[发明专利]一种电动四驱混合动力系统及其控制方法

说明书

技术领域

本发明属于混合动力汽车驱动系统及控制方法领域，具体涉及一种电动四驱混合动力系统及其控制方法。

背景技术

目前，随着国家新能源战略的确立，研发的不断投入，电动汽车的发展前景日益明朗，投入的企业也越来越多。但由于新能源汽车的成本和整车性能距离消费者的实际要求还有一段差距，所以新能源汽车的发展还存在诸多挑战。现有的新能源汽车技术主要集中在混合动力汽车和纯电动汽车领域，在已知技术中，与本发明或实用新型技术效果相似的技术材料有：CN101407173A；它主要的结构是：发动机、第一电动机、第二电动机以及两个行星齿轮机构。但是它的缺点是：结构较复杂，节油和环保效果有限，不能自动调节驱动模式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型电动四驱混合动力系统及其控制方法，主要结构包括：发动机，第一电动/发电机(MG1)，第二电动/发电机(MG2)，动力电池，行星齿轮机构，前后减速器等；主要驱动源为发动机，通过控制系统使其始终工作在最佳燃料消耗区间，提供所需动力的同时，多余能量经MG1发电，给动力电池补充电量。低速行驶或者需要后轮辅助驱动的时候，系统自动控制(MG2)启动；当剩余电池电量SOC低于设定值SOCL时，发动机被启动。前驱动力系统主要结构为：第一驱动电机与行星齿轮太阳轮连接，发动机与行星架连接，外齿圈作为动力输出端与前驱减速器连接。通过此行星齿轮机构，可实现速比可调节。

纯电动模式下低速行驶采取后轮主电机驱动；纯电动模式下高速行驶采取双电机驱动；高速模式下发动机独立驱动，并给电池充电；四驱模式下发动机与后轮电机共同驱动；四驱模式下发动机与双电机共同驱动；制动时可通过前后轮电机给电池充电，实现能量回收。

具体技术方案如下：

一种电动四驱混合动力系统，包括：发动机，第一电动/发电机(MG1)，第二电动/发电机(MG2)和行星齿轮机构，所述发动机用于提供整车所需部分动力；所述第一电动/发电机(MG1)通过行星齿轮机构连接至发动机，用于将发动机的多余能量进行发电，和/或驱动汽车前轮；所述第二电动/发电机(MG2)用于驱动汽车后轮。

进一步地，还包括前减速器和后减速器，所述第一电动/发电机(MG1)通过前减速器连接至前轮，所述第二电动/发电机(MG2)通过后减速器连接至后轮。

进一步地，还包括控制系统和电池系统，所述控制系统分别控制连接第一电动/发电机(MG1)，第二电动/发电机(MG2)，电池系统和发动机，并控制发动机工作在最佳燃料消耗区间。

进一步地，还包括动力电池，第一电动/发电机(MG1)连接至该动力电池并可向其补充电量。

进一步地，第一电动/发电机(MG1)连接至行星齿轮机构的行星齿轮太阳轮，发动机通过第一离合器(C1)连接至行星齿轮机构的行星架，行星齿轮机构的外齿圈作为动力输出端与第二离合器(C2)连接至前减速器连接。

上述电动四驱混合动力系统的控制方法，采用如下步骤：

(1)定义电动四驱混合动力系统的运行模式：纯电动模式，高速模式，四驱模式和制动模式；

(2)当纯电动模式下且低速行驶时，采取第二电动/发电机(MG2)驱动；

(3)当纯电动模式下且高速行驶时，采取第一电动/发电机(MG1)和第二电动/发电机(MG2)同时驱动；

(4)当高速模式时，发动机独立驱动，并给动力电池充电；

(5)当四驱模式时，发动机与第二电动/发电机(MG2)共同驱动，或者发动机与第一电动/发电机(MG1)和第二电动/发电机(MG2)同时驱动共同驱动；

(6)当制动模式时，通过第一电动/发电机(MG1)和第二电动/发电机(MG2)同时驱动给动力电池充电，实现能量回收。

进一步地，当动力电池的剩余电池电量SOC低于设定值SOCL时，发动机被启动。

进一步地，所述低速和高速行驶判断采用如下步骤：1)车速传感器检测获得车辆实际行驶速度V；2)与整车设置的速度参考值V₀，V_max进行比较得出其速度为低速或高速。

进一步地，制动模式下，在车辆制动过程中，制动踏板位置传感器检测获得制动要求，当满足制动需求的前提下，通过第一电动/发电机(MG1)和第二电动/发电机(MG2)的反转，实现发电功能，给动力电池充电。

进一步地，对动力电池的充电过程中，将电池剩余电量与预设的电池荷电高限阀值SOCH比较，只有当电池电量高于SOCH才通过整车控制器控制发动机及第一电动/发电机(MG1)停止发电。