一种新能源汽车用油电混合动力系统和控制方法与流程

本发明属于新能源汽车动力系统，尤其涉及一种新能源汽车用油电混合动力系统和控制方法。

背景技术：

1、增程式电动汽车即具备电动汽车在低速条件下效率高、能耗低的优点，又解决了电动汽车长途出行及极端工况行驶时补电的问题，在一定条件下，解决了电动汽车里程焦虑的问题；增程式电动汽车采用的是燃油增程系统发电，电机驱动整车行驶的模式，但是在整车高速行驶时，相比于同工况条件下以燃油发动机进行驱动的汽车，增程式电动汽车相对效率低约20％-25％，其中发电转换损失减少约10％，电驱效率损失减少约10％-15％。

2、当前市场情况下，多采用前置燃油发动机+双电机方案(以下称双电机系统)，并由此产生两大类技术方案：第一类，双电机增程式电动汽车：燃油发动机和其中一个电机一起发电，另一个电机进行车辆行驶驱动；第二类，双电机油电混动汽车：燃油发动机除了和其中一个电机一起发电外，还可以通过机械差速减速机构对车辆进行驱动；以上两大类方案，当整车需要四驱时，则需要在后轴额外增加一个电机驱动系统，不具备经济性，在很大程度上也造成了资源的浪费；再就是采用由1套燃油发动机+1个电机组成的前置增程发电系统+后置电驱方案，该方案的前置增程发电系统中，其发动机只是和电机进行发电，没有参与直接驱动；本发明将提供一种新能源汽车用油电混合动力系统，保证车辆，在低速条件下具备电动汽车效率高、能耗低的优点；在高速条件下，具备更低的燃油消耗水平。

技术实现思路

1、本发明提供一种新能源汽车用油电混合动力系统和控制方法，旨在解决背景技术提出的问题。

2、本发明是这样实现的，一种新能源汽车用油电混合动力系统，包括前置单电机油电动力机构和后电驱动力机构，且配置有控制模块；

3、所述前置单电机油电动力机构包括油电动力单元，所述油电动力单元包括一个燃油发动机和一个增程电机，所述油电动力单元输出轴上设有差减单元，所述差减单元包括一组固定速比的减速齿轮和差速器，所述油电动力单元和所述差减单元之间设有电控机械单元，所述电控机械单元用于实现所述油电动力单元与所述差减单元之间的机械连接与断开；

4、所述后电驱动力机构由一个驱动电机、减速齿轮和差速器共同组成；

5、所述控制模块内置mcu与bms控制单元，其中：

6、mcu控制单元根据整车系统的请求，统筹管理动力系统中各机构的工作状态；bms控制单元对电能进行统一管理。

7、优选的，所述电控机械单元包括电控离合器和电控滑套结构中的任一一种。

8、优选的，所述后电驱动力机构中的驱动电机由控制器控制。

9、优选的，还包括新能源动力电池，所述新能源动力电池为所述油电动力单元中的电机和所述后电驱动力机构中的驱动电机提供电源。

10、优选的，所述新能源动力电池储存所述前置单电机油电动力机构发出的且所述后电驱动力机构使用后的多余电能。

11、优选的，所述新能源动力电池可在车辆制动时制动回收电能。

12、一种新能源汽车用油电混合动力系统的控制方法，所述控制方法用于控制新能源汽车用油电混合动力系统，所述控制方法可实现车辆前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动，且包括以下控制模式：

13、控制模式一，纯电动驱动；

14、控制模块接收整车需求，bms控制单元管理新能源动力电池电量，根据检测到的电池soc状况，当其高于设定阈值，且当车辆车速低于设定阈值或车辆所需要功率低于设定阈值，此时燃油发动机不起动，车辆通过后电驱动力机构中的驱动电机进行驱动；

15、控制模式二，增程电动驱动；

16、控制模块接收整车需求，bms控制单元管理新能源动力电池电量，根据检测到的电池soc状况，当其低于设定阈值时，启动前置单电机增程系统；

17、此时前置单电机增程系统按如下方法工作：

18、1)控制电控机械单元处于断开状态；

19、2)增程电机启动，快速将燃油发动机带动至需要的转速，燃油发动机点火启动；

20、3)燃油发动机通过调速齿轮带动电机以稳定的转速转动，电机输出电能；

21、此时增程系统按如下方法工作：

22、1)燃油发动机与增程电机之间通过一组齿轮进行匹配，保证燃油发动机与增程电机均可以工作在相对高效区间；

23、2)增程系统发动机以设定的稳定转速进行工作，当需求变化时以另一设定的稳定转速工作；

24、3)为保证行驶中制动回收能量能够被新能源动力电池吸收，电池soc电量不高于设定阈值；

25、4)当电池soc水平低于设定阈值时，增程系统所发的电能除满足电驱需求，同时给新能源动力电池补充电能；

26、5)当电池soc电量高于一个设定阈值且低于另一设定阈值时，增程系统与电驱需求基本处于电能平衡状态，增程系统燃油发动机以稳定的转速进行工作，增程系统所发的电能满足当前车辆后驱电机需求，当车辆需求与当前所发电能差值超过设定的范围，增程系统将调整转速基本保持所发电能在设定波动范围内满足车辆需求，在波动范围内多余的电能补充到新能源动力电池，不足部分有由新能源动力电池提供；电池soc总体上处于不增不减状态；

27、控制模式三，前轮燃油驱动；

28、控制模块接收整车需求，当车辆车速稳定高于设定阈值，此时车辆由燃油发动机驱动；

29、此时前置单电机增程系统按如下方法工作：

30、1)控制电控机械单元处于结合状态；

31、2)增程电机跟随燃油发动机转速做0输出；

32、3)燃油发动机动力经电控机械单元、两级减速齿轮、差速器、传动轴，传输到车轮，驱动车辆行驶；

33、此时后置电驱电机跟随车辆做0输出，当车辆制动时做制动能量回收，当车辆加速时驱动电机做功率输出进入另一工作模式；

34、控制模式四，前轮燃油驱动+后轮电机驱动；

35、控制模块接收整车需求，当车辆处于以下任一状态时，

36、状态一，当车速高于设定阈值，且需要急加速时；

37、状态二，当车速低于设定阈值，扭矩需求高于设定阈值；

38、车辆进入前燃油驱动+后轮电机驱动的四驱模式：

39、此时前置单电机增程系统按如下方法工作：

40、1)控制电控机械单元处于结合状态；

41、2)增程电机跟随燃油发动机转速做0输出；

42、3)燃油发动机动力经电控机械单元、两级减速齿轮、差速器、传动轴，传输到车轮，驱动车辆行驶；

43、此时后置电驱电机跟随车辆做扭矩输出，当车辆制动时做制动能量回收。

44、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

45、通过本发明动力系统和控制方法可实现：车辆前轮驱动、后轮驱动和四轮驱动，具体为以下四种模式，1)后轮纯电驱动行驶；2)前增程电机发电，后轮电动行驶；3)前轮燃油驱动；4)前轮燃油驱动+后轮电机驱动，油电混合驱动功能；

46、本发明的前置单电机油电动力机构的电控机械单元工作如下：1)在前置单电机油电动力机构的增程电机发电时，电控机械单元与差减单元脱开；2)在车辆需要发动机直驱时，调节油电动力单元输出轴转速，使其与差减单元输入轴转速同步或转速差在标定范围内，从而使得电控机械单元能够实现油电动力单元与差减单元之间的机械连接；

47、通过以上描述可以保证车辆，在低速条件下具备电动汽车效率高、能耗低的优点；在高速条件下，具备更低的燃油消耗水平。