CN205022387U - 一种电动汽车多电机驱动*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电动汽车多电机驱动***，包括控制单元、通信单元、驱动单元和电机及采集电机运行状态的信号传感器，控制单元只有一个，驱动单元至少有两个，控制单元经通信单元和驱动单元相连，驱动单元和电机一一对应相连，信号传感器的输出端和控制单元相连。控制单元接收电动汽车驾驶员操作指令，再发出控制信号通过通信单元传输给驱动单元，驱动单元驱动电机运行，信号传感器实时采集电机运转状态并回传信息给控制单元，实现电机的实时监控。本实用新型实现一个控制单元对多个电机的控制，方便实现电动汽车中串轴式相连电机、多个分轮驱动电机的控制运行，减小体积，布置灵活，降低成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电动汽车制造领域，尤其涉及一种电动汽车多电机驱动***。
背景技术
随着电动汽车种类和形式的***，对驱动电机及其控制***的要求也越来越高。模块化组合电机驱动、多轮独立驱动等新型的电动汽车，由于其理想的功率组合、成本优势、操控性能等良好的应用背景，受到业内的广泛关注。
现有技术中，电动汽车普遍采用单套电机驱动***做前轮驱动或者后轮驱动，一个控制器和一台驱动电机相匹配，即一个控制器控制一台驱动电机。若一辆车采用多台电机进行驱动，则需要配置相应数量的控制器，造成整个驱动***体积庞大，不利于整车灵活布置及成本控制。同时，控制器和电机的驱动单元间隔距离较长，两者间的信号传输容易受到干扰，影响控制的可靠性。
发明内容
本实用新型主要解决目前电动汽车中采用控制器和电机一一对应配置的结构，多台电机就得配置相应数量的控制器，造成整个驱动***体积庞大，不利于整车灵活布置及成本控制的技术问题；提供一种电动汽车多电机驱动***，其只需要一个控制单元就能实现对多个电机的控制，有效减小整个驱动***的体积，便于整车灵活布置，也降低成本。
本实用新型同时解决目前电动汽车中控制器和电机的驱动单元之间间隔距离较长，两者间的信号传输容易受到干扰，影响控制的可靠性的技术问题；提供一种电动汽车多电机驱动***，其控制单元和驱动单元之间采用光纤通信，传输速度快，控制效果好，抗干扰能力强。
本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本实用新型包括控制单元、通信单元、驱动单元和电机，所述的控制单元只有一个，所述的驱动单元至少有两个，驱动单元的数量和电机数量相同，所述的控制单元经所述的通信单元和驱动单元相连，驱动单元和电机一一对应相连。控制单元独立存在，一台电动汽车上只有一个这样的控制单元，布置在电动汽车相关位置上。电机和驱动单元一一对应相连，数量相同，分别有两个或两个以上，电机和驱动单元可互相独立分开布置，两者之间通过电缆连接，也可集成为一体进行布设，成为集成式电机控制装置。电动汽车驾驶员发出的操作指令给电动汽车的中央控制器或直接给控制单元，控制单元接收经中央控制器传送的驾驶员指令或直接接收驾驶员操作指令，控制单元经过处理再发出各个相应的指令给相应的驱动单元，控制单元和各个驱动单元之间通过通信单元传送指令，实现一对多的控制。本实用新型只需要一个控制单元就能实现对多个电机的控制，有效减小整个电动汽车驱动***的体积，便于整车灵活布置，也降低成本。
作为优选，所述的电动汽车多电机驱动***包括采集电机运行状态的信号传感器，信号传感器的输出端和所述的控制单元相连。信号传感器可采用霍尔传感器、旋转变压器等电机状态采集设备。信号传感器实时采集电机运转状态并回传信息给控制单元，实现电机的实时监控。
作为优选，所述的电机串轴相连，串轴相连的电机只需要一个所述的信号传感器。信号传感器的数量与整车驱动方式有关。采用集中驱动方式，各电机串轴相连，只需要一个信号传感器采集电机运行状态。
作为优选，所述的电机互相独立，每个电机驱动一个电动汽车车轮，所述的信号传感器的数量和电机数量相同，信号传感器和电机一一对应设置。信号传感器的数量与整车驱动方式有关。采用分轮驱动方式，即一个驱动轮配一个电机，各个电机运行状态可以各不相同，则需要多个信号传感器，信号传感器的数量与驱动轮的数量一致。分轮驱动方式可采用轮边驱动或轮毂驱动。
作为优选，所述的控制单元由电动汽车蓄电池供电，所述的驱动单元由电动汽车动力电池供电。电动汽车动力电池提供驱动动力。
作为优选，所述的通信单元采用光纤收发器，所述的控制单元经FPGA现场可编程门阵列和控制单元侧光纤收发器相连，控制单元侧光纤收发器经光纤和驱动单元侧光纤收发器相连，驱动单元侧光纤收发器经FPGA现场可编程门阵列和所述的驱动单元相连。通信单元优选为光纤通信，但不限于CAN通信或者本领域技术人员认可的其他实现方式。采用光纤通信，传输速度快，控制效果好，抗干扰能力强，有利于控制单元和驱动单元之间的较长距离布置。
作为优选，所述的驱动单元包括一个驱动芯片和由六个功率管及六个二极管构成的功率模块，所述的控制单元经通信单元和驱动芯片的输入端相连，驱动芯片的六个PWM输出端分别和功率模块的六个功率管的栅极相连，功率模块的三个输出端分别和电机的三相输入端相连。实现方便，可靠性高。当然功率管、二极管不局限于六个，也可采用多个功率管并联连接以代替一个功率管、多个二极管并联连接以代替一个二极管的结构。
本实用新型的有益效果是：实现一个控制单元对多个电机的控制，进而方便实现电动汽车中串轴式相连的电机的控制运行、多个分轮驱动电机的控制运行，有效减小电动汽车整个驱动***的体积，便于整车灵活布置，也降低成本，而且控制单元和驱动单元间采用光纤通信，传输速度快，控制效果好，抗干扰能力强，彻底解决控制单元与驱动单元间远距离传输信号易受干扰的问题。
附图说明
图1是本实用新型的一种连接结构示意图。
图2是本实用新型的又一种连接结构示意图。
图3是本实用新型比较具体的一种连接结构示意图。
图中1.控制单元，2.通信单元，3.驱动单元，4.电机，5.信号传感器，6.电动汽车蓄电池，7.电动汽车动力电池，8.FPGA现场可编程门阵列，9.FPGA现场可编程门阵列，21.控制单元侧光纤收发器，22.光纤，23.驱动单元侧光纤收发器，31.驱动芯片，32.功率管，33.二极管，34.功率模块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本实施例的一种电动汽车多电机驱动***，如图1所示，包括一个控制单元1、三个驱动单元3、三个电机4、一个信号传感器5和通信单元2，驱动单元3的数量和电机4数量相同，控制单元1和驱动单元3通过通信单元2相连，驱动单元3和电机4一一对应相连。本实施例中，电动汽车采用整车集中式驱动方式，三个电机4以串轴连接方式进行串联连接，构成一个电机组合，实现动力叠加输出，电动汽车由该电机组合进行驱动，故只需要安装一个信号传感器5采集电机组合的运行状态，包括电机的旋转位置和转子转速，信号传感器5的输出端和控制单元1的输入端相连。控制单元1由电动汽车蓄电池6供电，驱动单元3由电动汽车动力电池7供电。
如图3所示，控制单元1采用单片机实现，通信单元2采用光纤收发器，每个驱动单元3包括一个驱动芯片31和由六个功率管32及六个二极管33构成的功率模块34。控制单元1经FPGA现场可编程门阵列8和控制单元侧光纤收发器21相连，控制单元侧光纤收发器21经光纤22和驱动单元侧光纤收发器23相连，驱动单元侧光纤收发器23经FPGA现场可编程门阵列9和驱动单元3中的驱动芯片31的输入端相连，驱动芯片31的六个PWM输出端分别和功率模块34的六个功率管32的栅极相连，功率模块34的三个输出端分别和电机4的三相输入端相连。功率模块34中六个功率管和六个二极管的连接结构是公知技术，在此不再多述。本实施例中，控制单元1采用TMS570LS3137单片机，光纤收发器采用NetLinkHTB-1100光纤收发器，驱动芯片31采用IR2181S驱动芯片，信号传感器5采用旋转变压器。
实施例2：本实施例的一种电动汽车多电机驱动***，如图2所示，包括一个控制单元1、四个驱动单元3、四个电机4、四个信号传感器5和通信单元2，驱动单元3的数量和电机4数量相同，控制单元1和驱动单元3通过通信单元2相连，驱动单元3和电机4一一对应相连。本实施例中，电动汽车采用分轮独立驱动方式，即电动汽车的每个驱动轮受各自的电机4驱动，故每个电机4都需要安装一个信号传感器5，四个信号传感器分别采集四个电机的的运行状态，包括电机的旋转位置和转子转速，四个信号传感器5的输出端分别和控制单元1的输入端相连。控制单元1由电动汽车蓄电池6供电，驱动单元3由电动汽车动力电池7供电。其余结构同实施例1。当然根据电动汽车整车动力性能的需求，可选用不同数量的电机实现单轮驱动，即采用一个驱动轮用一个电机驱动的结构，也可采用一个驱动轮用多个串轴相连的电机驱动的结构。
工作过程：控制单元接收经电动汽车中央控制器传送的驾驶员操作指令，经过处理，再一一对应地发出控制信号通过FPGA现场可编程门阵列、控制单元侧光纤收发器、光纤传输给相应的驱动单元侧光纤收发器，驱动单元侧光纤收发器将接收到的指令通过FPGA现场可编程门阵列传输给驱动单元的驱动芯片，驱动芯片发出驱动信号经功率模块处理，输出相应频率及相应大小的电流给电机，驱动电机运转；信号传感器实时采集电机的运行状态，包括电机的转子位置和转速，并将采集到的信息回传给控制单元，实现对电机的实时监控。
本实用新型实现一个控制单元对多个电机的控制，方便实现电动汽车中串轴式相连的电机的控制运行、多个分轮驱动电机的控制运行，有效减小电动汽车整个驱动***的体积，便于整车灵活布置，也降低成本，而且控制单元和驱动单元间采用光纤通信，传输速度快，控制效果好，抗干扰能力强，彻底解决电动汽车中控制单元与驱动单元间远距离传输时信号易受干扰的问题，提高电动汽车整车的可靠性。
Claims (7)
1.一种电动汽车多电机驱动***，其特征在于包括控制单元(1)、通信单元(2)、驱动单元(3)和电机(4)，所述的控制单元(1)只有一个，所述的驱动单元(3)至少有两个，驱动单元(3)的数量和电机(4)数量相同，所述的控制单元(1)经所述的通信单元(2)和驱动单元(3)相连，驱动单元(3)和电机(4)一一对应相连。
2.根据权利要求1所述的一种电动汽车多电机驱动***，其特征在于包括采集电机运行状态的信号传感器(5)，信号传感器(5)的输出端和所述的控制单元(1)相连。
3.根据权利要求2所述的一种电动汽车多电机驱动***，其特征在于所述的电机(4)串轴相连，串轴相连的电机(4)只需要一个所述的信号传感器(5)。
4.根据权利要求2所述的一种电动汽车多电机驱动***，其特征在于所述的电机(4)互相独立，每个电机(4)驱动一个电动汽车车轮，所述的信号传感器(5)的数量和电机(4)数量相同，信号传感器(5)和电机(4)一一对应设置。
5.根据权利要求1或2所述的一种电动汽车多电机驱动***，其特征在于所述的控制单元(1)由电动汽车蓄电池(6)供电，所述的驱动单元(3)由电动汽车动力电池(7)供电。
6.根据权利要求1或2所述的一种电动汽车多电机驱动***，其特征在于所述的通信单元(2)采用光纤收发器，所述的控制单元(1)经FPGA现场可编程门阵列(8)和控制单元侧光纤收发器(21)相连，控制单元侧光纤收发器(21)经光纤(22)和驱动单元侧光纤收发器(23)相连，驱动单元侧光纤收发器(23)经FPGA现场可编程门阵列(9)和所述的驱动单元(3)相连。
7.根据权利要求6所述的一种电动汽车多电机驱动***，其特征在于所述的驱动单元(3)包括一个驱动芯片(31)和由六个功率管(32)及六个二极管(33)构成的功率模块(34)，所述的控制单元(1)经通信单元(2)和驱动芯片(31)的输入端相连，驱动芯片(31)的六个PWM输出端分别和功率模块(34)的六个功率管(32)的栅极相连，功率模块(34)的三个输出端分别和电机(4)的三相输入端相连。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN109194203A (zh) * | 2018-10-18 | 2019-01-11 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | 一种用于多轴运动控制***的驱动控制器 |
| CN115284891A (zh) * | 2022-07-05 | 2022-11-04 | 一汽解放汽车有限公司 | 一种车辆的电驱动控制***及车辆 |
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