轮毂电机控制装置的制作方法-j9九游会真人

文档序号:35691285发布日期:2023-10-11 13:00阅读:4来源:国知局


1.本技术涉及电机控制技术领域,具体涉及一种轮毂电机控制装置。


背景技术:

2.在相关技术中,轮毂电机由三相结构的永磁同步电机构成,而采用轮毂电机的电动汽车,在电动汽车出现转弯工况时,由于每个轮子之间存在转速差,导致每个轮毂电机所需要的电压并不相同,从而会使提供电能的动力电池发生较大的电压波动,影响整个系统中各个元件的寿命。


技术实现要素:

3.鉴于此,本技术提供一种轮毂电机控制装置,用于降低动力电池的电压波动。本技术技术方案如下:
4.第一方面,本技术提供一种控制装置,用于控制第一数量的轮毂电机,所述第一数量的轮毂电机包括第二数量的三相电机,所述装置包括:控制模块,用于输出驱动指令;所述第二数量的驱动模块,所述第二数量的驱动模块中的每一个分别连接至相应的所述三相电机,所述第二数量的驱动模块还与动力电池以及所述控制模块连接,所述驱动模块用于接收所述驱动指令,根据所述驱动指令将所述动力电池的直流电转换为三相交流电,并传输至与其连接的所述三相电机;其中,所述驱动指令用于控制所述驱动模块转换三相交流电时的工作相位,且每个所述驱动模块的所述工作相位均不相同。
5.在本技术一实施例中,所述控制模块包括:移相角度获取单元,用于根据所述第二数量获得移相角度;工作相位获取单元,用于根据所述移相角度获取每个所述驱动模块的所述工作相位;驱动指令输出单元,用于根据所述工作相位输出每个所述驱动模块的驱动指令。
6.在本技术一实施例中,所述驱动模块包括:放电单元,所述放电单元与所述动力电池连接,用于在所述驱动模块停止工作时,消耗所述驱动模块上的残余电能;滤波单元,与所述放电单元及所述动力电池连接,用于接收所述动力电池的直流电,并滤除所述直流电的杂波;直流支撑单元,与所述滤波单元连接,用于稳定滤除杂波后所述直流电的电压;三相逆变单元,与所述直流支撑单元以及所述控制模块连接,用于接收所述驱动指令,按照所述驱动指令对应的所述工作相位进行工作,以将所述直流电转换为所述三相交流电。
7.在本技术一实施例中,还包括:所述第二数量的直流支撑模块,每个所述直流支撑模块分别与所述动力电池以及其中一所述驱动模块连接,用于稳定所述动力电池的直流电的电压。
8.第二方面,本技术提供一种控制装置,用于控制第一数量的轮毂电机,所述第一数量的轮毂电机包括第二数量的三相电机,所述装置包括:控制模块,用于输出每个目标驱动模块的驱动指令,其中,所述目标驱动模块及与其连接的所述三相电机为非故障状态;所述第二数量的驱动模块,所述第二数量的驱动模块中的每一个分别连接至相应的所述三相电
机,所述第二数量的驱动模块还与动力电池以及所述控制模块连接,所述驱动模块用于接收所述驱动指令,根据所述驱动指令将所述动力电池的直流电转换为三相交流电,并传输至与其连接的所述三相电机;其中,所述驱动指令用于控制所述目标驱动模块转换三相交流电时的工作相位,且每个所述目标驱动模块的所述工作相位均不相同。
9.在本技术一实施例中,所述控制模块包括:状态检测单元,用于检测每个所述三相电机的第一状态,以及与其连接的每个所述驱动模块的第二状态;目标模块筛选单元,用于筛选出所述第一状态及所述第二状态均为非故障状态的所述驱动模块为所述目标驱动模块,以及获得所述目标驱动模块的第三数量,其中,所述第三数量小于或等于第二数量;移相角度获取单元,用于根据所述第三数量获得移相角度;工作相位获取单元,用于根据所述移相角度获取每个所述目标驱动模块的所述工作相位;驱动指令输出单元,用于根据所述工作相位输出每个所述目标驱动模块的所述驱动指令。
10.在本技术一实施例中,所述控制模块还包括:工作功率获取单元,用于根据所述第一数量以及所述第三数量获取每个所述驱动模块的工作功率;所述驱动指令输出单元,还用于根据所述工作相位及所述工作功率输出每个所述目标驱动模块的所述驱动指令。
11.在本技术一实施例中,所述控制模块还包括:故障模块筛选单元,用于筛选出所述第一状态及所述第二状态均为故障状态的所述驱动模块为故障驱动模块;封锁指令输出单元,用于输出每个所述故障驱动模块的封锁指令,所述封锁指令用于控制所述故障驱动模块禁止输出三相交流电。
12.在本技术一实施例中,所述驱动模块包括:放电单元,所述放电单元与所述动力电池连接,用于在所述驱动模块停止工作时,消耗所述驱动模块上的残余电能;滤波单元,与所述放电单元及所述动力电池连接,用于接收所述动力电池的直流电,并滤除所述直流电的杂波;直流支撑单元,与所述滤波单元连接,用于稳定滤除杂波后所述直流电的电压;三相逆变单元,与所述直流支撑单元以及所述控制模块连接,用于接收所述驱动指令,按照所述驱动指令对应的所述工作相位进行工作,以将所述直流电转换为所述三相交流电。
13.在本技术一实施例中,还包括:所述第二数量的直流支撑模块,每个所述直流支撑模块分别与所述动力电池以及其中一所述驱动模块连接,用于稳定所述动力电池的直流电的电压。
14.本技术提供的技术方案带来的有益效果至少包括:通过为多个轮毂电机中所有的三相电机均配备一个驱动模块,在通过各个驱动模块将直流电转换为三相交流电驱动各个三相电机时,控制每个驱动模块的工作相位均不相同,从而避免同相位的瞬时电压进行叠加而产生较大的电压波动,即可以降低动力电池的电压波动,从而提高系统中各个元件的寿命。
附图说明
15.图1是本技术实施例提供的一种轮毂电机控制装置的结构示意图。
16.图2是本技术实施例提供的一种控制模块的结构示意图。
17.图3是本技术实施例提供的一种驱动模块的结构示意图。
18.图4是本技术实施例提供的一种驱动模块的电路示意图。
19.图5是本技术实施例提供的另一种轮毂电机控制装置的结构示意图。
20.图6是本技术实施例提供的一种控制模块的结构示意图。
21.图7是本技术实施例提供的一种控制模块的结构示意图。
22.图8是本技术实施例提供的一种控制模块的结构示意图。
具体实施方式
23.需要说明的是,本技术实施例中“至少一个”是指一个或者多个,“多个”是指两个或多于两个。“和/或”,描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b的情况,其中a,b可以是单数或者复数。本技术的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不是用于描述特定的顺序或先后次序。
24.另外需要说明的是,本技术实施例中公开的方法或流程图所示出的方法,包括用于实现方法的一个或多个步骤,在不脱离权利要求的范围的情况下,多个步骤的执行顺序可以彼此互换,其中某些步骤也可以被删除。
25.目前,大多数电动汽车采用集中式驱动模式,即在传统的内燃机汽车架构上,将内燃机替换成电动机,通过传动系统将电动机的动力分配给各个车轮,从而去驱动车轮。替换成电动机后,传统的汽车架构的机械装置、结构、空间以及重量难以再进一步的优化,因此出现了一种分布式驱动的电动汽车架构,即将驱动电机安装在每个驱动车轮处,以省去传动装置。而安装在驱动车轮上的驱动电机被称为轮毂电机。
26.在相关技术中,轮毂电机由三相结构的永磁同步电机构成,而采用轮毂电机的电动汽车,在电动汽车出现转弯工况时,由于每个轮子之间存在转速差,导致每个轮毂电机所需要的电压并不相同,从而会使提供电能的动力电池发生较大的电压波动,影响整个系统中各个元件的寿命。
27.本技术实施例提供一种轮毂电机控制装置,用于控制包括有若干数量三相电机的轮毂电机,使各个三相电机的驱动模块在转换三相交流电时的工作相位均不相同,从而降低动力电池的电压波动。
28.请参考图1,图1为本技术实施例提供的一种轮毂电机控制装置的结构示意图,其中,该轮毂电机控制装置100用于控制第一数量的轮毂电机110,所述第一数量的轮毂电机包括第二数量的三相电机111。
29.本技术实施例中,该轮毂电机控制装置100包括控制模块120以及所述第二数量的驱动模块130。其中,该第二数量的驱动模块130中的每一个分别连接至相应的所述三相电机111,所述第二数量的驱动模块130还与动力电池101以及所述控制模块120连接。即每个所述三相电机与其中一所述驱动模块130连接,所述驱动模块130分别与动力电池101以及所述控制模块120连接。
30.其中,上述轮毂电机110中包括有若干数量的三相电机111,例如一个轮毂电机110中可以包括有四个三相电机111,或者五个三相电机111等,这里不做限定,可以同时驱动若干数量的三相电机111,从而达到驱动轮毂电机110的目的,在一个轮毂电机110中设置有若干数量的三相电机111,可以提高对轮毂电机110控制的自由度、运行效率以及便于对轮毂电机110功率输出的调整。
31.而该三相电机111可以为三相结构的永磁同步电机,或者还可以为三相结构的异
步电机等,这里不做限定。而每个三相电机111与其中一个驱动模块130连接,通过接收与其连接的驱动模块130的三相交流电进行驱动。即该轮毂电机控制装置100中的驱动模块130的数量与所控制的三相电机111的数量相等,通过驱动模块130来分别控制驱动每一个三相电机111。
32.其中,所述驱动模块130用于接收驱动指令,根据所述驱动指令将所述动力电池101的直流电转换为三相交流电,并传输至与其连接的所述三相电机111。
33.本技术实施例中,驱动模块130能够接收动力电池101的直流电,并在接收到控制模块120传输的驱动指令后,将该直流电转换为三相交流电。其中,该转换过程可以通过逆变器来实现,而该驱动指令还可以控制驱动模块130中转换三相交流电的工作相位。例如,该驱动模块130中包括有逆变器,通过逆变器将直流电转换为三相交流电,而驱动指令还可以控制逆变器中开关管的工作相位,即为上述转换三相交流电的工作相位。
34.其中,所述控制模块120用于输出每个所述驱动模块130的所述驱动指令,其中,所述驱动指令用于控制所述驱动模块130转换三相交流电时的工作相位。其中,每个所述驱动模块130的所述工作相位均不相同。
35.本技术实施例中,即上述控制模块120输出至每个驱动模块130的驱动指令均不相同,通过不同的驱动指令,使各个驱动模块130在将直流电转换为三相交流电时的工作相位均不相同。例如,各个驱动模块130中通过逆变器将直流电转换为三相交流电时,由于逆变器由开关管构成,则控制模块120传输的驱动指令可以为方波信号,要使各个逆变器进行电流转换时的工作相位不同,则传输至各个逆变器的方波信号的相位不同。
36.本技术实施例中,通过为多个轮毂电机中所有的三相电机均配备一个驱动模块,在通过各个驱动模块将直流电转换为三相交流电驱动各个三相电机时,控制每个驱动模块的工作相位均不相同,从而避免同相位的瞬时电压进行叠加而产生较大的电压波动,即可以降低动力电池的电压波动,从而提高系统中各个元件的寿命。
37.本技术实施例中,轮毂电机控制装置100还包括第二数量的直流支撑模块,每个所述直流支撑模块分别与所述动力电池101以及其中一所述驱动模块130连接,用于稳定所述动力电池101的直流电的电压。
38.请参考图2,图2为本技术实施例提供的一种控制模块的结构示意图,具体地,该控制模块200包括:
39.移相角度获取单元210,用于根据所述第二数量获得移相角度。
40.本技术实施例中,控制模块200中设置有移相角度获取单元210,该移相角度获取单元210可通过电流检测或者电压检测去获取可以正常进行工作的三相电机的第二数量,或者获取驱动模块的第二数量,再根据第二数量获得移相角度。其中,具体的移相角度可以包括利用360度除以第二数量,从而计算出移相角度。
41.工作相位获取单元220,用于根据所述移相角度获取每个所述驱动模块的所述工作相位。
42.本技术实施例中,在计算出移相角度后,通过工作相位获取单元220即可计算出每个驱动模块的工作相位。例如,在由4个三相电机的使用场景中,计算获得的移相角度为90度,则每个驱动模块的工作相位分别可以为0度、90度、180度以及270度。
43.驱动指令输出单元230,用于根据所述工作相位输出每个所述驱动模块的驱动指
令。
44.本技术实施例中,由于各个驱动模块工作在不同的工作相位,并且不同驱动模块之间的工作相位根据移相角度平滑过渡,从而可以进一步降低驱动轮毂电机时动力电池的电压波动。
45.请参考图3,图3为本技术实施例提供的一种驱动模块的结构示意图,该驱动模块300包括依次连接的放电单元310、滤波单元320、直流支撑单元330以及三相逆变单元340。
46.其中,所述放电单元310与所述动力电池301连接,用于在所述驱动模块300停止工作时消耗所述驱动模块300上的残余电能。所述滤波单元320用于接收所述动力电池的直流电,并滤除所述直流电的杂波。所述直流支撑单元330用于稳定滤除杂波后所述直流电的电压。所述三相逆变单元340与控制模块连接,用于接收所述驱动指令,按照所述驱动指令对应的所述工作相位进行工作,将所述直流电转换为三相交流电。
47.请参考图4,图4为本技术实施例提供的一种驱动模块的电路示意图。
48.其中,图4中的驱动模块300与图3中的驱动模块300,其区别在于,该放电单元310包括放电电阻r,该放电电阻r的一端与动力电池301的正极连接,另一端与动力电池301的负极连接。
49.该滤波单元320包括第一电容c1以及第二电容c2,该第一电容c1的第一端与动力电池301的正极连接,第二端与第二电容c2的第一端连接,该第二电容c2的第二端与动力电池301的负极连接。
50.该直流支撑单元330包括电解电容c3,该电解电容c3的一端连接动力电池301的正极,另一端连接动力电池的负极。
51.该三相逆变单元340包括第四电容c4、第五电容c5、第六电容c6、第一mos管m1、第二mos管m2、第三mos管m3、第四mos管m4、第五mos管m5以及第六mos管m6。
52.其中,第四电容c4的第一端连接动力电池301的正极,第二端连接动力电池301的负极。第五电容c5的第一端连接动力电池301的正极,第二端连接动力电池301的负极。第六电容c6的第一端连接动力电池301的正极,第二端连接动力电池301的负极。第一mos管m1的漏极与第二mos管m2的源极连接,第二mos管m2的漏极与动力电池301的负极连接。第三mos管m3的漏极与第四mos管m4的源极连接,第四mos管m4的漏极与动力电池301的负极连接。第五mos管m5的漏极与第六mos管m6的源极连接,第六mos管m6的漏极与动力电池301的负极连接。第一mos管m1、第二mos管m2、第三mos管m3、第四mos管m4、第五mos管m5以及第六mos管m6的栅极分别与控制模块连接,用于接收驱动指令。
53.请参考图5,图5为本技术实施例提供的另一种轮毂电机控制装置的结构示意图,其中,该轮毂电机控制装置用于控制第一数量的轮毂电机510,所述第一数量的轮毂电机510包括第二数量的三相电机511,所述装置包括控制模块520以及所述第二数量的驱动模块530。
54.本技术实施例中,每个所述三相电机511与其中一所述驱动模块530连接,所述驱动模块530分别与动力电池以及所述控制模块520连接,所述驱动模块530用于接收驱动指令,根据所述驱动指令将所述动力电池的直流电转换为三相交流电,并传输至与其连接的所述三相电机511。
55.其中,图5所示的轮毂电机控制装置500,与图1所示的轮毂电机控制装置100的区
别在于:
56.所述控制模块520用于输出每个目标驱动模块530的所述驱动指令,其中,所述驱动指令用于控制所述目标驱动模块530转换三相交流电时的工作相位。其中,所述目标驱动模块530及与其连接的所述三相电机511为非故障状态,每个所述目标驱动模块530的所述工作相位均不相同。
57.即本技术实施例中,上述控制模块520在驱动轮毂电机510中的所有三相电机511前,可以对三相电机511的工作状态进行检测,以找出可以正常进行工作的非故障状态的三相电机511,以及与其连接的目标驱动模块530,最终向各个目标驱动模块530输出相对应的驱动指令,使各个目标驱动模块530工作在不同的工作相位。
58.本技术实施例中,在轮毂电机510的任意三相电机511出现故障时,通过控制模块520根据非故障状态的三相电机511可以重新调整驱动指令,并输出至非故障的目标驱动模块530,从而确保目标驱动模块530以及对应的三相电机511能够保持正常运行,以确保轮毂电机510可以正常运行。
59.请参考图6,图6为本技术实施例提供的一种控制模块的结构示意图,该控制模块600包括:
60.状态检测单元610,用于检测每个所述三相电机的第一状态,以及与其连接的每个所述驱动模块的第二状态。
61.本技术实施例中,控制模块600通过状态检测单元610检测每个三相电机的第一状态,以及检测每个驱动模块的第二状态,例如,通过状态检测单元610可以进行三相电机的短路检测,该第一状态包括三相电机是否处于短路状态。同理,通过状态检测单元610可以进行驱动模块的短路检测,这里不做限定。
62.目标模块筛选单元620,用于筛选出所述第一状态及所述第二状态均为非故障状态的所述驱动模块为所述目标驱动模块,以及获得所述目标驱动模块的第三数量,其中,所述第三数量小于或等于第二数量。
63.本技术实施例中,在驱动模块以及与其连接的三相电机均处于非故障状态时,控制模块600才能进行该三相电机的正常驱动,即第一状态及所述第二状态均为非故障状态的目标驱动模块才可以正常进行工作。
64.移相角度获取单元630,用于根据所述第三数量获得移相角度。
65.工作相位获取单元640,用于根据所述移相角度获取每个所述目标驱动模块的所述工作相位。
66.驱动指令输出单元650,用于根据所述工作相位输出每个所述目标驱动模块的所述驱动指令。
67.请参考图7,图7为本技术实施例提供的一种控制模块的结构示意图,其中,图7所示的该控制模块600,与图6所示的控制模块600,其区别在于,图7所示的控制模块600还包括:
68.工作功率获取单元660,用于根据所述第一数量以及所述第三数量获取每个所述驱动模块的工作功率。
69.并且,该驱动指令输出单元650还用于根据所述工作相位及所述工作功率输出每个所述目标驱动模块的所述驱动指令。
70.请参考图8,图8为本技术实施例提供的一种控制模块的结构示意图,其中,图8所示的该控制模块600,与图7所示的控制模块600,其区别在于,图8所示的控制模块600还包括:
71.故障模块筛选单元670,用于筛选出所述第一状态及所述第二状态均为故障状态的所述驱动模块为故障驱动模块;
72.封锁指令输出单元680,用于输出每个所述故障驱动模块的封锁指令,所述封锁指令用于控制所述故障驱动模块禁止输出三相交流电。
73.以上所述的实施例仅仅是本技术的优选实施例方式进行描述,并非对本技术的范围进行限定,在不脱离本技术的设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本技术的技术方案作出的各种变形及改进,均应落入本技术的权利要求书确定的保护范围内。
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