[发明专利]一种电动装置及其驱动、制动方法在审

专利信息
申请号: 201410621372.6 申请日: 2014-11-06
公开(公告)号: CN105577070A 公开(公告)日: 2016-05-11
发明(设计)人: 刘粤荣;姚飞 申请(专利权)人: 南京蒙奇智能科技有限公司
主分类号: H02P29/00 分类号: H02P29/00;H02P3/06
代理公司: 北京方安思达知识产权代理有限公司 11472 代理人: 王宇杨;王敬波
地址: 210012 江苏省南京*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 电动 装置 及其 驱动 制动 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及电动车的电源动力设计领域,特别涉及一种电动装置的机械设计及 其电源调制器所产生时序驱动电流和制动电流的设计方法。

背景技术

电动自行车市场通常是配用安装在轮轴上的电动机,电动机设计为外转子形式, 外转子通过辐条与车轮的轮圈机械固连,通过电动机转矩使车轮旋转。具体制造时, 市场主流是将辐条与车轮的轮圈实行一体化制造,外观为电动轮,辐条变形为传力 筋条,通过传力筋条把电动机转矩传递至轮圈。国内电机业还试图运用在电动自行 车的技术成功经验,推广为电动汽车使用的轮毂式电动机。

电动汽车使用的轮毂电机技术又称车轮内装电机技术,其最大特点就是将动力、 传动和制动装置都整合到轮毂内,轮毂电机技术并非新生事物,早在1900年,保时 捷就首先制造出了前轮装备轮毂电机的电动汽车,在20世纪70年代,这一技术在 矿山运输车等领域得到应用,目前电动汽车业热点是开发乘用车轮毂电机。

行业专家普遍认为,由于目前轮毂电机的结构除轮毂本体外,部件重量远远超 出轮毂本体(一般包括轮毂电机、刹车盘、刹车卡钳、主动悬挂电机、悬架、减震 弹簧等),而汽车对轮毂的自重要求较高,常规轿车的铝合金轮毂仅比传统钢轮毂平 均轻2kg左右,当车速为60km/h时省油率可达到5%-7%;因此,如果电动机不能呈 倍数减磅,轮毂内装电机的技术意义很有限;仅以单位体积的功率密度一项指标衡 量,现有电动机远远达不到轮毂内装电机的一般设计要求。

目前电动车市场技术发展主要有两个方向,一是专用电动机制造,二是电机节 能控制技术,但在技术发展思路上受到了思想方法的较大局限。

图1a是一种传统4极永磁有刷直流内转子电机的结构示意图,永磁体13磁极 沿定体5的内缘N/S交替对称排布、相距一定间隙14,若干绕组设置在转体6与永 磁体相对的环形区域内,外供直流电通过机械接触式换向装置给绕组通电,即可在 内部形成旋转磁场而使转体旋转,通过转轴输出动力。

永磁无刷直流电机在近年获得了迅猛发展,其主要由电机本体、位置检测器和 电源逆变控制器组成,永磁体一般设置在转体上、N/S磁极交替相距一定间隙排布, 若干绕组设置在定体内,位置检测器和逆变器一起构成电子换向器取代机械接触式 换向装置,绕组通电形成旋转磁场而使转体旋转。控制方面普遍采用了PWQ技术, 这种永磁无刷直流电机的主要问题是正弦波变形的近似度控制,其动力供电虽然采 用PWQ技术调制,但在控制思想方法上受限于电动机内部旋转磁场的传统设计。

发明内容

本发明的目的,在于克服现有电动车用直流电动机的内部结构的缺陷,提供一 种内部有别于传统设计的结构,同时通过电源调制器将直流电改变为一种非通电方 向交替变换的时序电流供电方案,结构简单,转矩大,工艺容易实现。

本发明提供的一种基于磁流控制的电动装置,所述电动装置包括电源调制器1、 减速/变矩装置2、驱动操控装置9a、定体5和转体6;所述电源调制器包括电源输 入端1a、时序电流输出端1b和驱动信号输入端1d,电源输入端电连接电池组8的 正负极;所述转体为一个具有转动轴的环形机械圈,其上相间设置有若干转子单元 3b,所述转子单元包括至少一个永磁体转子单元3b1和至少一个导磁体转子单元 3b2;所述永磁体转子单元若干个在转体上设置时的极向相同;所述定体为一个具有 固定轴的机械圆盘,内部至少设置一个定子单元3a并安装在靠近转体的位置;所述 定体与转体同轴心设置,两者相对气隙3d不大于25mm;所述减速/变矩装置与转 体同轴心设置;

所述电源调制器的时序电流输出端电连接定子单元的内部绕组,驱动信号输入 端电连接驱动操控装置;所述电源调制器通过驱动操控装置获取用户的指令,并于 相应时序对定子单元的内部绕组输出电流,使电动装置实现驱动/制动。

优选的,所述电源调制器的额定功率不超过12kW。

所述转子单元3b(3b1/3b2)相间设置于转体6上,其安装位置包括嵌合于转体 的外缘、内缘、转体内部或与转体一体化设计制造,在不影响安装于转体的前提下 不限形状;若干个转子单元3b1/3b2在转体6安装时优选均匀排布。

优选的,所述永磁体转子单元3b1若干个在转体6上同极向设置,包括N/S两 极连线与转体6同轴法线10重合/垂直的4种典型组合状态,以及在4种典型组合状 态基础上N/S两极连线偏转不超过20度。

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