一種可調(diào)速的雙電機(jī)多模式動(dòng)力系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電機(jī)驅(qū)動(dòng)領(lǐng)域，特別是涉及一種可調(diào)速的雙電機(jī)多模式動(dòng)力系統(tǒng)及驅(qū) 動(dòng)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，市面上的純電動(dòng)車輛的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)型式主要有集中式單電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和 分立式多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（輪轂電機(jī)或輪邊電機(jī)結(jié)構(gòu)）2種。集中式單電機(jī)系統(tǒng)存在車輛所 有車速工況下電機(jī)無(wú)法高效率運(yùn)轉(zhuǎn)導(dǎo)致總體效率偏低和電機(jī)性能要求高等技術(shù)問題；而分 立式多電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在集成制造難度大、多電機(jī)協(xié)調(diào)控制難度高和電機(jī)振動(dòng)疲勞壽命短 等主要技術(shù)問題。為此，基于雙電機(jī)的新型集中式動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)串聯(lián)結(jié)構(gòu)式的動(dòng)力總成系 統(tǒng)，利用1臺(tái)低速電機(jī)和1臺(tái)高速電機(jī)在不同車速工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，達(dá)到2臺(tái)電機(jī)盡量處于高效 率區(qū)運(yùn)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(jī)的轉(zhuǎn)矩耦合或者轉(zhuǎn)速耦合優(yōu)化雙電機(jī)的工作區(qū)間，達(dá)到節(jié)能目的。 現(xiàn)有的電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)存在以下問題：
[0004] 缺點(diǎn) 1 :
[0005] 專利CNlO 1633305實(shí)現(xiàn)高速電機(jī)和低速電機(jī)在不同車速下切換運(yùn)轉(zhuǎn)，從而提高動(dòng) 力系統(tǒng)效率。在車輛運(yùn)行時(shí)只有1臺(tái)電機(jī)參與工作，這就要求2臺(tái)電機(jī)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(diǎn) 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(shí)現(xiàn)2臺(tái)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩耦合或者轉(zhuǎn)速耦合行駛模式，但沒有辦法同時(shí)集 成轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合2種耦合模式，無(wú)法把2臺(tái)電機(jī)的性能集成優(yōu)勢(shì)發(fā)揮到最大，從而降 低了雙電機(jī)動(dòng)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(jī)多模式動(dòng)力系統(tǒng)，用于實(shí) 現(xiàn)雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速耦合驅(qū)動(dòng)模式，以及提高雙電機(jī)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(shí)現(xiàn)的：
[0010] -種可調(diào)速的雙電機(jī)多模式動(dòng)力系統(tǒng)，包括：主驅(qū)電機(jī)、輔助電機(jī)、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(yáng)輪、行星輪、行星架、齒圈和齒圈制動(dòng)器，所述行星輪 設(shè)置于行星架上，所述太陽(yáng)輪與行星輪嚙合，行星輪與齒圈嚙合；
[0012] 所述主驅(qū)電機(jī)通過傳動(dòng)軸連接于所述太陽(yáng)輪，所述輔助電機(jī)通過所述第一離合器 耦接于所述齒圈，并且所述輔助電機(jī)通過所述第二離合器耦接于所述太陽(yáng)輪，所述行星架 為雙電機(jī)多模式動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力輸出端。
[0013] 進(jìn)一步的，所述可調(diào)速的雙電機(jī)多模式動(dòng)力系統(tǒng)還包括動(dòng)力輸出軸、主減速器和 差速器總成；
[0014] 所述動(dòng)力輸出軸連接于所述行星架，動(dòng)力輸出軸的中段設(shè)置有萬(wàn)向節(jié)，主減速器 和差速器總成的輸出端連接于所述動(dòng)力輸出軸。
[0015] 進(jìn)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(jī)多模式驅(qū)動(dòng)方法，所述雙電機(jī)包括雙電機(jī)低速轉(zhuǎn)矩耦合、雙 電機(jī)中速轉(zhuǎn)矩耦合和雙電機(jī)高速轉(zhuǎn)速耦合工作模式；
[0018] 所述雙電機(jī)低速轉(zhuǎn)矩耦合工作模式為：
[0019] 主驅(qū)電機(jī)和輔助電機(jī)均上電工作，主驅(qū)電機(jī)動(dòng)力連接于單排行星輪系的太陽(yáng)輪， 輔助電機(jī)通過離合器動(dòng)力連接于所述太陽(yáng)輪，通過齒圈制動(dòng)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(jī)的動(dòng)力輸出端；
[0020] 所述雙電機(jī)中速轉(zhuǎn)矩耦合工作模式為：
[0021] 主驅(qū)電機(jī)和輔助電機(jī)均上電工作，主驅(qū)電機(jī)動(dòng)力連接于單排行星輪系的太陽(yáng)輪， 輔助電機(jī)通過離合器同時(shí)動(dòng)力連接于所述太陽(yáng)輪和行星輪系的齒圈，釋放制動(dòng)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(jī)的動(dòng)力輸出端；
[0022] 所述雙電機(jī)高速轉(zhuǎn)速耦合工作模式為：
[0023] 主驅(qū)電機(jī)和輔助電機(jī)均上電工作，主驅(qū)電機(jī)動(dòng)力連接于單排行星輪系的太陽(yáng)輪， 輔助電機(jī)通過離合器動(dòng)力連接于行星輪系的齒圈，釋放制動(dòng)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(jī)的動(dòng)力輸出端。
[0024] 進(jìn)一步的，所述雙電機(jī)還包括單電機(jī)驅(qū)動(dòng)、倒車和制動(dòng)反饋發(fā)電工作模式。
[0025] 進(jìn)一步的，所述可調(diào)速的雙電機(jī)多模式驅(qū)動(dòng)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(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)、車速、 電機(jī)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(jī)的 工作模式。
[0028] 進(jìn)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(jī)的工作模式包括：
[0029] 判斷當(dāng)前車速是否大于預(yù)設(shè)的低速值，若否，則判斷加速踏板信號(hào)是否大于預(yù)設(shè) 值，若加速踏板信號(hào)大于所述預(yù)設(shè)值，則控制雙電機(jī)以雙電機(jī)低速轉(zhuǎn)矩耦合工作模式工作， 若加速踏板信號(hào)小于或等于所述預(yù)設(shè)值，則控制雙電機(jī)以主驅(qū)電機(jī)單機(jī)驅(qū)動(dòng)工作模式工 作；
[0030] 若當(dāng)前車速大于預(yù)設(shè)的低速值，則判斷當(dāng)前車速是否大于預(yù)設(shè)的中速值，若是，則 控制雙電機(jī)以雙電機(jī)高速轉(zhuǎn)速耦合工作模式，若當(dāng)前車速小于或等于預(yù)設(shè)的中速值，則控 制雙電機(jī)以雙電機(jī)中速轉(zhuǎn)矩耦合工作模式工作。
[0031] 進(jìn)一步的，所述制動(dòng)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(yù)設(shè)的閾值，若是，則采用機(jī)械制動(dòng)片進(jìn)行強(qiáng)制機(jī)械 制動(dòng)；
[0033] 若汽車電池電壓是否小于或等于預(yù)設(shè)的閾值，則判斷當(dāng)前車速是否小于預(yù)設(shè)的制 動(dòng)車速，若是，則采用單電機(jī)制動(dòng)反饋發(fā)電，若否，則采用雙電機(jī)制動(dòng)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(jī)、輔助電機(jī)、第一離合器、第二離合器 和行星輪系，主驅(qū)電機(jī)連接于行星輪系的太陽(yáng)輪，通過控制第一離合器和第二離合器以及 齒圈制動(dòng)的不同工作狀態(tài)，可使主驅(qū)電機(jī)和輔助電機(jī)工作于雙電機(jī)低速轉(zhuǎn)矩耦合、雙電機(jī) 中速轉(zhuǎn)矩耦合和雙電機(jī)高速轉(zhuǎn)速耦合工作模式，不僅可使雙電機(jī)同時(shí)集成轉(zhuǎn)矩耦合和轉(zhuǎn)速 耦合2種耦合模式，而且還可實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)至少三個(gè)檔位以上的調(diào)速功能，實(shí)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(jī)的工作效率和性能。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的動(dòng)力 系統(tǒng)能較簡(jiǎn)便、可靠地完成各工作模式的實(shí)時(shí)切換，滿足整車各工況的動(dòng)力需求。
【附圖說明】
[0035] 圖1為本發(fā)明實(shí)施方式可調(diào)速的雙電機(jī)多模式動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；
[0036] 圖2為本發(fā)明實(shí)施方式可調(diào)速的雙電機(jī)多模式驅(qū)動(dòng)方法主流程圖；
[0037] 圖3為發(fā)明實(shí)施方式可調(diào)速的雙電機(jī)多模式驅(qū)動(dòng)方法驅(qū)動(dòng)子程序流程圖；
[0038] 圖4為發(fā)明實(shí)施方式可調(diào)速的雙電機(jī)多模式驅(qū)動(dòng)方法制動(dòng)子程序流程圖；
[0039] 圖5為本發(fā)明實(shí)施方式可調(diào)速的雙電機(jī)多模式動(dòng)力系統(tǒng)的控制邏輯結(jié)構(gòu)圖。
[0040] 標(biāo)號(hào)說明：
[0041] 1、主驅(qū)電機(jī)；2、輔助電機(jī)；3、第一離合器；4、第二離合器；5、齒圈制動(dòng)器；6、萬(wàn)向 節(jié)；7、主減速器和差速器總成。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式 并配合附圖詳予說明。
[0043] 請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明實(shí)施方式一種可調(diào)速的雙電機(jī)多模式動(dòng)力系統(tǒng)，其包括主驅(qū)電 機(jī)1、輔助電機(jī)2、第一離合器3、第二離合器4、齒圈制動(dòng)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(yáng)輪、行星輪、行星架、齒圈和齒圈制動(dòng)器，所述行星輪設(shè)置 于行星架上，所述太陽(yáng)輪與行星輪嚙合，行星輪與齒圈嚙合。其中，太陽(yáng)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