[发明专利]电动汽车辅助激磁开关磁阻电机牵引系统及控制方法

说明书

电动汽车辅助激磁开关磁阻电机牵引系统及控制方法，本发明采用线圈辅助激磁开关磁阻牵引电机作为电动汽车的驱动电机，由四个独立的牵引电机控制系统分别对其进行控制，可充分发挥线圈辅助激磁开关磁阻牵引电机启动转矩大，调速范围宽的特点，以满足电动汽车对驱动性能的要求。

技术领域：本发明涉及一种四轮驱动电动汽车的驱动结构，具体指一种应用新型的线圈辅助激磁开关磁阻电机牵引的四轮全驱电动汽车驱动结构方法。

背景技术：

随着社会的发展和科技的进步，汽车已成为人类生活不可或缺的工具，但进入21世纪后，尤其是近些年来，传统化石能源短缺及由汽车造成的环境污染问题日益严峻，研发并生产使用清洁能源的电动汽车是解决这一问题的重要途径。电动汽车以电机取代传统燃油机作为发动机，不但使用清洁能源，并且在转矩、转速等输出性能方面优势明显，并可使车辆省略冗余的换挡及变速装置。在各种驱动形式的电动汽车中，尤以四轮全驱电动汽车性能最为突出，具有很大发展潜力。四轮全驱电动汽车的主要技术特点和优势表现为：其驱动系统主要由差速控制器及牵引电机构成，其牵引电机分别置于四个车轮的轮毂中，由差速控制器根据驾驶员指令及控制策略通过电控技术直接对各个车轮牵引电机的运行状态进行控制，从而省略了离合器、变速器、传动轴等复杂的传统机械变速装置，不但使底盘结构简化，减轻车身重量，并可提高机械传动效率；各轮牵引电机同时提供动力，可使车辆轻易完成在启动、爬坡等低转速大转矩情况下的行驶；四轮全驱的驱动方式可提高车身的侧向运动的响应速度，转向更为灵活，甚至能够实现原地转向；各个车轮牵引电机与电池电源柔性连接，当电机处于制动状态时可向电池电源回馈电能，从而提高车辆的续航能力。但四轮全驱的驱动方式对电动汽车轮毂式牵引电机的性能要求较高，目前应用于四轮全区电动汽车的电机主要以异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机为主。异步电机起动转矩低，功率因数较差；永磁同步电机稀土永磁材料成本较高，转子励磁无法调节，调速范围不宽，并存在永磁体可被较大的反向磁动势和高温退磁的隐患；开关磁阻电机虽起动转矩大，但转矩脉动较明显，影响电机的低速性能。因此均在运行性能上存在各自的瓶颈，无法满足四轮全驱电动汽车的牵引性能要求。

发明内容：

发明目的：本发明提供了一种采用线圈辅助激磁开关磁阻电机牵引的四轮全驱电动汽车的驱动结构，其目的在于利用四轮全驱的驱动结构可以提高车辆转向时的差速控制性能，解决以往的控制系统控制效果不理想的问题，另外充分发挥线圈辅助激磁开关磁阻电机启动转矩大、调速范围宽的特点，以满足电动汽车对驱动性能的要求。

技术方案：

线圈辅助激磁开关磁阻电机牵引的四轮全驱电动汽车驱动系统，包括四个车轮，其特征在于：该系统还包括蓄电池、驾驶员操纵踏板、差速控制器、四个独立的牵引电机控制系统、四个用于汽车驱动的线圈辅助激磁开关磁阻牵引电机和四组牵引电机传感器模块；

驾驶员操纵踏板连接至差速控制器，差速控制器分别连接四个独立的牵引电机控制系统，四个独立的牵引电机控制系统一一对应连接一个线圈辅助激磁开关磁阻牵引电机，每个线圈辅助激磁开关磁阻牵引电机驱动一个车轮，每个线圈辅助激磁开关磁阻牵引电机上安装有牵引电机传感器模块，牵引电机传感器模块的信号输出端连接牵引电机控制系统的信号输入端，四个独立的牵引电机控制系统均连接至蓄电池。

四个牵引电机传感器模块包括转速传感器、转子位置传感器和电流传感器，转速传感器、转子位置传感器和电流传感器输出的反馈信号分别接入各自的牵引电机控制系统。

牵引电机控制系统包括牵引电机控制系统控制器、功率变换器控制器、功率变换器、DC/DC控制器、DC/DC电路；

差速控制器与电机牵引控制系统控制器相连，电机牵引控制系统控制器连接至功率变换器控制器和DC/DC控制器，功率变换器控制器连接功率变换器，功率变换器连接至线圈辅助激磁开关磁阻电机的三相定子绕组，DC/DC控制器连接DC/DC电路，DC/DC电路连接至线圈辅助激磁开关磁阻电机的激磁线圈，线圈辅助激磁开关磁阻电机的转轴与车轮连接，功率变换器、DC/DC电路分别与蓄电池相连。