电动汽车的驱动系统以及控制方法技术方案

本申请涉及电动汽车的驱动系统及其控制方法。所述驱动系统包括：规格相同的前轮电机和后轮电机；前轮减速器，所述前轮电机的输出轴经由所述前轮减速器与所述电动汽车的前轮驱动轮轴操作性相连；和后轮减速器，所述后轮电机的输出轴经由所述后轮减速器与所述电动汽车的后轮驱动轮轴操作性相连，其中，所述前轮减速器具有与所述后轮减速器不同的传动比。轮减速器具有与所述后轮减速器不同的传动比。轮减速器具有与所述后轮减速器不同的传动比。

【技术实现步骤摘要】
电动汽车的驱动系统以及控制方法


[0001]本申请大体上涉及电动汽车的驱动系统以及用于所述驱动系统的控制方法。

技术介绍

[0002]在当前的电动汽车的驱动系统、特别是四轮驱动系统中，会采用两个电机分别与前轮和后轮操作性相连，使得前轮电机经由前轮驱动轮轴可以驱动左前轮和右前轮而后轮电机经由后轮驱动轮轴可以驱动左后轮和右后轮。在每个电机与相应的一个驱动轮轴之间通常会设置减速器，例如二级齿轮减速器，从而降低电机的高转速并将扭矩传输至驱动轮轴。
[0003]出于成本节约的考虑，与前轮驱动轮轴和后轮驱动轮轴相关联的两个电机的型号是相同的，并且对应的两个减速器也是相同的。也就是说，在电动汽车的行驶过程中，前后轮电机的转轴转速都是相同的，能够输出的峰值功率与峰值扭矩也是相同的。同理，在电动汽车减速行驶的情况下，前后轮电机在能量回收时能够提供的阻力峰值功率与峰值扭矩也是相同的。
[0004]特别是以电动汽车加速的情况为例，通常受电动汽车重量影响，在加速的过程中，后轮与地面的接触摩擦力增大，前轮与地面的接触摩擦力减小，并因而造成车辆在较低速度时由后轮对加速性能的影响大于前轮的影响。因而前轮电机输出的峰值扭矩在前轮上的输出扭矩大于前轮的接触摩擦力矩，这会造成前轮电机输出的峰值扭矩并不能完全用于车辆加速，导致输出扭矩浪费。同时，由于前后轮电机的转轴都处于相同的转速范围内，所以无法高效利用前后轮电机在不同转速下效率不同的特性来提高车辆的驱动系统的效率(能量利用效率)。

技术实现思路

[0005]针对以上问题，本申请旨在提出一种用于电动汽车的改进的驱动系统，从而在不显著降低电动汽车行驶性能的前提下可以提高驱动系统效率(能量利用效率)，并进而增加电动汽车的续航里程。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种电动汽车的驱动系统，包括：
[0007]规格相同的前轮电机和后轮电机；
[0008]前轮减速器，所述前轮电机的输出轴经由所述前轮减速器与所述电动汽车的前轮驱动轮轴操作性相连；和
[0009]后轮减速器，所述后轮电机的输出轴经由所述后轮减速器与所述电动汽车的后轮驱动轮轴操作性相连，所述前轮减速器具有与所述后轮减速器不同的传动比。
[0010]可选地，所述前轮减速器的传动比小于所述后轮减速器的传动比。
[0011]可选地，所述前轮减速器的传动比是所述后轮减速器的传动比的40％～90％。
[0012]可选地，所述前轮电机的定子外径和内径、以及转子内外径分别与所述后轮电机的定子外径和内径、以及转子内外径相同。
[0013]可选地，驱动系统还包括：
[0014]中央控制器；和
[0015]与所述中央控制器电连接的前轮电机控制器和后轮电机控制器，以选择性通过所述前轮电机控制器控制所述前轮电机和/或通过所述后轮电机控制器控制所述后轮电机进行操作。
[0016]可选地，所述前轮减速器和/或所述后轮减速器是齿轮减速器。
[0017]可选地，所述前轮电机通过所述前轮电机控制器和/或所述后轮电机通过所述后轮电机控制器经所述中央控制器与所述电动汽车的加速踏板和/或制动踏板电连接，并且所述前轮电机和/或所述后轮电机基于所述加速踏板和/或制动踏板的被按压程度而选择性操作。
[0018]根据本申请的另一个方面，还提供了一种电动汽车的驱动系统的控制方法，其中，所述驱动系统包括规格相同的前轮电机和后轮电机；前轮减速器，所述前轮电机的输出轴经由所述前轮减速器与所述电动汽车的前轮驱动轮轴操作性相连；和后轮减速器，所述后轮电机的输出轴经由所述后轮减速器与所述电动汽车的后轮驱动轮轴操作性相连，其中，所述前轮减速器具有与所述后轮减速器不同的传动比，所述方法包括：
[0019]根据所述电动汽车的加速踏板或者制动踏板的被按压程度以及所述电动汽车的车速，确定因加速而需要在所述电动汽车的车轮上施加的或因制动而即将在所述电动汽车的车轮上作用的总需求扭矩；
[0020]利用所述车速以及所述前轮减速器的传动比和所述后轮减速器的传动比，分别确定所述前轮电机的输出轴转速和所述后轮电机的输出轴转速；
[0021]分别根据所述前轮减速器的传动比和所述后轮减速器的传动比，如下所述地将所述总需求扭矩在所述前轮电机和所述后轮电机的扭矩输出之间进行分配，
[0022]根据电机扭矩、转速与效率之间的关系，按照一定的步长确定多个所述前轮电机的输出轴上将会施加或作用的扭矩和所述后轮电机的输出轴上将会施加或作用的扭矩的组合；
[0023]针对所确定的每个组合，分别计算所述前轮电机的损失功率以及所述后轮电机的损失功率，并且将二者求和；
[0024]将所有组合中的求和结果进行比较，找出求和结果最小值所对应的组合，并将该组合中的所述前轮电机的输出轴上的扭矩和所述后轮电机的输出轴上的扭矩分别视为实际需要在所述前轮电机的输出轴和所述后轮电机的输出轴上施加或作用的扭矩，并相应控制所述前轮电机和所述后轮电机操作。
[0025]可选地，每个组合确保所述总需求扭矩＝所述前轮电机的输出轴上的扭矩
×
所述前轮减速器的传动比+所述后轮电机的输出轴上的扭矩
×
所述后轮减速器的传动比。
[0026]可选地，每个组合的计算可以通过迭代过程优化。
[0027]可选地，所述前轮电机的损失功率＝(所述前轮电机的输出轴上的扭矩
×
所述前轮电机的输出轴转速)
×
(1-η
F
)/η
F
，所述后轮电机的损失功率＝(所述后轮电机的输出轴上的扭矩
×
所述后轮电机的输出轴转速)
×
(1-η
R
)/η
R
，其中，所述η
F
和所述η
R
分别为所述前轮电机和所述后轮电机的效率。
[0028]可选地，所述前轮电机经由其前轮电机控制器被控制，所述后轮电机经由其后轮
电机控制器被控制。
[0029]可选地，对于电动汽车的不同的车速和加速度需求，实际需要在所述前轮电机的输出轴和所述后轮电机的输出轴上施加或作用的扭矩被事先确定并存储，在所述电动汽车行驶过程中，针对所述电动汽车的加速踏板或者制动踏板的被按压程度相应被调用，以分别控制所述前轮电机和所述后轮电机。
[0030]可选地，所述前轮减速器的传动比小于所述后轮减速器的传动比。
[0031]可选地，所述前轮减速器的传动比是所述后轮减速器的传动比的40％～90％。
[0032]可选地，所述前轮电机的定子外径和内径、以及转子内外径分别与所述后轮电机的定子外径和内径、以及转子内外径相同。
[0033]采用本申请的上述技术手段，可以在不增加制造成本且在不显著降低电动汽车的整车性能的前提下，提高电动汽车的驱动系统效率(能量利用效率)并进而增加续航里程。
附图说明
[0034]从下文的详本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车的驱动系统(100)，包括：规格相同的前轮电机(EM
F
)和后轮电机(EM
R
)；前轮减速器(G
F
)，所述前轮电机(EM
F
)的输出轴经由所述前轮减速器(G
F
)与所述电动汽车的前轮驱动轮轴(S
F
)操作性相连；和后轮减速器(G
R
)，所述后轮电机(EM
R
)的输出轴经由所述后轮减速器(G
R
)与所述电动汽车的后轮驱动轮轴(S
R
)操作性相连，其特征在于，所述前轮减速器(G
F
)具有与所述后轮减速器(G
R
)不同的传动比。2.根据权利要求1所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述前轮减速器(G
F
)的传动比(r
F
)小于所述后轮减速器(G
R
)的传动比(r
R
)。3.根据权利要求2所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述前轮减速器(G
F
)的传动比(r
F
)是所述后轮减速器(G
R
)的传动比(r
R
)的40％～90％。4.根据权利要求1至3任一所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述前轮电机(EM
F
)的定子外径和内径、以及转子内外径分别与所述后轮电机(EM
R
)的定子外径和内径、以及转子内外径相同。5.根据权利要求4所述的驱动系统(100)，其特征在于，还包括：中央控制器(110)；和与所述中央控制器(110)电连接的前轮电机控制器(110F)和后轮电机控制器(110R)，以选择性通过所述前轮电机控制器(110F)控制所述前轮电机(EM
F
)和/或通过所述后轮电机控制器(110R)控制所述后轮电机(EM
R
)进行操作。6.根据权利要求5所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述前轮减速器(G
F
)和/或所述后轮减速器(G
R
)是齿轮减速器。7.根据权利要求6所述的驱动系统(100)，其特征在于，所述前轮电机(EM
F
)通过所述前轮电机控制器(110F)和/或所述后轮电机(EM
R
)通过所述后轮电机控制器(110R)经所述中央控制器(110)与所述电动汽车的加速踏板(AccPed)和/或制动踏板(BrkPed)电连接，并且所述前轮电机(EM
F
)和/或所述后轮电机(EM
R
)基于所述加速踏板和/或制动踏板的被按压程度而选择性操作。8.一种电动汽车的驱动系统(100)的控制方法，其中，所述驱动系统(100)包括规格相同的前轮电机(EM
F
)和后轮电机(EM
R
)；前轮减速器(G
F
)，所述前轮电机(EM
F
)的输出轴经由所述前轮减速器(G
F
)与所述电动汽车的前轮驱动轮轴(S
F
)操作性相连；和后轮减速器(G
R
)，所述后轮电机(EM
R
)的输出轴经由所述后轮减速器(G
R
)与所述电动汽车的后轮驱动轮轴(S
R
)操作性相连，其中，所述前轮减速器(G
F
)具有与所述后轮减速器(G
R
)不同的传动比，所述方法包括：根据所述电动汽车的加速踏板(AccPed)或者制动踏板(BrkPed)的被按压程度以及所述电动汽车的车速，确定因加速而需要在所述电动汽车的车轮上施加的或因制动而即将在所述电动汽车的车轮上作用的总需求扭矩(T
需求
)；利用所述车速以及所述前轮减速器(G
F
)的传动比(r
F
)和所述后轮减速器(G
R
)的传动比(r
R
)，分别确定所述前轮电机(EM
F
)的输出轴转速(n
F
)和所述后轮电机(EM
R
)的输出轴转速(n
R
)；分别根据所述前轮减速器(G
F
)的传动比(r
F
)和所述后轮减速器(G
R
)的传动比(r
R
)，如下
所述地将所述总需求扭矩(T
需求
)在所述前轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：张玮，
申请(专利权)人：沃尔沃汽车公司，
类型：发明
国别省市：