一種可調(diào)速的雙電機多模式動力系統(tǒng)及驅(qū)動方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機驅(qū)動領(lǐng)域，特別是涉及一種可調(diào)速的雙電機多模式動力系統(tǒng)及驅(qū) 動方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，市面上的純電動車輛的驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有集中式單電機驅(qū)動系統(tǒng)和 分立式多電機驅(qū)動系統(tǒng)（輪轂電機或輪邊電機結(jié)構(gòu)）2種。集中式單電機系統(tǒng)存在車輛所 有車速工況下電機無法高效率運轉(zhuǎn)導致總體效率偏低和電機性能要求高等技術(shù)問題；而分 立式多電機驅(qū)動系統(tǒng)存在集成制造難度大、多電機協(xié)調(diào)控制難度高和電機振動疲勞壽命短 等主要技術(shù)問題。為此，基于雙電機的新型集中式動力系統(tǒng)設計成為另一種解決方案。
[0003] 在已有技術(shù)中，專利CN101633305公開了一種雙電機串聯(lián)結(jié)構(gòu)式的動力總成系 統(tǒng)，利用1臺低速電機和1臺高速電機在不同車速工況下運轉(zhuǎn)，達到2臺電機盡量處于高效 率區(qū)運轉(zhuǎn)的目的；專利 CN203739605U、CN102490599、CN201110257806 和 ACN104015600 均采 用并聯(lián)方式，利用雙電機的轉(zhuǎn)矩耦合或者轉(zhuǎn)速耦合優(yōu)化雙電機的工作區(qū)間，達到節(jié)能目的。 現(xiàn)有的電機驅(qū)動技術(shù)存在以下問題：
[0004] 缺點 1 :
[0005] 專利CNlO 1633305實現(xiàn)高速電機和低速電機在不同車速下切換運轉(zhuǎn)，從而提高動 力系統(tǒng)效率。在車輛運行時只有1臺電機參與工作，這就要求2臺電機均具備較大功率以 滿足車輛在不同車速下均有良好的加速性能。
[0006] 缺點 2 :
[0007] 專利 CN203739605U、CN102490599、CN201110257806 和 ACN104015600 均采用并聯(lián) 方式，其結(jié)構(gòu)上只能實現(xiàn)2臺電機的轉(zhuǎn)矩耦合或者轉(zhuǎn)速耦合行駛模式，但沒有辦法同時集 成轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合2種耦合模式，無法把2臺電機的性能集成優(yōu)勢發(fā)揮到最大，從而降 低了雙電機動力系統(tǒng)的整體效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可調(diào)速的雙電機多模式動力系統(tǒng)，用于實 現(xiàn)雙電機轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動模式，以及提高雙電機系統(tǒng)在不同車速工況下的工作效 率。
[0009] 本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的：
[0010] -種可調(diào)速的雙電機多模式動力系統(tǒng)，包括：主驅(qū)電機、輔助電機、第一離合器、第 二離合器和單排行星輪系；
[0011] 所述單排行星輪系包括太陽輪、行星輪、行星架、齒圈和齒圈制動器，所述行星輪 設置于行星架上，所述太陽輪與行星輪嚙合，行星輪與齒圈嚙合；
[0012] 所述主驅(qū)電機通過傳動軸連接于所述太陽輪，所述輔助電機通過所述第一離合器 耦接于所述齒圈，并且所述輔助電機通過所述第二離合器耦接于所述太陽輪，所述行星架 為雙電機多模式動力系統(tǒng)的動力輸出端。
[0013] 進一步的，所述可調(diào)速的雙電機多模式動力系統(tǒng)還包括動力輸出軸、主減速器和 差速器總成；
[0014] 所述動力輸出軸連接于所述行星架，動力輸出軸的中段設置有萬向節(jié)，主減速器 和差速器總成的輸出端連接于所述動力輸出軸。
[0015] 進一步的，所述第一離合器和第二離合器為電磁離合器或濕式多片離合器。
[0016] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的另一技術(shù)方案為：
[0017] -種可調(diào)速的雙電機多模式驅(qū)動方法，所述雙電機包括雙電機低速轉(zhuǎn)矩耦合、雙 電機中速轉(zhuǎn)矩耦合和雙電機高速轉(zhuǎn)速耦合工作模式；
[0018] 所述雙電機低速轉(zhuǎn)矩耦合工作模式為：
[0019] 主驅(qū)電機和輔助電機均上電工作，主驅(qū)電機動力連接于單排行星輪系的太陽輪， 輔助電機通過離合器動力連接于所述太陽輪，通過齒圈制動器鎖止單排行星輪系的齒圈， 行星齒輪系的行星架為雙電機的動力輸出端；
[0020] 所述雙電機中速轉(zhuǎn)矩耦合工作模式為：
[0021] 主驅(qū)電機和輔助電機均上電工作，主驅(qū)電機動力連接于單排行星輪系的太陽輪， 輔助電機通過離合器同時動力連接于所述太陽輪和行星輪系的齒圈，釋放制動器使所述齒 圈處于自由旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，行星齒輪系的行星架為雙電機的動力輸出端；
[0022] 所述雙電機高速轉(zhuǎn)速耦合工作模式為：
[0023] 主驅(qū)電機和輔助電機均上電工作，主驅(qū)電機動力連接于單排行星輪系的太陽輪， 輔助電機通過離合器動力連接于行星輪系的齒圈，釋放制動器使所述齒圈處于自由旋轉(zhuǎn)狀 態(tài)，行星齒輪系的行星架為雙電機的動力輸出端。
[0024] 進一步的，所述雙電機還包括單電機驅(qū)動、倒車和制動反饋發(fā)電工作模式。
[0025] 進一步的，所述可調(diào)速的雙電機多模式驅(qū)動方法包括：
[0026] 采集汽車控制參數(shù)，所述汽車控制參數(shù)包括加速踏板信號、制動踏板信號、車速、 電機轉(zhuǎn)速和汽車的電源電壓；
[0027] 根據(jù)所述汽車控制參數(shù)估算整車的轉(zhuǎn)矩需求，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩需求控制雙電機的 工作模式。
[0028] 進一步的，所述根據(jù)所述汽車控制參數(shù)估算整車的轉(zhuǎn)矩需求，并根據(jù)所述轉(zhuǎn)矩需 求控制雙電機的工作模式包括：
[0029] 判斷當前車速是否大于預設的低速值，若否，則判斷加速踏板信號是否大于預設 值，若加速踏板信號大于所述預設值，則控制雙電機以雙電機低速轉(zhuǎn)矩耦合工作模式工作， 若加速踏板信號小于或等于所述預設值，則控制雙電機以主驅(qū)電機單機驅(qū)動工作模式工 作；
[0030] 若當前車速大于預設的低速值，則判斷當前車速是否大于預設的中速值，若是，則 控制雙電機以雙電機高速轉(zhuǎn)速耦合工作模式，若當前車速小于或等于預設的中速值，則控 制雙電機以雙電機中速轉(zhuǎn)矩耦合工作模式工作。
[0031] 進一步的，所述制動反饋發(fā)電工作模式包括：
[0032] 判斷汽車電池電壓是否大于預設的閾值，若是，則采用機械制動片進行強制機械 制動；
[0033] 若汽車電池電壓是否小于或等于預設的閾值，則判斷當前車速是否小于預設的制 動車速，若是，則采用單電機制動反饋發(fā)電，若否，則采用雙電機制動反饋發(fā)電。
[0034] 本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明包括主驅(qū)電機、輔助電機、第一離合器、第二離合器 和行星輪系，主驅(qū)電機連接于行星輪系的太陽輪，通過控制第一離合器和第二離合器以及 齒圈制動的不同工作狀態(tài)，可使主驅(qū)電機和輔助電機工作于雙電機低速轉(zhuǎn)矩耦合、雙電機 中速轉(zhuǎn)矩耦合和雙電機高速轉(zhuǎn)速耦合工作模式，不僅可使雙電機同時集成轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速 耦合2種耦合模式，而且還可實現(xiàn)雙電機至少三個檔位以上的調(diào)速功能，實現(xiàn)不同的工作 模式滿足車輛不同的行駛工況，充分利用雙電機的工作效率和性能。本發(fā)明所設計的動力 系統(tǒng)能較簡便、可靠地完成各工作模式的實時切換，滿足整車各工況的動力需求。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明實施方式可調(diào)速的雙電機多模式動力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明實施方式可調(diào)速的雙電機多模式驅(qū)動方法主流程圖；
[0037] 圖3為發(fā)明實施方式可調(diào)速的雙電機多模式驅(qū)動方法驅(qū)動子程序流程圖；
[0038] 圖4為發(fā)明實施方式可調(diào)速的雙電機多模式驅(qū)動方法制動子程序流程圖；
[0039] 圖5為本發(fā)明實施方式可調(diào)速的雙電機多模式動力系統(tǒng)的控制邏輯結(jié)構(gòu)圖。
[0040] 標號說明：
[0041] 1、主驅(qū)電機；2、輔助電機；3、第一離合器；4、第二離合器；5、齒圈制動器；6、萬向 節(jié)；7、主減速器和差速器總成。
【具體實施方式】
[0042] 為詳細說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式 并配合附圖詳予說明。
[0043] 請參閱圖1，本發(fā)明實施方式一種可調(diào)速的雙電機多模式動力系統(tǒng)，其包括主驅(qū)電 機1、輔助電機2、第一離合器3、第二離合器4、齒圈制動器5、和單排行星輪系（圖1中的 PG)。所述單排行星輪系包括太陽輪、行星輪、行星架、齒圈和齒圈制動器，所述行星輪設置 于行星架上，所述太陽輪與行星輪嚙合，行星輪與齒圈嚙合。其中，太陽輪齒數(shù)為Zs、齒圈的 齒數(shù)為Zr、k = Zr/Zs為行星輪系的特征參數(shù)。主