一文读懂电机驱动纯电动车辆的动力及操控方案

本文揭示了一种电机驱动纯电动车辆的动力及操控方案, 提供一套电机驱动纯电动车辆的动力驱动系统及运行操控系统的解决方案，其设计思想在于从车辆运动的原理（驱动力大于阻力）出发、通过更加科学合理的布置、较好的解决了对纯电动车辆的续航里程、行驶工况、操控安全性等各方面的高性能需求，兼顾考虑车辆的轻量化、低成本、高可靠性等大批量量产的产业化要求。

主要包括 ：1.发电机及控制系统, 2.随车电源及控制系统, 3.电机、传动、行走及控制系统, 4.制动安全系统, 5. 车辆管理及控制、操控系统, 6.其他装置及附件系统。

1. 发电机及控制系统：

清洁燃料发电一体机（如环保型低/零排放内燃发电机，无污染内燃发电机等）, 可随时给车辆的随车电源组件充电，实现电能输出的连续性，确保足够的续航里程和安全行车的动力需求。主要由： 燃料储藏及供料系统、清洁燃料发电一体机、附件装置及控制系统等部分组成。

2. 随车电源及控制系统：

随车配备两套相同的随车电源组件（简称：“双模电源”），其工作状态为给驱动电机提供电能和给其他各部分装置及附件提供电能，并轮换使用（一套处在工作状态，另一套处在“待充满电--待工作状态” ），以达到使“续航里程”倍增的目的。“待充满电--待工作状态”指处于非满格电量状态的“随车电源组件”接收“清洁燃料发电一体机”传送出来的电能，并达到一定续航里程的电量状态、随时准备切换至工作状态的过程。主要由：随车电源组件、监测及充放电控制系统、附件装置等部分组成。

3. 电机、传动、行走及控制系统：

此系统提供车辆行进的驱动力、并辅助各类控制装置，以完成转向、前进和倒退、加速和减速等各种行驶工况。其设计思想在于通过对车辆各支撑点驱动力的智能验算和独立分配，完成电机输入电压/电流的精准控制、按实际需求输出满足驱动各车轮的转矩和转速。此系统的行走系,需满足整车的舒适性, 由车轮和悬挂机构组成。此系统有两种典型的系统构成：其一为：电机、主减速器、车轮、悬挂机构、控制装置等；其二为：轮毂电机、车轮、悬挂机构、控制装置等构成。

4. 制动安全系统：

通过控制减速装置切断电源输出电机驱动力、并锁紧车轮，实现各制动工况下，对制动力（减速行驶--乃至停车）的需求。科学合理的智能分配各车轮的锁紧力，避免紧急制动造成对车辆和驾乘人员造成的冲击力损害。此系统由：制动装置、控制装置等构成。

5. 车辆管理及控制、操控系统：

此系统通过监控车辆的自身状态及使用状态，根据实际使用需求，给驾驶者以明确合理的操作提示，并确保车辆的安全行驶要求。车辆的自身状态，是指在不加载任何荷重的情况、车辆的出厂状态，以及此状态对应的车辆各系统初始状态值，如质量 M、质心位置 O、分布在各车轮的支撑力 F 及对应的轮胎压力值 P、车辆静平衡状态固定刚性支架的位置平面图 S 等。车辆的使用状态，是指在车辆启动行进之前的状态对应车辆各系统的状态值，如质量 M’、质心位置 O’、分布在各车轮的支撑力 F’及对应的轮胎压力值 P’、车辆动平衡状态固定刚性支架的位置平面图 S’等。此系统由：集成处理器、中央控制器、CAN 总线布置、信号搜集装置、反馈控制操控装置系统等构成。

6. 其他装置及附件系统：

此部分主要指承载以上“1.发电机及控制系统, 2.随车电源及控制系统, 3.电机、传动、行走及控制系统, 4.制动安全系统, 5.车辆管理及控制、操控系统”各系统的底盘复合支架系统和满足法规、标准要求的附件系统。其中复合支架系统中，包含“平衡状态固定刚性支架”和“扩展功能支架”。

应用本发明的技术方案，可实现如下功能：一、车辆使用行进过程中，“零排放”低/无污染，绿色低能耗、高效率。二、增加车辆的续航里程，提升单位时间/里程的使用率，降低资本折损率。三、智能控制和分配不间断的驱动转矩，提升车辆的连续性操控体验，完成前进、后退、左转、右转、制动等工作模式以及各工况的便利切换（加速、减速、转向、制动等）。四、人性化的操控装置设置、显著增加行车安全性和突发状况的应急安全性。

一种电机驱动纯电动车辆的动力及操控方案, 提供一套电机驱动纯电动车辆的动力驱动系统及运行操控系统的解决方案，主要包括 ：1.发电机及控制系统, 2.随车电源及控制系统, 3.电机、传动、行走及控制系统, 4.制动安全系统, 5.车辆管理及控制、操控系统, 6.其他装置及附件系统。其技术亮点在于：一、通过“清洁燃 料发电一体机”给随车电源组充电，摆脱对充电桩的依赖，增加续航里程。二、通过“双模电源”的模式，使得充放电系统更具经济性和实用性，在有效扩大电能储备的同时、为续航里程的增加提升了可操作性。三、通过“智能分配各车轮的驱动转矩和转速”，依靠联合驱动算法实现各车轮的驱动力独立可控和联合控制。四、人性化操作装置，设置两套并联的减速和加速装置(手动控制和脚动控制)以及一套应急制动装置(如手动控制)。

未来的交通工具, 在能耗上更环保和节能，在操作上更便捷和人性，在配置上更智能和安全。 关于能耗，可理解能源的消耗，一方面需要采用更加环保的能源替代现有的化石燃料（油、气等）、另一方面采用更加节能的驱动方式替代现有的“内燃机--变速箱--驱动桥--车轮”传动链。氢能、太阳能、电能是很好的清洁能量源，零污染、零排放，绝对的环保；电机驱动可以缩短传动链、省去了庞杂的变速系统，在提升传动效率的同时亦节省了能量的消耗，更节能。