一种电动汽车动力耦合系统的控制方法与流程

本发明涉及新能源汽车领域，尤其涉及一种电动汽车动力耦合系统的控制方法。

背景技术：

随着石油资源的缺乏和人们环保意识的提高，迫切需要可节省能源和低排放甚至是零排放的绿色环保汽车产品。为此，世界各国政府以及各大汽车制造商都在加大力度开发各种不同类型的电动汽车。与传统内燃机相比，电动汽车牵引电机具有较宽的工作范围，并且电机低速时恒转矩和高速时恒功率的特性更适合车辆运行需求。近年来，用于电动汽车的动力驱动系统及其工作模式已成为研究热点。

但是，由于涉及传统发动机驱动以及电动机驱动，整车对动力的需求多有变化，目前尚未有有效满足整车各种动力需求的控制方案。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种电动汽车动力耦合系统的控制方法，能够满足整车各种动力需求。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电动汽车动力耦合系统的控制方法，所述电动汽车动力耦合系统包括：发动机、与所述发动机同轴相连的发电机、设置在所述发动机与所述发电机之间的离合器、以及通过变速机构分别与所述离合器和差速器相连的驱动电机，所述控制方法包括：

步骤S21，当电池SOC值低于第一阈值时，根据车速高低控制所述电动汽车动力耦合系统进入增程模式或混合驱动模式；

步骤S22，在所述增程模式行驶时，解析加速踏板信号，控制所述驱动电机的转速，同时直接控制所述发动机的力矩和所述发电机的转速，使所述发动机运行在目标转速范围内；

步骤S23，在所述混合驱动模式行驶时，解析加速踏板信号得到发动机转速需求，控制改变所述发动机的转速，以保证发动机转速与发动机目标转速趋于一致。

其中，所述步骤S21具体包括：

当车速低于第二阀值时，控制所述电动汽车动力耦合系统进入增程模式；

当车速高于第二阀值时，控制所述电动汽车动力耦合系统进入混合驱动模式。

其中，所述控制所述电动汽车动力耦合系统进入增程模式具体包括：

控制断开所述离合器，所述发电机作为启动电机启动所述发动机，启动后的所述发动机带动所述发电机发电，以向电池充电或给所述驱动电机供电，所述驱动电机的动力经所述变速机构传递给所述差速器。

其中，所述控制所述电动汽车动力耦合系统进入混合驱动模式具体包括：

控制所述离合器结合，所述发动机的动力一部分与所述驱动电机的动力相耦合并传递给所述差速器；所述发动机的另一部分动力带动所述发电机发电以向电池充电或给所述驱动电机供电。

其中，所述控制方法还包括：

当电池SOC值高于第一阈值时，控制所述发动机、发电机均不工作，断开所述离合器，所述驱动电机的动力经所述变速机构后传递给所述差速器，所述电动汽车动力耦合系统进入纯电动模式。

本发明实施例电动汽车动力耦合系统的控制方法，可根据电池SOC值及车速需求自动实现各种工作模式的切换，满足整车各种动力需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例中电动汽车动力耦合系统的结构示意图。

图2是本发明实施例电动汽车动力耦合系统的控制方法的流程示意图。

图3是本发明实施例中电动汽车动力耦合系统工作于增程模式的示意图。

图4是本发明实施例中电动汽车动力耦合系统工作于混合模式的示意图。

图5是本发明实施例中电动汽车动力耦合系统工作于纯电动模式的示意图。

具体实施方式

以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

请参照图1所示，本发明实施例中电动汽车动力耦合系统，包括：

发动机10；

发电机11，与发动机10同轴相连；

离合器20，设置在发动机10与发电机11之间；

驱动电机12，通过变速机构分别与离合器20和差速器30相连。

其中，离合器20包括相互配合的主动部分和从动部分，离合器20的主动部分与发动机10的输出轴100相固定。变速机构与离合器20相连的轴为空心轴。

变速机构具体包括齿轮21-25，其中：

第一齿轮21与离合器20的从动部分相连；

第二齿轮22设置在驱动电机12的输出轴上；

第一齿轮21和第二齿轮22均啮合在第三齿轮23上；

第三齿轮23依次通过第四齿轮24和第五齿轮25与差速器30相连。

本实施例中，发动机10与发电机11同轴相连，结构更为紧凑，并且因为将省去二者之间额外的变速机构，传动效率更高。由此，图1所示的发动机10的输出轴100与发电机11的电机轴110为同一轴。

为对发动机10的输出进行缓冲和减振，本实施例还包括减振器40，设置在发动机10与离合器20之间，减振器40的输入端与发动机10相连，减振器40的输出端与离合器20的主动部分相连。具体的，减振器10可以为扭转减振器或液力耦合器。

差速器30则通过驱动轴50与驱动轮60相连。

本实施例中，作为另一种实现方式，离合器20为双离合器，该双离合器包括第一离合器和第二离合器，第一离合器的从动部分与发电机11相连，第二离合器的从动部分与变速机构相连。

上述结构的电动汽车动力耦合系统，各部件布局合理，结构紧凑，有利于装配且节省空间，提高了车内空间利用率。

本实施例的动力耦合系统具有纯电动模式、增程模式及混合驱动模式，可根据电池SOC值及车速需求自动实现三种模式的切换，由此，本发明实施例提供一种如图1所示的电动汽车动力耦合系统的控制方法，请参照图2所示，包括：

步骤S21，当电池SOC值低于第一阈值时，根据车速高低控制所述电动汽车动力耦合系统进入增程模式或混合驱动模式；

步骤S22，在所述增程模式行驶时，解析加速踏板信号，控制所述驱动电机的转速，同时直接控制所述发动机的力矩和所述发电机的转速，使所述发动机运行在目标转速范围内；

步骤S23，在所述混合驱动模式行驶时，解析加速踏板信号得到发动机转速需求，控制改变所述发动机的转速，以保证发动机转速与发动机目标转速趋于一致。

在增程模式行驶时，如果车速高于第二阈值，则控制离合器20结合，进入混合驱动模式；在混合驱动模式行驶时，如果车速低于第二阈值，则控制断开离合器20，车辆切换为增程模式行驶。也就是说，当电池SOC值低于第一阈值时，可根据车速的高低情况自动选择增程模式（车速低于第二阈值）或者混合驱动模式（车速高于第二阈值）进行驱动，以满足整车的动力需求。

如图3所示，控制所述电动汽车动力耦合系统进入增程模式具体包括：控制断开离合器20，发电机11作为启动电机启动发动机10，启动后的发动机10带动发电机11发电，以向电池充电或给驱动电机12供电，驱动电机12的动力经第二齿轮22、第三齿轮23以及第四齿轮24、第五齿轮25两级减速后传递给差速器30，经差速器30将动力传递到驱动轮60，此时车辆以增程模式行驶在低速区域，动力传递路线如图3中箭头所示。

如图4所示，控制所述电动汽车动力耦合系统进入混合驱动模式具体包括：控制离合器20结合，发动机10的动力一部分经齿轮第一齿轮21传递到第三齿轮23，驱动电机12用于辅助驱动，其动力经第二齿轮22传递到第三齿轮23，实现发动机10与驱动电机12的动力耦合，耦合后的动力经第四齿轮24、第五齿轮25后传递给差速器30；发动机10的另一部分动力带动发电机11发电，以向电池充电或给驱动电机12供电，此时车辆以混合驱动模式行驶在高速区域，动力传递路线如图4中箭头所示。

再如图5所示，当电池SOC值高于第一阈值时，控制发动机10、发电机11均不工作，断开离合器20，驱动电机12的动力经第二齿轮22、第三齿轮23以及第四齿轮24、第五齿轮25两级减速后传递给差速器30，经差速器30将动力传递到驱动轮60，此时车辆以纯电动模式行驶在全车速区域，动力传递路线如图5中箭头所示。

需要说明的是，发电机11在任何工况下均不用来驱动车辆，驱动电机12仅起驱动作用，不采用发电/电动双重模式，即驱动电机无制动能量回收功能。

上述三种模式以表格体现如下：

第一阈值用于判断电池SOC值的高低，第二阈值用于判断车速的高低，本实施例不对第一阈值和第二阈值的取值范围做限定，通常可以根据具体的控制策略自由设定，不同的控制策略下，第一阈值和第二阈值的取值都不尽相同。设定好第一阈值和第二阈值后，则自动判断并根据判断结果在三种模式间自动切换。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。