一种基于超级电容的电动汽车电机驱动系统及方法
阅读说明：本技术 一种基于超级电容的电动汽车电机驱动系统及方法 (Super capacitor-based electric vehicle motor driving system and method ) 是由 张俊峰 李卫东 赵川 杨福盛 黄传仁 于 2021-09-15 设计创作，主要内容包括：本发明属于电动汽车驱动系统技术领域,具体的说是一种基于超级电容的电动汽车电机驱动系统及方法,包括中央处理器模块、供电模块、驱动模块和防护模块；所述中央处理器模块与驱动模块信号连接；所述供电模块与中央处理器模块通过信号连接,同时供电模块对中央处理器模块进行供电；所述供电模块与驱动模块电连接；通过在驱动模块的外部设有防护模块,可在驱动模块停机时,防护模块内部的导液管就会充如冷却液,此时导液管就可将电机本体上的热量带走部分,减少电动汽车在停车时,电机本体上的热量残留,进而可加速电机本体的降温,此时就可减缓电机本体元器件的老化速度。(The invention belongs to the technical field of electric automobile driving systems, in particular to an electric automobile motor driving system and method based on a super capacitor, which comprises a central processing unit module, a power supply module, a driving module and a protection module; the central processing unit module is in signal connection with the driving module; the power supply module is in signal connection with the central processor module, and simultaneously supplies power to the central processor module; the power supply module is electrically connected with the driving module; through being equipped with protection module in drive module's outside, can be when drive module shuts down, the inside catheter of protection module will fill like the coolant liquid, and the part just can be taken away the heat on the motor body to the catheter this moment, reduces electric automobile when parkking, and the heat on the motor body is remained, and then can accelerate the cooling of motor body, just can slow down the ageing speed of motor body components and parts this moment.)
技术领域
本发明属于电动汽车驱动技术领域，具体的说是一种基于超级电容的电动汽车电机驱动系统及方法。
背景技术
电动汽车是以电力驱动电机，然后带动汽车的轮胎旋转来实现电动汽车的行驶，近年来电动汽车在现有社会中，各个方面的发展都极为迅速，其中电池和电机都是电动汽车的核心部件之一。
现有技术中也出现了一些关于电动汽车驱动的技术方案，如申请号为2019108024149的一项中国专利公开了一种电动汽车双电机集成驱动系统，包括机壳、双电机组件和控制组件，双电机组件包括通过同步器相连的电机Ⅰ和电机Ⅱ，电机Ⅰ的体积较大，电机Ⅰ和电机Ⅱ的顶部设置控制组件，控制组件包括分别为电机Ⅰ、电机Ⅱ供电的IGBT功率单元Ⅰ和IGBT功率单元Ⅱ，IGBT功率单元Ⅰ设置在电机Ⅱ的上方，IGBT功率单元Ⅱ设置在电机Ⅰ的上方。
现有技术中也出现了一些关于电动汽车驱动的技术方案，如申请号为2020112904271的一项中国专利公开了一种电动汽车双电机驱动系统及其控制方法，包括外壳体、第一电机单元、第二电机单元、转轴、角度传感器和控制器，外壳体内设置转轴，转轴的两端设置第一电机单元和第二电机单元，第一电机单元的功率小于第二电机单元的功率，转轴的轴端连接角度传感器，角度传感器通过控制器与两个相互并联的继电器Ⅰ和继电器Ⅱ相连，继电器Ⅰ与第一电机单元的控制电路电连接，继电器Ⅱ与第二电机单元的控制电路电连接。
目前现有技术中，当电动汽车的电机在长时间持续的运转时，电机会产生大量的热，现有的电动汽车电机都是采用风冷来实现电机的温控和降温，在长时间的使用观察中，发现了当电动汽车从长时间的行驶状态快速停下时，车辆内部的电机风冷效率就会大幅降低，此时电机内部的大量热量就无法快速的散发，电机的元器件就会在高温环境中加速老化。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决当电动汽车从长时间的行驶状态快速停下时，车辆内部的电机风冷效率就会大幅降低，此时电机内部的大量热量就无法快速的散发，电机的元器件就会在高温环境中加速老化的问题，本发明提出的一种基于超级电容的电动汽车电机驱动系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种基于超级电容的电动汽车电机驱动系统，包括中央处理器模块、供电模块、驱动模块和防护模块；所述中央处理器模块与驱动模块信号连接；所述供电模块与中央处理器模块通过信号连接，同时供电模块对中央处理器模块进行供电；
所述供电模块与驱动模块电连接；
所述防护模块与驱动模块连接，其防护模块内部的导液管可对驱动模块进行温度控制；所述防护模块内部的导液管与具有水泵的散热装置相连接；通过在驱动模块的外部设有防护模块，可在驱动模块停机时，防护模块内部的导液管就会充如冷却液，此时导液管就可将电机本体上的热量带走部分，减少电动汽车在停车时，电机本体上的热量残留，进而可加速电机本体的降温，此时就可减缓电机本体元器件的老化速度。
所述中央处理器模块可控制供电模块对驱动模块的供电电压。
一种基于超级电容的电动汽车电机驱动方法，该驱动方法适用于上述的一种基于超级电容的电动汽车电机驱动系统，包括：
S1：打开供电模块，使其对中央处理器模块进行供电，然后中央处理器模块在通电后就控制供电模块对驱动模块的供电，使驱动模块可正常运转；
S2：通过对中央处理器模块下发指令，可使中央处理器模块控制供电模块对驱动模块的供电电压，进而可控制驱动模块输出的转速和扭力，使电动汽车有不同的行驶速度；
S3：在对中央处理器模块下发停车指令时，中央处理器模块就回控制供电模块，使供电模块逐渐减少对驱动模块供给的电压，直至供电模块停止对驱动模块供电，此时防护模块的冷却液就会在水泵的作用下从导液管的一端被导入，流经导液管全程之后，从导液管的另一端排出，此时导液管就会将驱动模块的电机本体上热量带走部分，实现防护模块对驱动模块停止时的防护。
进一步，所述驱动模块包括电机本体；所述电机本体中部设有导液管；所述导液管以螺旋状缠绕在电机本体的上；所述导液管内侧壁固接有螺旋导流片；在导液管内部被充入冷却液时，冷却液在导液管内部流动的过程中，液体就会在螺旋导流片的导向下在导液管内部旋转着流动，与导液管充分接触，因导液管靠近电机本体的一侧热量会更高一点，所以通过在导液管内部设有螺旋导流片，使冷却液在导液管内部旋转着流动，就会使冷却液充分与导液管较热的一侧接触，使旋转的冷却液对比直接流动的冷却液更加高效，进而使导液管内部的冷却液加速带走电机本体上的热量。
进一步，所述导液管与电机本体之间设有柔性导热块；所述柔性导热块固接在导液管上；所述柔性导热块内部固接有导流管；所述导流管的两端都与导液管相连通；通过在导液管与电机本体之间设有柔性导热块，可使电机本体上的热量经过柔性导热块传导至导液管处，而且设有的柔性导热块与电机本体的接触面积大于导液管与电机本体直接的接触面积，可使导液管内部的冷却液带走更多的热量，进一步加速导液管对电机本体的降温速度。
进一步，所述导液管的内侧壁固接有多组液体引导片；所述液体引导片设在导流管的端口处；通过在导流管的端口处设有液体引导片，可在导液管内部的冷却液在旋转流动的过程中，将液体导入到导流管内部，使导流管内部的液体流速也会增加，进而提升柔性导热块与冷却液的热交换速度，此时就会加速导液管对电机本体的的降温速度。
进一步，所述导液管中部固接有多组散热片；所述散热片内部开设有储水腔；所述储水腔与导液管相连通；所述储水腔内部通过橡胶杆固接有柔性摆动片；通过在导液管上设有散热片，可使有空气经过导液管时，部分的热量从散热片处被带走，实现水冷与风冷的同时作用对电机本体进行降温，而且在导液管内部的冷却液流动过程中，会冲击到柔性摆动片，使柔性摆动片底部发生抖动，进而储水腔内部的柔性摆动片也会出现抖动，此时储水腔内部的冷却液就会被柔性摆动片推动，使得储水腔内部的冷却液会与导液管内部的冷却液进行交换，该设置可加速导液管整体的降温速度，也加速了导液管对电机本体的降温速度。
进一步，所述导液管的侧壁固接有支撑杆；所述支撑杆的另一端与电机本体固接，所述支撑杆中部固接有伸缩缸；所述支撑杆与电机本体接触的一端固接有储气囊；所述储气囊与伸缩缸无杆腔之间连通有第一导气管；所述伸缩缸的输出端固接有按压板；所述按压板位置与柔性导热块的侧壁对应；通过在导液管与电机本体之间架有多组支撑杆，可在电机本体的温度较高时，加温储气囊内部的气体温度，使储气囊内部的气体膨胀，此时储气囊内部的气体就会通过第一导气管被导入到伸缩缸的额无杆腔内部，然后伸缩缸就会将按压板按压在柔性导热块的侧壁上，该设置可使与电机本体接触的柔性导热块之间缝隙更小，同时将柔性导热块紧紧的按压在电机本体上，可使柔性导热块与电机本体的接缝和凹槽接触更加紧密，使柔性导热块可将电机本体上的热量更加良好的传导至导液管处，进而可使电机本体上的热量被更加高效的导出。
进一步，所述按压板上靠近柔性导热块的一侧设有弹性多段铰接片；所述弹性多段铰接片与按压板之间固接有第一气囊；所述弹性多段铰接片与按压板之间固接有多组第二气囊；所述第一气囊与第二气囊之间连通有第二导气管；通过在按压板上设有第一气囊，可在按压板按压柔性导热块时，第一气囊会先受到挤压，此时第一气囊内部的气体会通过第二导气管进入到第二气囊内部，该设置可使弹性多段铰接片更加柔和的与柔性导热块接触按压，减少按压板与柔性导热块直接接触而对柔性导热块造成的伤害，增加柔性导热块的使用寿命。
进一步，所述弹性多段铰接片端部固接有一组弹性拉绳；一组所述弹性拉绳绕过按压板与支撑杆连接；通过在弹性多段铰接片与支撑杆之间连接有弹性拉绳，可使弹性多段铰接片在按压板上不会出现随意晃动的情况，增加弹性多段铰接片在按压板上的稳定性，使第一气囊受到挤压时第一气囊内部的气体会均匀的被充入到第二气囊内部。
进一步，所述靠近导液管一侧的弹性拉绳弹力小于远离导液管一侧的弹性拉绳弹力；通过将两根弹性拉绳的弹性设为一大一小，就可在按压板压向柔性导热块的过程中弹性多段铰接片的一侧先与柔性导热块接触，然后在按压板持续压动的过程中，就会使柔性导热块与电机本体之间的气泡被挤出来，进而增加柔性导热块与电机本体的接触紧密程度，使柔性导热块有更加良好的热传导。
本发明的有益效果是：
1.本发明提供一种基于超级电容的电动汽车电机驱动系统及方法，通过在驱动模块的外部设有防护模块，可在驱动模块停机时，防护模块内部的导液管就会充如冷却液，此时导液管就可将电机本体上的热量带走部分，减少电动汽车在停车时，电机本体上的热量残留，进而可加速电机本体的降温，此时就可减缓电机本体元器件的老化速度。
2.通过在导液管内部设有螺旋导流片，使冷却液在导液管内部旋转着流动，就会使冷却液充分与导液管较热的一侧接触，使旋转的冷却液对比直接流动的冷却液更加高效，进而使导液管内部的冷却液加速带走电机本体上的热量。
3.通过在导液管与电机本体之间设有柔性导热块，可使电机本体上的热量经过柔性导热块传导至导液管处，而且设有的柔性导热块与电机本体的接触面积大于导液管与电机本体直接的接触面积，可使导液管内部的冷却液带走更多的热量，进一步加速导液管对电机本体的降温速度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明的系统流程图；
图2是本发明中的方法流程图；
图3是电机的结构示意图；
图4是导液管的横截面结构示意图；
图5是摆动片的结构示意图；
图6是图4中A处局部放大图；
图例说明：
1、电机本体；11、导液管；12、螺旋导流片；2、柔性导热块；21、导流管；3、液体引导片；4、散热片；41、储水腔；42、柔性摆动片；5、支撑杆；51、伸缩缸；52、储气囊；53、第一导气管；54、按压板；6弹性多段铰接片；61、第一气囊；62、第二气囊；63、第二导气管；64、弹性拉绳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
下面给出具体实施例。
请参阅图1，本发明提供一种基于超级电容的电动汽车电机驱动系统，包括中央处理器模块、供电模块、驱动模块和防护模块；所述中央处理器模块与驱动模块信号连接；所述供电模块与中央处理器模块通过信号连接，同时供电模块对中央处理器模块进行供电；
所述供电模块与驱动模块电连接；
所述防护模块与驱动模块连接，其防护模块内部的导液管11可对驱动模块进行温度控制；所述防护模块内部的导液管11与具有水泵的散热装置相连接；通过在驱动模块的外部设有防护模块，可在驱动模块停机时，防护模块内部的导液管11就会充如冷却液，此时导液管11就可将电机本体1上的热量带走部分，减少电动汽车在停车时，电机本体1上的热量残留，进而可加速电机本体1的降温，此时就可减缓电机本体1元器件的老化速度。
所述中央处理器模块可控制供电模块对驱动模块的供电电压。
请参阅图2-6；一种基于超级电容的电动汽车电机驱动方法，该驱动方法适用于上述的一种基于超级电容的电动汽车电机驱动系统，包括：
S1：打开供电模块，使其对中央处理器模块进行供电，然后中央处理器模块在通电后就控制供电模块对驱动模块的供电，使驱动模块可正常运转；
S2：通过对中央处理器模块下发指令，可使中央处理器模块控制供电模块对驱动模块的供电电压，进而可控制驱动模块输出的转速和扭力，使电动汽车有不同的行驶速度；
S3：在对中央处理器模块下发停车指令时，中央处理器模块就回控制供电模块，使供电模块逐渐减少对驱动模块供给的电压，直至供电模块停止对驱动模块供电，此时防护模块的冷却液就会在水泵的作用下从导液管11的一端被导入，流经导液管11全程之后，从导液管11的另一端排出，此时导液管11就会将驱动模块的电机本体1上热量带走部分，实现防护模块对驱动模块停止时的防护。
所述驱动模块包括电机本体1；所述电机本体1中部设有导液管11；所述导液管11以螺旋状缠绕在电机本体1的上；所述导液管11内侧壁固接有螺旋导流片12；在导液管11内部被充入冷却液时，冷却液在导液管11内部流动的过程中，液体就会在螺旋导流片12的导向下在导液管11内部旋转着流动，与导液管11充分接触，因导液管11靠近电机本体1的一侧热量会更高一点，所以通过在导液管11内部设有螺旋导流片12，使冷却液在导液管11内部旋转着流动，就会使冷却液充分与导液管11较热的一侧接触，使旋转的冷却液对比直接流动的冷却液更加高效，进而使导液管11内部的冷却液加速带走电机本体1上的热量。
所述导液管11与电机本体1之间设有柔性导热块2；所述柔性导热块2固接在导液管11上；所述柔性导热块2内部固接有导流管21；所述导流管21的两端都与导液管11相连通；通过在导液管11与电机本体1之间设有柔性导热块2，可使电机本体1上的热量经过柔性导热块2传导至导液管11处，而且设有的柔性导热块2与电机本体1的接触面积大于导液管11与电机本体1直接的接触面积，可使导液管11内部的冷却液带走更多的热量，进一步加速导液管11对电机本体1的降温速度。
所述导液管11的内侧壁固接有多组液体引导片3；所述液体引导片3设在导流管21的端口处；通过在导流管21的端口处设有液体引导片3，可在导液管11内部的冷却液在旋转流动的过程中，将液体导入到导流管21内部，使导流管21内部的液体流速也会增加，进而提升柔性导热块2与冷却液的热交换速度，此时就会加速导液管11对电机本体1的的降温速度。
所述导液管11中部固接有多组散热片4；所述散热片4内部开设有储水腔41；所述储水腔41与导液管11相连通；所述储水腔41内部通过橡胶杆固接有柔性摆动片42；通过在导液管11上设有散热片4，可使有空气经过导液管11时，部分的热量从散热片4处被带走，实现水冷与风冷的同时作用对电机本体1进行降温，而且在导液管11内部的冷却液流动过程中，会冲击到柔性摆动片42，使柔性摆动片42底部发生抖动，进而储水腔41内部的柔性摆动片42也会出现抖动，此时储水腔41内部的冷却液就会被柔性摆动片42推动，使得储水腔41内部的冷却液会与导液管11内部的冷却液进行交换，该设置可加速导液管11整体的降温速度，也加速了导液管11对电机本体1的降温速度。
所述导液管11的侧壁固接有支撑杆5；所述支撑杆5的另一端与电机本体1固接，所述支撑杆5中部固接有伸缩缸51；所述支撑杆5与电机本体1接触的一端固接有储气囊52；所述储气囊52与伸缩缸51无杆腔之间连通有第一导气管53；所述伸缩缸51的输出端固接有按压板54；所述按压板54位置与柔性导热块2的侧壁对应；通过在导液管11与电机本体1之间架有多组支撑杆5，可在电机本体1的温度较高时，加温储气囊52内部的气体温度，使储气囊52内部的气体膨胀，此时储气囊52内部的气体就会通过第一导气管53被导入到伸缩缸51的额无杆腔内部，然后伸缩缸51就会将按压板54按压在柔性导热块2的侧壁上，该设置可使与电机本体1接触的柔性导热块2之间缝隙更小，同时将柔性导热块2紧紧的按压在电机本体1上，可使柔性导热块2与电机本体1的接缝和凹槽接触更加紧密，使柔性导热块2可将电机本体1上的热量更加良好的传导至导液管11处，进而可使电机本体1上的热量被更加高效的导出。
所述按压板54上靠近柔性导热块2的一侧设有弹性多段铰接片6；所述弹性多段铰接片6与按压板54之间固接有第一气囊61；所述弹性多段铰接片6与按压板54之间固接有多组第二气囊62；所述第一气囊61与第二气囊62之间连通有第二导气管63；通过在按压板54上设有第一气囊61，可在按压板54按压柔性导热块2时，第一气囊61会先受到挤压，此时第一气囊61内部的气体会通过第二导气管63进入到第二气囊62内部，该设置可使弹性多段铰接片6更加柔和的与柔性导热块2接触按压，减少按压板54与柔性导热块2直接接触而对柔性导热块2造成的伤害，增加柔性导热块2的使用寿命。
所述弹性多段铰接片6端部固接有一组弹性拉绳64；一组所述弹性拉绳64绕过按压板54与支撑杆5连接；通过在弹性多段铰接片6与支撑杆5之间连接有弹性拉绳64，可使弹性多段铰接片6在按压板54上不会出现随意晃动的情况，增加弹性多段铰接片6在按压板54上的稳定性，使第一气囊61受到挤压时第一气囊61内部的气体会均匀的被充入到第二气囊62内部。
实施例二
对比实施例一，作为本发明的另一种实施方式，所述靠近导液管11一侧的弹性拉绳64弹力小于远离导液管11一侧的弹性拉绳64弹力；通过将两根弹性拉绳64的弹性设为一大一小，就可在按压板54压向柔性导热块2的过程中弹性多段铰接片6的一侧先与柔性导热块2接触，然后在按压板54持续压动的过程中，就会使柔性导热块2与电机本体1之间的气泡被挤出来，进而增加柔性导热块2与电机本体1的接触紧密程度，使柔性导热块2有更加良好的热传导。
工作原理：在导液管11内部被充入冷却液时，冷却液在导液管11内部流动的过程中，液体就会在螺旋导流片12的导向下在导液管11内部旋转着流动，与导液管11充分接触，因导液管11靠近电机本体1的一侧热量会更高一点，所以通过在导液管11内部设有螺旋导流片12，使冷却液在导液管11内部旋转着流动，就会使冷却液充分与导液管11较热的一侧接触，使旋转的冷却液对比直接流动的冷却液更加高效，进而使导液管11内部的冷却液加速带走电机本体1上的热量；通过在导液管11与电机本体1之间设有柔性导热块2，可使电机本体1上的热量经过柔性导热块2传导至导液管11处，而且设有的柔性导热块2与电机本体1的接触面积大于导液管11与电机本体1直接的接触面积，可使导液管11内部的冷却液带走更多的热量，进一步加速导液管11对电机本体1的降温速度；通过在导流管21的端口处设有液体引导片3，可在导液管11内部的冷却液在旋转流动的过程中，将液体导入到导流管21内部，使导流管21内部的液体流速也会增加，进而提升柔性导热块2与冷却液的热交换速度，此时就会加速导液管11对电机本体1的的降温速度；通过在导液管11上设有散热片4，可使有空气经过导液管11时，部分的热量从散热片4处被带走，实现水冷与风冷的同时作用对电机本体1进行降温，而且在导液管11内部的冷却液流动过程中，会冲击到柔性摆动片42，使柔性摆动片42底部发生抖动，进而储水腔41内部的柔性摆动片42也会出现抖动，此时储水腔41内部的冷却液就会被柔性摆动片42推动，使得储水腔41内部的冷却液会与导液管11内部的冷却液进行交换，该设置可加速导液管11整体的降温速度，也加速了导液管11对电机本体1的降温速度；通过在导液管11与电机本体1之间架有多组支撑杆5，可在电机本体1的温度较高时，加温储气囊52内部的气体温度，使储气囊52内部的气体膨胀，此时储气囊52内部的气体就会通过第一导气管53被导入到伸缩缸51的额无杆腔内部，然后伸缩缸51就会将按压板54按压在柔性导热块2的侧壁上，该设置可使与电机本体1接触的柔性导热块2之间缝隙更小，同时将柔性导热块2紧紧的按压在电机本体1上，可使柔性导热块2与电机本体1的接缝和凹槽接触更加紧密，使柔性导热块2可将电机本体1上的热量更加良好的传导至导液管11处，进而可使电机本体1上的热量被更加高效的导出；通过在按压板54上设有第一气囊61，可在按压板54按压柔性导热块2时，第一气囊61会先受到挤压，此时第一气囊61内部的气体会通过第二导气管63进入到第二气囊62内部，该设置可使弹性多段铰接片6更加柔和的与柔性导热块2接触按压，减少按压板54与柔性导热块2直接接触而对柔性导热块2造成的伤害，增加柔性导热块2的使用寿命；通过在弹性多段铰接片6与支撑杆5之间连接有弹性拉绳64，可使弹性多段铰接片6在按压板54上不会出现随意晃动的情况，增加弹性多段铰接片6在按压板54上的稳定性，使第一气囊61受到挤压时第一气囊61内部的气体会均匀的被充入到第二气囊62内部；通过将两根弹性拉绳64的弹性设为一大一小，就可在按压板54压向柔性导热块2的过程中弹性多段铰接片6的一侧先与柔性导热块2接触，然后在按压板54持续压动的过程中，就会使柔性导热块2与电机本体1之间的气泡被挤出来，进而增加柔性导热块2与电机本体1的接触紧密程度，使柔性导热块2有更加良好的热传导。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。