[发明专利]一种四轮驱动的增程式电动汽车动力系统及能效分层协调控制方法

说明书

一种四轮驱动的增程式电动汽车动力系统及能效分层协调控制方法，涉及一种电动汽车动力系统及其控制方法。本发明为了解决现有的增程式电动汽车在复杂运行条件下不能使驱动效率达到最优的问题。本发明的动力系统包括增程器，整流器，动力电池，充电器，逆变器系统，第一变速器，第一驱动电机，第二驱动电机，第二变速器和TCU；增程器包括发动机和发电机；发动机与发电机输入端机械连接；发电机与整流器电气连接；整流器和动力电池共同与逆变器系统电气连接；逆变器系统分别与第一驱动电机和第二驱动电机电气连接；TCU与第一变速器及第二变速器信号连接，TCU通过信号控制第一变速器及第二变速器。本发明适用于汽车的设计制造领域。

技术领域

本发明涉及一种电动汽车动力系统及其控制方法。

背景技术

众所周知，目前纯电动汽车所配备的电池重量高、价格昂贵。并且在燃油汽车上根本不能算作问题的续驶里程，对于纯电动汽车而言，却成为了影响用户购买的最大障碍之一。

于是，车企们开始考虑能否在设计上减少电池数量，进而既降低汽车制造成本，同时又能满足消费者对续驶里程的需求。于是，增程式电动汽车问世。利用一个比较轻且便宜的增程器来解决用户对纯电动汽车的“里程焦虑”感，并且能够大幅度减少电池数量。

由于增程式电动汽车存在增程器与动力电池两个能量源，如何将需求功率合理分配至增程器与动力电池以实现节能减排效果是目前亟待解决的问题。目前，增程式电动汽车能效控制方法主要为基于模型的控制，该方法可实现能效优化，但是需要在已知工况下完成，对于未知工况的能效最优控制并不具有适应性，此外，目前增程式电动汽车动力系统主要是以单电机驱动为主，该系统在复杂运行条件下不能使驱动效率达到最优。

发明内容

本发明为了解决现有的增程式电动汽车在复杂运行条件下不能使驱动效率达到最优的问题，进而提出一种四轮驱动的增程式电动汽车动力系统能效分层协调控制方法。

一种四轮驱动的增程式电动汽车动力系统，包括增程器，整流器，动力电池，充电器，逆变器系统，第一变速器，第一驱动电机，第二驱动电机，第二变速器和TCU(Transmission Control Unit，即自动变速箱控制单元)；

所述的增程器包括发动机和发电机；发动机输出端与发电机输入端机械连接；发电机输出端与整流器输入端电气连接；充电器输出端与动力电池输入端电气连接；

整流器输出端和动力电池输出端共同与逆变器系统输入端电气连接，

整流器输出端与动力电池输出端能够实现电气耦合；

逆变器系统输出端分别与第一驱动电机输入端和第二驱动电机输入端电气连接；第一驱动电机与第一变速器机械连接，然后连接驱动前轴；第二驱动电机与第二变速器机械连接，然后连接驱动后轴；

TCU与第一变速器及第二变速器信号连接，TCU通过信号控制第一变速器及第二变速器。

一种四轮驱动的增程式电动汽车动力系统的能效分层协调控制方法，包括以下步骤：

步骤一、根据增程式双电机混合动力汽车实时运行情况，实时检测动力电池SOC情况、车速及加速踏板信号，利用动力电池SOC情况及车辆运行参数确定车辆运行模式及增程器的工作状态，利用实时车速及加速踏板开度计算车辆总需求转矩；

步骤二、根据步骤一获得的车辆总需求转矩，采用搜索法实时计算增程式双电机混合动力车辆第一驱动电机和第二驱动电机总效率最优时转矩分配系数，根据第一驱动电机和第二驱动电机总效率最优时的分配系数计算第一驱动电机和第二驱动电机的实时输出目标转矩；

步骤三、根据步骤二计算获得的第一驱动电机和第二驱动电机的实时输出目标转矩，向第一驱动电机和第二驱动电机发送转矩分配指令，控制第一驱动电机和第二驱动电机输出转矩，实现四轮驱动的增程式电动汽车转矩分配控制。