一种混合动力车的发动机工作状态调节的方法与流程

本发明属于混合动力汽车（hybridelectricvehicle，hev）领域，具体涉及一种基于复合结构双转子电机的混合动力车的发动机工作状态调节的方法。

背景技术：

石油是不可再生能源，随着内燃机汽车的逐渐增多，全球化的能源危机和环境污染问题越发突出，混合动力汽车能有效减少能源的消耗和降低污染物的排放，近来得到快速的发展。

中国专利文献cn1572052a于2005年1月25日公开了一种电力机械转换器，又称为复合结构双转子电机，它包含两个机械端口和两个电气端口，由绕线式内转子、双层鼠笼结构的中间转子和绕线式定子组成。其中内转子绕组接到其转轴上的三个集电环上，再通过电刷引出。内转子和外转子的内笼构成内感应电机，命名为“内电机”。定子和外转子的外笼构成外感应电机，命名为“外电机”。由于复合结构双转子电机中间转子中的双层鼠笼磁场耦合严重，控制策略的确定上比较困难。该专利的双转子电机在中间转子双层鼠笼条之间添加了一层隔磁环，减弱了内外电机间的磁场耦合，降低了电机的控制难度。

但是现有技术还没有使用该复合结构双转子电机实施调节发动机工作状态，以提高混合动力车的燃油经济性的相关记载。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题就是提供一种混合动力车的发动机工作状态调节的方法，它能将混合动力车调整为发动机曲线优化工作、纯电动工作和驻车充电三种工作状态，提高混合动力车的燃油经济性。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括以下步骤：

步骤1、在复合结构双转子电机的动力输入轴上安装第一同步器t1，输出轴上安装第二同步器t2；

步骤2、同时接合第一同步器t1和第二同步器t2，发动机与电机，电机与车轮之间均有动力传递，hev运行在发动机曲线优化工作状态；

步骤3、在第一同步器t1断开、第二同步器t2接合时，发动机与电机之间动力中断，电机与车轮之间有动力传递，hev运行在纯电动工作状态；

步骤4、在第一同步器t1接合、第二同步器t2断开时，发动机与电机之间有动力传递，电机与车轮之间动力中断，hev运行在驻车充电状态。

本发明的技术效果是：

实现了发动机曲线优化工作、纯电动工作和驻车充电工作三种状态的调节，提高了混合动力车的燃油经济性。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的hev动力系统结构示意图；

图2为同步器的结构示意图；

图3为当hev需求转矩较小时，hev的功率流示意图；

图4为当hev需求转矩较大时，hev的功率流示意图；

图5为纯电动工作状态下的hev的功率流示意图；

图6为驻车充电状态的hev的功率流示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

如图1所示的hev动力系统结构如下：发动机输出轴与内电机em1的内转子相连，em1的外转子与外电机em2的转子之间夹装隔磁环，再与主减速器相连，隔磁环内部的内转子与外转子构成内电机em1，隔磁环外部的转子与定子构成外电机em2，内电机em1的内转子绕组通过滑环和电力电子变换器vsi1与电池相连，电池另一端通过电力电子变换器vsi2连接至外电机em2的定子绕组。

本发明包括以下步骤：

步骤1、在复合结构双转子电机的动力输入轴上安装第一同步器t1，输出轴上安装第二同步器t2；

如图2所示，同步器采用汽车变速器换挡同步器的结构，在hev的动力输入轴和输出轴上安装一组相同的齿轮g1和g2，同步器可以在变速器操纵机构控制下按箭头方向移动，使齿轮g1,g2接合或断开，从而实现输入轴和输出轴之间动力传递与中断。采用同步器可以减少输入轴与输出轴在不同的转速下接合时产生的齿轮冲击，动力传递更加平顺。

步骤2、同时接合第一同步器t1和第二同步器t2，发动机与电机，电机与车轮之间均有动力传递，hev运行在发动机曲线优化工作状态；

根据汽车的速度特性曲线和万有特性曲线，在最佳燃油消耗率曲线附近，hev的动力性不能完全保证，由于复合结构双转子电机的混合动力汽车在任何路况下行驶时，能够保证发动机工作在最佳燃油消耗率曲线附近。发动机的转速仅由em1的工作来决定，始终工作在最佳燃油消耗率曲线附近，而不受路面负载的影响，当hev需求转矩较小时，hev的功率流如图3所示：em1处于发电状态，将发动机多余的能量储存起来，使发动机工作于最佳燃油消耗率曲线附近；当hev需求转矩较大时，hev的功率流如图4所示：蓄电池通过电力电子变换器vsi2控制外电机em2补充汽车所需要的转矩。这样实现了在不同路面负载的情况下，发动机始终工作于最佳燃油消耗率曲线附近。

步骤3、在第一同步器t1断开、第二同步器t2接合时，发动机与电机之间动力中断，电机与车轮之间有动力传递，hev运行在纯电动工作状态；

当蓄电池的荷电状态处于高效工作区，路面负载较小的情况下，将发动机输出轴的第一同步器t1断开，中断与电机的动力传动；如图5所示：蓄电池通过电力电子变换器vsi2控制em2工作，从而驱动hev行驶。

步骤4、在第一同步器t1接合、第二同步器t2断开时，发动机与电机之间有动力传递，电机与车轮之间动力中断，hev运行在驻车充电状态；

在城市道路中，hev处于频繁启停的工作状态下，在hev停车等待过程中，将主减速器的输入轴的第二同步器t2断开，使动力无法传递到车轮；如图6所示，怠速运转的发动机使em1处于发电状态，对蓄电池进行充电。这样减少了怠速状态下发动机对于能源的浪费。

本发明具有以下几方面优点：

1、hev在各种道路负载的情况下行驶时，发动机可以始终工作于最佳燃油消耗率曲线附近；

2、hev在路面负载较小的情况下可以使发动机停止工作，切换到纯电动工作的模式；

3、在城市道路hev需要频繁启停的情况下，可以利用发动机的怠速运转对蓄电池进行充电，实现能量的回收，减少能源浪费。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种混合动力车的发动机工作状态调节的方法，它包括以下步骤：1、在复合结构双转子电机的动力输入轴上安装第一同步器T1、输出轴上安装第二同步器T2；2、同时接合第一同步器T1和第二同步器T2，发动机与电机，电机与车轮之间均有动力传递，HEV运行在发动机曲线优化工作状态；3、在第一同步器T1断开、第二同步器T2接合时，发动机与电机之间动力中断，HEV运行在纯电动工作状态；4、在第一同步器T1接合、第二同步器T2断开时，发动机与电机之间有动力传递，HEV运行在驻车充电状态。本发明的技术效果是：将混合动力车调整为发动机曲线优化工作、纯电动工作、和驻车充电三种工作状态，提高了混合动力车的燃油经济性。

技术研发人员：徐奇伟;蒋小彪;赵蒙;罗骁枭;王孚康;叶宵云;陈金罗;杨云;辛欣欣
受保护的技术使用者：重庆大学
技术研发日：2017.06.13
技术公布日：2017.10.03