本發(fā)明屬于電動汽車技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種二合一純電動汽車動力總成及電動汽車控制系統(tǒng)和控制方法。

背景技術(shù)：

目前新能源純電動汽車動力系統(tǒng)普遍采用電動機加上二級齒輪變速器(減速器)結(jié)構(gòu)，電機和變速器在汽車總裝廠組合在一體作為動力總成安裝到汽車上。安裝時電機前端法蘭和變速器電機安裝面用若干個螺釘聯(lián)接，變速器輸入和電機軸采用花鍵付聯(lián)接。這種組合方式在電機及變速器二處都增加法蘭，使整個動力總成質(zhì)量增加，另外方面二個組合誤差的積累使電機軸和變速器輸入軸的同軸度難以保證，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生噪聲和振動，內(nèi)外花鍵的間隙聯(lián)接也存在可靠性安全隱患，這樣影響了部件的使用可靠性和壽命，也給駕駛帶來感官上的振動和噪音困擾。此外,在采用上述電機和變速器組裝成一體的電動汽車，在行駛過程中，往往也會由于目前的電動汽車的控制方法不當或控制策略不夠精細，也會產(chǎn)生額外的振動沖擊和噪聲，比如在汽車快速起步、緊急制動過程中，這樣也加劇了由于上述組裝造成的同軸度度誤差和放大噪聲及振動沖擊，常時間的行駛也會造成電機、變速器等部件的損壞，影響使用壽命和用戶的感受。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種二合一純電動汽車動力總成及電動汽車控制系統(tǒng)和方法,它克服了上述電機和變速器組合時固有的缺點，采用電機和變速器二合一設(shè)計方案，減輕動力總成重量，減少汽車主機廠的裝配工作量，提高總裝生產(chǎn)效率，降低整車成本。此外優(yōu)化了電動汽車的控制方法，減少控制方法的因素對加劇電機和變速器等機械部件安裝缺陷的進一步惡化影響，提高可靠性和使用壽命，改善了駕駛感受。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種二合一純電動汽車動力總成，包括變速器殼體，其特征在于：所述的變速器殼體包括一體化前半殼體及后殼體，一體化前半殼體及后殼體相連接形成腔體，腔體內(nèi)安裝有差速器總成、齒輪減速機構(gòu)，一體化前半殼體上設(shè)有電動機腔體，電動機腔體內(nèi)安裝有電動機，位于電動機腔體的前側(cè)設(shè)有電機端蓋。所述電動機通過所述齒輪減速機構(gòu)將動力傳遞到差速器總成。

所述齒輪減速機構(gòu)包括輸入軸、輸出軸，輸入軸上一體設(shè)置第一主動齒輪，輸出軸上設(shè)置第一從動齒輪和一體設(shè)置的第二主動齒輪，第一主動齒輪和第一從動齒輪嚙合，第二主動齒輪與差速器總成上的主減速齒輪嚙合。所述電動機的電機軸與所述輸入軸連接。在上述的一種二合一純電動汽車動力總成中，所述的電動機腔體內(nèi)安裝有電機定子、電機轉(zhuǎn)子及電機軸，電機軸的軸端設(shè)置莫氏錐度齒及花鍵，變速器的齒輪減速機構(gòu)的輸入軸的內(nèi)孔為莫氏錐孔，內(nèi)孔壁上設(shè)有花鍵，電機軸的軸端插入所述輸入軸的內(nèi)孔內(nèi)并通過緊固螺栓固定連接。

在上述的一種二合一純電動汽車動力總成中，所述的變速器的齒輪減速機構(gòu)的輸入軸的油封設(shè)有與電機軸配合的油封唇口。

一種純電動汽車的控制系統(tǒng)和控制方法，該純電動汽車的控制系統(tǒng)包括二合一純電動汽車動力總成和控制單元，所述動力總成包括變速器殼體，所述的變速器殼體包括一體化前半殼體及后殼體，一體化前半殼體及后殼體相連接形成腔體，腔體內(nèi)安裝有差速器總成、齒輪減速機構(gòu)，一體化前半殼體上設(shè)有電動機腔體，電動機腔體內(nèi)安裝有電動機，位于電動機腔體的前側(cè)設(shè)有電機端蓋，所述電動機通過所述齒輪減速機構(gòu)將動力傳遞到差速器總成，其中，所述控制單元具備：

行駛狀態(tài)檢測部，其能根據(jù)電動汽車行駛信息判定當前電動汽車是否為即將加速起動或再生制動狀態(tài)；所述汽車行駛信息包括當前的行駛速度、加速度、加速踏板開度和電動機驅(qū)動扭矩；

扭矩分配裝置，在所述行駛狀態(tài)檢測部判定電動汽車處于即將加速起動狀態(tài)時，能夠在與加速踏板開度變化量與時間的比值成比例的加速參數(shù)大于或等于第1閾值時，將基于汽車行駛信息的行駛用的第1目標扭矩值設(shè)定為電動機驅(qū)動扭矩值，直到與行駛速度成比例的速度參數(shù)增加至大于或等于第2閾值時，將基于汽車行駛信息的行駛用的第2目標扭矩值設(shè)定為電動機驅(qū)動扭矩值，所述第2目標扭矩值為當前加速踏板開度對應(yīng)的行駛所需的電動機驅(qū)動扭矩值，所述第1目標扭矩值小于第2目標扭矩值；

所述扭矩分配裝置在所述行駛狀態(tài)檢測部判定電動汽車處于再生制動狀態(tài)時，能夠在與行駛速度成比例的速度參數(shù)降低至小于或等于第3閾值之前，將基于汽車行駛信息的行駛用的第3目標扭矩值設(shè)定為電動機驅(qū)動扭矩值，如果所述速度參數(shù)變?yōu)樾∮诨虻扔诘?閾值，則該扭矩分配裝置將使汽車制動停車并維持停車狀態(tài)的第4目標扭矩值設(shè)定為所述電動機驅(qū)動扭矩值；以及

電動機控制部，其基于所述電動機驅(qū)動扭矩對所述電動機進行控制，

如果所述速度參數(shù)變?yōu)樾∮诨虻扔诘?閾值，則所述電動機控制部利用作為所述電動機驅(qū)動扭矩值的所述第4目標扭矩值使汽車制動停車并維持停車狀態(tài)。

還包括補償控制部，所述補償控制部在電動汽車處于傾斜道路上坡時將補償系數(shù)設(shè)定為正值，在下坡時將所述補償系數(shù)設(shè)定為負值，在平坦道路上時將補償系數(shù)設(shè)定為0；所述補償控制部能夠利用補償系數(shù)與所述電動機驅(qū)動扭矩值的乘積確定補償扭矩值，從而對電動機驅(qū)動扭矩值進行補償。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)突出且有益的技術(shù)效果是：

1、本發(fā)明取消了獨立的電動機殼體設(shè)計，將電動機殼體與變速器殼體一體設(shè)計，其中取消了電動機前端蓋，有效減輕了整體重量,同時由于一體化的設(shè)計，避免了傳統(tǒng)獨立安裝時產(chǎn)生的同軸度較難保證，容易產(chǎn)生噪聲和振動的缺陷，提高了部件使用壽命和可靠性。本發(fā)明二合一的動力總成的設(shè)計減少了軸向尺寸，極大的節(jié)省安裝空間，也有利于整車布置。本發(fā)明取消電機前蓋軸承，一體化設(shè)計，提高了裝配精度，使運轉(zhuǎn)理平穩(wěn)。電機軸和輸入軸采用莫氏錐孔和莫氏錐齒的連接結(jié)構(gòu)，使得連接更可靠，提高了動力總成可靠性和耐久性。油封唇口直徑減少，降低了唇口線速度，有利于電機采用更高轉(zhuǎn)速。

2、本發(fā)明對汽車控制進行了優(yōu)化，通過針對不同行駛狀態(tài)對電動機扭矩進行優(yōu)化控制，很好的減少了在行駛過程中，由于目前的電動汽車的控制方法不當或控制策略不夠精細，產(chǎn)生的額外的振動沖擊和噪聲，比如在汽車快速起步、緊急制動過程中，同時，這樣也減少了對車輛動力總成和造成的額外振動沖擊，延長了使用壽命和可靠性，也給駕駛者太累較好的駕駛體驗。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的部分結(jié)構(gòu)半剖圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖以具體實施例對本發(fā)明作進一步描述：本發(fā)明的一個實施方式的電動汽車具備控制裝置、動力機構(gòu)以及其它控制部件等裝置，其中包括下文即將提到的二合一純電動汽車動力總成。特別是本實施方式的電動汽車的控制裝置，能夠響應(yīng)于通過加速踏板的操作而對汽車進行起動、加減速、停止控制。

參見圖1，一種二合一純電動汽車動力總成，包括變速器殼體，所述的變速器殼體包括一體化前半殼體2及后殼體3，一體化前半殼體2及后殼體3相連接形成腔體4，腔體內(nèi)安裝有差速器總成5、齒輪減速機構(gòu)，一體化前半殼體2上設(shè)有電動機腔體6，電動機腔體6內(nèi)安裝有電動機7，位于電動機腔體6的前側(cè)設(shè)有電機端蓋8。所述電動機7通過所述齒輪減速機構(gòu)將動力傳遞到差速器總成5。所述齒輪減速機構(gòu)包括輸入軸17、輸出軸18，輸入軸上一體設(shè)置第一主動齒輪1，輸出軸18上設(shè)置第一從動齒輪19和一體設(shè)置的第二主動齒輪20，第一主動齒輪1和第一從動齒輪19嚙合，第二主動齒輪20與差速器總成5上的主減速齒輪21(或稱作齒圈)嚙合。所述電動機7的電機軸11與所述輸入軸17連接。

所述的電動機腔體6內(nèi)安裝有電機定子10、電機轉(zhuǎn)子9及電機軸11，電機軸11的軸端設(shè)置莫氏錐度齒12及花鍵13，所述齒輪減速機構(gòu)的輸入軸17的內(nèi)孔為莫氏錐孔，內(nèi)孔壁上設(shè)有花鍵，電機軸11的軸端插入所述輸入軸17的內(nèi)孔內(nèi)并通過緊固螺栓14固定連接。

所述齒輪減速機構(gòu)的輸入軸17的油封15設(shè)有與電機軸11配合的油封唇口16。

下面對發(fā)明的控制方法作進一步描述：

一種純電動汽車的控制裝置和控制方法，該純電動汽車包括二合一純電動汽車動力總成和控制單元，所述動力總成包括變速器殼體，所述的變速器殼體包括一體化前半殼體2及后殼體3，一體化前半殼體2及后殼體3相連接形成腔體4，腔體內(nèi)安裝有差速器總成5、齒輪減速機構(gòu)，一體化前半殼體2上設(shè)有電動機腔體6，電動機腔體6內(nèi)安裝有電動機7，位于電動機腔體6的前側(cè)設(shè)有電機端蓋8，所述電動機7通過所述齒輪減速機構(gòu)將動力傳遞到差速器總成5，其中，所述控制單元具備：

行駛狀態(tài)檢測部，其能根據(jù)電動汽車行駛信息判定當前電動汽車是否為即將加速起動或再生制動狀態(tài)；所述汽車行駛信息包括當前的行駛速度、加速度、加速踏板開度和電動機驅(qū)動扭矩；

扭矩分配裝置，在所述行駛狀態(tài)檢測部判定電動汽車處于即將加速起動狀態(tài)時，能夠在與加速踏板開度變化量與時間的比值成比例的加速參數(shù)大于或等于第1閾值時，將基于汽車行駛信息的行駛用的第1目標扭矩值設(shè)定為電動機驅(qū)動扭矩值，直到與行駛速度成比例的速度參數(shù)增加至大于或等于第2閾值時，將基于汽車行駛信息的行駛用的第2目標扭矩值設(shè)定為電動機驅(qū)動扭矩值，所述第2目標扭矩值為當前加速踏板開度對應(yīng)的行駛所需的電動機驅(qū)動扭矩值，所述第1目標扭矩值小于第2目標扭矩值；

所述扭矩分配裝置在所述行駛狀態(tài)檢測部判定電動汽車處于再生制動狀態(tài)時，能夠在與行駛速度成比例的速度參數(shù)降低至小于或等于第3閾值之前，將基于汽車行駛信息的行駛用的第3目標扭矩值設(shè)定為電動機驅(qū)動扭矩值，如果所述速度參數(shù)變?yōu)樾∮诨虻扔诘?閾值，則該扭矩分配裝置將使汽車制動停車并維持停車狀態(tài)的第4目標扭矩值設(shè)定為所述電動機驅(qū)動扭矩值；以及

電動機控制部，其基于所述電動機驅(qū)動扭矩對所述電動機進行控制，

如果所述速度參數(shù)變?yōu)樾∮诨虻扔诘?閾值，則所述電動機控制部利用作為所述電動機驅(qū)動扭矩值的所述第4目標扭矩值使汽車制動停車并維持停車狀態(tài)；

補償控制部，所述補償控制部在電動汽車處于傾斜道路上坡時將補償系數(shù)設(shè)定為正值，在下坡時將所述補償系數(shù)設(shè)定為負值，在平坦道路上時將補償系數(shù)設(shè)定為0；所述補償控制部能夠利用補償系數(shù)與所述電動機驅(qū)動扭矩值的乘積確定補償扭矩值，從而對電動機驅(qū)動扭矩值進行補償。

現(xiàn)有技術(shù)中，當汽車起動時，駕駛員快速加速需求會造成純電動汽車快速響應(yīng)，進而產(chǎn)生加速沖擊振動和噪聲，也給電動機產(chǎn)生較大的功率負擔，容易損壞電動機或傳動部件，也會帶來不快的駕駛感。本申請顯然注意到了這一點，需要對加速起動過程進行優(yōu)化控制，而采用加速踏板的開度變化量不能準確或更精確獲取駕駛者的加速快慢意圖，因此采取加速踏板開度變化量與時間的比值來準確獲取加速快慢的意圖更為精確。同樣，在減速制動過程中，在汽車速度將要為0的附近時刻也存在的振動沖擊的可能，也給汽車動力總成等傳動部件和駕駛者帶來危害，顯然也需要對其進行優(yōu)化控制。顯然，本申請根據(jù)加速起動和減速制動階段產(chǎn)生的不利因素進行上述優(yōu)化控制，獲得了較好的效果。此外發(fā)明人也考慮到了車輛行駛工況的復(fù)雜狀況對車輛控制的影響，如上坡、下坡等復(fù)雜工況，采用補償控制部電動機驅(qū)動扭矩分工況進行補償，消除了由于路況不同帶來的控制效果差異。

此外，對于上坡或者下坡路段，為了更好的停車和起動，也可進一步計算提供給車輛驅(qū)動輪以使得車輛保持靜止地位于傾斜的路面上的電動機目標驅(qū)動扭矩，控制電動機提供使車輛保持靜止地位于傾斜的路面上所需的目標驅(qū)動扭矩，以使得駕駛員能夠及時介入踩踏剎車駐車或加速起步以避免車輛在傾斜的路面上的發(fā)生不期望的后退或前進。

上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非依此限制本發(fā)明的保護范圍，故：凡依本發(fā)明的結(jié)構(gòu)、形狀、原理所做的等效變化，均應(yīng)涵蓋于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。