一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)及控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)及控制方法，包括第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機、離合器總成、控制器和動力耦合器，第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機分別連接有一套離合器總成，控制器連接兩臺驅(qū)動電機，控制器連接離合器總成，所述動力耦合器包括三個法蘭，兩套離合器總成通過法蘭同軸水平連接動力耦合器，動力耦合器的輸出法蘭連接整車驅(qū)動軸。本發(fā)明，實現(xiàn)了雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)的自主化開發(fā)和控制，有利提升了新能源汽車機電耦合驅(qū)動系統(tǒng)的技術水平；同軸水平機械連接，在整車上可與后橋平行布置，有利地縮短了整車后懸長度，方便整車總布置。
【專利說明】一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)及控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)及控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著城市化與汽車工業(yè)進程的加快，大氣環(huán)境污染日益加劇與石油資源的日漸枯竭的矛盾越來越突出，新能源汽車被人們認為是解決上述矛盾和實現(xiàn)汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級的最佳選擇。新能源汽車主要包括純電動、混合動力、燃料電池等類別，其與傳統(tǒng)汽車的本質(zhì)區(qū)別的主要體現(xiàn)在整車能量來源和動力輸出系統(tǒng)，即整車驅(qū)動系統(tǒng)上。國內(nèi)外很多汽車企業(yè)、科研院校、研究機構等對新能源汽車整車驅(qū)動系統(tǒng)方案均有大量研究，動力耦合方式也較多，主要包括離合器耦合、變速器耦合和行星齒輪耦合等。在驅(qū)動方式上，有的采用單電機和變速箱耦合、有的采用兩個行星齒輪和兩個電機耦合，而上述兩種連接方式在整車布置、驅(qū)動能量利用和驅(qū)動系統(tǒng)控制等方面有一定的弊端。一是由于驅(qū)動系統(tǒng)部件較多，成組后較長，在整車布置上較為困難；二是由于新能源汽車啟停和正常運行時對驅(qū)動功率和扭矩需求不同，尤其是在城市客車中，頻繁啟停表現(xiàn)的非常明顯，上述單電機驅(qū)動在變速箱的調(diào)速增扭的基礎上必須滿足整車最大需求功率和扭矩，有時候難免浪費，也加大了整車對驅(qū)動系統(tǒng)的控制難度。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明為了解決上述問題，提出了一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)及控制方法，本系統(tǒng)實現(xiàn)了雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)的自主化開發(fā)和控制，有利提升了新能源汽車機電耦合驅(qū)動系統(tǒng)的技術水平；同軸水平機械連接，在整車上可與后橋平行布置，有利地縮短了整車后懸長度，方便整車總布置。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:
[0005]一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)，包括第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機、離合器總成、控制器和動力耦合器，第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機分別連接有一套離合器總成，控制器連接兩臺驅(qū)動電機，控制器連接每臺驅(qū)動電機的離合器總成，所述動力耦合器包括三個法蘭，兩套離合器總成通過不同的法蘭同軸水平連接動力耦合器，動力耦合器的輸出法蘭連接整車驅(qū)動軸。
[0006]所述第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機通過高壓線連接控制器。
[0007]所述離合器總成通過離合控制線連接控制器。
[0008]所述動力耦合器內(nèi)部采用行星齒輪結構實現(xiàn)動力的耦合與換向。
[0009]所述動力耦合器采用兩個輸入、一個輸出法蘭，而且兩個個輸入法蘭布置在完全相反的方向，可以節(jié)省整車的布置空間。
[0010]基于上述驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0011](I)電機控制器通過與整車控制器進行信息交互，采集整車的車速、儲能系統(tǒng)狀態(tài)確定整車的狀態(tài)，確定整車的需求驅(qū)動功率，然后根據(jù)車輛輸出功率的需求，判斷單臺電機是否能夠滿足整車功率需求；
[0012](2)根據(jù)步驟(I)的判斷結果，同時結合整車多能源控制策略，控制器將通過離合器總成的分離控制，選擇單機或雙機驅(qū)動，以及通過控制單臺電機的輸出功率實現(xiàn)整車的耦合驅(qū)動。
[0013]所述步驟⑴的具體方法為:電機控制器通過與整車控制器進行信息交互，采集整車的車速、儲能系統(tǒng)狀態(tài)確定整車的狀態(tài)；通過采集油門踏板或制動踏板的深度確定司機的駕駛意圖；通過電機控制器內(nèi)的水平傳感器確定整車當前道路情況，是處于上坡、平路還是下坡狀態(tài)，來判斷將要行駛的路況；根據(jù)以上信息即可確定整車的需求驅(qū)動功率，然后根據(jù)車輛輸出功率的需求，判斷單臺電機是否能夠滿足整車功率需求。
[0014]所述步驟(2)中，如單臺電機能夠滿足整車功率需求，則可通過離合器分離控制，使得其中一個電機停止工作，由另一個電機單獨驅(qū)動；如單臺電機不能夠滿足整車功率需求，則兩個電機一起驅(qū)動，最終實現(xiàn)雙電機耦合驅(qū)動。
[0015]所述步驟(2)中，當兩臺電機都工作在正常狀態(tài)時，整個系統(tǒng)采用能量最優(yōu)策略實現(xiàn)動力輸出耦合，當某一臺電機出現(xiàn)故障時，另外一臺電機將切換至動力最優(yōu)策略實現(xiàn)動力輸出，優(yōu)先保證整車的動力性能能夠滿足車輛正常行駛。
[0016]本發(fā)明的有益效果為:
[0017]1、目前其他新能源汽車的驅(qū)動系統(tǒng)都是采用單電機驅(qū)動系統(tǒng)，采用直驅(qū)電機的功率和扭矩都比較大，或者需要變速箱來實現(xiàn)減速增扭的作用，本方案可以利用2個小功率的電機來實現(xiàn)動力輸出的耦合，完全滿足整車需要；
[0018]2、目前市場上成熟的雙電機耦合方案是國外某公司方案，但是成本高，而且核心技術完全掌握在外國公司手中；本方案可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自主化開發(fā)和控制，有利于提升新能源汽車機電耦合驅(qū)動系統(tǒng)的技術水平；
[0019]3、本方案首次實現(xiàn)了兩個電機布置在同一條直線上，安裝到車上可以和后橋平行，有利于縮點后懸長度，方便整車的布置。
[0020]4、通過動力耦合器可以實現(xiàn)兩個電機的動力耦合，通過調(diào)節(jié)電機的工作狀態(tài)，實現(xiàn)了無極變速調(diào)速，并且提高了系統(tǒng)的工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0021]圖1為本發(fā)明的結構圖；
[0022]圖2為本發(fā)明的總成結構圖。
[0023]其中:1、第一驅(qū)動電機；2第一離合器總成；3、動力稱合器；4、第二離合器總成；5第二驅(qū)動電機；6、第二高壓線；7、第一離合控制線；8、電機控制器；9、第二離合控制線；10、
第一高壓線。
【具體實施方式】
:
[0024]下面結合附圖與實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0025]如圖1所示，一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)，包括第一驅(qū)動電機1、第二驅(qū)動電5機、離合器總成、控制器8和動力耦合器3，第一驅(qū)動電機1、第二驅(qū)動電機5分別連接有一套離合器總成，控制器8連接兩臺驅(qū)動電機，控制器8連接離合器總成，所述動力耦合器3包括三個法蘭，第一離合器總成2、第二離合器總成4通過法蘭同軸水平連接動力耦合器3，動力耦合器3的輸出法蘭連接整車驅(qū)動軸。
[0026]所述第一驅(qū)動電機I和第二驅(qū)動電機5通過第一高壓線10、第二高壓線6連接控制器。
[0027]所述第一離合器總成2、第二離合器總成4通過第一離合控制線7、第二離合控制線9連接控制器8。動力耦合器3內(nèi)部采用行星齒輪結構實現(xiàn)動力的耦合與換向
[0028]本方案實現(xiàn)后的總成圖如圖2所示。
[0029]一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)控制方法，整個系統(tǒng)采用唯一一個電機控制器8，所述的電機控制器8可以根據(jù)整車的功率需求，協(xié)調(diào)第一驅(qū)動電機I和第二驅(qū)動電機5的功率和扭矩輸出，同時如果單臺電機能夠滿足整車的功率需求，也可以通過第一離合器控制線9和第二離合器控制線7實現(xiàn)離合器的分離控制，最終實現(xiàn)雙電機耦合驅(qū)動。
[0030]基于上述驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，包括以下步驟:
[0031](I)電機控制器通過與整車控制器進行信息交互，采集整車的車速、儲能系統(tǒng)狀態(tài)確定整車的狀態(tài)；通過采集油門踏板或制動踏板的深度確定司機的駕駛意圖；通過電機控制器內(nèi)的水平傳感器確定整車當前道路情況，是處于上坡、平路還是下坡狀態(tài)，來判斷將要行駛的路況。根據(jù)以上信息即可確定整車的需求驅(qū)動功率，然后根據(jù)車輛輸出功率的需求，判斷單臺電機是否能夠滿足整車功率需求；
[0032](2)根據(jù)步驟(I)的判斷結果，同時結合整車多能源控制策略，控制器將通過離合器總成的分離控制，選擇單機或雙機驅(qū)動，以及通過控制單臺電機的輸出功率實現(xiàn)整車的耦合驅(qū)動。
[0033]所述步驟(2)中，如單臺電機能夠滿足整車功率需求，則可通過離合器分離控制，使得其中一個電機停止工作，由另一個電機單獨驅(qū)動；如單臺電機不能夠滿足整車功率需求，則兩個電機一起驅(qū)動，最終實現(xiàn)雙電機耦合驅(qū)動。
[0034]所述步驟(2)中，當兩臺電機都工作在正常狀態(tài)時，整個系統(tǒng)采用能量最優(yōu)策略實現(xiàn)動力輸出耦合，當某一臺電機出現(xiàn)故障時，另外一臺電機將切換至動力最優(yōu)策略實現(xiàn)動力輸出，優(yōu)先保證整車的動力性能能夠滿足車輛正常行駛。
[0035]上述雖然結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領域技術人員應該明白，在本發(fā)明的技術方案的基礎上，本領域技術人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。
【權利要求】
1.一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是:包括第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機、離合器總成、控制器和動力耦合器，第一驅(qū)動電機、第二驅(qū)動電機分別連接有一套離合器總成，控制器連接兩臺驅(qū)動電機，控制器連接每臺驅(qū)動電機的離合器總成，所述動力耦合器包括三個法蘭，兩套離合器總成通過不同的法蘭同軸水平連接動力耦合器，動力耦合器的輸出法蘭連接整車驅(qū)動軸。
2.如權利要求1所述的一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是:所述第一驅(qū)動電機和第二驅(qū)動電機通過高壓線連接控制器。
3.如權利要求1所述的一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是:所述離合器總成通過離合控制線連接控制器。
4.如權利要求1所述的一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是:所述動力耦合器內(nèi)部采用行星齒輪結構實現(xiàn)動力的耦合與換向。
5.如權利要求1所述的一種新能源汽車雙電機耦合驅(qū)動系統(tǒng)，其特征是:所述動力耦合器米用兩個輸入、一個輸出法蘭，而且兩個個輸入法蘭布置在相反的方向。
6.如權利要求1-5中任一項所述的驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，其特征是:包括以下步驟: (1)電機控制器通過與整車控制器進行信息交互，采集整車的車速、儲能系統(tǒng)狀態(tài)確定整車的狀態(tài)，確定整車的需求驅(qū)動功率，然后根據(jù)車輛輸出功率的需求，判斷單臺電機是否能夠滿足整車功率需求； (2)根據(jù)步驟(I)的判斷結果，同時結合整車多能源控制策略，控制器將通過離合器總成的分離控制，選擇單機或雙機驅(qū)動，以及通過控制單臺電機的輸出功率實現(xiàn)整車的耦合驅(qū)動。
7.如權利要求6所述的驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，其特征是:所述步驟(I)的具體方法為:電機控制器通過與整車控制器進行信息交互，采集整車的車速、儲能系統(tǒng)狀態(tài)確定整車的狀態(tài)；通過采集油門踏板或制動踏板的深度確定司機的駕駛意圖；通過電機控制器內(nèi)的水平傳感器確定整車當前道路情況，是處于上坡、平路還是下坡狀態(tài)，來判斷將要行駛的路況；根據(jù)以上信息即可確定整車的需求驅(qū)動功率，然后根據(jù)車輛輸出功率的需求，判斷單臺電機是否能夠滿足整車功率需求。
8.如權利要求6所述的驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，其特征是:所述步驟(2)中，如單臺電機能夠滿足整車功率需求，則可通過離合器分離控制，使得其中一個電機停止工作，由另一個電機單獨驅(qū)動；如單臺電機不能夠滿足整車功率需求，則兩個電機一起驅(qū)動，最終實現(xiàn)雙電機耦合驅(qū)動。
9.如權利要求8所述的驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法，其特征是:所述步驟⑵中，當兩臺電機都工作在正常狀態(tài)時，整個系統(tǒng)采用能量最優(yōu)策略實現(xiàn)動力輸出耦合，當某一臺電機出現(xiàn)故障時，另外一臺電機將切換至動力最優(yōu)策略實現(xiàn)動力輸出，優(yōu)先保證整車的動力性能能夠滿足車輛正常行駛。
【文檔編號】H02K7/10GK104139691SQ201410348074
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2014年7月21日 優(yōu)先權日:2014年7月21日
【發(fā)明者】王欽普, 宋金香, 王波, 劉濤, 范志先, 劉清波, 邵勁松, 許璇, 杜德勇 申請人:中通客車控股股份有限公司