用于混合动力车辆或电动车辆的驱动系统技术方案

用于混合动力车辆或电动车辆的驱动系统包括：电能源(2)；电机(3)；切换装置(6)，连接到电机(3)并可在相位具有第一电配置的第一配置和相位具有第二电配置的第二配置之间选择性地切换；调节装置(4)，连接到电机(3)并被配置为改变其运行参数；以及控制单元(5)。在定子(3b)的第一电配置，电机(3)包括按照相位串联的第一数量的导体，以能够提供第一驱动扭矩(T1)并且具有第一拐点速度(ω

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于混合动力车辆或电动车辆的驱动系统


[0001]本专利技术涉及用于混合动力或电动车辆的驱动系统及其控制方法。
[0002]因此，本专利技术特别适用于车辆领域，更准确地说，适用于电动或电动/吸热混合推进车辆的设计和制造。

技术介绍

[0003]就这一领域而言，人们长期以来一直希望扩大电动机的有效范围，以便即使在没有机械传动装置的情况下，或者在任何情况下，在有简单的机械传动装置的情况下，也能够使用电动机。
[0004]到目前为止，已知一些方法，其适用于牵引应用，并使用定子绕组在不同区段中的适当分段，这些分段可以选择性地相互结合，以改变电动机的“配置”，从而能够使其适应工作条件并扩大其工作范围。
[0005]Eckart Nipp在他1999年的博士论文中研究了这样一个解决方案，也许是第一个，该论文描述了一种可重新配置的电机，能够在各种运行条件下实现良好的性能。
[0006]这种解决方案仅在纸面上或测试台中说明，在市场上的应用有限，主要是由于其实施/构建困难。
[0007]Nipp实际上提出了将重新配置系统耦接到电动机，被设计成一旦转速达到现有(或起动)配置的最大负载下的拐点速度值，配置就会发生变化，其中本文中的表达“拐点速度”被理解为定义机器在起动配置下在最大恒定扭矩下能够遵循特性曲线的最大速度。
[0008]换句话说，拐点速度(或基础速度)是机器的特性扭矩
‑
速度曲线从恒定扭矩状态变化到减小扭矩状态的速度。
[0009]因此，根据现有技术，给定能够定义前述特性曲线的起动配置，基于Nipp理论的重新配置系统的控制单元驱动机器，使得当(在加速期间)达到拐点速度时，定子绕组被重新配置为从通常具有较高扭矩和较低速度的起动配置转变到通常具有较低扭矩和较高速度的完成配置(具有相同的供电条件：电流和电压)。
[0010]不利的是，该解决方案虽然从安全的观点来看是特别合理的，使得能够避免不受控制的发电机运行(UGO)，但从传送流畅性的观点来看具有显著的限制，因为驾驶员在加速期间经历了显著的扭矩/功率缺陷(hole，缺少，空白)。
[0011]因此，本专利技术的目的是提供用于混合动力或电动车辆的驱动系统，该驱动系统能够克服上述现有技术的缺点。

技术实现思路

[0012]具体地，本专利技术的目的是提供用于混合动力或电动车辆的驱动系统，该驱动系统特别高性能，同时非常安全。
[0013]更确切地说，本专利技术的目的是提供一种用于混合动力或电动车辆的驱动系统，该驱动系统优化用于车辆应用，并且能够确保动力传送的连续性并尽可能地限制任何扭矩缺
陷。
[0014]所述目的以一种用于混合动力或电动车辆的驱动系统来实现，该驱动系统具有一个或多个以下权利要求的特征。
[0015]具体地，所述目的通过包括电能源、电机、连接到电机的调节装置(例如逆变器)和控制单元的驱动系统来实现。
[0016]调节装置优选地是逆变器，并被配置为改变电机的运行参数。
[0017]该电机优选为同步型(磁体或磁阻)，并配备有绕其自身旋转轴旋转的转子和包含在其各自端子之间延伸的多个相位的定子。该电机也是可重新配置的。
[0018]因此，所述驱动系统(或电机)包括在第一配置和第二配置之间可选择性地切换的切换装置，在第一配置中，定子相位具有第一电配置，在第二配置中，定子相位具有第二电配置。
[0019]控制单元连接到切换装置和调节装置，并被配置为根据所述车辆的运行条件驱动切换装置和调节装置。
[0020]有利的是，以这种方式，通过由控制单元发出简单和唯一的命令，可以改变电机的配置，并因此改变其“有效范围”。
[0021]应当注意，优选地，术语“电配置”用以定义用于串联连接导体束的连线图，即各个相位的接线图，当介于连接器束之间的连接类型改变时，电机的特性曲线改变，例如通过以最大驱动扭矩为代价或以最大驱动扭矩为优势(以相同的电压或电流供应)增加或降低基础速度来改变电机的特性曲线。
[0022]在这方面，在定子的所述第一电配置中，电机包括按照相位串联的第一数量的导体，以能够提供第一驱动扭矩并具有第一拐点速度(或第一基础速度)和预先设置的第一空载运行速度。
[0023]此外，优选地，在定子的所述第二电配置中，电机包括按照相位串联的第二数量的导体，以能够提供低于第一驱动扭矩的第二驱动扭矩，并且具有高于第一拐点速度的第二拐点速度(或第二基础速度)。
[0024]根据本专利技术的一个方面，第一空载运行速度和所述第二拐点速度之间的比率在0.7和1.3之间。
[0025]根据本专利技术的另一个方面，控制单元被配置为：
[0026]‑
当所述转子的转速高于所述第一拐点速度时，驱动调节装置，以控制电机处于磁通减弱模式；
[0027]‑
使切换装置进行从第一配置到第二配置的切换，以达到高于所述第一拐点速度且低于所述第一空载运行速度的切换速度。
[0028]应当注意的是，术语“磁通减弱”在本文中用于定义电机驱动的类型，在这种电机驱动中，为了将转子速度增加到超过拐点速度值，并且由于电压(极限值)不能增加，电压极限周围(circumferences)的振幅减小，因此相对于所用电流的最大扭矩(在平面Id，Iq)移动到使得产生与由永磁体产生的磁通分量相反的磁通分量的值。
[0029]这样，驱动系统的配置有利于优化加速期间的动力传递，最小化第一和第二配置之间的“扭矩缺陷”，即避免从一种配置到另一种配置的突然转变，以及避免建立破坏车辆运行的不受控制的发电机运行。
[0030]优选地，电机的第一配置和第二配置具有在扭矩
‑
速度平面上延伸的第一特性曲线和第二特性曲线，即，根据第一特性曲线和第二特性曲线来运行。
[0031]第一特性曲线优选地与第二特性曲线在相交速度相交。
[0032]应该注意，在这方面，特性曲线可以仅由电机的特性定义，或者由应用(或额定机械功率)需要电机的最大机械功率施加。
[0033]控制单元优选地被配置为使得所述电机从第一配置进入(切换)到第二配置，以替代地达到切换速度：
[0034]‑
如果第一空载运行速度大于所述相交速度，则切换速度包括在所述相交速度与所述第一空载运行速度之间；
[0035]‑
如果所述第一空载运行速度低于所述相交速度，则切换速度低于所述第一空载运行速度。
[0036]以这种方式，有利地可以充分地利用初始(第一)配置的磁通减弱，在可能的情况下确保扭矩/动力传递的连续性。
[0037]同样，这保证了不超过第一配置(第一空载运行速度)的机器的安全限制，从而防止了电机结构或驱动器的危险情况发生。
[0038]为了确保最大的传送连续性，从而确保最大的驾驶舒适性，如果第二拐点速度低于第一空载运行速度，则切换速度在相交速度和第二拐点速度之间；更优选地，其对应于相交速度，以避免任何扭矩缺陷(除非本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于混合动力车辆或电动车辆的驱动系统，包括：
‑
电能源(2)；
‑
电机(3)，配备有绕自身旋转轴旋转的转子(3a)和包含在各自端子之间延伸的多个相位的定子(3b)；
‑
切换装置(6)，连接到所述电机(3)并且能够在第一配置与第二配置之间选择性地切换，在所述第一配置，所述多个相位具有第一电配置，在所述第二配置，所述多个相位具有第二电配置；
‑
调节装置(4)，连接到所述电机(3)并被配置为改变所述电机的运行参数；
‑
控制单元(5)，连接到所述切换装置(6)和所述调节装置(4)，并被配置为根据所述车辆的运行状态驱动所述切换装置(6)和所述调节装置(4)；其中，在所述定子(3b)的所述第一电配置中，所述电机(3)包括按照相位串联的第一数量的导体，以能够提供第一驱动扭矩(T1)并且具有第一拐点速度(ω
cp1
)和预先设置的第一空载运行速度(ω
NL1
)；其中，在所述定子(3b)的所述第二电配置中，所述电机(3)包括按照相位串联的第二数量的导体，以能够提供低于所述第一驱动扭矩(T1)的第二驱动扭矩(T2)并且具有高于所述第一拐点速度(ω
cp1
)的第二拐点速度(ω
cp2
)；其中，所述第一空载运行速度(ω
NL1
)与所述第二拐点速度(ω
cp2
)之间的比率在0.7与1.3之间；其中，所述控制单元(5)被配置为当所述转子(3a)的转速高于所述第一拐点速度(ω
cp1
)时，驱动所述调节装置(4)以控制所述电机(3)处于磁通减弱模式；以及其中，所述控制单元(5)被配置为使所述切换装置(6)从所述第一配置切换到所述第二配置，以达到高于所述第一拐点速度(ω
cp1
)且低于所述第一空载运行速度(ω
NL1
)的切换速度(ω
switch
)，其中：
‑
所述电机(3)的所述第一配置具有在扭矩
‑
速度平面上延伸的第一特性曲线，在所述第一特性曲线，对于低于或等于所述第一拐点速度(ω
cp1
)的速度值，具有等于所述第一驱动扭矩(T1)的恒定扭矩，对于高于所述第一拐点速度(ω
cp1
)的速度，具有等于第一最大可传送功率(P1)的恒定功率；
‑
所述电机的所述第二配置具有在扭矩
‑
速度平面上延伸的第二特性曲线，在所述第二特性曲线，对于低于或等于所述第二拐点速度(ω
cp2
)的速度值，具有等于所述第二驱动扭矩(T2)的恒定扭矩，对于高于所述第二拐点速度(ω
cp2
)的速度，具有等于第二最大可传送功率(P2)的恒定功率，其中所述第一特性曲线与所述第二特性曲线在相交速度(ω
cross
)处相交；并且其中：
‑
所述相交速度(ω
cross
)与所述第二拐点速度(ω
cp2
)之间的比率在0.7与1之间；
‑
所述第一空载运行速度(ω
NL1
)等于所述第一拐点速度(ω
cp1
)的至少1.5倍；...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕斯夸莱，
申请(专利权)人：泰克马奇有限公司，
类型：发明
国别省市：