本發(fā)明涉及新能源汽車領(lǐng)域，尤其涉及一種電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

隨著石油資源的缺乏和人們環(huán)保意識(shí)的提高，迫切需要可節(jié)省能源和低排放甚至是零排放的綠色環(huán)保汽車產(chǎn)品。為此，世界各國政府以及各大汽車制造商都在加大力度開發(fā)各種不同類型的電動(dòng)汽車。與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)相比，電動(dòng)汽車牽引電機(jī)具有較寬的工作范圍，并且電機(jī)低速時(shí)恒轉(zhuǎn)矩和高速時(shí)恒功率的特性更適合車輛運(yùn)行需求。近年來，用于電動(dòng)汽車的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其工作模式已成為研究熱點(diǎn)。

但是，由于涉及傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)以及電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，整車對(duì)動(dòng)力的需求多有變化，目前尚未有有效滿足整車各種動(dòng)力需求的控制方案。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)及其控制方法，能夠滿足整車各種動(dòng)力需求。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)，包括：

發(fā)動(dòng)機(jī)；

發(fā)電機(jī)，與所述發(fā)動(dòng)機(jī)同軸相連；

啟動(dòng)電機(jī)，與所述發(fā)動(dòng)機(jī)相連，用于啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)；

離合器，設(shè)置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述發(fā)電機(jī)之間；

驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過變速機(jī)構(gòu)分別與所述離合器和所述差速器相連。

其中，所述離合器包括相互配合的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分，所述離合器的主動(dòng)部分與所述發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出軸相固定。

其中，所述變速機(jī)構(gòu)包括第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、第四齒輪和第五齒輪，所述第一齒輪與所述離合器的從動(dòng)部分相連；所述第二齒輪設(shè)置在所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上；所述第一齒輪和第二齒輪均嚙合在所述第三齒輪上；所述第三齒輪依次通過所述第四齒輪和所述第五齒輪與所述差速器相連。

其中，所述電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)還包括：

減振器，設(shè)置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述離合器之間，所述減振器的輸入端與所述發(fā)動(dòng)機(jī)相連，所述減振器的輸出端與所述離合器的主動(dòng)部分相連。

本發(fā)明還提供一種電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)，包括：

發(fā)動(dòng)機(jī)；

發(fā)電機(jī)，與所述發(fā)動(dòng)機(jī)同軸相連；

啟動(dòng)電機(jī)，與所述發(fā)動(dòng)機(jī)相連，用于啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)；

離合器，設(shè)置在所述發(fā)動(dòng)機(jī)與所述發(fā)電機(jī)之間；

驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過變速機(jī)構(gòu)分別與所述離合器和所述差速器相連；

其中，所述離合器為雙離合器，所述雙離合器包括第一離合器和第二離合器，所述第一離合器的從動(dòng)部分與所述發(fā)電機(jī)相連，所述第二離合器的從動(dòng)部分與所述變速機(jī)構(gòu)相連。

本發(fā)明還提供一種電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)的控制方法，包括：

步驟S21，當(dāng)電池SOC值低于第一閾值時(shí)，根據(jù)車速高低控制所述電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)進(jìn)入增程模式或混合驅(qū)動(dòng)模式；

步驟S22，在所述增程模式行駛時(shí)，解析加速踏板信號(hào)并根據(jù)當(dāng)前車速計(jì)算力矩需求，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出力矩，同時(shí)直接控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在目標(biāo)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)；

步驟S23，在所述混合驅(qū)動(dòng)模式行駛時(shí)，解析加速踏板信號(hào)并根據(jù)當(dāng)前車速計(jì)算力矩需求，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩。

其中，所述步驟S21具體包括：

當(dāng)車速低于第二閥值時(shí)，控制所述電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)進(jìn)入增程模式；

當(dāng)車速高于第二閥值時(shí)，控制所述電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)進(jìn)入混合驅(qū)動(dòng)模式。

其中，所述控制所述電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)進(jìn)入增程模式具體包括：

控制斷開所述離合器，所述發(fā)電機(jī)作為啟動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)所述發(fā)動(dòng)機(jī)，啟動(dòng)后的所述發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)發(fā)電，以向電池充電或給所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)所述變速機(jī)構(gòu)傳遞給所述差速器。

其中，所述控制所述電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)進(jìn)入混合驅(qū)動(dòng)模式具體包括：

控制所述離合器結(jié)合，所述發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力一部分與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力相耦合并傳遞給所述差速器；所述發(fā)動(dòng)機(jī)的另一部分動(dòng)力帶動(dòng)所述發(fā)電機(jī)發(fā)電以向電池充電或給所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)供電。

其中，所述控制方法還包括：

當(dāng)電池SOC值高于第一閾值時(shí)，控制所述發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)均不工作，斷開所述離合器，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)力經(jīng)所述變速機(jī)構(gòu)后傳遞給所述差速器，所述電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)進(jìn)入純電動(dòng)模式。

本發(fā)明實(shí)施例電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)及其控制方法，可根據(jù)電池SOC值及車速需求自動(dòng)實(shí)現(xiàn)各種工作模式的切換，滿足整車各種動(dòng)力需求。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本發(fā)明實(shí)施例一電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施例二電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)的控制方法的流程示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施例二中電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)工作于增程模式的示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施例二中電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)工作于混合模式的示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施例二中電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)工作于純電動(dòng)模式的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下各實(shí)施例的說明是參考附圖，用以示例本發(fā)明可以用以實(shí)施的特定實(shí)施例。本發(fā)明所提到的方向和位置用語，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「內(nèi)」、「外」、「頂部」、「底部」、「側(cè)面」等，僅是參考附圖的方向或位置。因此，使用的方向和位置用語是用以說明及理解本發(fā)明，而非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

請參照圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例一提供一種電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)，包括：

發(fā)動(dòng)機(jī)10；

發(fā)電機(jī)11，與發(fā)動(dòng)機(jī)10同軸相連；

啟動(dòng)電機(jī)13，與發(fā)動(dòng)機(jī)10相連，用于啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10；

離合器20，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)10與發(fā)電機(jī)11之間；

驅(qū)動(dòng)電機(jī)12，通過變速機(jī)構(gòu)分別與離合器20和差速器30相連。

本實(shí)施例通過設(shè)置單獨(dú)的啟動(dòng)電機(jī)13，在發(fā)動(dòng)機(jī)10需要啟動(dòng)時(shí)，可以更快速和安靜地啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10，啟動(dòng)后的發(fā)動(dòng)機(jī)10帶動(dòng)發(fā)電機(jī)11向電池充電或者給驅(qū)動(dòng)電機(jī)12供電，發(fā)電機(jī)11不用來啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10。

其中，離合器20包括相互配合的主動(dòng)部分和從動(dòng)部分，離合器20的主動(dòng)部分與發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出軸100相固定。變速機(jī)構(gòu)與離合器20相連的軸為空心軸。

變速機(jī)構(gòu)具體包括齒輪21-25，其中：

第一齒輪21與離合器20的從動(dòng)部分相連；

第二齒輪22設(shè)置在驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的輸出軸上；

第一齒輪21和第二齒輪22均嚙合在第三齒輪23上；

第三齒輪23依次通過第四齒輪24和第五齒輪25與差速器30相連。

本實(shí)施例中，發(fā)動(dòng)機(jī)10與發(fā)電機(jī)11同軸相連，結(jié)構(gòu)更為緊湊，并且因?yàn)閷⑹∪ザ咧g額外的變速機(jī)構(gòu)，傳動(dòng)效率更高。由此，圖1所示的發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出軸100與發(fā)電機(jī)11的電機(jī)軸110為同一軸。

為對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)10的輸出進(jìn)行緩沖和減振，本實(shí)施例還包括減振器40，設(shè)置在發(fā)動(dòng)機(jī)10與離合器20之間，減振器40的輸入端與發(fā)動(dòng)機(jī)10相連，減振器40的輸出端與離合器20的主動(dòng)部分相連。具體的，減振器10可以為扭轉(zhuǎn)減振器或液力耦合器。

差速器30則通過驅(qū)動(dòng)軸50與驅(qū)動(dòng)輪60相連。

本實(shí)施例中，作為另一種實(shí)現(xiàn)方式，離合器20為雙離合器，該雙離合器包括第一離合器和第二離合器，第一離合器的從動(dòng)部分與發(fā)電機(jī)11相連，第二離合器的從動(dòng)部分與變速機(jī)構(gòu)相連。

上述結(jié)構(gòu)的電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)，各部件布局合理，結(jié)構(gòu)緊湊，有利于裝配且節(jié)省空間，提高了車內(nèi)空間利用率。

本實(shí)施例的動(dòng)力耦合系統(tǒng)具有純電動(dòng)模式、增程模式及混合驅(qū)動(dòng)模式，可根據(jù)電池SOC值及車速需求自動(dòng)實(shí)現(xiàn)三種模式的切換，由此，本發(fā)明實(shí)施例二提供一種如本發(fā)明實(shí)施一所述的電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)的控制方法，請參照圖2所示，包括：

步驟S21，當(dāng)電池SOC值低于第一閾值時(shí)，根據(jù)車速高低控制所述電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)進(jìn)入增程模式或混合驅(qū)動(dòng)模式；

步驟S22，在所述增程模式行駛時(shí)，解析加速踏板信號(hào)并根據(jù)當(dāng)前車速計(jì)算力矩需求，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出力矩，同時(shí)直接控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行在目標(biāo)轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)；

步驟S23，在所述混合驅(qū)動(dòng)模式行駛時(shí)，解析加速踏板信號(hào)并根據(jù)當(dāng)前車速計(jì)算力矩需求，控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出力矩。

在增程模式行駛時(shí)，如果車速高于第二閾值，則控制離合器20結(jié)合，進(jìn)入混合驅(qū)動(dòng)模式；在混合驅(qū)動(dòng)模式行駛時(shí)，如果車速低于第二閾值，則控制斷開離合器20，車輛切換為增程模式行駛。也就是說，當(dāng)電池SOC值低于第一閾值時(shí)，可根據(jù)車速的高低情況自動(dòng)選擇增程模式（車速低于第二閾值）或者混合驅(qū)動(dòng)模式（車速高于第二閾值）進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，以滿足整車的動(dòng)力需求。

如圖3所示，控制所述電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)進(jìn)入增程模式具體包括：控制斷開離合器20，發(fā)電機(jī)11作為啟動(dòng)電機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)10，啟動(dòng)后的發(fā)動(dòng)機(jī)10帶動(dòng)發(fā)電機(jī)11發(fā)電，以向電池充電或給驅(qū)動(dòng)電機(jī)12供電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的動(dòng)力經(jīng)第二齒輪22、第三齒輪23以及第四齒輪24、第五齒輪25兩級(jí)減速后傳遞給差速器30，經(jīng)差速器30將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪60，此時(shí)車輛以增程模式行駛在低速區(qū)域，動(dòng)力傳遞路線如圖3中箭頭所示。

如圖4所示，控制所述電動(dòng)汽車動(dòng)力耦合系統(tǒng)進(jìn)入混合驅(qū)動(dòng)模式具體包括：控制離合器20結(jié)合，發(fā)動(dòng)機(jī)10的動(dòng)力一部分經(jīng)齒輪第一齒輪21傳遞到第三齒輪23，驅(qū)動(dòng)電機(jī)12用于輔助驅(qū)動(dòng)，其動(dòng)力經(jīng)第二齒輪22傳遞到第三齒輪23，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)10與驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的動(dòng)力耦合，耦合后的動(dòng)力經(jīng)第四齒輪24、第五齒輪25后傳遞給差速器30；發(fā)動(dòng)機(jī)10的另一部分動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)11發(fā)電，以向電池充電或給驅(qū)動(dòng)電機(jī)12供電，此時(shí)車輛以混合驅(qū)動(dòng)模式行駛在高速區(qū)域，動(dòng)力傳遞路線如圖4中箭頭所示。

再如圖5所示，當(dāng)電池SOC值高于第一閾值時(shí)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)10、發(fā)電機(jī)11均不工作，斷開離合器20，驅(qū)動(dòng)電機(jī)12的動(dòng)力經(jīng)第二齒輪22、第三齒輪23以及第四齒輪24、第五齒輪25兩級(jí)減速后傳遞給差速器30，經(jīng)差速器30將動(dòng)力傳遞到驅(qū)動(dòng)輪60，此時(shí)車輛以純電動(dòng)模式行駛在全車速區(qū)域，動(dòng)力傳遞路線如圖5中箭頭所示。

需要說明的是，發(fā)電機(jī)11在任何工況下均不用來驅(qū)動(dòng)車輛，驅(qū)動(dòng)電機(jī)12僅起驅(qū)動(dòng)作用，不采用發(fā)電/電動(dòng)雙重模式，即驅(qū)動(dòng)電機(jī)無制動(dòng)能量回收功能。

上述三種模式以表格體現(xiàn)如下：

第一閾值用于判斷電池SOC值的高低，第二閾值用于判斷車速的高低，本實(shí)施例不對(duì)第一閾值和第二閾值的取值范圍做限定，通?？梢愿鶕?jù)具體的控制策略自由設(shè)定，不同的控制策略下，第一閾值和第二閾值的取值都不盡相同。設(shè)定好第一閾值和第二閾值后，則自動(dòng)判斷并根據(jù)判斷結(jié)果在三種模式間自動(dòng)切換。

以上所揭露的僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。