基于单行星排的多模式混合动力系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于单行星排的多模式混合动力系统及其控制方法，前者包括有发动机、整车控制器、能量分流装置、驱动机构、第一电机和第二电机，第一电机和第二电机分别与所述能量分流装置传动连接，发动机通过第一离合器与行星架的转轴连接，第一电机通过第一齿轮副与内齿圈的转轴连接，内齿圈的转轴与驱动机构连接，第二电机通过第二齿轮副与太阳轮的转轴连接，第二离合器与第二电机的转轴连接，整车控制器使第一离合器、第二离合器和/或第三离合器接合或断开，第二离合器控制第二电机的转轴转动或锁止。上述系统结构简单，能够单电机、双电机、发动机和混合中任意一种方式驱动，提升系统的效率，减小驱动电机的转矩的需求，降低系统成本。

【技术实现步骤摘要】
基于单行星排的多模式混合动力系统及其控制方法
本专利技术涉及汽车控制
，尤其涉及一种基于单行星排的多模式混合动力系统。本专利技术还涉及一种包括上述基于单行星排的多模式混合动力系统的控制方法。
技术介绍
随着一次能源的逐渐枯竭和环境的日益恶化，节能减排性能优秀的新能源汽车逐渐成为现今汽车行业发展的趋势，其中，新能源汽车的动力系统分为混合动力、纯电动及燃料电池三种技术路线。在新能源汽车的动力系统中，混合动力技术路线由于不依赖于充电设施，在较大幅度降低整车燃油消耗的前提下额外增加的整车成本较少，目前已经得到了较大程度的发展。混合动力系统依据系统的工作方式，可分为串联、并联及混联等三种动力系统类型，其中，混联系统由于节油潜力最大，已经成为了市场的主流。现有混合动力系统中，当车辆的车速超过一定限值后，发电机的转速会出现负转速，从而导致出现功率循环的现象发生，使得系统的效率大大降低，为了解决上述问题，通过添加四个湿式离合器及制动器，可以实现输入分流、复合分流两种工作模式及四个发动机直接驱动速比，但是，该混合动力系统结构复杂，同时，对于驱动电机的转矩要求高，使得系统的成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述存在的至少一个问题，该目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术提供了一种基于单行星排的多模式混合动力系统，包括发动机、整车控制器、能量分流装置和驱动机构，所述发动机通过扭转减振器与所述能量分流装置传动连接，所述能量分流装置与所述驱动机构传动连接，所述多模式混合动力系统还包括第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机分别与所述能量分流装置传动连接；所述能量分流装置包括行星轮系、第一离合器和第二离合器，所述行星轮系包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈，所述扭转减振器通过所述第一离合器与所述行星架的转轴传动连接，所述第一电机通过第一齿轮副与所述内齿圈的转轴传动连接，所述内齿圈的转轴与所述驱动机构传动连接，所述第二电机通过第二齿轮副与所述太阳轮的转轴传动连接；所述整车控制器分别电连接所述第一离合器、所述第二离合器和所述发动机，所述整车控制器使得所述第一离合器和/或所述第二离合器接合或断开，所述第二离合器控制所述第二电机的转轴转动或锁止。优选地，所述能量分流装置还包括壳体，所述行星轮系、所述第一离合器和所述第二离合器分别设置在所述壳体内。优选地，所述第二离合器为爪形离合器，所述第二离合器的一端与所述壳体固接，所述第二离合器的另一端与所述第二电机的转轴固接。优选地，所述第二齿轮副为减速结构，所述第二齿轮副的小齿轮同轴套装在所述第二电机的转轴上，所述第二齿轮副的大齿轮与所述太阳轮的转轴同轴设置。优选地，所述第一齿轮副为减速结构，所述第一齿轮副的大齿轮同轴套装在所述内齿圈的转轴上，所述第一齿轮副的小齿轮同轴套装在所述第一电机的转轴上。优选地，所述多模式混合动力系统还包括机械电子泵，所述机械电子泵与所述整车控制器电连接，所述机械电子泵依次通过第三离合器、第三齿轮副与所述内齿圈的转轴传动连接，所述第三齿轮副为增速结构，所述第三齿轮副的大齿轮同轴套装在所述内齿圈的转轴上，所述第三齿轮副的小齿轮套装在所述第三离合器之主动端的转轴上，所述第三离合器的从动端与所述机械电子泵连接。优选地，所述多模式混合动力系统还包括集成控制器，所述集成控制器分别电连接所第一电机和所述第二电机，所述集成控制器用于控制所述第一电机和/或第二电机处于发电状态或动力输出状态。本专利技术还提供一种通过上述基于单行星排的多模式混合动力系统来实施的控制方法，所述控制方法的步骤如下：S1：采集车辆参数；S2：根据车辆参数判断多模式混合动力系统的工作模式，若为单电机驱动模式，则转入S301，若为双电机驱动模式，则转入S401，若为混合驱动模式，则转入S501，若为发动机模式，则转入S601，若为能量回收模式，则转入S701；S301：分别将第一电机的效率MAP和第二电机的效率MAP与车辆当前驱动所需转矩比较，若第一电机的效率MAP与车辆当前驱动所需功率相匹配，转入S302，若第二电机的效率MAP与车辆当前驱动所需功率相匹配，转入S303；S302：启动第一电机，将第一离合器分离，关闭发动机，将第一电机的动力依次通过第一齿轮副和行星轮系传输至驱动机构；S303：启动第二电机，分别将第一离合器和第二离合器分离，并关闭发动机，将第二电机的动力依次通过第二齿轮副和行星轮系传输至驱动机构；S401：根据第一电机的效率MAP和第二电机的效率MAP将车辆当前驱动所需转矩分配为第一转矩和第二转矩；S402：启动第一电机和第二电机，将第一离合器和第二离合器分离，关闭发动机，使得第一电机提供的第一转矩依次通过第一齿轮副和行星轮系传输至驱动机构，使得第二电机提供的第二转矩依次通过第二齿轮副和行星轮系传输至驱动机构；S501：计算车辆当前驱动所需转矩与发动机在最优工作点转矩的差值，将该差值作为第一电机的驱动转矩；S502：将第一离合器接合，将第二离合器分离，发动机通过行星轮系将动力传输至驱动机构，第一电机将动力通过第一齿轮副传输至驱动机构，第二电机依次通过第二齿轮副和行星轮系获取动力；S601：启动发动机，将第一离合器接合，第二离合器分离，发动机将动力通过行星轮系传输至驱动机构，第一电机和第二电机分别通过第一齿轮副和第二齿轮副获取动力；S701：利用第一齿轮副，使得第一电机与行星轮系的传动连接，使得驱动机构减速过程中的制动转矩传输至第一电机。优选地，在所述步骤S1中，将整车控制器与车辆的CAN总线连接，其中，采集的车辆参数包括有车速、车辆当前驱动所需转矩和动力电池的SOC。优选地，在所述步骤S6中，在所述步骤S2中，在整车控制器中预设低速阈值、高速阈值、SOC阈值和转矩阈值，当车速小于等于低速阈值时，车辆处于低速状态，当车速介于低速阈值和高速阈值之间时，车辆处于中速状态，当车速大于高速阈值时，车辆处于高速状态；当车速为低速状态、车辆当前驱动所需转矩低于转矩阈值且动力电池的SOC大于SOC阈值时，整车控制器将多模式混合动力系统的工作模式切换至单电机驱动模式；当车速为低速状态、车辆当前驱动所需转矩高于转矩阈值且动力电池的SOC大于SOC阈值时，整车控制器将多模式混合动力系统的工作模式切换至双电机驱动模式；当车速为中速状态或动力电池的SOC小于SOC阈值时，整车控制器将多模式混合动力系统的工作模式切换至混合驱动模式；当车速为高速状态时，整车控制器将多模式混合动力系统的工作模式切换至发动机驱动模式；当车辆的速度在预设时间内持续下降，整车控制器将多模式混合动力系统的工作模式切换至能量回收模式。本专利技术所提供的基于单行星排的多模式混合动力系统，包括发动机、整车控制器、能量分流装置和驱动机构，所述发动机通过扭转减振器与所述能量分流装置传动连接，所述能量分流装置与所述驱动机构传动连接，所述多模式混合动力系统还包括第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机分别与所述能量分流装置传动连接；所述能量分流装置包括行星轮系、第一离合器和第二离合器，所述行星轮系包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈，所述扭转减振器通过所述第一离合器与所述行星架的转轴传动连接，所述第一电机通过第一齿轮副与所述内齿圈的转轴传动连接，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于单行星排的多模式混合动力系统，包括发动机、整车控制器、能量分流装置和驱动机构，所述发动机通过扭转减振器与所述能量分流装置传动连接，所述能量分流装置与所述驱动机构传动连接，其特征在于，所述多模式混合动力系统还包括第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机分别与所述能量分流装置传动连接；所述能量分流装置包括行星轮系、第一离合器和第二离合器，所述行星轮系包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈，所述扭转减振器通过所述第一离合器与所述行星架的转轴传动连接，所述第一电机通过第一齿轮副与所述内齿圈的转轴传动连接，所述内齿圈的转轴与所述驱动机构传动连接，所述第二电机通过第二齿轮副与所述太阳轮的转轴传动连接，所述整车控制器分别电连接所述第一离合器、所述第二离合器和所述发动机，所述整车控制器使得所述第一离合器和/或所述第二离合器接合或断开，所述第二离合器控制所述第二电机的转轴转动或锁止。

【技术特征摘要】
1.一种基于单行星排的多模式混合动力系统，包括发动机、整车控制器、能量分流装置和驱动机构，所述发动机通过扭转减振器与所述能量分流装置传动连接，所述能量分流装置与所述驱动机构传动连接，其特征在于，所述多模式混合动力系统还包括第一电机和第二电机，所述第一电机和所述第二电机分别与所述能量分流装置传动连接；所述能量分流装置包括行星轮系、第一离合器和第二离合器，所述行星轮系包括太阳轮、行星轮、行星架和内齿圈，所述扭转减振器通过所述第一离合器与所述行星架的转轴传动连接，所述第一电机通过第一齿轮副与所述内齿圈的转轴传动连接，所述内齿圈的转轴与所述驱动机构传动连接，所述第二电机通过第二齿轮副与所述太阳轮的转轴传动连接，所述整车控制器分别电连接所述第一离合器、所述第二离合器和所述发动机，所述整车控制器使得所述第一离合器和/或所述第二离合器接合或断开，所述第二离合器控制所述第二电机的转轴转动或锁止。2.根据权利要求1所述的基于单行星排的多模式混合动力系统，其特征在于，所述能量分流装置还包括壳体，所述行星轮系、所述第一离合器和所述第二离合器分别设置在所述壳体内。3.根据权利要求2所述的基于单行星排的多模式混合动力系统，其特征在于，所述第二离合器为爪形离合器，所述第二离合器的一端与所述壳体固接，所述第二离合器的另一端与所述第二电机的转轴固接。4.根据权利要求3所述的基于单行星排的多模式混合动力系统，其特征在于，所述第二齿轮副为减速结构，所述第二齿轮副的小齿轮同轴套装在所述第二电机的转轴上，所述第二齿轮副的大齿轮与所述太阳轮的转轴同轴设置。5.根据权利要求4所述的基于单行星排的多模式混合动力系统，其特征在于，所述第一齿轮副为减速结构，所述第一齿轮副的大齿轮同轴套装在所述内齿圈的转轴上，所述第一齿轮副的小齿轮同轴套装在所述第一电机的转轴上。6.根据权利要求5所述的基于单行星排的多模式混合动力系统，其特征在于，所述多模式混合动力系统还包括机械电子泵，所述机械电子泵与所述整车控制器电连接，所述机械电子泵依次通过第三离合器、第三齿轮副与所述内齿圈的转轴传动连接，所述第三齿轮副为增速结构，所述第三齿轮副的大齿轮同轴套装在所述内齿圈的转轴上，所述第三齿轮副的小齿轮套装在所述第三离合器之主动端的转轴上，所述第三离合器的从动端与所述机械电子泵连接。7.根据权利要求6所述的基于单行星排的多模式混合动力系统，其特征在于，所述多模式混合动力系统还包括集成控制器，所述集成控制器分别电连接所第一电机和所述第二电机，所述集成控制器用于控制所述第一电机和/或第二电机处于发电状态或动力输出状态。8.一种基于单行星排的多模式混合动力系统的控制方法，其通过如权利要求1-7任一项所述的基于单行星排的多模式混合动力系统来实施，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：S1：采集车辆参数；S2：根据车辆参数判断多模式混合动力系统的工作模式，若为单电机驱动模式，则转入S301，若为双电机驱动模式，则转入S401，若为混合驱...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹玉凤，郑璜瑛，尚明利，王宏宇，潘海涛，
申请(专利权)人：杭州休伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33