[发明专利]机电驱动设备、制动系统和电池管理系统

说明书

双马达提供动力的紧凑型驱动器包括为行星齿轮机构提供动力的两个马达。双驱动器可以提供可变的速度和扭矩。使用紧凑型测试装置描述了带有螺钉驱动楔形制动衬块的单马达制动系统。该系统包括：至少一个马达和连接以将动力传递至滑动柱塞的螺旋轴，以及位于制动盘上的制动衬块，以及用于测量制动力的力传感器，以及用于测量制动马达的参数的装置，所述参数用作建立控制策略的输入。提供了用于监控包括多个电池的电池组的系统和方法。电池管理系统还包括用于实现平衡算法的控制策略。平衡策略包括确定要平衡的电池单元和计算的平衡电流。

技术领域

本发明通常涉及在机电系统的使用中采用的推进、制动和电池管理系统的领域。

背景技术

使用单个马达的机电系统遭受不良性能和不良效率的困扰。这些类型的系统的示例可以包括轻型出行交通工具，诸如电动踏板车，电动自行车，小型汽车，工业机器人等。采用双马达的机电系统可以克服许多这些问题。

双马达驱动设备的一个目的是在紧凑封装中提供具有增强的性能和效率的连续变速。一些实施例涉及使用两个马达。在一些实施例中，主马达用于固定功率输出，并且具有为高效率设计的尺寸。辅马达用于改变期望输出的速度。这两个马达通过行星齿轮机构耦合在一起。主马达驱动太阳齿轮，而辅马达驱动行星架。来自固定在壳体上的齿圈的输出可以驱动轮。这些组件被组装在紧凑型壳体内的固定轴上，该壳体可以直接安装在用于驱动机电系统的轮或轴上。

该概念还可以扩展到任何类型的马达/引擎组合，其中，基于扭矩需求选择主马达/引擎，并且根据期望速度变化选择辅马达。可以将行星齿轮机构设计为输入和输出齿轮的期望组合，以满足速度和扭矩要求。采用复合的行星齿轮机构在控制速度和扭矩时可以具有坚固性和灵活性。

线控驱动技术的发展增加了对机电制动系统的需求。尽管许多交通工具系统都配备有机电制动系统，但是现有系统仍然不够高效和可靠。因此，需要创新和开发包括电动马达的有效制动机构。基于楔块的制动是一种有助于在具有自供能能力的情况下提高制动效率的创新方法，但已知会遇到卡塞问题。

许多机电制动系统仅限于中型和重型商用车辆。本文所述的机电制动系统适用于轻型个人出行交通工具和商用车辆。这些系统具有紧凑的附加优点。

在一些实施例中，描述了一种测试夹具，以使用无刷直流(DC)马达评估楔形/扁平制动器的制动性能。可以从测试夹具的操作中获得作为时间的函数产生的制动/夹紧力。负载和感应电流的幅度可以在指定时间内与制动器启动相互关联。

电池在电子设备中必不可少，尤其是在简单的交通工具系统中，诸如电动自行车，电动踏板车和电动摩托车。电池可以为系统提供电力并减少行驶时间。实际上，不同装置可能会在不同的电压下工作，电池问题可能会影响其使用并可能导致严重的事故。因此，应在装置运行期间使用创新的电池管理系统来管理电池。不同类型的电池可能具有不同的管理系统，这些管理系统无法应用于不同类型的电池。这导致成本增加和开发周期延长。另外，由于每个电池单元具有不同的充电和放电特性，因此应该平衡电池。电池不平衡会导致电池寿命缩短，并可能构成隐患。

因此，在本领域中需要机电驱动设备在提供期望扭矩和速度要求的同时提供改进的性能和效率。在本领域中需要可应用于轻型个人出行交通工具和商用车辆的机电制动系统。在本领域中需要优化机电系统中电池电力使用的电池管理系统。

发明内容

因此，并且有利地，一些实施例提供了在机电系统中使用双马达，在提供改进的性能和效率的同时满足要求的扭矩和速度要求。

采用双马达的机电系统提供了对采用单马达的系统的替代方案。双马达驱动设备可以通过连续可变的速度和扭矩来提供改进的性能和改进的效率。

提出了一种基于楔形机构操作的马达驱动制动系统，作为一种用于在轻型个人出行交通工具和商用车辆中实现紧凑型制动系统的创新方法。开发了紧凑型机电测试夹具，用于扁平/楔形制动系统的性能评估。