车辆的传动系制造技术

本发明专利技术涉及车辆的传动系。传动系包括具有可变再生效率水平的一组电机。该组电机包括至少一个电机。该电机使得在再生期间由电机产生的电能与热能之间的关系可以变化。传动系进一步包括冷却系统，使得冷却系统可以移除由该组电机中的每个电机产生的热量。传动系包括控制系统，其适于接收指示传动系的当前状态的状态信息，并且对于该组电机中的至少一个电机，控制系统适于：接收指示将由电机产生的请求制动扭矩的制动扭矩信息；响应于制动扭矩信息和状态信息，确定由电机产生的电能与热能之间的目标关系；控制电机以获得请求制动扭矩以及所确定的电能与热能之间的目标关系；并且响应于所确定的电机的电能与热能之间的目标关系而控制冷却系统。制冷却系统。制冷却系统。

【技术实现步骤摘要】
车辆的传动系


[0001]本专利技术涉及一种车辆的传动系，以及相关的控制单元、方法和计算机实现方法。
[0002]本专利技术可以应用于重型车辆，诸如卡车、公共汽车和建筑设备。虽然将关于卡车描述本专利技术，但本专利技术不限于此特定车辆，而是还可以用于其它车辆，诸如，公共汽车和建筑设备车辆。

技术介绍

[0003]当代车辆(包含但不限于重型车辆)通常配备有包括用于推进车辆的电机的传动系。纯粹举例来说，传动系可以是以下各者之一：具有内燃机的混合动力传动系；燃料电池传动系，其具有连接到电池的燃料电池系统和/或一个或多个电机；以及电动传动系，其例如包括电池组和一个或多个电机。
[0004]与例如仅含有内燃机作为推进动力源的传动系相比，包括电机的传动系具有以下优点：电机除了能够从电能产生动能之外，还可以从动能产生电能。例如，当承载传动系的车辆要被制动时，运动中的车辆的动能的至少一部分可以被电机转换为电能，并且因此产生的电能可以储存在电储存介质(诸如，电池组)中。
[0005]然而，在其不可能储存多余的再生电能的情形下，例如在电池组充满电的情形下，需要用于耗散多余能量的替代手段。行车制动器可以用于使车辆减速，并且因此耗散一定量的动能，但是这些行车制动器无法长时间维持制动，即它们具有有限的持久制动能力。制动电阻器也可以被布置成耗散多余的能量，但是这些制动电阻器提高成本，占用宝贵空间，并且无论如何通常都与有限的能量耗散能力相关联。

技术实现思路

[0006]因而，本专利技术的目标是提供改进的电动车辆传动系。
[0007]根据本专利技术的第一方面，该目标由根据本专利技术的传动系实现。
[0008]因而，本专利技术的第一方面涉及一种车辆的传动系。该传动系包括具有可变再生效率水平的一组电机。具有可变再生效率水平的该组电机包括具有可变再生效率水平的至少一个电机。具有可变再生效率水平的电机使得在再生期间由电机产生的电能与热能之间的关系可以变化，例如通过控制被配置成驱动电机的逆变器而以电气方式变化，或者通过改变电机的几何构造而以机械方式变化。该传动系进一步包括冷却系统，该冷却系统连接到该组电机中的每个电机，使得冷却系统可以移除由该组电机中的每个电机产生的热量。此冷却系统值得注意之处在于，它可以被配置成具有足以从可变再生效率水平的电机带走足够热量的冷却能力，以使得电机能够持久制动。该传动系进一步包括控制系统。
[0009]该控制系统适于接收指示传动系的当前状态的状态信息，并且对于具有可变再生效率水平的该组电机中的至少一个电机，优选对于每个电机，该控制系统适于：
[0010]‑
接收指示将由电机产生的请求制动扭矩的制动扭矩信息；
[0011]‑
响应于制动扭矩信息和状态信息，确定由电机产生的电能与热能之间的目标关
系；
[0012]‑
控制电机，使得获得所述请求制动扭矩以及所确定的电能与热能之间的目标关系；并且
[0013]‑
响应于所确定的电机的电能与热能之间的目标关系，而控制冷却系统。
[0014]本专利技术的第一方面的传动系意味着具有可变再生效率水平的该组电机中的至少一个电机的多用途，诸如在使用这些电机中的至少一个来制动车辆期间的多用途。由于如上所述的对电机和冷却系统的控制，电机可以例如用于产生制动扭矩，即使在其中间电机只可以向能量储存系统馈送有限量的电能的条件下也是如此。这是因为在这种条件下，电机可以改为受到控制，以便产生相对大量的热能，这些热能可以由冷却系统从电机带走。因而，不再需要过大尺寸的制动电阻器来耗散重型车辆的持久制动期间的多余能量，这是优点，因为此制动电阻器倾向于提高成本并且还占用车辆上的宝贵的空间。
[0015]另外，其它制动扭矩产生部件(诸如，行车制动器)不必然需要像在现有技术的传动系中地在相同程度上使用。这又意味着减少了例如传动系的制动扭矩产生部件的磨损。
[0016]可选地，具有可变再生效率水平的该组电机包括至少两个电机。然而，本文所论述的技术当然也适用于单电机系统，诸如，单个电机经由差速器连接到从动轮轴的系统。
[0017]传动系通常可以包括能量储存系统，由此该组电机中的每个电机连接到能量储存系统的至少一部分，以使得电能可以在电机与能量储存系统的该至少一部分之间传递。优选地，能量储存系统适于储存和供应电能。指示传动系的当前状态的状态信息可以包括指示与该组电机中的每个电机连接的能量储存系统的至少一部分的当前荷电状态的信息。
[0018]因而，虽然是纯粹举例来说的，但当确定由电机产生的电能与热能之间的目标关系时，控制系统可以使用指示能量储存系统的至少一部分的当前荷电状态的信息。作为非限制性示例，如果当前荷电状态低，那么电机可以受到控制，以便产生相对大量的电能和相对少量的热能。另一方面，作为另一非限制性示例，如果当前荷电状态高，那么电机可以受到控制，以便产生相对少量的电能和相对大量的热能。
[0019]指示传动系的当前状态的状态信息还可以包括指示能量储存系统的当前电力容量的信息，即在任何给定时间点可以接收和储存多少电力。
[0020]可选地，该组电机中的每个电机连接到能量储存系统的公共本体、优选为公共电池组。
[0021]可选地，冷却系统包括一组冷却导管，其中至少一个冷却导管延伸到该组电机中的每个电机。冷却系统适于控制穿过冷却导管的冷却剂的流量和/或温度。
[0022]可选地，冷却系统适于控制冷却剂的流量在冷却导管之间的分配。
[0023]可选地，具有可变再生效率水平的该组电机中的至少一个电机可以被控制成使得在再生期间由电机产生的电能与热能之间的比率小于0.1，优选小于0.05，更优选小于0.01。因而，至少一个电机可以受到控制，以便产生少量电能。当例如连接到电机的能量储存系统部分具有高荷电状态时，此能力可以是有用的。
[0024]可选地，具有可变再生效率水平的该组电机中的至少一个电机是连接到逆变器的AC电机。逆变器适于向电机发出电流矢量，由此可以通过控制从逆变器发出的电流矢量来控制在再生期间由电机产生的电能与热能之间的关系。使用逆变器来控制再生效率意味着可以以成本有效的方式获得可变再生效率。
[0025]可选地，具有可变再生效率水平的该组电机中的至少一个电机是包括转子和定子的AC电机，转子和定子之间具有气隙，由此定子包括定子主体和定子元件。在再生期间由电机产生的电能与热能之间的关系取决于定子元件相对于定子主体的位置。通过改变定子元件相对于定子主体的位置来改变由电机产生的电能与热能之间的关系的可能性意味着控制再生效率水平的通用方式。
[0026]此处，应注意，由电机产生的扭矩是电机的电流矢量和定子与转子之间形成的气隙中的磁通量之间的叉积的函数。因此，可以通过改变气隙中的磁通量来调整所产生的扭矩。磁通量的这种调整可以通过机械地修改电机的几何构造形状来实现，由此可以控制电机中的功率损耗。
[0027]可选地，定子元件是伸长构件，该伸长构件又包括第一伸长部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆(10)的传动系(12)，所述传动系(12)包括具有可变再生效率水平的一组电机(22、24、26)，具有可变再生效率水平的所述一组电机(22、24、26)包括具有可变再生效率水平的至少一个电机(22、24、26)，其中具有可变再生效率水平的电机(22、24、26)使得在再生期间由所述电机(22、24、26)产生的电能与热能之间的关系能够变化，所述传动系(12)进一步包括冷却系统(36)，所述冷却系统(36)连接到所述一组电机(22、24、26)中的每个电机(22、24、26)使得所述冷却系统(36)能够移除由所述一组电机(22、24、26)中的每个电机(22、24、26)产生的热量，所述传动系(12)进一步包括控制系统(44)，所述控制系统(44)适于接收指示所述传动系(12)的当前状态的状态信息，并且对于具有可变再生效率水平的所述一组电机(22、24、26)中的至少一个电机，优选地对于每个电机，所述控制系统(44)适于：
‑
接收指示将由所述电机(22、24、26)产生的请求制动扭矩的制动扭矩信息；
‑
响应于所述制动扭矩信息和所述状态信息，确定由所述电机(22、24、26)产生的所述电能与所述热能之间的目标关系；
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控制所述电机(22、24、26)，使得获得所述请求制动扭矩以及所确定的电能与热能之间的目标关系；并且
‑
响应于所确定的所述电机(22、24、26)的电能与热能之间的目标关系，控制所述冷却系统(36)。2.根据权利要求1所述的传动系(12)，其中，具有可变再生效率水平的所述一组电机(22、24、26)包括至少两个电机。3.根据权利要求1或2所述的传动系(12)，其中，所述传动系(12)进一步包括能量储存系统(46)，由此所述一组电机(22、24、26)中的每个电机(22、24、26)连接到所述能量储存系统(46)的至少一部分，使得电能能够在所述电机(22、24、26)与所述能量储存系统(46)的所述至少一部分之间传递，指示所述传动系(12)的当前状态的所述状态信息包括指示与所述一组电机(22、24、26)中的每个电机(22、24、26)连接的所述能量储存系统(46)的至少一部分的当前荷电状态的信息。4.根据权利要求3所述的传动系(12)，其中，所述一组电机(22、24、26)中的每个电机(22、24、26)连接到所述能量储存系统(46)的公共本体、优选为公共电池组。5.根据前述权利要求中任一项所述的传动系(12)，其中，所述冷却系统(36)包括一组冷却导管(38、40、42)，其中至少一个冷却导管延伸到所述一组电机(22、24、26)中的每个电机(22、24、26)，所述冷却系统(36)适于控制穿过所述冷却导管(38、40、42)的冷却剂的流量和/或温度。6.根据权利要求5所述的传动系(12)，其中，所述冷却系统(36)适于控制冷却剂的流量在所述冷却导管(38、40、42)之间的分配。7.根据前述权利要求中任一项所述的传动系(12)，其中，具有可变再生效率水平的所述一组电机(22、24、26)中的至少一个电机(22、24、26)能够被控制成使得在再生期间由所述电机(22、24、26)产生的所述电能与产生的所述热能之间的比率小于0.1，优选小于0.05，更优选小于0.01。8.根据前述权利要求中任一项所述的传动系(12)，其中，具有可变再生效率水平的所述一组电机(22、24、26)中的至少一个电机(22、24、26)是AC电机(22、24、26)，所述AC电机(22、24、26)连接到逆变器(48)，所述逆变器(48)适于向所述电机(22、24、26)发出电流矢
量，由此能够通过控制从所述逆变器(48)发出的所述电流矢量来控制在再生期间由所述电机(22、24、26)产生的电能与热能之间的关系。9.根据前述权利要求中任一项所述的传动系(12)，其中，具有可变再生效率水平的所述一组电机(22、24、26)中的至少一个电机(22、24、26)是AC电机(22、24、26)，所述AC电机(22、24、26)包括转子(50)和定子(52)，所述转子(50)和所述定子(52)之间具有气隙(54)，由此所述定子(52)包括定子主体(56)和定子元件(58)，由此在再生期间由所述电机(22、24、26)产生的电能与热能之间的关系取决于所述定子元件(58)相对于所述定子主体(56)的位置。10.根据权利要求9所述的传动系(12)，其中，所述定子元件(58)是伸长构件，所述伸长...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：沃尔沃卡车集团，
类型：发明
国别省市：