CN202029842U - 一种纯电动车的驱动及控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种纯电动车的驱动及控制系统，该系统包括蓄电池组、电池管理系统（BMS）、电机控制器、电动发电机、电控变速箱、中央控制器和制动能量回收控制装置。本实用新型的驱动及控制系统，在行驶驱动状态，控制电控变速箱改变输出转速，从而获得最高驱动效率和最佳的驱动性能。在制动状态，将动能变成电能向蓄电池组充电，并根据行驶状态控制电控变速箱改变传动比，提高能量回收效率，增加了续航里程。同时，由于采用电刹车，减少了机械刹车和粉尘。

Description

一种纯电动车的驱动及控制系统

技术领域

本实用新型涉及汽车控制领域，尤其是一种纯电动车的控制系统。 

背景技术

目前电动车的驱动及控制系统，普遍采用电子油门直接控制电机控制器方案，没有电控变速箱和制动能量回收控制装置，行驶驱动时加速力和爬坡能力不足，刹车时同传统汽车一样采用机械刹车，不能将刹车动能转化为电能向蓄电池组充电，节能效果不显著，使用的经济性差，机械刹车产生的粉尘污染环境。 

实用新型内容

本实用新型为了解决现有电动车驱动及控制系统的不足，为此提供了一种纯电动车的驱动及控制系统，该系统该系统包括蓄电池组、电池管理系统（BMS）、电机控制器、电动发电机、电控变速箱、中央控制器和制动能量回收控制装置；所述中央控制器是整个系统的主控单元，作为纯电动车的中央控制单元工作；所述电机控制器与中央控制器和BMS相连，接收中央控制器发出的指令和BMS的管理信号，动态的确定电池组供给电机的驱动功率，并且控制驱动电动发动机工作；所述电池管理系统BMS，连接到车载充电器、电机控制器和中央控制器，用于电池参数采集与监测、安全保护、电池状态监测；所述电控变速箱，其与中央控制器、电动发电机和差速器相连，其按中央控制器发出的指令改变传动比；所述再生制动能量回收控制装置与电动发电机和中央控制器相连，并连接到电池组，其根据中央控制器发出的指令，控制电动发电机转为发电机工作，并对发电机发出的电源进行控制，进而向蓄电池组充电，以实现电制动。 

根据本实用新型的一个实施例，所述控制系统包括电池组，其用于作为电动车的动力源； 

根据本实用新型的一个实施例，所述控制系统包括电动发动机，其驱动时作为电动机，电刹车时作为发电机工作。

根据本实用新型的一个实施例，所述控制系统包括仪器仪表、车辆状态显示器、方向指令、刹车器、电子油门和总控开关。 

根据本实用新型的一个实施例，所述中央控制器用于：接收司机指令；完成电池、车辆速度等信号的采集；对采集信号的处理；控制车辆的驱动；和电刹车和输出显示信号。 

根据本实用新型的一个实施例，所述电池组为锂离子、镍氢、铅酸、硅能或钠硫电池。 

根据本实用新型的一个实施例，所述电动发动机是直流有刷电机、直流无刷电机、无刷永磁同步电机或交流异步电机。 

1、              根据本实用新型的一个实施例，所述电控变速箱采用电磁离合器，设有两挡及以上的变速挡位。 

本实用新型的驱动及控制系统，在行驶驱动状态，控制电控变速箱改变输出转速，从而获得最高驱动效率和最佳的驱动性能。在制动状态，将动能变成电能向蓄电池组充电，并根据行驶状态控制电控变速箱改变传动比，提高能量回收效率，增加了续航里程。同时，由于采用电刹车，减少了机械刹车。 

附图说明

本实用新型将通过例子并参照附图的方式说明，其中： 

图1是现有电动车控制系统；

图2是本实用新型纯电车控制系统总框图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。 

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。 

如图2所示的纯电车控制系统总框图，该控制系统包括电池组、BMS（电池管理系统）、电机控制器、电动发电机、电控变速箱、再生制动能量回收装置、中央控制器和仪器仪表。 

中央控制器模块是整个系统的主控单元，作为纯电动车的中央控制单元工作，具体包括接收司机指令、完成电池、车辆速度等信号的采集、对采集信号的处理、控制车辆的驱动和电刹车和输出显示信号。 

电机控制器，其与中央控制器和BMS相连，接收中央控制器发出的指令和BMS的管理信号，动态的确定电池组供给电机的驱动功率，并且控制驱动电动发动机工作，从而获得最佳的性能。 

BMS（电池管理系统），连接到车载充电器、电机控制器和中央控制器，用于电池参数采集与监测、安全保护、电池状态监测。具体包括对每个电池电压、电流和温度进行数据采集与监测，成SOS评估,并实时向中央控制器和车载充电机输出电池组SOC、电流、电压、温度等数据，系统可实现SOH监测，报告电池组的状态，便于更换落后电池。 

电控变速箱，其与中央控制器、电动发电机和差速器相连。电控变速箱内设有两挡及以上的电控变速装置，其作用是按中央控制器发出的指令，改变传动比，使得车辆获得最佳的特性。 

再生制动能量回收控制装置与电动发电机和中央控制器相连，并连接到电池组。当汽车制动时，此再生制动能量回收控制装置根据中央控制器发出的指令，控制电动发电机转为发电机工作，并对发电机发出的电源进行控制，进而向蓄电池组充电，以实现电制动。 

其中电动发动机可以是直流有刷电机、直流无刷电机、无刷永磁同步电机、交流异步电机，驱动时作为电动机、电刹车时作为发电机工作。 

电池组，用于作为电动车的动力源。本实用新型的电动车为纯电动车，采用动力电池直接供电驱动的方式运行。故电池组作为系统主动力源，对整车性能表现有着极其重要的作用。电池组的电池类型可为锂离子、镍氢、铅酸、硅能和钠硫等。 

电动车控制系统进一步包括仪器仪表、车辆状态显示器、方向指令、刹车器、电子油门和总控开关等，这些和一般电动车控制系统一样，这里就不做详细描述。 

下面结合系统描述系统的工作过程： 

行车驱动状态：总控开关置于开位，中央控制器首先判断电池组的SOC（剩余容量）是否足够，如果足够，则将方向开关置于前进位，电池组作为系统的能量源，供给电机驱动所需能量，电池组此时为放电模式，然后电子油门向中央控制器发出加载指令，进而给电机控制器发出指令控制电动发动机按电动机要求工作，电机带动电控变速箱（同时中央控制器根据速度控制智能变速箱换挡，其作用是让整车系统处于最优行驶性能），将其输出力矩传给差速器再驱动轮子转动。如果电池组的SOC（剩余容量）不足，则中央控制器通过车辆状态显示器发出需充电的提示，车辆不能起步。

汽车滑行状态：当电子油门信号为零时，中央控制器向电机控制器发出断电指令，电动机断电，车辆滑行。 

汽车制动状态：当刹车器给出刹车指令时，中央控制器向制动能量回收控制装置发出指令，进而控制电动发电机按发电机工况工作，车辆进行电刹车，当电刹车不足时，机械刹车进行补充，同时，发电机将动能转化为电能通过制动能量回收控制装置向蓄电池组充电，实现刹车能量的回收，中央控制器根据车辆速度的变化，控制电控变速箱换挡，进一步提高制动能量的回收效率。 

本实用新型并不局限于前述的具体实施方式。本实用新型扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。  

Claims (9)

1.一种纯电动车的驱动及控制系统，包括蓄电池组,所述蓄电池组与电池管理系统(BMS)和制动能量回收控制装置相连，所述电池管理系统(BMS)与蓄电池组、电机控制器和中央控制器相连，所述制动能量回收控制装置与电动发电机、蓄电池组和中央控制器相连，所述电机控制器与电动发电机、电池管理系统(BMS)和中央控制器相连，所述电动发电机与电控变速箱、电机控制器和制动能量回收控制装置相连，所述电控变速箱与电动发电机和中央控制器相连，所述中央控制器与电池管理系统(BMS)、电机控制器、电控变速箱和制动能量回收控制装置相连。

2.如权利要求1所述的驱动及控制系统，其特征在于，所述蓄电池组，其用于作为电动车的动力源。

3.如权利要求3所述的驱动及控制系统，其特征在于，所述驱动及控制系统包括电动发动机，其驱动时作为电动机，电刹车时作为发电机工作。

4.如权利要求4所述的驱动及控制系统，其特征在于，所述驱动及控制系统包括电控变速箱，驱动或电刹车时中央控制器控制其改变传动比。

5.如权利要求5所述的驱动及控制系统，其特征在于，所述控制系统包括仪器仪表、车辆状态显示器、方向指令、刹车器、电子油门和总控开关。

6.如权利要求1至5之一所述的驱动及控制系统，其特征在于，所述中央控制器用于：接收司机指令；完成电池、车辆速度等信号的采集；对采集信号的处理；控制车辆的驱动和电刹车；输出显示信号。

7.如权利要求2所述的驱动及控制系统，其特征在于，所述电池组为锂离子、镍氢、铅酸、硅能或钠硫电池。

8.如权利要求3所述的驱动及控制系统，其特征在于，所述电动发动机是直流有刷电机、直流无刷电机、无刷永磁同步电机或交流异步电机。

9.如权利要求4所述的驱动及控制系统，其特征在于，所述电控变速箱采用电磁离合器，设有两挡及以上的变速挡位。

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