个平行的车轮(交流分驱动电机和直流分驱动电机可以同时驱动这两个平行的车轮);或者是交流分驱动电机可以驱动平行的两个车轮,直流分驱动电机可以驱动独立的一个车轮(三轮车中除平行的两个车轮外的一个车轮);或者是直流分驱动电机可以驱动平行的两个车轮,交流分驱动电机可以驱动独立的一个车轮(三轮车中除平行的两个车轮外的一个车轮)。
如果本申请所提供的驱动***是驱动直线型三轮车(俯视视角下,三轮车的三个车轮沿一条直线排列),则交流分驱动电机可以驱动三轮车的任意一个车轮,直流分驱动电机也可以驱动三轮车的任意一个车轮(交流分驱动电机和直流分驱动电机可以同时驱动任一个车轮)。
如本申请所提供的驱动***是驱动四轮车(车辆有两前轮和两后轮)的话,交流分驱动电机可以驱动四轮车的任意一个车轮(左前轮、左后轮、右前轮或右后轮),直流分驱动电机也可以驱动四轮车的任意一个车轮,交流分驱动电机和直流分驱动电机可以同时驱动某一个车轮;还可以是交流分驱动电机可以驱动四轮车的两个平行的车轮(如同时驱动左前轮和右前轮,或者是同时驱动左后轮和右后轮,此时交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力),类似的直流分驱动电机也可以驱动四轮车的两个平行的车轮,也就是交流分驱动电机和直流分驱动电机也可以是同时驱动指定的两个平行的车轮;当然,交流分驱动电机可以驱动四轮车的任意一个车轮,直流分驱动电机也可以驱动四轮车的两个平行的车轮;或者是,直流分驱动电机可以驱动四轮车的任意一个车轮,交流分驱动电机也可以驱动四轮车的两个平行的车轮。
如本申请所提供的驱动***是驱动五轮车或者是具有更多车轮的车辆,则可以参照前文中的方式,交流分驱动电机和直流分驱动电机都可以驱动任一个车轮,或者是交流分驱动电机和直流分驱动电机都可以驱动任两个平行的车轮。
需要说明的是,本申请所提供的驱动***,直流分驱动电机指的是一个直流电动机也可以是指至少两个直流电动机所组成的电动机组,对任一个驱动线路,电动机组的中的至少两个的直流电动机可以是串联连接在同一个整流器的直流输入端和直流输出端之间;也可以是并联连接在同一个整流器的直流输入端和直流输出端之间;还可以是混联连接在同一个整流器的直流输入端和直流输出端之间。
上面几段的内容所叙述的均是某一个驱动线路中,直流分驱动电机和交流分驱动电机的驱动方式,实际上,本申请所提供的方案,可以有两个或更多的驱动线路,每个驱动线路中的直流分驱动电机和交流分驱动电机的驱动方式都可以按照上述几段中所描述的方式设定。需要说明的是,不论驱动线路的数量如何,一般情况下,每个交流分驱动电机都应当配置独立的整流器(一个整流器只能连接一个交流分驱动电机)。上述几段中的内容仅仅是概括性的列举出驱动方式,还可能有其他等同的驱动方式可以实现类似的方案,但这些等同的方式均属于本申请所提供方案的申请思想范围内。
下面对具体使用的情况分别进行说明,从被驱动的车辆的角度来看,可以分为三种情况,分别是驱动两轮车、驱动三轮车和驱动四轮车,下面分别进行说明。
第一种情况,驱动两轮车。
当本申请所提供的驱动***应用在两轮车上的时候,如果该两轮车的两个车轮前后设置(如图36所示的两轮电动车),驱动***通常只有一条驱动线路(通常情况下,本方案所提及的任一个实施例中的驱动线路的数量只是示例性质的,比如本段中所说的只有一条驱动线路,实际上当然也可以有两条,或多条驱动线路,但驱动线路数量的增加,并不会本质上的改 善整体性能,因此,下面只说明一条驱动线路如何驱动车辆,当驱动线路为多条的时候,则可以参照公开说明的驱动线路的设置方式进行设置),这一条驱动线路包括一个交流分驱动电机、一个整流器和一个直流分驱动电机;一个交流分驱动电机、一个整流器和一个直流分驱动电机依次顺序连接;
具体的驱动方式可以是,交流分驱动电机驱动两轮车的前轮(交流分驱动电机的输出轴直接或间接的与车辆前轮连接,本申请中所提及的驱动电机(直流分驱动电机或交流分驱动电机)驱动某一个车轮,均是指该驱动电机的输出轴直接或间接的与该车轮的轮轴连接,以使该驱动电机能够直接或间接的向该车轮提供动力,或者说是直接或间接的向该车轮输出动力);直流分驱动电机驱动两轮车的后轮(直流分驱动电机的输出轴直接或间接的与车辆后轮连接);
还可以是,交流分驱动电机驱动两轮车的后轮;直流分驱动电机驱动两轮车的前轮;
还可以是,交流分驱动电机和直流分驱动电机同时驱动两轮车的后轮;本申请所提供的方案中所提及的两个驱动电机(这两个驱动电机可以均是交流分驱动电机,也可以均是直流分驱动电机,还可以一个是交流分驱动电机一个是直流分驱动电机)同时驱动某一个车轮是指,两个驱动电机通过同一个减速器连接后轮,或者是指两个驱动电机的输出轴同轴连接;
还可以是,交流分驱动电机和直流分驱动电机同时驱动两轮车的前轮。
当本申请所提供的驱动***应用在两轮车上的时候,如果该两轮车的两个车轮左右设置(如平衡车、电动轮椅等),驱动***通常只有一条驱动线路,这一条驱动线路包括一个交流分驱动电机、一个整流器和一个直流分驱动电机;一个交流分驱动电机、一个整流器和一个直流分驱动电机依次顺序连接;
具体的驱动方式可以是,交流分驱动电机驱动两轮车的左轮;直流分驱动电机驱动两轮车的右轮(本申请所提供的方案中,当某一个车轮只有一个驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)驱动时,该驱动电机优选为轮毂电机);
还可以是,交流分驱动电机驱动两轮车的右轮;直流分驱动电机驱动两轮车的左轮;
还可以是,交流分驱动电机和直流分驱动电机同时驱动两轮车的右轮;
还可以是,交流分驱动电机和直流分驱动电机同时驱动两轮车的左轮;
还可以是,交流分驱动电机和直流分驱动电机同时驱动两轮车的两个车轮(交流分驱动电机和直流分驱动电机通过同一个减速器同时连接,并驱动左右两个车轮)。
实际上,本申请所提供的方案中,交流分驱动电机和直流分驱动电机的驱动方式(交流分驱动电机驱动哪个车轮,直流分驱动电机驱动哪个车轮)是任意的,当两个驱动电机驱动同一个车轮的时候,这两个驱动电机需要同轴连接成一个连体电机;当两个驱动电机/一个驱动电机需要同时驱动两个车轮(这两个车轮必然是左右对称设置的)的时候,则需要通过减速器同时连接,并驱动两个车轮。
上述各种驱动方式各有利弊,可以视具体的使用情况进行调整。
第二种情况,驱动三轮车。
当本申请所提供的驱动***应用在品字形三轮车上的时候,下面分几种情况对品字形三轮车的驱动方式进行说明。俯视视角下,三轮车的三个车轮呈品字形排列,本例中仅以该三轮车有一个前轮和两个后轮的形式进行说明(两个前轮和一个后轮的三轮车的驱动方式可以参照本例中所公开的方式),此处的前后是以车辆的前进方向来定义。驱动三轮车的驱动方式有多种,下面分别进行说明。
第一种方式:驱动***只有一条驱动线路,这一条驱动线路包括一个交流分驱动电机、一个整流器和一个直流分驱动电机;一个交流分驱动电机、一个整流器和一个直流分驱动电机依次顺序连接;
交流分驱动电机驱动车辆的前轮,直流分驱动电机驱动车辆的左后轮或右后轮;
或,直流分驱动电机驱动车辆的前轮,交流分驱动电机驱动车辆的左后轮或右后轮;
或,交流分驱动电机驱动车辆的前轮,直流分驱动电机同时驱动车辆的左后轮和右后轮(本申请实施例中所说的某驱动电机同时驱动车辆上的两个车轮,指的是该驱动电机通过减速器同时驱动这两个车轮,被同时驱动的这两个车轮通常均为前轮或均为后轮);
或,直流分驱动电机驱动车辆的前轮,交流分驱动电机同时驱动车辆的左后轮和右后轮;
或,交流分驱动电机和直流分驱动电机同时驱动车辆的前轮/左后轮/右后轮;
或,交流分驱动电机和直流分驱动电机同时驱动车辆的两后轮(交流分驱动电机和直流分驱动电机通过同一个减速器同时连接,并驱动两后轮);
第二种方式:驱动***只有一条驱动线路,这一条驱动线路包括两个交流分驱动电机(第一交流分驱动电机、第二交流分驱动电机)、两个整流器(第一整流器和第二整流器)和一个直流分驱动电机;第一交流分驱动电机、第一整流器和直流分驱动电机顺序连接;第二交流分驱动电机、第二整流器和直流分驱动电机顺序连接;直流分驱动电机电气连接在所述第一整流器直流输出端和直流输入端之间,以及,直流分驱动电机电气连接在所述第二整流器直流输出端和直流输入端之间;
第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接(第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两后轮连接),以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力;且,第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力(第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机可以共用同一个减速器);直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力,或直流分驱动电机还可以通过减速器与被驱动车辆的两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力;此时,同时驱动两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的左后轮连接,以向被驱动车辆的左后轮提供动力;且,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的右后轮连接,以向被驱动车辆的右后轮提供动力;直流分驱动电机可以与任意一个车轮连接,以向该车轮提供动力;此时,同时驱动某一个后轮的驱动电机(某个交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的右后轮连接,以向被驱动车辆的右后轮提供动力;且,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的左后轮连接,以向被驱动车辆的左后轮提供动力;直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力;此时,同时驱动某一个后轮的驱动电机(某个交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或,第一交流分驱动电机与被驱动车辆的前轮连接,以向被驱动车辆的前轮提供动力;且,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的前轮连接,以向被驱动车辆的前轮提供动力;直流分驱动电机可以向任意一个车轮连接,以向该车轮提供动力,或直流分驱动电机还可以通过减速器同时与被驱动车辆的两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力;此时,同时驱动两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
还可以是一个交流分驱动电机与前轮连接,以向被驱动车辆的前轮提供动力;另一个交流分驱动电机与其他任一个车轮(左后轮/右后轮)连接,以向对应的车轮提供动力。直流分驱动电机的设置方式与前一段中的限定方式相同(直流分驱动电机可以与任意一个车轮连接,并向该车轮提供动力)。
第三种方式:驱动***有两条驱动线路(第一驱动线路和第二驱动线路),第一驱动线路包括依次顺序连接的第一交流分驱动电机、第一整流器和第一直流分驱动电机;第二驱动线路包括依次顺序连接的第二交流分驱动电机、第二整流器和第二直流分驱动电机;第一直流分驱动电机电气连接在所述第一整流器直流输出端和直流输入端之间,以及,第二直流分驱动电机电气连接在所述第二整流器直流输出端和直流输入端之间;
第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接(第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两后轮连接),以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力;且,第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力(第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机可以共用同一个减速器);第一直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力,或第一直流分驱动电机还可以通过减速器与被驱动车辆的两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力;第二直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力,或第二直流分驱动电机还可以通过减速器与被驱动车辆的两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力;此时,同时驱动两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或,第一交流分驱动电机与被驱动车辆的左后轮连接,以向被驱动车辆的左后轮提供动力;且,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的右后轮连接,以向被驱动车辆的右后轮提供动力;第一直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力;第二直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力;此时,同时驱动两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或,第一交流分驱动电机与被驱动车辆的右后轮连接,以向被驱动车辆的右后轮提供动力;且,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的左后轮连接,以向被驱动车辆的左后轮提供动力;第一直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力;第二直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力;此时,同时驱动两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或,第一交流分驱动电机与被驱动车辆的前轮连接,以向被驱动车辆的前轮提供动力;且,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的前轮连接,以向被驱动车辆的前轮提供动力;第一直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力;第二直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力;此时,同时驱动两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或,第一交流分驱动电机与被驱动车辆的前轮连接,以向被驱动车辆的前轮提供动力;且,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的左后轮/右后轮连接,以向被驱动车辆的左后轮/右后轮提供动力;第一直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力;第二直流分驱动电机可以与任意一个车轮(如前轮、左后轮或右后轮)连接,以向该车轮提供动力;此时,同时驱动两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器。
第三种情况,驱动四轮车。
当本申请所提供的驱动***应用在四轮车上的时候,下面分几种情况对四轮车的驱动方式进行说明。俯视视角下,四轮车包括四个车轮(四轮车的结构与当前市场上通用的家用型轿车、火车等车辆的车轮排布方式相同,该四轮车的车轮俯视结构可以如图12所示),分别是左前轮、右前轮、左后轮和右后轮,其中,左前轮和右前轮平行设置。驱动四轮车的驱动方式有多种,下面分别进行说明。
第一种方式,驱动***只有一条驱动线路,这一条驱动线路包括一个交流分驱动电机、一个整流器和一个直流分驱动电机;一个交流分驱动电机、一个整流器和一个直流分驱动电机依次顺序连接;
交流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮(左前轮、右前轮、左后轮或右后轮),直流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮(左前轮、右前轮、左后轮或右后轮)。
或者,交流分驱动电机同时驱动车辆的左前轮和右前轮;直流分驱动电机同时驱动车辆的左前轮和右前轮(可以是交流分驱动电机和直流分驱动电机通过同一个减速器同时驱动车辆的左前轮和右前轮);
或者,交流分驱动电机同时驱动车辆的左后轮和右后轮;直流分驱动电机同时驱动车辆的左后轮和右后轮(可以是交流分驱动电机和直流分驱动电机通过同一个减速器同时驱动车辆的左后轮和右后轮);
或者,交流分驱动电机同时驱动车辆的左前轮和右前轮;直流分驱动电机同时驱动车辆的左后轮和右后轮(可以是交流分驱动电机通过一个减速器同时驱动车辆的左前轮和右前轮;以及,直流分驱动电机通过一个减速器同时驱动车辆的左后轮和右后轮);
或者,交流分驱动电机同时驱动车辆的左后轮和右后轮;直流分驱动电机同时驱动车辆的左前轮和右前轮(可以是交流分驱动电机通过一个减速器同时驱动车辆的左后轮和右后轮;以及,直流分驱动电机通过一个减速器同时驱动车辆的左前轮和右前轮);
或者,交流分驱动电机同时驱动车辆平行的两个车轮(如左后轮和右后轮;或者是左前轮和右前轮);直流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮;
或者,直流分驱动电机同时驱动车辆平行的两个车轮(如左后轮和右后轮;或者是左前轮和右前轮);交流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮。
第二种方式:驱动***只有一条驱动线路,这一条驱动线路包括两个交流分驱动电机(第一交流分驱动电机、第二交流分驱动电机)、两个整流器(第一整流器和第二整流器)和一个直流分驱动电机;第一交流分驱动电机、第一整流器和直流分驱动电机顺序连接;第二交流分驱动电机、第二整流器和直流分驱动电机顺序连接;直流分驱动电机电气连接在所述第一整流器直流输出端和直流输入端之间,以及,直流分驱动电机电气连接在所述第二整流器直流输出端和直流输入端之间;
第一交流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮(左前轮、右前轮、左后轮或右后轮);第二交流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮(左前轮、右前轮、左后轮或右后轮);直流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮(左前轮、右前轮、左后轮或右后轮),或者直流分驱动电机同时驱动两前轮,或同时驱动两后轮。优选的,第一交流分驱动电机驱动车辆的左前轮,第二交流分驱动电机驱动车辆的右前轮,直流分驱动电机驱动两后轮;或者是第一交流分驱动电机驱动车辆的左后轮,第二交流分驱动电机驱动车辆的右后轮,直流分驱动电机驱动两前轮。当第一交流分驱动电机、第二交流分驱动电机和直流分驱动电机分别驱动不同的车轮时,这三个电机优选为轮毂电机。
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接(第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两后轮连接),以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力;且,第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力(第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机可以共用同一个减速器);直流分驱动电机可以通过减速器与被驱动车辆的两前轮/两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两前轮/两后轮提供动力;此时,同时驱动两前轮/两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥连接(第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两前轮连接),以同时向被驱动车辆的两前轮提供动力;且,第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮提供动力(第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机可以共用同一个减速器);直流分驱动电机可以 通过减速器与被驱动车辆的两前轮/两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两前轮/两后轮提供动力;此时,同时驱动两前轮/两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥连接(第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两前轮连接),以同时向被驱动车辆的两前轮提供动力;且,第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力(第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机可以共用同一个减速器);直流分驱动电机可以通过减速器与被驱动车辆的两前轮/两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两前轮/两后轮提供动力;此时,同时驱动两前轮/两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接(第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两后轮连接),以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力;且,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的两个前轮中的一个连接,以向该前轮提供动力;直流分驱动电机与被驱动车辆的两个前轮中的一个连接,以向该前轮提供动力;
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥连接(第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两前轮连接),以同时向被驱动车辆的两前轮提供动力;且,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的两个后轮中的一个连接,以向该后轮提供动力;直流分驱动电机与被驱动车辆的两个后轮中的一个连接,以向该后轮提供动力;
第三种方式:驱动***有两条驱动线路(第一驱动线路和第二驱动线路),第一驱动线路包括依次顺序连接的第一交流分驱动电机、第一整流器和第一直流分驱动电机;第二驱动线路包括依次顺序连接的第二交流分驱动电机、第二整流器和第二直流分驱动电机;第一直流分驱动电机电气连接在所述第一整流器直流输出端和直流输入端之间,以及,第二直流分驱动电机电气连接在所述第二整流器直流输出端和直流输入端之间;
第一交流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮(左前轮、右前轮、左后轮或右后轮),或者第一交流分驱动电机同时驱动两前轮,或同时驱动两后轮;第二交流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮(左前轮、右前轮、左后轮或右后轮),或者第二交流分驱动电机同时驱动两前轮,或同时驱动两后轮;第一直流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮(左前轮、右前轮、左后轮或右后轮)或者直流分驱动电机同时驱动两前轮,或同时驱动两后轮;第二直流分驱动电机驱动车辆的任意一个车轮(左前轮、右前轮、左后轮或右后轮),或者直流分驱动电机同时驱动两前轮,或同时驱动两后轮。
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接(第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两后轮连接),以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力;且,第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力(第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机可以共用同一个减速器);第一直流分驱动电机可以通过减速器与被驱动车辆的两前轮/两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两前轮/两后轮提 供动力;第二直流分驱动电机可以通过减速器与被驱动车辆的两前轮/两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两前轮/两后轮提供动力;此时,同时驱动两前轮/两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥连接(第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两前轮连接),以同时向被驱动车辆的两前轮提供动力;且,第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮提供动力(第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机可以共用同一个减速器);第一直流分驱动电机可以通过减速器与被驱动车辆的两前轮/两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两前轮/两后轮提供动力;第二直流分驱动电机可以通过减速器与被驱动车辆的两前轮/两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两前轮/两后轮提供动力;此时,同时驱动两前轮/两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥连接(第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两前轮连接),以同时向被驱动车辆的两前轮提供动力;且,第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力(第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机可以共用同一个减速器);第一直流分驱动电机可以通过减速器与被驱动车辆的两前轮/两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两前轮/两后轮提供动力;第二直流分驱动电机可以通过减速器与被驱动车辆的两前轮/两后轮连接,以同时向被驱动车辆的两前轮/两后轮提供动力;此时,同时驱动两前轮/两后轮的驱动电机(交流分驱动电机和直流分驱动电机)可以共用同一个减速器;
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥连接(如第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两前轮连接),以同时向被驱动车辆的两前轮提供动力;第二交流分驱动电机可以与被驱动车辆的两个后轮中的一个后轮或两前轮连接,以向该后轮/两前轮提供动力;第一直流分驱动电机可以与被驱动车辆的两个后轮中的一个后轮或两前轮连接,以向该后轮/两前轮提供动力;第二直流分驱动电机可以与被驱动车辆的两个后轮中的一个后轮或两前轮连接,以向该后轮/两前轮提供动力;
或者,第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥连接(如第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的两后轮连接),以同时向被驱动车辆的两后轮提供动力;第二交流分驱动电机可以与被驱动车辆的两个前轮中的一个前轮或两后轮连接,以向该前轮/两后轮提供动力;第一直流分驱动电机可以与被驱动车辆的两个前轮中的一个前轮或两后轮连接,以向该前轮/两后轮提供动力;第二直流分驱动电机可以与被驱动车辆的两个前轮中的一个前轮或两后轮连接,以向该前轮/两后轮提供动力。
需要说明的是,本申请申请人推荐采用如下方式设置第一交流分驱动电机、第二交流分驱动电机、第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机;
具体而言,第一交流分驱动电机与被驱动车辆的左前轮连接,以向该左前轮提供动力,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的右前轮连接,以向该右前轮提供动力,第一直流分驱动电 机与被驱动车辆的右后轮连接,以向该右后轮提供动力,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的左后轮连接,以向该左后轮提供动力;优选这四个电机均为轮毂电机;
或者,第一交流分驱动电机与被驱动车辆的左后轮连接,以向该左后轮提供动力,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的右后轮连接,以向该右后轮提供动力,第一直流分驱动电机与被驱动车辆的右前轮连接,以向该右前轮提供动力,第二交流分驱动电机与被驱动车辆的左前轮连接,以向该左前轮提供动力;优选这四个电机均为轮毂电机。
这两种设置电机的方式能够省去车辆中的差速器,以节约车辆内部空间。
需要说明的是,上述实现方式中,交流分驱动电机的数量通常是按照上述实现方式中所公开的方式设置;直流分驱动电机的数量在上述方案公开的基础上,还可以增加,比如直流分驱动电机的数量可以是多个(如2、3、4、5个或更多个),当直流分驱动电机为多个的时候,每个直流分驱动电机都可以按照上述方案中所公开的直流分驱动电机的驱动方式来设置(比如任一个直流分驱动电机都可以驱动任一个车轮,也可以驱动两前轮或者是两后轮)。
基于前述方案,为验证上述方案的正确性,本申请申请人进行了大量的试验和分析研究,下面,列出不同状态下的实验数据进行佐证,以下实验例中,驱动***均驱动四轮车(包括左前轮、右前轮、左后轮和右后轮),当额定转速低于1000时,电机通常为轮毂电机,高于1000时,电机通常为非轮毂电机:
实验例1:
如表1和图37所示,示出了匀速40km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.2t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和3个直流分驱动电机依次顺序连接,三个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机和一个直流分驱动电机通过同一个减速器同时驱动前两个车轮,另两个直流分驱动电机共同驱动左后轮。图37-39中,串表示电机串联,尾打表示三相绕组中每相绕组的尾端之间相互分离,交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接整流器的三相输入端口,所述整流器的直流输出端口电气连接直流分驱动电机。也就是,通过交流驱动电机尾节的方式,通过整流器来连接直流驱动电机。图37-39中,直流驱动电机等同于直流分驱动电机,交流驱动电机等同于交流分驱动电机。
该驱动***是作用于1.2t重的车辆;
交流分驱动电机的减速比为1:3.8;3个直流分驱动电机的减速比分别为1:1、1:1和1:3.8(第一行数据),或分别为1:1、1:3.8和1:1(第二行数据);
交流分驱动电机的额定功率为20KW;3个直流分驱动电机的额定功率均为4 KW;
交流分驱动电机的额定转速为3500r/min;3个直流分驱动电机的额定转速均为2800 r/min。
对比例:与表1相对的原始车辆数据为:原车只设置了交流分驱动电机,该交流分驱动电机的额定功率为20KW,额定转速为3500r/min,减速比为1:6.4。
百公里耗电为:能耗为9.76Kwh/百公里。
通过前两次试验(表1的前两行数据)可以明显的看出在车速为40码,其他参数不便的条件下,使用本申请所提供的方案,能够平均增加里程分别为28.8%和19.2%。
实验例2:
如表2所示,示出了匀速40km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.6t重的车辆。
表2
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机)依次顺序连接,2个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,另两个直流分驱动电机输出轴同轴连接共同驱动右后轮。
该驱动***是作用于1.6t重的车辆;交流分驱动电机的额定功率为42KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:8。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动前两个车轮,百公里耗电为:8.55kwh/百公里。
实验例3:
如表3所示,示出了匀速40km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.6t重的车辆。
表3
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和3个直流分驱动电机依次顺序连接,3个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,3个直流分驱动电机输出轴同轴连接共同驱动右后轮。三个直流分驱动电机的减速比均为1:1,额定功率均为4KW,转速均为2800r/min。交流分驱动电机的额电功率为42KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:8。三个直流分驱动电机均为串励电机。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动车轮,百公里耗电为:8.55kwh/百公里。
实验例4:
如表4所示,示出了匀速40km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.8t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和1个直流分驱动电机依次顺序连接,1个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,1个直流分驱动电机通过减速器同时驱动后两个车轮。交流分驱动电机的额电功率为45KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:6.4。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动车轮,百公里耗电为:13.5Kwh/百公里。
实验例5:
如表5所示,示出了匀速40km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.8t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机)依次顺序连接,2个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,2个直流分驱动电机通过减速器同时驱动后两个车轮。交流分驱动电机的额电功率为45KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:8。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动车轮,百公里耗电为:9.5Kwh/百公里。
实验例6:
如表6所示,示出了匀速60km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.4t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和1个直流分驱动电机依次顺序连接,1个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,1个直流分驱动电机通过减速器同时驱动后两个车轮。交流分驱动电机的额电功率为45KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:6.4。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机(额定功率75KW,额定转速6000r/min,减速比1:9.5)驱动车轮,百公里耗电为:9.5Kwh/百公里。
实验例7:
如表7所示,示出了匀速60km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.4t重的车辆。
该驱动***包括两条驱动线路(第一条驱动线路和第二条驱动线路)和电池;第一条驱动线路包括:依次顺序串联的1个交流分驱动电机(第一交流分驱动电机)、1个整流器(第一整流器)和1个直流分驱动电机(第一交流分驱动电机);第二条驱动线路包括:依次顺序串联的1个交流分驱动电机(第二交流分驱动电机)、1个整流器(第二整流器)和1个直流分驱动电机(第二交流分驱动电机);第一直流分驱动电机串联连接第一整流器的直流输入端和直流输出端之间;第二直流分驱动电机串联连接第二整流器的直流输入端和直流输出端之间;第一交流分驱动电机驱动左前轮;第二交流分驱动电机驱动右前轮;第一直流分驱动电机驱动右后轮;第二直流分驱动电机驱动左后轮。
对比例:原车只使用上述第一交流分驱动电机驱动车轮,百公里耗电为:9.5Kwh/百公里。
实验例8:
如表8所示,示出了匀速60km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.4t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机)依次顺序连接,2个直流分驱动电机并联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机和第一直流分驱动电机同轴连接,且共同驱动两个前轮,第二直流分驱动电机通过减速器同时驱动后两个车轮。
对比例:原车只使用交流分驱动电机(额定功率为20KW,额定转速为3500r/min,减速比为1:6.4)驱动车轮,百公里耗电为:11.73Kwh/百公里。
实验例9:
如表9所示,示出了匀速60km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.2t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机)依次顺序连接,2个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前桥连接,两直流分驱动电机同时通过减速器同时驱动后两个车轮。
对比例:原车只使用交流分驱动电机(额定功率为20KW,额定转速为3500r/min,减速比为1:6.4)驱动车轮,百公里耗电为:11.73Kwh/百公里。
实验例10:
如表10所示,示出了匀速60km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.6t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机)依次顺序连接,2个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,另两个直流分驱动电机输出轴同轴连接共同驱动右后轮。交流分驱动电机的额定功率为42KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:8。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动两前轮,百公里耗电为:10.2Kwh/百公里。
上述第一组数据中,第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别为永磁碳刷电机和串励电机;
上述第二、三组数据中,第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别为永磁电机和串励电机;第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机共同通过链轮传动;
上述第四组数据中,第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别为串励电机和永磁电机;
上述第五组数据中,第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别为永磁电机和串励电机;
上述第六组数据中,第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别为永磁电机和永磁电机;
上述第七、八组数据中,第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别为串励电机和永磁电机;
上述第九组数据中,第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别为串励电机和串励电机;
上述第十组数据中,第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别为永磁电机和串励电机。
实验例11:
如表11所示,示出了匀速60km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.8t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机)依次顺序连接,2个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,两个直流分驱动电机通过减速器同时驱动两后轮轮。交流分驱动电机的额定功率为45KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:6.4。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动两前轮,百公里耗电为:15.6Kwh/百公里。
实验例12:
如表12所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.4t重的车辆。
该驱动***包括两条驱动线路(第一条驱动线路和第二条驱动线路)和电池;第一条驱动线路包括:依次顺序串联的1个交流分驱动电机(第一交流分驱动电机)、1个整流器(第一整流器)和1个直流分驱动电机(第一交流分驱动电机);第二条驱动线路包括:依次顺序串联的1个交流分驱动电机(第二交流分驱动电机)、1个整流器(第二整流器)和1个直流分驱动电机(第二交流分驱动电机);第一直流分驱动电机串联连接第一整流器的直流输入端和直流输出端之间;第二直流分驱动电机串联连接第二整流器的直流输入端和直流输出端之间;第一交流分驱动电机驱动左前轮;第二交流分驱动电机驱动右前轮;第一直流分驱动电机驱动右后轮;第二直流分驱动电机驱动左后轮。该实验例中,两个直流分驱动电机的参数均是相同的。
对比例:原车只使用上述第一交流分驱动电机同时驱动两前轮,百公里耗电为:9.98kwh/百公里。
实验例13:
如表13和图38所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.2t重的车辆。
该驱动***包括:电池、2个交流分驱动电机(第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机)、2个整流器(第一整流器和第二整流器)和1个直流分驱动电机;第一交流分驱动电机、第一整流器和直流分驱动电机依次顺序连接;第二交流分驱动电机、第二整流器和直流分驱动电机依次顺序连接;第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机分别驱动左后轮和右后轮(两电机均为轮毂电机);直流分驱动电机同时驱动两前轮;直流分驱动电机并联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;
对比例:原车只使用交流分驱动电机(额定功率20KW,额定转速3500r/min,减速比1:6.4)驱动两前轮,百公里耗电为:10.4Kwh/百公里。
实验例14:
如表14和图40-43所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.2t重的车辆。
该驱动***包括两条驱动线路(第一条驱动线路和第二条驱动线路)和电池;第一条驱动线路包括:依次顺序串联的1个交流分驱动电机(第一交流分驱动电机)、1个整流器(第一整流器)和1个直流分驱动电机(第一交流分驱动电机);第二条驱动线路包括:依次顺序串联的1个交流分驱动电机(第二交流分驱动电机)、1个整流器(第二整流器)和1个直流分驱动电机(第二交流分驱动电机);第一直流分驱动电机串联连接第一整流器的直流输入端和直流输出端之间;第二直流分驱动电机串联连接第二整流器的直流输入端和直流输出端之间;第一交流分驱动电机驱动左前轮;第二交流分驱动电机驱动右前轮;第一直流分驱动电机驱动右后轮;第二直流分驱动电机驱动左后轮。该实验例中,两个直流分驱动电机的参数均是相同的。两交流分驱动电机均为外转子电机。
对比例:原车只使用交流分驱动电机(额定功率20KW,额定转速3500r/min,减速比1:6.4)驱动两前轮,百公里耗电为:10.4Kwh/百公里。
实验例15:
如表15和图39所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.2t重的车辆。
该驱动***包括:电池、2个交流分驱动电机(第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机)、2个整流器(第一整流器和第二整流器)和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机);第一交流分驱动电机、第一整流器、第一直流分驱动电机和第一直流分驱动电机依次顺序连接;第二交流分驱动电机、第二整流器、第一直流分驱动电机和第一直流分驱动电机依次顺序连接(即,第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机串联连接在第一整流器的直流输入端和直流输出端之间,以及,第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机串联连接在第二整流器的直流输入端和直流输出端之间);第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机分别驱动左后轮和右后轮(两交流分驱动电机均为外转子电机);第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别驱动左前轮和右前轮;该实验例中,两个直流分驱动电机的参数均是相同的。
对比例:原车只使用交流分驱动电机(额定功率20KW,额定转速3500r/min,减速比1:6.4)驱动两前轮,百公里耗电为:10.4Kwh/百公里。
实验例16:
如表16和图40-43所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.2t重的车辆。
该驱动***包括两条驱动线路(第一条驱动线路和第二条驱动线路)和电池;第一条驱动线路包括:依次顺序串联的1个交流分驱动电机(第一交流分驱动电机)、1个整流器(第一整流器)和1个直流分驱动电机(第一交流分驱动电机);第二条驱动线路包括:依次顺序串联的1个交流分驱动电机(第二交流分驱动电机)、1个整流器(第二整流器)和1个直流分驱动电机(第二交流分驱动电机);第一直流分驱动电机串联连接第一整流器的直流输入端和直流输出端之间;第二直流分驱动电机串联连接第二整流器的直流输入端和直流输出端之间;第一交流分驱动电机驱动左后轮;第二交流分驱动电机驱动右后轮;第一直流分驱动电机驱动右前轮;第二直流分驱动电机驱动左前轮。该实验例中,两个直流分驱动电机的参数均是相同的。第一交流分驱动电机为内转子扁平电机;第二交流分驱动电机为外转子轮毂电机。
对比例:原车只使用交流分驱动电机(额定功率20KW,额定转速3500r/min,减速比1:6.4)驱动两前轮,百公里耗电为:10.4Kwh/百公里。
实验例17:
如表17所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.6t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机,分别是串励电机和永磁电机)依次顺序连接,2个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,两个直流分驱动电机通过减速器同时驱动两后轮轮。交流分驱动电机的额定功率为42KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:8。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动两前轮,百公里耗电为:11.25kwh/百公里 。
实验例18:
如表18所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.6t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机,分别是串励电机和永磁电机)依次顺序连接,2个直流分驱动电机并联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,两个直流分驱动电机通过减速器同时驱动两后轮轮。交流分驱动电机的额定功率为42KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:8。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动两前轮,百公里耗电为:11.25kwh/百公里 。
实验例19:
如表19所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.6t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和3个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机)依次顺序连接,3个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,两个直流分驱动电机通过减速器同时驱动两后轮轮。交流分驱动电机的额定功率为42KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:8。3个直流分驱动电机的参数均相同,减速比均为1:1,额定功率均为4kw,额定转速均为2800r/min。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动两前轮,百公里耗电为:11.25kwh/百公里 。
实验例20:
如表20所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.8t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和1个直流分驱动电机依次顺序连接,1个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机驱动左前轮,直流分驱动电机驱动右后轮。交流分驱动电机的额电功率为45KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:6.4。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机(额定功率45KW,额定转速4500r/min,减速比1:6.4)驱动车轮,百公里耗电为:15.75Kwh/百公里。
实验例21:
如表21所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.8t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机,分别是串励电机和永磁电机)依次顺序连接,2个直流分驱动电机串联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,两个直流分驱动电机通过减速器同时驱动两后轮轮。交流分驱动电机的额定功率为45KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:6.4。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动左前轮,百公里耗电为:15.75Kwh/百公里 。
实验例22:
如表22所示,示出了匀速80km/h状态下行驶测试数据和对比例的数据。该驱动***是作用于1.8t重的车辆。
该驱动***包括:顺序连接的电池、1个交流分驱动电机、1个整流器和2个直流分驱动电机(第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机,分别是串励电机和永磁电机)依次顺序连接,2个直流分驱动电机并联连接整流器的直流输入端和直流输出端之间;交流分驱动电机通过减速器同时驱动前两个车轮,两个直流分驱动电机通过减速器同时驱动两后轮轮。交流分驱动电机的额定功率为45KW,额定转速为4500r/min,减速比为1:6.4。
对比例:原车只使用上述交流分驱动电机驱动两前轮,百公里耗电为:15.75Kwh/百公里 。
经过对比,上述实验例14和16的效果最为理想,车辆在行驶时,能够实现自动差速,车辆中不用再设置差速器,降低了机械损耗,节约了车内空间,并且提高了安全性。类似的,同一条驱动线路中的交流分驱动电机和直流分驱动电机分别驱动左前轮和右后轮的方式也能够起到良好的效果,类似的这两个电极分别驱动右前轮和左后轮,或分别驱动右后轮和左前轮,或分别驱动左后轮和右前轮都能够起到良好的效果。
本技术方案通过串联串励电机,有串励电机的转子绕组和定子绕组为串联,不存在位置切换问题,因此可有效地进行同步及同速驱动,不会造成驱动混乱的现象。
上述内容介绍了本申请所提供的驱动***和车辆的结构,下面,本申请还提供了基于上述结构的驱动***的加工方法,该加工方法主要有两个步骤,分别如下:
步骤1,使第一绕组中的每一相绕组的尾端均分别与整流器的三相输入端电性连接;所述第一绕组位于交流分驱动电机中,且所述第一绕组的相数至少为三相;
步骤2,在使所述整流器的直流输出端和直流输入端之间连接直流分驱动电机。
需要说明的是,这两个步骤之间通常不必然区分前后关系,可以先执行步骤1,再执行步骤2,也可以先执行步骤2,再执行步骤1。
优选的,还可以在上述两个步骤的基础上增加如下步骤:分别为所述交流分驱动电机和所述直流分驱动电机配置第一减速器和第二减速器,所述第一减速器和所述第二减速器的减速比分别为2.2-2.45:1和2.05:1。
其中,第一减速器和第二减速器可以是同一个减速器,也可以是分别指车辆的前桥减速器和后桥减速器。由于该方法是基于上述结构的方法,因此,本方法中没有公开的内容可以全部参照本文中对于***、***和车辆的描述。
类似的,本申请还提供了种车辆外壳,包括主体骨架,所述主体骨架中设置有容置腔,所述容置腔配置为放置前文中所公开的驱动***。主体骨架指的是车辆的上部客体,在某种情况下,还可以包括车辆的底盘。
本申请中,交流分驱动电机所用的电机为交流永磁同步电机,当然,也可以使用交流异步电机。
以上仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (99)
1.一种用于电动汽车的电动机驱动***,其特征在于:
包括电池、控制器、至少一个交流分驱动电机、至少一个整流器和至少一个直流分驱动电机;
所述控制器连接电池以输出交流电;
所述交流分驱动电机内至少设有三相绕组,所述三相绕组中每相绕组的首端均连接控制器,三相绕组中每相绕组的尾端之间相互分离;
所述整流器包括三相输入端口和直流输出端口;所述交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述整流器的三相输入端口,所述整流器的直流输出端口电气连接直流分驱动电机,
其中,所述交流分驱动电机和直流分驱动电机分别制成不同的额定转速,所述控制器输出的电能根据所述交流分驱动电机和直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
2.根据权利要求1所述的电动机驱动***,其特征在于,所述交流分驱动电机和直流分驱动电机分别连接不同速比的减速器。
3.根据权利要求1至2中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述直流分驱动电机为有刷永磁直流电机。
4.根据权利要求1至2中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述直流分驱动电机为串励电机。
5.根据权利要求1至2中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述交流分驱动电机为交流异步电机或交流同步电机。
6.根据权利要求1至2中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述交流分驱动电机和直流分驱动电机同轴连接驱动汽车前桥或后桥。
7.根据权利要求1至2中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述交流分驱动电机和直流分驱动电机分别连接驱动汽车前桥和后桥。
8.根据权利要求1至7中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述电动机驱动***应用于最高行驶速度大于100km/h的电动车,所述电动车包括前桥和后桥,所述前桥和/或后桥上设有相互连接传动的减速箱和差速器,所述交流分驱动电机和/或直流分驱动电机连接传动所述减速箱,所述减速箱的减速比为2.2-4.5。
9.根据权利要求1至7中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述电动机驱动***应用于最高行驶速度大于100km/h的电动车,所述电动车包括前桥和后桥,所述前桥和/或后桥上设有相互连接传动的减速箱和差速器,所述交流分驱动电机和/或直流分驱动电机连接传动所述减速箱,所述减速箱的减速比为2.5-3.7。
10.根据权利要求1所述的电动机驱动***,其特征在于,所述整流器内设有三相二极管整流桥,所述三相二极管整流桥包括三个电气并联的单相二极管整流电路,所述三相绕组中的每相绕组的尾端分别电气连接单相二极管整流电路,三个单相二极管整流电路的两端分别同时连接于整流器的两个直流输出端口,所述直流分驱动电机接通两个直流输出端口后,三个单相二极管整流电路的两端连接导通形成回路,使得直流输出端口成为三相绕组星接所需的中性点。
11.根据权利要求1至10中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述直流分驱动电机有2个,包括相互电气串联或并联的第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机。
12.根据权利要求11所述的电动机驱动***,其特征在于,所述交流分驱动电机、第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别制成不同的额定转速,所述控制器输出的电能根据交流分驱动电机、第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
13.根据权利要求11所述的电动机驱动***,其特征在于,所述交流分驱动电机、第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机分别连接不同速比的减速器,所述控制器输出的电能根据交流分驱动电机、第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
14.根据权利要求11所述的电动机驱动***,其特征在于,所述第一直流分驱动电机和第二直流分驱动电机为有刷永磁直流电机或串励电机。
15.根据权利要求1至10中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述直流分驱动电机有3个,包括相互电气串联或并联的第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机。
16.根据权利要求15所述的电动机驱动***,其特征在于,所述交流分驱动电机、第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机分别制成不同的额定转速,所述控制器输出的电能根据交流分驱动电机、第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
17.根据权利要求15所述的电动机驱动***,其特征在于,所述交流分驱动电机、第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机分别连接不同速比的减速器,所述控制器输出的电能根据交流分驱动电机、第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
18.根据权利要求15所述的电动机驱动***,其特征在于,所述第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机和第三直流分驱动电机为有刷永磁直流电机或串励电机。
19.根据权利要求1至10中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述直流分驱动电机有4个,包括相互电气串联的第一直流分驱动电机、第二直流分驱动电机、第三直流分驱动电机和第四直流分驱动电机。
20.根据权利要求19所述的电动机驱动***,其特征在于,所述电动机驱动***应用于最高行驶速度大于100km/h的电动车,所述电动车包括前桥和后桥,所述前桥和/或后桥上设有相互连接传动的减速箱和差速器,所述交流分驱动电机和第一直流分驱动电机同轴连接传动所述减速箱,所述减速箱的减速比为2.2-4.5。
21.根据权利要求19所述的电动机驱动***,其特征在于,所述电动机驱动***应用于最高行驶速度大于100km/h的电动车,所述电动车包括前桥和后桥,所述前桥和/或后桥上设有相互连接传动的减速箱和差速器,所述交流分驱动电机和第一直流分驱动电机同轴连接传动所述减速箱,所述减速箱的减速比为2.5-3.7。
22.根据权利要求1或2或11或15或19所述的电动机驱动***,其特征在于,所述交流分驱动电机设有2个,包括相互电气串联连接第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机,所述第一交流分驱动电机内每相绕组的尾端直接连接第二交流分驱动电机内每相绕组的首端,第二交流分驱动电机内每相绕组的尾端连接所述整流器的三相输入端口。
23.根据权利要求22所述的电动机驱动***,其特征在于,所述第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机为交流异步电机或交流同步电机。
24.根据权利要求1-23中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述直流分驱动电机运转时的驱动电压为不少于5V。
25.根据权利要求1-23中任意一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述直流分驱动电机运转时的驱动电压为5-96V。
26.根据权利要求1所述的电动机驱动***,其特征在于,至少一个交流分驱动电机、至少一个整流器和至少一个直流分驱动电机顺序连接形成一条驱动线路,其中,至少一个所述直流分驱动电机中的一个直流分驱动电机被选作目标直流分驱动电机,至少一个所述交流分驱动电机中的一个交流分驱动电机被选作目标交流分驱动电机,至少一个所述整流器中的一个整流器被选作目标整流器,所述目标直流分驱动电机电气连接在目标整流器的所述直流输出端口和直流输入端口之间;以及目标交流分驱动电机的多相绕组中每相绕组的尾端分别连接目标整流器的多相输入端口。
27.根据权利要求26所述的电动机驱动***,其特征在于,目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使目标直流分驱动电机的功率占总功率的百分比为1.5%-40%;总功率是目标直流分驱动电机的功率与目标交流分驱动电机的功率之和;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括额定转速;目标直流分驱动电机的电机参数包括额定转速。
28.根据权利要求26所述的电动机驱动***,其特征在于,当将电动机驱动***用于电动车辆而处于加速状态时,目标直流分驱动电机的功率占比大于车辆处于匀速状态时的目标直流分驱动电机的功率占比;功率占比是目标直流分驱动电机的功率占总功率的百分比;总功率是目标直流分驱动电机的功率与目标交流分驱动电机的功率之和;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括额定转速;目标直流分驱动电机的电机参数包括额定转速;目标交流分驱动电机、目标整流器和目标直流分驱动电机均属于同一条驱动线路。
29.根据权利要求26所述的电动机驱动***,其特征在于,目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使在不同的负载条件下,目标直流分驱动电机的电能使用率和目标交流分驱动电机的电能使用率能自动调整;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括额定转速;目标直流分驱动电机的电机参数包括额定转速;目标交流分驱动电机、目标整流器和目标直流分驱动电机均属于同一条驱动线路;
或,
目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使在不同的负载条件下,电能输入端所提供的电能至少部分的在目标直流分驱动电机和目标交流分驱动电机之间窜移;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括额定转速;目标直流分驱动电机的电机参数包括额定转速;目标交流分驱动电机、目标整流器和目标直流分驱动电机均属于同一条驱动线路。
30.根据权利要求26所述的电动机驱动***,其特征在于,目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使目标直流分驱动电机的视在功率为70w-800w;以使目标交流分驱动电机的视在功率为3000w-4500w;电机参数包括额定转速;目标交流分驱动电机、目标整流器和目标直流分驱动电机均属于同一条驱动线路。
31.根据权利要求26-30中任一项所述的电动机驱动***,其特征在于,交流分驱动电机为1个。
32.根据权利要求31所述的电动机驱动***,其特征在于,
目标交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力;目标交流分驱动电机、目标整流器和目标直流分驱动电机均属于同一条驱动线路。
33.根据权利要求31所述的电动机驱动***,其特征在于,直流分驱动电机为1个;
直流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力。
34.根据权利要求31所述的电动机驱动***,其特征在于,
交流分驱动电机的输出轴配置为与指定的一个车轮连接,以向指定的一个车轮提供动力。
35.根据权利要求31所述的电动机驱动***,其特征在于,所述交流分驱动电机为轮毂电机。
36.根据权利要求26-30任一项所述的电动机驱动***,其特征在于,交流分驱动电机为2个,分别为第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机,整流器为2个,分别是第一整流器和第二整流器;
第一交流分驱动电机内的三相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第一交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第一整流器的三相输入端口;
第二交流分驱动电机内的三相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第二交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第二整流器的三相输入端口;
直流分驱动电机电气连接在所述第一整流器直流输出端口和直流输入端口之间,以及,直流分驱动电机电气连接在所述第二整流器直流输出端口和直流输入端口之间。
37.根据权利要求36所述的电动机驱动***,其特征在于,
第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力;
第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥/前桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮或两前轮提供动力。
38.根据权利要求36所述的电动机驱动***,其特征在于,
第一交流分驱动电机的输出轴配置为与第一车轮连接,以向第一车轮提供动力;
第二交流分驱动电机的输出轴配置为与第二车轮连接,以向第二车轮提供动力。
39.根据权利要求38所述的电动机驱动***,其特征在于,第一车轮和第二车轮为不同的车轮。
40.根据权利要求38所述的电动机驱动***,其特征在于,
所述第一车轮为左侧的一个车轮,所述第二车轮为右侧的一个车轮。
41.根据权利要求40所述的电动机驱动***,其特征在于,
所述第一车轮为左前轮,所述第二车轮为右前轮;
或,所述第一车轮为左后轮,所述第二车轮为右后轮。
42.根据权利要求38所述的电动机驱动***,其特征在于,
所述第一车轮和所述第二车轮均为左侧的车轮,或均为右侧的车轮。
43.根据权利要求36所述的电动机驱动***,其特征在于,第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机中的至少一个为轮毂电机。
44.根据权利要求26-30任一项所述的电动机驱动***,其特征在于,
交流分驱动电机为2个,分别是第三交流分驱动电机和第四交流分驱动电机,整流器为两个,分为是第三整流器和第四整流器;直流分驱动电机为2个,分别是第三直流分驱动电机和第四直流分驱动电机;第三交流分驱动电机、第三整流器和第三直流分驱动电机顺序连接形成第一驱动线路;第四交流分驱动电机、第四整流器和第四直流分驱动电机顺序连接形成第二驱动线路;
第三交流分驱动电机内的三相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第三交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第三整流器的三相输入端口;
第四交流分驱动电机内的三相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第四交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第四整流器的三相输入端口;
第三直流分驱动电机电气连接在所述第三整流器的直流输出端口和直流输入端口之间,以及,第四直流分驱动电机电气连接在所述第四整流器的直流输出端口和直流输入端口之间。
45.根据权利要求44所述的电动机驱动***,其特征在于,
第三交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力;
第四交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥/前桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮或两前轮提供动力。
46.根据权利要求44所述的电动机驱动***,其特征在于,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为与第一车轮连接,以向第一车轮提供动力;
第四交流分驱动电机的输出轴配置为与第二车轮连接,以向第二车轮提供动力。
47.根据权利要求46所述的电动机驱动***,其特征在于,第一车轮和第二车轮为不同的车轮。
48.根据权利要求44所述的电动机驱动***,其特征在于,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力。
49.根据权利要求44所述的电动机驱动***,其特征在于,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力。
50.根据权利要求44-47中任一项所述的电动机驱动***,其特征在于,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力。
51.根据权利要求44所述的电动机驱动***,其特征在于,第三交流分驱动电机和第四交流分驱动电机中的至少一个是轮毂电机。
52.根据权利要求31-35任一项所述的电动机驱动***,其特征在于,
若交流分驱动电机为轮毂电机,则交流分驱动电机的额定转速为500-1000 r/min;若交流分驱动电机为永磁电机,则交流分驱动电机的额定转速为3000r/min -7000r/min;若直流分驱动电机为轮毂电机,则直流分驱动电机的额定转速为500-1000 r/min,若直流分驱动电机为永磁电机,则直流分驱动电机的额定转速为1000r/min-3000r/min。
53.根据权利要求31-35中任一项所述的电动机驱动***,其特征在于,
交流分驱动电机与直流分驱动电机的额定转速之比为1:1~3:1。
54.根据权利要求52所述的电动机驱动***,其特征在于,
交流分驱动电机的额定转速为4000r/min -6500r/min;直流分驱动电机的额定转速为2500r/min-3000r/min。
55.根据权利要求36-43中任一项所述的电动机驱动***,其特征在于,
若第一交流分驱动电机为轮毂电机,则第一交流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min;若第二交流分驱动电机为轮毂电机,则第二交流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min;
若第一交流分驱动电机为永磁电机,则第一交流分驱动电机的额定转速为3000r/min-7000r/min;若第二交流分驱动电机为永磁电机,则第二交流分驱动电机的额定转速为3000r/min -7000r/min;
若直流分驱动电机为轮毂电机,则直流分驱动电机的额定转速为500-1000 r/min,若直流分驱动电机为永磁电机,则直流分驱动电机的额定转速为1000r/min-3000r/min。
56.根据权利要求44-51中任一项所述的电动机驱动***,其特征在于,
若第三交流分驱动电机为轮毂电机,则第三交流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min;若第四交流分驱动电机为轮毂电机,则第四交流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min;
若第三交流分驱动电机为永磁电机,则第三交流分驱动电机的额定转速为3000r/min-7000r/min;若第四交流分驱动电机为永磁电机,则第四交流分驱动电机的额定转速为3000r/min -7000r/min;
若第三直流分驱动电机为轮毂电机,则第三直流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min,若第三直流分驱动电机为永磁电机,则第三直流分驱动电机的额定转速为1000r/min-3000r/min;
若第四直流分驱动电机为轮毂电机,则第四直流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min,若第四直流分驱动电机为永磁电机,则第四直流分驱动电机的额定转速为1000r/min-3000r/min。
57.根据权利要求26所述的电动机驱动***,其特征在于,所述整流器内设有三相二极管整流桥,所述三相二极管整流桥包括三个电气并联的单相二极管整流电路,所述三相绕组中的每相绕组的尾端分别电气连接单相二极管整流电路,三个单相二极管整流电路的两端分别同时连接于整流器的两个直流输出端口,所述直流分驱动电机接通两个直流输出端口后,使得三个单相二极管整流电路的两端连接导通形成回路,使得直流输出端口成为三相绕组星接所需的中性点。
58.根据权利要求26-56中任一项所述的电动机驱动***,其特征在于,所述直流分驱动电机为以下两种中的任一种:
串励电机、有刷永磁直流电机;
和/或,
所述交流分驱动电机为以下三种中的任一种:
交流永磁电机、交流异步电机、交流同步电机。
59.一种多轮电动车,包括至少三个车轮,其特征在于,还包括如权利要求1-58中任一项所述的电动机驱动***,至少一个交流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动;至少一个直流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动。
60.一种两轮电动车,包括两个车轮,其特征在于,还包括如权利要求1-43中任一项所述的电动机驱动***,其特征在于,至少一个交流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动;
至少一个直流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动。
61.根据权利要求60所述的两轮电动车,其特征在于,两个车轮前后设置,或左右设置。
62.一种车辆外壳,其特征在于,包括主体骨架,所述主体骨架中设置有容置腔,所述容置腔配置为放置如权利要求1-58中任一项所述的电动机驱动***。
63.一种驱动***,其特征在于,包括:
交流电机组、整流组件和直流电机组;
交流电机组包括至少一个交流分驱动电机;所述直流电机组包括至少一个直流分驱动电机;所述整流组件包括至少一个整流器;至少一个交流分驱动电机、至少一个整流器和至少一个直流分驱动电机顺序连接形成一条驱动线路;
所述整流器包括三相输入端口、直流输出端口和直流输入端口,所述交流分驱动电机内至少设有三相绕组,三相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;其中,至少一个所述直流分驱动电机中的一个直流分驱动电机被选作目标直流分驱动电机,至少一个所述整流器中的一个整流器被选作目标整流器,目标直流分驱动电机电气连接在目标整流器的所述直流输出端口和直流输入端口之间;其中,至少一个所述交流分驱动电机中的一个交流分驱动电机被选作目标交流分驱动电机,目标交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接目标整流器的三相输入端口;目标交流分驱动电机、目标整流器和目标直流分驱动电机均属于同一条驱动线路;
其中,所述交流分驱动电机和直流分驱动电机分别制成不同的额定转速,所述驱动***的控制器输出的电能根据所述交流分驱动电机和直流分驱动电机上的负载大小进行自由配比。
64.根据权利要求63所述的一种驱动***,其特征在于,目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使目标直流分驱动电机的功率占总功率的百分比为1.5%-40%;总功率是目标直流分驱动电机的功率与目标交流分驱动电机的功率之和;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括额定转速;目标直流分驱动电机的电机参数包括额定转速。
65.根据权利要求63所述的一种驱动***,其特征在于,当将驱动***用于电动车辆而处于加速状态时,目标直流分驱动电机的功率占比大于车辆处于匀速状态时的目标直流分驱动电机的功率占比;功率占比是目标直流分驱动电机的功率占总功率的百分比;总功率是目标直流分驱动电机的功率与目标交流分驱动电机的功率之和;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括额定转速;目标直流分驱动电机的电机参数包括额定转速。
66.根据权利要求63所述的一种驱动***,其特征在于,目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使在不同的负载条件下,目标直流分驱动电机的电能使用率和目标交流分驱动电机的电能使用率能自动调整;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括额定转速;目标直流分驱动电机的电机参数包括额定转速;
或,
目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使在不同的负载条件下,电能输入端所提供的电能至少部分的在目标直流分驱动电机和目标交流分驱动电机之间窜移;目标交流分驱动电机的电机参数至少包括额定转速;目标直流分驱动电机的电机参数包括额定转速。
67.根据权利要求63所述的一种驱动***,其特征在于,目标交流分驱动电机的电机参数和目标直流分驱动电机的电机参数按照预设数值设定,以使目标直流分驱动电机的视在功率为70w-800w;以使目标交流分驱动电机的视在功率为3000w-4500w;电机参数包括额定转速。
68.根据权利要求63-67中任一项所述的一种驱动***,其特征在于,交流电机组包括1个交流分驱动电机。
69.根据权利要求68所述的一种驱动***,其特征在于,
目标交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力。
70.根据权利要求68所述的一种驱动***,其特征在于,直流电机组包括1个直流分驱动电机;
直流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力。
71.根据权利要求68所述的一种驱动***,其特征在于,
目标交流分驱动电机的输出轴配置为与指定的一个车轮连接,以向指定的一个车轮提供动力。
72.根据权利要求68所述的一种驱动***,其特征在于,目标交流分驱动电机为轮毂电机。
73.根据权利要求63-67中任一项所述的一种驱动***,其特征在于,交流电机组包括第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机,整流组件包括第一整流器和第二整流器;
第一交流分驱动电机内的三相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第一交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第一整流器的三相输入端口;
第二交流分驱动电机内的三相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第二交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第二整流器的三相输入端口;
直流电机组电气连接在所述第一整流器直流输出端口和直流输入端口之间,以及,直流电机组电气连接在所述第二整流器直流输出端口和直流输入端口之间。
74.根据权利要求73所述的一种驱动***,其特征在于,
第一交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力;
第二交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥/前桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮或两前轮提供动力。
75.根据权利要求73所述的一种驱动***,其特征在于,
第一交流分驱动电机的输出轴配置为与第一车轮连接,以向第一车轮提供动力;
第二交流分驱动电机的输出轴配置为与第二车轮连接,以向第二车轮提供动力。
76.根据权利要求75所述的一种驱动***,其特征在于,第一车轮和第二车轮为不同的车轮。
77.根据权利要求75所述的一种驱动***,其特征在于,
所述第一车轮为左侧的一个车轮,所述第二车轮为右侧的一个车轮。
78.根据权利要求77所述的一种驱动***,其特征在于,
所述第一车轮为左前轮,所述第二车轮为右前轮;
或,所述第一车轮为左后轮,所述第二车轮为右后轮。
79.根据权利要求77所述的一种驱动***,其特征在于,
所述第一车轮和所述第二车轮均为左侧的车轮,或均为右侧的车轮。
80.根据权利要求73所述的一种驱动***,其特征在于,第一交流分驱动电机和第二交流分驱动电机中的至少一个为轮毂电机。
81.根据权利要求63-67中任一项所述的一种驱动***,其特征在于,
交流电机组包括第三交流分驱动电机和第四交流分驱动电机,整流组件包括第三整流器和第四整流器;直流电机组包括第三直流电机组和第四直流电机组;第三交流分驱动电机、第三整流器和第三直流电机组顺序连接形成第一驱动线路;第四交流分驱动电机、第四整流器和第四直流电机组顺序连接形成第二驱动线路;
第三交流分驱动电机内的三相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第三交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第三整流器的三相输入端口;
第四交流分驱动电机内的三相绕组中每相绕组的首端均配置为与电能输入端连接;第四交流分驱动电机的三相绕组中每相绕组的尾端分别连接所述第四整流器的三相输入端口;
第三直流电机组电气连接在所述第三整流器的直流输出端口和直流输入端口之间,以及,第四直流电机组电气连接在所述第四整流器的直流输出端口和直流输入端口之间。
82.根据权利要求81所述的一种驱动***,其特征在于,
第三交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的前桥/后桥连接,以同时向被驱动车辆的两前轮或两后轮提供动力;
第四交流分驱动电机通过减速器与被驱动车辆的后桥/前桥连接,以同时向被驱动车辆的两后轮或两前轮提供动力。
83.根据权利要求81所述的一种驱动***,其特征在于,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为与第一车轮连接,以向第一车轮提供动力;
第四交流分驱动电机的输出轴配置为与第二车轮连接,以向第二车轮提供动力。
84.根据权利要求83所述的一种驱动***,其特征在于,第一车轮和第二车轮为不同的车轮。
85.根据权利要求81所述的一种驱动***,其特征在于,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力。
86.根据权利要求81所述的一种驱动***,其特征在于,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力。
87.根据权利要求81所述的一种驱动***,其特征在于,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;
或,
第三交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右后轮提供动力;第三直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左后轮提供动力;第四交流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的左前轮提供动力;第四直流分驱动电机的输出轴配置为向驱动被驱动车辆的右前轮提供动力。
88.根据权利要求81所述的一种驱动***,其特征在于,第三交流分驱动电机和第四交流分驱动电机中的至少一个是轮毂电机。
89.根据权利要求68-80中任一项所述的一种驱动***,其特征在于,
若交流分驱动电机为轮毂电机,则交流分驱动电机的额定转速为500-1000 r/min;若交流分驱动电机为永磁电机,则交流分驱动电机的额定转速为3000r/min -7000r/min;若直流分驱动电机为轮毂电机,则直流分驱动电机的额定转速为500-1000 r/min,若直流分驱动电机为永磁电机,则直流分驱动电机的额定转速为1000r/min-3000r/min。
90.根据权利要求68-80任一项所述的一种驱动***,其特征在于,
交流分驱动电机与直流分驱动电机的额定转速之比为1:1~3:1。
91.根据权利要求89所述的一种驱动***,其特征在于,
交流分驱动电机的额定转速为4000r/min -6500r/min;直流分驱动电机的额定转速为2500r/min-3000r/min。
92.根据权利要求73-80中任一项所述的一种驱动***,其特征在于,
若第一交流分驱动电机为轮毂电机,则第一交流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min;若第二交流分驱动电机为轮毂电机,则第二交流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min;
若第一交流分驱动电机为永磁电机,则第一交流分驱动电机的额定转速为3000r/min-7000r/min;若第二交流分驱动电机为永磁电机,则第二交流分驱动电机的额定转速为3000r/min -7000r/min;
若直流分驱动电机为轮毂电机,则直流分驱动电机的额定转速为500-1000 r/min,若直流分驱动电机为永磁电机,则直流分驱动电机的额定转速为1000r/min-3000r/min。
93.根据权利要求81-88中任一项所述的一种驱动***,其特征在于,
若第三交流分驱动电机为轮毂电机,则第三交流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min;若第四交流分驱动电机为轮毂电机,则第四交流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min;
若第三交流分驱动电机为永磁电机,则第三交流分驱动电机的额定转速为3000r/min-7000r/min;若第四交流分驱动电机为永磁电机,则第四交流分驱动电机的额定转速为3000r/min -7000r/min;
若第三直流分驱动电机为轮毂电机,则第三直流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min,若第三直流分驱动电机为永磁电机,则第三直流分驱动电机的额定转速为1000r/min-3000r/min;
若第四直流分驱动电机为轮毂电机,则第四直流分驱动电机的额定转速为500-1000r/min,若第四直流分驱动电机为永磁电机,则第四直流分驱动电机的额定转速为1000r/min-3000r/min。
94.根据权利要求63所述的一种驱动***,其特征在于,所述整流器内设有三相二极管整流桥,所述三相二极管整流桥包括三个电气并联的单相二极管整流电路,所述三相绕组中的每相绕组的尾端分别电气连接单相二极管整流电路,三个单相二极管整流电路的两端分别同时连接于整流器的两个直流输出端口,所述直流分驱动电机接通两个直流输出端口后,使得三个单相二极管整流电路的两端连接导通形成回路,使得直流输出端口成为三相绕组星接所需的中性点。
95.根据权利要求63-93中任一项所述的驱动***,其特征在于,所述直流分驱动电机为以下两种中的任一种:
串励电机、有刷永磁直流电机;
和/或,
所述交流分驱动电机为以下三种中的任一种:
交流永磁电机、交流异步电机、交流同步电机。
96.一种多轮电动车,包括至少三个车轮,其特征在于,还包括如权利要求63-95中任一项所述的驱动***,至少一个交流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动;至少一个直流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动。
97.一种两轮电动车,包括两个车轮,其特征在于,还包括如权利要求63-95中任一项所述的驱动***,其中,至少一个交流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动;至少一个直流分驱动电机配置为向至少一个车轮直接或间接的进行驱动。
98.根据权利要求97所述的两轮电动车,其特征在于,两个车轮前后设置,或左右设置。
99.一种车辆外壳,其特征在于,包括主体骨架,所述主体骨架中设置有容置腔,所述容置腔配置为放置如权利要求63-95中任一项所述的驱动***。
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