[发明专利]绕线式异步电机牵引的四轮全驱电动汽车驱动系统及方法

摘要

本发明提供一种绕线式异步电机牵引的四轮全驱电动汽车驱动系统，其特征在于该系统包括驾驶员操纵机构、车辆转向机构、差速控制机构、能量管理系统、蓄电池、四个独立的牵引控制系统、四个功率变换单元和四个绕线式异步牵引电机；驾驶员操纵机构一方面连接至车辆转向机构，另一方面连接至差速控制系统，车辆转向机构也连接至差速控制系统，差速控制系统分别连接四个独立的牵引控制系统，四个独立的牵引控制系统一对一对应连接至四个功率变换单元，四个功率变换单元一对一对应连接四个绕线式异步牵引电机；能量管理系统和蓄电池均连接至四个功率变换单元。本发明能够更加有效地提升汽车的操纵能力及稳定性。

主权项

采用绕线式异步电机牵引的四轮全驱电动汽车驱动方法，其特征在于：该方法利用下述系统实现：该系统包括驾驶员操纵机构（1）、车辆转向机构（2）、差速控制机构（3）、能量管理系统（4）、蓄电池（5）、四个独立的牵引控制系统、四个功率变换单元和四个绕线式异步牵引电机；驾驶员操纵机构（1）一方面连接至车辆转向机构（2），另一方面连接至差速控制机构（3），车辆转向机构（2）也连接至差速控制机构（3），差速控制机构（3）分别连接四个独立的牵引控制系统，四个独立的牵引控制系统一对一对应连接至四个功率变换单元，四个功率变换单元一对一对应连接四个绕线式异步牵引电机；能量管理系统（4）和蓄电池（5）均连接至四个功率变换单元；所述方法的具体步骤如下：①、利用驾驶员操纵机构（1）输出方向盘转向信号和车速信号，将方向盘转向信号传给转向机构（2）,将车速信号传递给差速控制机构（3），使得转向机构（2）输出的前轮转向信号与驾驶员操纵机构（1）输出的车速信号共同作为差速控制机构（3）的输入信号；②、利用差速控制机构（3）根据前轮转向信号和车速信号计算出四个驱动轮各自的线速度，并将这四个线速度信号分别输出到左前轮电机牵引控制系统（6）、右前轮电机牵引控制系统（7）、左后轮电机牵引控制系统（8）和右后轮电机牵引控制系统（9）；③、四个电机牵引控制系统根据差速控制机构（3）提供的线速度轮速指令，分别生成四轮功率变换单元逆变器的PWM控制信号，并将这四组PWM信号分别输出到左前轮电机功率变换单元（10）、右前轮电机功率变换单元（11）、左后轮电机功率变换单元（12）和右后轮电机功率变换单元（13）；④、利用能量管理系统（4）输出控制信号给四个功率变换单元控制能流方向；利用四个功率变换单元牵引各自的绕线式异步牵引电机电动运行，电机电动运行时，通过蓄电池5将输出的直流电源经功率变换单元内的双向DC/ DC变换机构进行斩波升压，升压后作为功率变换单元内的逆变器的母线电压，当功率变换单元牵引各自的绕线式异步牵引电机回馈制动运行时，双向DC/ DC变换机构将逆变器输出的直流电压进行斩波降压，由此制动能量回馈给蓄电池（5）；⑤、利用四个功率变换单元根据各自电机牵引控制系统输出的PWM控制信号分别生成左前轮绕线式牵引电机（14）的定子电压、右前轮绕线式牵引电机（15）的定子电压、左后轮绕线式牵引电机（16）的定子电压和右后轮绕线式牵引电机（17）的定子电压，以调节各绕线式异步牵引电机的转速，使其跟踪差速控制机构（3）的轮速指令；⑥、将左前轮绕线式异步牵引电机（14）的转子三相绕组分别与右前轮绕线式异步牵引电机（15）的转子三相绕组对接，当车辆直行左前轮绕线式异步牵引电机（14）和右前轮绕线式异步牵引电机（15）的转速相同时，两电机的转子电压相同，对接后的转子电流为零，两电机分别只通过定子进行能量输入与输出；而车辆转向行驶，前轮两绕线式异步牵引电机出现转速差后，两电机的转子电压不同，产生转子电流，一个电机通过转子吸收另一个电机通过转子输入的能量，此时左右前轮两绕线式异步牵引电机低速的一个通过对接的转子向高速的另一个电机输出能量，同时左右前轮绕线式异步牵引电机亦通过定子与蓄电池5进行能量交换；⑦、将左后轮绕线式异步牵引电机（16）的转子三相绕组分别与右后轮绕线式异步牵引电机（17）的转子三相绕组对接，当车辆直行两后轮绕线式异步牵引电机转速相同时，两电机的转子电压相同，对接后的转子电流为零，两电机分别只通过定子进行能量输入与输出；而车辆转向行驶，后轮两绕线式异步牵引电机出现转速差后，两电机的转子电压不同，转子电流不为零，此时左右轮两绕线式异步牵引电机低速的一个通过对接的转子向高速的另一个电机输出能量，同时左右后轮绕线式异步牵引电机亦通过定子与蓄电池（5）进行能量交换。