一种电动汽车四轮智能驱动平台制造技术

本实用新型专利技术公开了一种电动汽车四轮智能驱动平台，包括轮毂电机、电机控制器、动力电池和ＣＡＮ通讯网络；还包括整车控制器；所述轮毂电机有４个；所述电机控制器也有对应的４个；４个轮毂电机、４电机控制器和整车控制器供电均与动力电池连接；整车控制器通过ＣＡＮ通讯网络分别控制４个电机控制器。整车控制器处于分布式控制网络的核心，它将各子控制器的信息进行汇总并将所需执行指令发送至各子控制器执行。该智能平台从系统的角度将轮毂电机控制、整车动力学控制、电池能量管理和仪表显示综合考虑，采用了先进的柔性控制算法。本实用新型专利技术对提高电动汽车的舒适性、操纵性和电池的续驶能力具有显著成效。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动汽车控制领域，具体地说涉及基于轮毂电机驱动的四轮智能驱动平台。
技术介绍
为了解决日益严重的能源及环境问题，汽车正由传统的内燃机驱动向以电动机为动力的电动车辆方向发展，零污染、高效的电动汽车已成为当前汽车领域研究和发展的热点。当前限制电动汽车大规模推广应用的主要问题是电动汽车一次充电续驶里程短，充电时间长，动力性能低，解决电动汽车的发展瓶颈，电动汽车正朝着轻型化、微型化方向发展。 电动车最初采用单台电机提供动力的方式，电机的体积、功率比较大，而且需要复杂的机械传动机构将电机的动力传递到车轮，造成车辆的总体布局单独大，也限制了车辆运动的灵活性。而四轮独立驱动是在每个车轮上布置一台独立的电机，与传统内燃机车及单台电机电动车有很大不同，采用四轮独立驱动的电动汽车灵活加大，省却了单电机传动所必须的机械传动装置，最大化减少了机械部件的使用，使整车轻量化，有效提高能源的转化效率和有限车载能源下的行驶里程。它可对四个车轮的力矩和转速进行单独控制，为改善汽车的动力性、稳定性及安全性提供了更大的技术潜力。可提高车辆对于极限路况的适应性，实现原地转向、电子差速、能量回收、路况识别控制，提高车辆的道路通过性和能量利用率。四轮独立驱动作为汽车驱动系统的优势及在电动汽车上应用的技术潜力，已经为国外很多研究机构和汽车生产厂所重视，具有广阔的发展前景。国外很多研究机构和汽车制造商开始采用四轮独立驱动系统作为电动汽车的驱动系统。美国新一代的"悍马"军用汽车即采用了该项技术。三菱、通用等已将四轮独立驱动作为其下一代电动汽车的核心技术。 整车的性能直接取决于驱动电机及其控制器的性能，因此四轮独立驱动的技术核心在于其控制技术，它不仅涉及多电机的驱动与协调控制，还与整车动力学状态，动力电池使用状态相关，其控制系统性能优劣直接对电动汽车的操纵稳定性、安全性、动力性、经济性以及舒适性有重要影响。按照控制最优原则，每台电机应当各配一个控制器，但是控制器数量多，各控制器及车辆其它控制系统之间的控制调度的研发设计就很困难。中国专利文献CN201122920Y公开的一种《四轮独立驱动电动车辆双电机控制器》，它以TMS320LF2407为数字核心，CAN通讯和串口通讯电路通过地址、数据和控制总县和TMS320LF2407处理器连接，TMS320LF2407数字核心通过接插件电路分别与双电机P丽信号转换与功率驱动电路、双电机电流检测及处理电路、双电机转子信息检测与处理电路相连接，系统电源电路与上述各部分电路相连接。它以两台控制器，每台控制器分别控制两台电机的方式进行电动车辆的控制，虽然较一台控制器的控制效果要好，但是仍不能满足多电机的驱动与协调控制及电动汽车的操纵稳定性等的高要求，同时也没有将电池动力源和仪表显示等纳入驱动控制系统。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种基于轮毂电机的四轮智能驱动平台，用4个电机控制器分别控制4个轮毂电机，并用整车控制器通过CAN通讯网络控制各电机控制器而形成一个分布式控制系统的四轮智能驱动平台。 实现本技术目的的技术方案是一种电动汽车四轮智能驱动平台，包括轮毂电机、电机控制器、动力电池和CAN通讯网络；还包括整车控制器；所述轮毂电机有4个；所述电机控制器也有对应的4个；4个轮毂电机、4电机控制器和整车控制器供电均与动力电池连接；整车控制器通过CAN通讯网络分别控制4个电机控制器。 上述电动汽车四轮智能驱动平台还包括与动力电池连接的电池管理系统；整车控制器通过CAN通讯网络控制电池管理系统。所述电池管理系统包括多个单片机；每个单片机均有多路ADC通道用于采集电池的单片电压、放电电流、电池温度等信号，并进行单体电池S0C计算，通过CAN通讯网络将数据传给整车控制器。 上述电动汽车四轮智能驱动平台还包括输入信号传感器；输入信号传感器包括制动踏板、油门踏板、方向盘转角和档位传感器；输入信号传感器发出的电信号传送给整车控制器。 上述电动汽车四轮智能驱动平台还包括仪表和仪表控制器；仪表和仪表控制器均与动力电池相连；整车控制器通过CAN通讯网络控制仪表控制器。 上述电动汽车四轮智能驱动平台所述CAN通讯网络采用TTCAN协议；CAN通讯网络设置整车控制器、4个电机控制器、电池管理系统和仪表控制器7个结点，以整车控制器为信息交换中心，形成分布式控制网络，整车控制器负责与其它6个结点之间的数据交换。 上述电动汽车四轮智能驱动平台每个电机控制器包括数字核心子板、功率驱动母板和传感器检测部分；功率驱动母板包括6个功率开关管Ql Q6和M0SFET驱动器，功率开关管Ql Q6分别接M0SFET驱动器的P丽l P丽6 ;电机控制器根据检测到的轮毂电机转子位置和轮毂电机旋转方向，控制相应的功率开关管导通；整车控制器根据各控制器的状态，通过CAN通讯网络发给4个电机控制器分别调节对应P丽的占空比，实现对四个轮毂电机的制动能量回馈；每个电机控制器具有过压、欠压、过流、过热保护功能。 上述电动汽车四轮智能驱动平台在电动汽车制动踏板安装有霍尔角位移传感器，该传感器采集的制动强度信号作为电子辅助制动的输入信号；每个电机控制器设有转速、转矩闭环控制模式，具有电子辅助制动功能。 整车控制器为平台的核心，其它各控制器为平台的子控制系统；整车控制器将各子系统的信息汇总，执行柔性控制算法，其中包括电子差速控制、制动能量回馈与电子辅助制动、2WD/4WD最优扭矩分配的综合控制；整车控制器生成的整车控制指令通过CAN通讯网络发送至各子系统控制器，进而由子系统控制器根据整车控制器的指令驱动子系统执行器。 本技术采用上述技术方案具有以下的积极效果(1)本技术的研发思路有异于传统的仅针对单个电机控制器的开发思路，它将永磁无刷直流电机的驱动控制、整车动力学控制、电池的监控与管理以及仪表显示集成为一个整体，从系统的角度研究轮毂电机的驱动与控制，综合考虑了电机、电池以及整车动力学特性。 (2)本技术的智能驱动平台还包括电池管理系统，电池管理系统由多个单片机组成，每个单片机均有多路ADC通道，可对电池的单片电压、放电电流、电池温度等信号进行采集，并进行单体电池SOC(System on a Chip，单片系统，SoC可以有效地降低电子产 品的开发成本，縮短开发周期，提高产品的竞争力)计算，通过CAN通讯网络的总线发送至 整车控制器。该电池管理系统可实现下列目标①延长电池使用寿命，监控电池的充放电 状态，使其达到最优化，避免过充电、过放电；②合理利用电能，达到节能的目的；③早期发 现容量已严重衰减的电池，及时对其维护，尤其针对一致性差的电池产品；④记录充放电数 量，给充电机提供参考数据，以实现优化充电；⑤通过建立电池组的技术和历史档案，可实 现对电池的诊断、分析提供故障信息，便于及时维护和更换。 (3)本技术的智能驱动平台还包括输入信号传感器，这些传感器用于采集驾 驶员的输入操作。驾驶员的输入操作包括制动踏板、油门踏板(电子加速踏板)、方向盘转 角、档位四项，其对应的传感器将输出电信号传送给整车控制器进行信号的调理与采集。整 车控制器通过对司机的驾驶操作信息的采集，判断司机处于起步、加速、转向、制动、前进和 倒车等操作，实现对司机驾本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电动汽车四轮智能驱动平台，包括轮毂电机（１）、电机控制器（２）、动力电池（５）和ＣＡＮ通讯网络（９）；其特征在于：还包括整车控制器（３）；所述轮毂电机（１）有４个；所述电机控制器（２）也有对应的４个；４个轮毂电机（１）、４电机控制器（２）和整车控制器（３）供电均与动力电池（５）连接；整车控制器（３）通过ＣＡＮ通讯网络（９）分别控制４个电机控制器（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王斌，刘志贤，欧阳明高，卢兰光，李建秋，谷靖，
申请(专利权)人：常州麦科卡电动车辆科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]