一种新能源汽车的电机节能控制系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开一种新能源汽车的电机节能控制系统，包括：分压模块连接在电池组的输出端，分压模块至少包括三个串联设置的电容，其中二个电容为可调电容，每个可调电容上设置有容值调整机构；前置电机、后置电机，后置电机为单相永磁同步电机，后置驱动器连接后置电机的定子端；储能模块；以及主控制器，前置电机的转子轴通过第一离合器与后置电机的转子轴联动，前置电机转子轴通过第一变速箱与汽车前轮联动，汽车后轮依次通过第二变速箱和第二离合器与后置电机的转子轴联动，第一变速箱和第二变速箱均为变比可调变速箱。本发明专利技术减小汽车启动和加速过程中的能耗，提高汽车行驶里程数，通过设置多级可调的稳压调控单元，进一步降低了电机使用能耗。

【技术实现步骤摘要】
一种新能源汽车的电机节能控制系统及控制方法
本专利技术涉及新能源汽车
，更具体地说，本专利技术涉及一种新能源汽车的电机节能控制系统及控制方法。
技术介绍
新能源汽车使用动力电池组来驱动电机运行，由于电机的消耗功率较大，特别是在启动和加速阶段的能耗消耗，而汽车自备蓄电池的电压较低，电动汽车大部分电池容量有限，大量缩减了电动汽车的行驶里程，属于短距离代步工具，乘坐时间较短，加上电机的频繁启动、停机、加减速运行，更进一步增加了电机的功耗，降低了汽车的行驶里程。同时，当驱动电机在运行过程中，对电池组的输出电压影响较大，特别是在驱动电机启动、加速运转和停机时，会对电池组输出电压造成较大的波动，影响增加了电机损耗能量，同时造成了电机输出转速的波动，对汽车运行速度的精确控制造成影响。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供一种新能源汽车的电机节能控制系统及控制方法，通过设置前置电机和后置电机来配合驱动汽车运行，减小汽车启动和加速过程中的能耗，提高了汽车行驶里程数，同时，通过设置多级可调的稳压调控单元，稳定电机的输入电压，稳定了电机的转速输出，避免电机转速波动，进一步降低了电机使用能耗。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，提供了一种新能源汽车的电机节能控制系统，包括：分压模块，其连接在电池组的输出端，所述分压模块至少包括三个串联设置的电容，其中二个电容为可调电容，每个所述可调电容上设置有容值调整机构；前置电机，其通过一前置驱动器设置在第一可调电容两端，所述前置驱动器上设置有前置控制器；后置电机，其通过一后置驱动器设置在第二可调电容两端，所述后置驱动器上设置有后置控制器，所述后置电机为单相永磁同步电机，所述后置驱动器连接所述后置电机的定子端；储能模块，其输入端依次通过一直-直变换器和逆变器连接在所述后置电机的定子端，所述储能模块的输出端通过一斩波单元连接到所述电池组两端；以及主控制器，其分别与所述容值调整机构、前置控制器、后置控制器、逆变器和直-直变换器连接；其中，所述前置电机的转子轴通过第一离合器与所述后置电机的转子轴联动，所述前置电机转子轴通过第一变速箱与汽车前轮联动，汽车后轮依次通过第二变速箱和第二离合器与所述后置电机的转子轴联动，所述第一变速箱和第二变速箱均为变比可调变速箱，所述第一离合器、第二离合器、第一变速箱以及第二变速箱的控制端分别与所述主控制器连接。优选的，所述电池组两端还设置有交错升压电路，所述交错升压电路至少包括两个并联设置的升压支路，所述交错升压电路的控制端与所述主控制器连接。优选的，所述交错升压电路的输出端设置有逆变模块，所述逆变模块的输出端设置有换能模块，所述换能模块为升压变压器，所述升压变压器的一次线圈通过一滤波器与所述逆变模块输出端连接，所述分压模块连接在所述升压变压器的二次线圈上。优选的，所述前置控制器和后置控制器结构相同，所述前置控制器包括依次连接的PID参数调节模块、误差控制模块和驱动信号输出模块，所述驱动信号输出模块的输出端与所述前置驱动器的控制端连接，所述PID参数调节模块的输入端与所述主控制器输出端连接。优选的，所述前置驱动器上设置有第一电信号采集器，所述后置驱动器上设置有第二电信号采集器，所述电池组上设置有第三电信号采集器，所述储能模块上设置有第四电信号采集器，各个所述电信号采集器的输出端分别与所述主控制器的输入端连接。优选的，所述逆变模块由四个IGBT构成，包括第一开关管Q1至第四开关管Q4及第一二极管D1至第四二极管D4，所述滤波器为LCL滤波器，包括第一电感L1、第二电感L2和第一电容C1，所述分压模块包括串联设置有第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，其中所述第二电容C2为第一可调电容，所述第三电容C3为第二可调电容。优选的，所述可调电容包括第一极板、第二极板和活动设置在所述第一极板和第二极板之间的电介质，所述电介质与一伸缩机构的伸缩端连接，所述伸缩机构通过伸缩机构驱动器与所述主控制器连接。优选的，所述交错升压电路包括并联设置的第一升压支路、第二升压支路、第三升压支路和设置在交错升压电路输出端的第五电容C5，各个升压支路的控制端与所述主控制器连接。优选的，所述第一升压支路包括第三电感L3、第五开关管Q5、第四电感L4、第五二极管D5和第八开关管Q8，所述第三电感L3、第五开关管Q5和第二五极管D5依次串联在所述电池组正极端，所述第四电感L4并联在所述第五开关管Q5的两端，所述第八开关管Q8输入端连接在所述第五开关管Q5的输出端；所述第二升压支路包括第五电感L5、第六开关管Q6、第六电感L6、第六二极管D6和第九开关管Q9，所述第五电感L5、第六开关管Q6和第六二极管D6依次串联，所述第六电感L6并联在所述第六开关管Q6的两端，所述第九开关管Q9输入端连接在所述第六开关管Q6的输出端；所述第三升压支路包括第七电感L7、第七开关管Q7、第八电感L8、第七二极管D7和第十开关管Q10，所述第七电感L7、第七开关管Q7和第七二极管D7依次串联，所述第八电感L8并联在所述第七开关管Q7的两端，所述第十开关管Q10输入端连接在所述第七二极管D7的输出端；所述第五电感L5、第七电感L7与第三电感L3输入端共接，所述第五电感L5、第七电感L7与第三电感L3的共接端上设置有可控开关S2，所述第五二极管D5、第六二极管D6和第七二极管D7输出端共接在所述电池组正极端；所述第五电感L5、第七电感L7与第三电感L3的电感值相等，所述第四电感L4、第六电感L6和第八电感L8的电感值相等，且所述第四电感L4的电感值大于所述第三电感L3的电感值。一种新能源汽车的电机节能控制系统的控制方法，包括以下步骤：步骤一、汽车启动时，控制第一离合器接合将前置电机和后置电机联动，控制第二离合器接合将后置电机与第二变速箱联动，同时调整第一变速箱和第二变速箱使得两者变比一致，调整第二电容C2和第三电容C3的容值，根据前置驱动器的输入电压和后置驱动器的输入电压，同步启动前置电机和后置电机；步骤二、汽车稳定运行后，将后置电机断电，同时将第一离合器和第二离合器分离，将后置电机上制动能量通过逆变器和直-直变换器储存到储能模块中，调整第二电容C2的容值，通过控制前置电机单独驱动汽车运行；步骤三、汽车加速运行时，通过前置电机加速运转来驱动汽车运行，当前置电机不足以提供汽车加速度时，控制第一离合器和第二离合器接合，启动后置电机，通过前置电机和后置电机同步驱动汽车运行，汽车稳定运行后，回到步骤二；步骤四、汽车减速运行时，将前置电机断电，将第一离合器接合，拖动后置电机运行，将后置电机上制动能量通过逆变器和直-直变换器储存到储能模块中，直到汽车停止，回到步骤一，如果在减速过程中汽车重新加速运行，控制第二离合器接合，通过前置电机和后置电机同步驱动汽车运行，汽车稳定运行后，回到步骤二；步骤五、在汽车运行过程中，当电池组输出端电压瞬间波动时，通过调整第二电容C2和第三电容C3的容值来稳定前置电机和后置电机的输入电压；当电池组输出端电压持续下降时，根据电池组输出端和储能模块输出端的电压值，主控制器通过控制斩波单元动作将储能模块的输出电压调整后传输至电池组的输出端，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新能源汽车的电机节能控制系统，其特征在于，包括：分压模块，其连接在电池组的输出端，所述分压模块至少包括三个串联设置的电容，其中二个电容为可调电容，每个所述可调电容上设置有容值调整机构；前置电机，其通过一前置驱动器设置在第一可调电容两端，所述前置驱动器上设置有前置控制器；后置电机，其通过一后置驱动器设置在第二可调电容两端，所述后置驱动器上设置有后置控制器，所述后置电机为单相永磁同步电机，所述后置驱动器连接所述后置电机的定子端；储能模块，其输入端依次通过一直‑直变换器和逆变器连接在所述后置电机的定子端，所述储能模块的输出端通过一斩波单元连接到所述电池组两端；以及主控制器，其分别与所述容值调整机构、前置控制器、后置控制器、逆变器和直‑直变换器连接；其中，所述前置电机的转子轴通过第一离合器与所述后置电机的转子轴联动，所述前置电机转子轴通过第一变速箱与汽车前轮联动，汽车后轮依次通过第二变速箱和第二离合器与所述后置电机的转子轴联动，所述第一变速箱和第二变速箱均为变比可调变速箱，所述第一离合器、第二离合器、第一变速箱以及第二变速箱的控制端分别与所述主控制器连接。

【技术特征摘要】
1.一种新能源汽车的电机节能控制系统，其特征在于，包括：分压模块，其连接在电池组的输出端，所述分压模块至少包括三个串联设置的电容，其中二个电容为可调电容，每个所述可调电容上设置有容值调整机构；前置电机，其通过一前置驱动器设置在第一可调电容两端，所述前置驱动器上设置有前置控制器；后置电机，其通过一后置驱动器设置在第二可调电容两端，所述后置驱动器上设置有后置控制器，所述后置电机为单相永磁同步电机，所述后置驱动器连接所述后置电机的定子端；储能模块，其输入端依次通过一直-直变换器和逆变器连接在所述后置电机的定子端，所述储能模块的输出端通过一斩波单元连接到所述电池组两端；以及主控制器，其分别与所述容值调整机构、前置控制器、后置控制器、逆变器和直-直变换器连接；其中，所述前置电机的转子轴通过第一离合器与所述后置电机的转子轴联动，所述前置电机转子轴通过第一变速箱与汽车前轮联动，汽车后轮依次通过第二变速箱和第二离合器与所述后置电机的转子轴联动，所述第一变速箱和第二变速箱均为变比可调变速箱，所述第一离合器、第二离合器、第一变速箱以及第二变速箱的控制端分别与所述主控制器连接。2.如权利要求1所述新能源汽车的电机节能控制系统，其特征在于，所述电池组两端还设置有交错升压电路，所述交错升压电路至少包括两个并联设置的升压支路，所述交错升压电路的控制端与所述主控制器连接。3.如权利要求2所述新能源汽车的电机节能控制系统，其特征在于，所述交错升压电路的输出端设置有逆变模块，所述逆变模块的输出端设置有换能模块，所述换能模块为升压变压器，所述升压变压器的一次线圈通过一滤波器与所述逆变模块输出端连接，所述分压模块连接在所述升压变压器的二次线圈上。4.如权利要求3所述新能源汽车的电机节能控制系统，其特征在于，所述前置控制器和后置控制器结构相同，所述前置控制器包括依次连接的PID参数调节模块、误差控制模块和驱动信号输出模块，所述驱动信号输出模块的输出端与所述前置驱动器的控制端连接，所述PID参数调节模块的输入端与所述主控制器输出端连接。5.如权利要求4所述新能源汽车的电机节能控制系统，其特征在于，所述前置驱动器上设置有第一电信号采集器，所述后置驱动器上设置有第二电信号采集器，所述电池组上设置有第三电信号采集器，所述储能模块上设置有第四电信号采集器，各个所述电信号采集器的输出端分别与所述主控制器的输入端连接。6.如权利要求5所述新能源汽车的电机节能控制系统，其特征在于，所述逆变模块由四个IGBT构成，包括第一开关管Q1至第四开关管Q4及第一二极管D1至第四二极管D4，所述滤波器为LCL滤波器，包括第一电感L1、第二电感L2和第一电容C1，所述分压模块包括串联设置有第二电容C2、第三电容C3和第四电容C4，其中所述第二电容C2为第一可调电容，所述第三电容C3为第二可调电容。7.如权利要求6所述新能源汽车的电机节能控制系统，其特征在于，所述可调电容包括第一极板、第二极板和活动设置在所述第一极板和第二极板之间的电介质，所述电介质与一伸缩机构的伸缩端连接，所述伸缩机构通过伸缩机构驱动器与所述主控制器连接。8.如权利要求7所述新能源汽车的电机节能控制系统，其特征在于，所述交错升压电路包括并联设置的第一升压支路、第二升压支路、第三升压支路和设置在交错升压电路输出端的第五电容C5，各个升压支路的控制端...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘成好，
申请(专利权)人：日照职业技术学院，
类型：发明
国别省市：山东,37