CN105459800B - 混联式混合动力汽车的动力系统及其控制方法、控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混联式混合动力汽车的动力系统及其控制方法、控制系统，动力系统中，离合器的主动盘连接发动机的输出轴；双转子电机包括由内转子和外转子形成的内电机及由外转子和定子形成的外电机，内电机的输出轴连接离合器的主动盘，外电机的输出轴分别连接离合器的从动盘和混合动力汽车的驱动轴；电机控制器分别与内电机和外电机电连接；储能系统与电机控制器的直流端电连接。双转子电机的应用减少了动力系统的安装空间和重量，有利于车辆节能；应用动力系统的控制方法及系统，可使车辆运行更加平稳高效，离合器结合过程对离合器没有冲击，在加速过程中发动机转速一直保持在高效运行区间，系统整体效率高，符合混合动力汽车的设计意图。

Description

混联式混合动力汽车的动力系统及其控制方法、控制系统

技术领域

本发明涉及混合动力汽车的动力系统技术领域，尤其涉及一种混联式混合动力汽车的动力系统及其控制方法、控制系统。

背景技术

图1示出了现有技术中混联式混合动力汽车的动力系统的结构示意图，参照图1，实心线表示机械连接，空心线表示电力连接，可以看出该动力系统包括发动机1、离合器2、发电机7、储能系统6和驱动电机8，发动机1的输出轴连接离合器2的主动盘，离合器2的从动盘分别连接驱动电机8和混合动力汽车的驱动轴4，驱动电机8的输出轴还直接连接混合动力汽车的驱动轴4；另外，发动机1的驱动轴还连接发电机7，以带动发电机7发电，发电机7输出的电力分别流入储能系统6和驱动电机8。上述动力系统中，发动机1和发电机7构成了所述动力系统的辅助动力装置(APU，Auxiliary Power Unit)，辅助动力装置安装在辅助动力装置支架上。

上述动力系统的缺陷在于：首先该动力系统的占用空间较大、重量难以控制，不利于车辆节能，与混合动力汽车的设计意图相悖；

另外，在上述动力系统中的离合器2结合时，需要将发动机1的转速与驱动电机8的转速调节到转速差较小后再结合离合器2。但是，在实际应用中由于速度传感器采样的偏差和控制器处理速度的问题，很难使离合器2结合时将离合器主动盘转速和从动盘转速控制在一个稳定的范围，致使车辆进入直驱模式时离合器2会有较强的冲击感；

再有，上述动力系统在离合器2结合前的调速过程中发动机1处于非高效区间，这同样与混合动力汽车的设计意图相悖。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中混联式混合动力汽车的动力系统存在的缺陷：占用空间大、重量大、不利于车辆节能；车辆进入直驱模式时离合器会有较强的冲击感；在离合器结合前的调速过程中发动机处于非高效区间，与混合动力汽车的设计意图相悖。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种混联式混合动力汽车的动力系统及其控制方法、控制系统。

本发明的技术方案为：

一种混联式混合动力汽车的动力系统，包括：

发动机；

离合器，所述离合器的主动盘连接所述发动机的输出轴；

双转子电机，所述双转子电机包括由内转子和外转子形成的内电机、以及由所述外转子和定子形成的外电机，所述内电机的输出轴连接所述离合器的主动盘，所述外电机的输出轴分别连接所述离合器的从动盘和所述混联式混合动力汽车的驱动轴；

电机控制器，所述电机控制器分别与所述内电机和所述外电机电连接；以及

储能系统，所述储能系统与所述电机控制器的直流端电连接。

优选的是，所述双转子电机为鼠笼式双转子电机。

一种混联式混合动力汽车的动力系统的控制方法，其加速控制方法包括：

实时获取所述储能系统的剩余电量，并在所述剩余电量小于设定的电量阈值时，向所述储能系统充电，直到所述储能系统的剩余电量大于或者等于所述电量阈值时为止；

控制所述离合器处于断开状态；

利用所述储能系统存储的电量驱动所述外电机，实时获取所述外电机的转速，并且控制所述外电机的转速逐渐上升；

起动所述发动机，实时获取所述发动机的转速，并且控制所述发动机的转速在所述外电机的转速上升至设定的第一转速阈值之前达到设定的第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述第一转速阈值；

判断所述外电机当前的转速是否大于或者等于所述第二转速阈值；

如果是，则利用所述储能系统存储的电量驱动所述内电机，并实时获取所述内电机的转速；

控制所述内电机的发电扭矩线性上升，并且控制所述外电机的驱动扭矩线性下降，直到所述内电机的发电扭矩大于或者等于设定的扭矩阈值，所述外电机的驱动扭矩等于0，并且所述内电机的转速等于所述外电机的转速时为止，控制所述离合器结合；

检测所述离合器是否完全结合，如果是，则控制所述内电机的发电扭矩逐渐下降至0。

优选的是，控制所述内电机的发电扭矩线性上升，并使所述内电机的发电扭矩线性上升的变化率随着所述发动机的转速的增加而增加。

优选的是，所述控制方法的回收制动能量的方法包括：

判断所述内电机是否处于发电状态；

如果是，则控制所述内电机停止发电，并使所述内电机处于待机状态；

否则，控制所述内电机处于待机状态；

控制所述外电机处于发电状态，以回收所述动力系统的制动能量。

优选的是，控制所述外电机处于发电状态，并使所述外电机的发电扭矩随着所述外电机的转速的降低而增加。

一种混联式混合动力汽车的动力系统的控制系统，其加速控制模块包括电量获取单元、充电单元、离合器控制单元、外电机驱动控制单元、发动机控制单元、内电机发电控制单元、判断单元和离合器状态检测单元，其中：

所述电量获取单元，用于实时获取所述储能系统的剩余电量；

所述充电单元，用于在所述电量获取单元获取的剩余电量小于设定的电量阈值时，向所述储能系统充电，直到所述储能系统的剩余电量大于或者等于所述电量阈值时为止；

所述离合器控制单元，用于在所述电量获取单元获取的所述储能系统的剩余电量大于或者等于所述电量阈值的情况下，控制所述离合器处于断开状态；

所述外电机驱动控制单元，用于在所述离合器控制单元控制所述离合器处于断开状态的情况下，利用所述储能系统存储的电量驱动所述外电机，实时获取所述外电机的转速，并且控制所述外电机的转速逐渐上升；

所述发动机控制单元，用于起动所述发动机，实时获取所述发动机的转速，并且控制所述发动机的转速在所述外电机的转速上升至设定的第一转速阈值之前达到设定的第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述第一转速阈值；

所述判断单元，用于判断所述外电机驱动控制单元获取的外电机当前的转速是否大于或者等于所述第二转速阈值；

所述内电机发电控制单元，用于在所述判断单元确定所述外电机当前的转速大于或者等于所述第二转速阈值的情况下，利用所述储能系统存储的电量驱动所述内电机，并实时获取所述内电机的转速；

所述内电机发电控制单元还用于控制所述内电机的发电扭矩线性上升，所述外电机驱动控制单元还用于控制所述外电机的驱动扭矩线性下降，直到所述内电机的发电扭矩大于或者等于设定的扭矩阈值，所述外电机的驱动扭矩等于0，并且所述内电机的转速等于所述外电机的转速时为止，所述离合器控制单元控制所述离合器结合；

所述离合器状态检测单元，用于检测所述离合器是否完全结合；

所述内电机发电控制单元还用于在所述离合器状态检测单元检测到所述离合器完全结合的情况下，控制所述内电机的发电扭矩逐渐下降至0。

优选的是，所述内电机发电控制单元具体用于控制所述内电机的发电扭矩线性上升，并使所述内电机的发电扭矩线性上升的变化率随着所述发动机的转速的增加而增加。

优选的是，所述控制系统的回收制动能量模块包括内电机状态判断单元、所述内电机发电控制单元和所述外电机驱动控制单元，其中：

所述内电机状态判断单元，用于判断所述内电机是否处于发电状态；

所述内电机发电控制单元，还用于在所述内电机状态判断单元确定所述内电机处于发电状态的情况下，控制所述内电机停止发电，并使所述内电机处于待机状态；在所述内电机状态判断单元确定所述内电机未处于发电状态的情况下，控制所述内电机处于待机状态；

所述外电机驱动控制单元，还用于在所述内电机发电控制单元控制所述内电机处于待机状态时，控制所述外电机处于发电状态，以回收所述动力系统的制动能量。

优选的是，所述外电机驱动控制单元具体用于：在所述内电机发电控制单元控制所述内电机处于待机状态时，控制所述外电机处于发电状态，并使所述外电机的发电扭矩随着所述外电机的转速的降低而增加。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

应用本发明实施例提供的混联式混合动力汽车的动力系统，由于采用双转子电机代替传统动力系统中的发电机和驱动电机，将发电机与驱动电机合二为一，节省了动力系统的安装空间的同时减轻了动力系统的重量，减少了系统驱动消耗能量，有利于车辆的节能；由于双转子电机的特殊结构，使得应用该双转子电机的动力系统结合相应的控制算法可以实现储能系统的电能与发动机的机械能的无缝耦合，即可以实现纯电传动到机械传动连续不间断的线性变化，使车辆运行更加平稳高效。

应用本发明实施例提供的混联式混合动力汽车的动力系统的控制方法及系统，由动力系统构成的特殊性结合控制方法，可以实现纯电能传动到机械传动连续不间断地线性变化，使车辆运行更加平稳高效；系统在离合器结合时，车辆驱动轴的扭矩是逐步地与发动机输出轴的扭矩同步的，从而离合器结合过程对离合器没有冲击；在驱动车辆加速的过程中，发动机的转速一直保持在高效运行区间，系统能量传递的效率也逐步增加，系统整体效率较高，符合混合动力汽车的设计意图。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了现有技术中混联式混合动力汽车的动力系统的结构示意图；

图2示出了本发明实施例混联式混合动力汽车的动力系统的结构示意图；

图3示出了本发明实施例混联式混合动力汽车的动力系统的控制方法中加速控制方法的流程图；

图4示出了本发明实施例中混联式混合动力汽车的动力系统的控制方法中回收制动能量方法的流程图；

图5示出了本发明实施例混联式混合动力汽车的动力系统的控制系统中加速控制模块的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

为解决有技术中混联式混合动力汽车的动力系统存在的占用空间大、重量大、不利于车辆节能的缺陷，本发明实施例提供了一种混联式混合动力汽车的动力系统。

如图2所示，是本发明实施例混联式混合动力汽车的动力系统的结构示意图，所述混联式混合动力汽车的动力系统包括发动机1、离合器2、双转子电机3、电机控制器5和储能系统6。

首先，说明双转子电机3的结构，在本发明的一优选的实施例中，所述双转子电机3优选为鼠笼式双转子电机，参照图2，双转子电机3包括定子33、外转子32和内转子31，其中定子33、外转子32和内转子31从外至内顺次布设，并且定子33和外转子32组合形成双转子电机3的外电机，外转子32和内转子31组合形成双转子电机3的内电机，双转子电机3的特殊结构使得应用双转子电机3的混联式混合动力汽车的动力系统，可以实现储能系统6的电能与发动机1的机械能的无缝耦合。

具体地，发动机1、离合器2和双转子电机3之间的连接关系为：发动机1的输出轴与离合器2的主动盘21固定连接，同时双转子电机3的内转子31的转子轴311也与离合器2的主动盘21固定连接，从而发动机1的输出轴可通过离合器2的主动盘21拖动双转子电机3的内转子31同步转动。另外，双转子电机3的外转子32的转子轴321与离合器2的从动盘22固定连接，并且，外转子32的转子轴321还与所述混合动力汽车的驱动轴4啮合连接，通过控制外转子32的转动同步带动混合动力汽车的驱动轴4同步转动。同时所述电机控制器5分别与双转子电机3的内电机和外电机电连接，即所述电机控制器5分别与双转子电机3的定子33、内转子31的转子绕组312和外转子32的转子绕组322电连接，所述储能系统6与所述电机控制器5的直流端电连接。

本实施例提供的混联式混合动力汽车的动力系统在应用中，由发动机1、双转子电机3的内电机、储能系统6和电机控制器5组成辅助动力系统(APU，Auxiliary Power Unit)，由双转子电机3的外电机、储能系统6和电机控制器5组成驱动系统。辅助动力系统与驱动系统间通过储能系统6实现电能传递，由双转子电机3的外电机实现机械能传递。

综上所述，应用本实施例所述的混联式混合动力汽车的动力系统，由于采用双转子电机3代替传统动力系统中的发电机和驱动电机，将发电机与驱动电机合二为一，节省了动力系统的安装空间的同时减轻了动力系统的重量，减少了系统驱动消耗能量，有利于车辆的节能；由于双转子电机3的特殊结构，使得应用该双转子电机3的动力系统结合相应的控制算法可以实现储能系统6的电能与发动机1的机械能的无缝耦合，即可以实现纯电传动到机械传动连续不间断的线性变化，使车辆运行更加平稳高效。

另外，为解决有技术中混联式混合动力汽车的动力系统存在的以下缺陷：车辆进入直驱模式时离合器会有较强的冲击感；在离合器结合前的调速过程中发动机处于非高效区间，与混合动力汽车的设计意图相悖，本发明实施例还提供一种针对上述动力系统的控制方法，所述控制方法包括加速控制方法和回收制动能量方法。

如图3所示，是本发明实施例混联式混合动力汽车的动力系统的控制方法中加速控制方法的流程图，所述混联式混合动力汽车的动力系统的加速控制方法包括以下步骤：

步骤101：检测储能系统6电量：实时获取所述储能系统6的剩余电量，并在所述剩余电量小于设定的电量阈值时，向所述储能系统6充电，直到所述储能系统6的剩余电量大于或者等于所述电量阈值时为止。

具体地，在起动所述动力系统之初，需要保证动力系统的储能系统6中存储的剩余电量是足够的，当剩余电量较低时是不能驱动车辆加速的，这就需要在控制之初，检测储能系统6中存储的剩余电量，这里，储能系统6可以选为动力电池，也可以选为超级电容模组，本领域技术人员可以采用本领域常规采用的电量检测手段对储能系统6中存储的剩余电量进行检测，在本文中不再进行展开说明。

当确定储能系统6中存储的剩余电量大于或者等于设定的电量阈值(电量阈值的选择应满足能够正常执行后续控制步骤)时，继续执行步骤102，当确定储能系统6中存储的剩余电量小于设定的电量阈值时，需要对储能系统6进行充电，直到储能系统6中存储的剩余电量大于或者等于该电量阈值时为止。

在本发明一优选的实施例中，向储能系统6充电的方法为：起动所述发动机1，以使所述发动机1带动所述内电机发电，将所述内电机发电产生的电能存储至所述储能系统6中。当然本领域技术人员也可以选择其它充电方式，例如直接利用外接电源对储能系统6进行充电。

步骤102-步骤104：驱动车辆纯电动起步：

步骤102：控制所述离合器2处于断开状态。

具体地，在控制之初，需要使离合器2维持在断开状态，即离合器2的主动盘21和从动盘22维持彼此分离的状态。通过后续控制步骤，当双转子电机3的内电机和外电机满足一定的转速和转矩的要求时，再结合离合器2，以减小加速过程中对离合器2的冲击。

步骤103：利用所述储能系统6存储的电量驱动所述外电机，实时获取所述外电机的转速，并且控制所述外电机的转速逐渐上升。

具体地，车辆纯电动起步指的是，通过驱动双转子电机3的外电机转动，带动车辆的驱动轴4同步运转，控制外电机的转速逐渐上升，以使车辆获取起步初速度，在本文中，起步初速度标定为设定的第一转速阈值。

步骤104：起动所述发动机1，实时获取所述发动机1的转速，并且控制所述发动机1的转速在所述外电机的转速上升至设定的第一转速阈值之前达到设定的第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述第一转速阈值。

具体地，在外电机的转速逐渐上升的过程中，需要快速地起动发动机1，并且在外电机的转速达到第一转速阈值之前，就要使得发动机1的转速达到第二转速阈值，第二转速阈值大于第一转速阈值。这里，第二转速阈值通常选定为发动机1处于高效运行区间时对应的转速值，第一转速阈值和第二转速阈值可以依靠本领域技术人员的实验标定或者数据标定得到，在本文中不再进行展开说明。

从驱动车辆纯电动起步到外电机的转速逐渐上升达到所述第二转速阈值之前，车辆处于串联模式驱动模式：在双转子电机3的外电机的转速未达到第二转速阈值时(即，未达到发动机1处于高效运行区间对应的转速时)，动力系统进入串联驱动模式。在串联驱动模式下，双转子电机3的内电机由发动机1拖动发电，外电机通过驱动轴4驱动车辆加速。此时系统能量传递过程(电能传递过程)为发动机1-双转子电机3的内电机-双转子电机3的外电机-车辆驱动轮41。在这种能量流动中由于发动机1的输出轴没有机械连接限制(这里，由于离合器2断开，内电机未给电，发动机1除了拖动内电机转动外，没有其它负载)，所以发动机1可以处于高效运行状态，从而使整个动力系统的能量利用率处于较高状态。

步骤105-步骤107：车辆处于混合驱动模式：

随着双转子电机3的外电机的转速的不断增加，即随着车速的不断增加，双转子电机3的内电机的转速和外电机的转速之差不断减小，系统能量的传递方式要逐步从电能传递转变为机械能传递。在这种转变中会出现电传动与机械传动共存的状态，即混合驱动模式。此时电传动能量流动方式与串联驱动模式一致，即发动机1-双转子电机3的内电机-双转子电机3的外电机-车辆驱动轮41，而机械传动能量传递过程为由发动机1-双转子电机3的内电机-磁能-双转子电机3的外电机-车辆驱动轮41，此时能量传动效率相比串联驱动能量传动效率进一步增加。为实现这种能量传递方式的转变，根据能量守恒，有(n_外-n_内)*T_内/9549＝n_外*(T_外+T_机械)/9549，其中n_外表示外电机的转速，n_内表示内电机的转速，T_内表示内电机的发电扭矩，该发电扭矩表示电机控制器输入至内电机的发动扭矩(可以看作是电机控制器输入至内电机的用于发电的电能)，T_外表示外电机的驱动扭矩，该驱动扭矩表示电机控制器输入至外电机的驱动扭矩(可以看作是电机控制器输出至外内机的用于驱动的电能)，T_机械表示内电机与外电机之间利用电磁能传递的机械扭矩，可以看出用于发电的内电机的发电扭矩T_内＝T_发，T_发表示发动机扭矩，在外电机的驱动扭矩T_外减小、内外电机的转速差(n_外-n_内)减小、内电机的发电扭矩T_内增大时，T_机械增大，即机械传动能量增大。这样，为了增加上述机械传动能量，驱动系统需要按比例地减小双转子电机3的外电机的驱动扭矩，同时需要按比例地增加双转子电机3的内电机的发电扭矩(此时由于内电机发电扭矩的增加，内电机和发动机1的转速均有下降)，直至车辆驱动轴4的转速(或者外电机的转速)与内电机的转速(或者发动机1的转速)相同，同时双转子电机3的外电机的驱动扭矩为0、双转子电机3的内电机的发电扭矩等于设定的扭矩阈值(可以标定为车辆后桥输入扭矩)，并且双转子电机3的内外电机的转速差值为0时为止。

详细控制步骤为：步骤105：判断所述外电机当前的转速是否大于或者等于所述第二转速阈值。

步骤106：如果是，则利用所述储能系统6存储的电量驱动所述内电机，并实时获取所述内电机的转速。

步骤107：控制所述内电机的发电扭矩线性上升，并且控制所述外电机的驱动扭矩线性下降，直到所述内电机的发电扭矩大于或者等于设定的扭矩阈值，所述外电机的驱动扭矩等于0，并且所述内电机的转速等于所述外电机的转速时为止。

在本发明的一优选的实施例中，为了防止双转子电机3烧毁，不能长时间通过增加双转子电机3的内电机发电扭矩的方式保持发动机1转速与车辆驱动轴4转速的同步，从而在系统处于混合驱动模式时，双转子电机3的内电机的发电扭矩应随发动机1转速的增加而增加，以避免因内电机的发电扭矩过大而使发动机1熄火或严重超负载运行。从而，在上述步骤107中，对内电机的发电扭矩的控制进一步限定如下：控制所述内电机的发电扭矩线性上升，并使所述内电机的发电扭矩线性上升的变化率随着所述发动机1的转速的增加而增加。

步骤108-步骤109：车辆直驱模式：

步骤108：控制所述离合器2结合。

具体地，通过步骤107后，若满足离合器2结合条件：动力系统的双转子电机3的内外电机的转速差为0，并且外电机的扭矩等于0，内电机的发电扭矩达到设定的扭矩阈值时(即外电机转速等于内电机的转速，内电机的发电扭矩大于或者等于设定的扭矩阈值，外电机的驱动扭矩等于0时)，意味着此时车辆驱动轴4的转速已经具备与发动机1的输出轴进行结合的条件了，此时闭合离合器2。

步骤109：检测所述离合器2是否完全结合，如果是，则控制所述内电机的发电扭矩逐渐下降至0。

具体地，当确认离合器2已经完全结合后，逐渐卸载双转子电机3的内电机的发电扭矩直到车辆由发动机1直接驱动。检测离合器2的主动盘21和从动盘22的结合程度的方法可以选择本领域技术人员常规采用的技术手段，故在本文中不再进行展开说明。

进一步地，所述控制方法还包括回收制动能量的方法，如图4所示，是本发明实施例中混联式混合动力汽车的动力系统的控制方法中回收制动能量方法的流程图，所述回收制动能量方法包括以下步骤：

步骤201：判断所述内电机是否处于发电状态。

具体地，双转子电机3的内电机和外电机的工作状态可以直接从电机控制器5中取到。

步骤202：如果是，则控制所述内电机停止发电，并使所述内电机处于待机状态；

步骤203：否则，控制所述内电机处于待机状态；

步骤204：控制所述外电机处于发电状态，以回收所述动力系统的制动能量。

具体地，控制内电机的工作状态为待机状态，此时控制外电机的工作状态为发电状态，从而外电机将驱动轴4的机械能转变为电能后存储至所述储能系统6中，即完成制动能量的有效回收，同时将车辆速度平稳地降下来。这里，当系统回收制动能时停止双转子电机3的内电机发电的原因为：为了防止系统能量由发动机1到双转子电机3的内电机再到双转子电机3的外电机这样的低效传动方式。另外，特别地，在回收制动能时双转子电机3的外电机的发电扭矩应随外电机的转速的降低而增加，以保证车辆在制动时不会有顿挫感。

综上所述，应用本发明实施例所述的混联式混合动力汽车的动力系统的控制方法，由动力系统构成的特殊性结合所述控制方法，可以实现纯电能传动到机械传动连续不间断地线性变化，使车辆运行更加平稳高效；系统在离合器2结合时，车辆驱动轴4的扭矩是逐步地与发动机1输出轴的扭矩同步的，从而离合器2结合过程对离合器2没有冲击；在驱动车辆加速的过程中，发动机1的转速一直保持在高效运行区间，系统能量传递的效率也逐步增加，系统整体效率较高，符合混合动力汽车的设计意图。

相应地，本发明实施例还提供一种混联式混合动力汽车的动力系统的控制系统，所述控制系统包括加速控制模块和回收制动能量模块。如图5所示，是本发明实施例混联式混合动力汽车的动力系统的控制系统中加速控制模块的结构示意图，所述加速控制模块包括电量获取单元301、充电单元302、离合器控制单元303、外电机驱动控制单元304、发动机控制单元305、内电机发电控制单元306、判断单元307和离合器状态检测单元308。

具体地，所述电量获取单元301，用于实时获取所述储能系统6的剩余电量。

所述充电单元302，用于在所述电量获取单元301获取的剩余电量小于设定的电量阈值时，向所述储能系统6充电，直到所述储能系统6的剩余电量大于或者等于所述电量阈值时为止。

所述离合器控制单元303，用于在所述电量获取单元301获取的所述储能系统6的剩余电量大于或者等于所述电量阈值的情况下，控制所述离合器2处于断开状态。

所述外电机驱动控制单元304，用于在所述离合器控制单元303控制所述离合器2处于断开状态的情况下，利用所述储能系统6存储的电量驱动所述外电机，实时获取所述外电机的转速，并且控制所述外电机的转速逐渐上升。

所述发动机控制单元305，用于起动所述发动机1，实时获取所述发动机1的转速，并且控制所述发动机1的转速在所述外电机的转速上升至设定的第一转速阈值之前达到设定的第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述第一转速阈值。

所述判断单元307，用于判断所述外电机驱动控制单元304获取的外电机当前的转速是否大于或者等于所述第二转速阈值。

所述内电机发电控制单元306，用于在所述判断单元307确定所述外电机当前的转速大于或者等于所述第二转速阈值的情况下，利用所述储能系统6存储的电量驱动所述内电机，并实时获取所述内电机的转速。

所述内电机发电控制单元306还用于控制所述内电机的发电扭矩线性上升，所述外电机驱动控制单元304还用于控制所述外电机的驱动扭矩线性下降，直到所述内电机的发电扭矩大于或者等于设定的扭矩阈值，所述外电机的驱动扭矩等于0，并且所述内电机的转速等于所述外电机的转速时为止，所述离合器控制单元303控制所述离合器2结合。特别地，所述内电机发电控制单元306优选地用于控制所述内电机的发电扭矩线性上升，并使所述内电机的发电扭矩线性上升的变化率随着所述发动机1的转速的增加而增加。

所述离合器状态检测单元308，用于检测所述离合器2是否完全结合。

所述内电机发电控制单元306还用于在所述离合器状态检测单元308检测到所述离合器2完全结合的情况下，控制所述内电机的发电扭矩逐渐下降至0。

另外，所述回收制动能量模块包括内电机状态判断单元、所述内电机发电控制单元306和所述外电机驱动控制单元304，其中：

所述内电机状态判断单元，用于判断所述内电机是否处于发电状态。

所述内电机发电控制单元306，还用于在所述内电机状态判断单元确定所述内电机处于发电状态的情况下，控制所述内电机停止发电，并使所述内电机处于待机状态；在所述内电机状态判断单元确定所述内电机未处于发电状态的情况下，控制所述内电机处于待机状态。

所述外电机驱动控制单元304，还用于在所述内电机发电控制单元306控制所述内电机处于待机状态时，控制所述外电机处于发电状态，以回收所述动力系统的制动能量。特别地，所述外电机驱动控制单元304优选地用于在所述内电机发电控制单元306控制所述内电机处于待机状态时，控制所述外电机处于发电状态，并使所述外电机的发电扭矩随着所述外电机的转速的降低而增加。

上述各单元的具体处理过程可参照前面本发明实施例的方法中的描述，在此不再赘述。

综上所述，应用本发明实施例所述的混联式混合动力汽车的动力系统的控制系统，由动力系统构成的特殊性结合所述控制系统，可以实现纯电能传动到机械传动连续不间断地线性变化，使车辆运行更加平稳高效；系统在离合器2结合时，车辆驱动轴4的扭矩是逐步地与发动机1输出轴的扭矩同步的，从而离合器2结合过程对离合器2没有冲击；在驱动车辆加速的过程中，发动机1的转速一直保持在高效运行区间，系统能量传递的效率也逐步增加，系统整体效率较高，符合混合动力汽车的设计意图。

本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种混联式混合动力汽车的动力系统的控制方法，其特征在于，

所述混联式混合动力汽车的动力系统，包括：

发动机；

离合器，所述离合器的主动盘连接所述发动机的输出轴；

双转子电机，所述双转子电机包括由内转子和外转子形成的内电机、以及由所述外转子和定子形成的外电机，所述内电机的输出轴连接所述离合器的主动盘，所述外电机的输出轴分别连接所述离合器的从动盘和所述混联式混合动力汽车的驱动轴；

电机控制器，所述电机控制器分别与所述内电机和所述外电机电连接；以及

储能系统，所述储能系统与所述电机控制器的直流端电连接；

所述混联式混合动力汽车的动力系统的加速控制方法包括：

实时获取所述储能系统的剩余电量，并在所述剩余电量小于设定的电量阈值时，向所述储能系统充电，直到所述储能系统的剩余电量大于或者等于所述电量阈值时为止；

控制所述离合器处于断开状态；

利用所述储能系统存储的电量驱动所述外电机，实时获取所述外电机的转速，并且控制所述外电机的转速逐渐上升；

起动所述发动机，实时获取所述发动机的转速，并且控制所述发动机的转速在所述外电机的转速上升至设定的第一转速阈值之前达到设定的第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述第一转速阈值；

判断所述外电机当前的转速是否大于或者等于所述第二转速阈值；

如果是，则利用所述储能系统存储的电量驱动所述内电机，并实时获取所述内电机的转速；

控制所述内电机的发电扭矩线性上升，并且控制所述外电机的驱动扭矩线性下降，直到所述内电机的发电扭矩大于或者等于设定的扭矩阈值，所述外电机的驱动扭矩等于0，并且所述内电机的转速等于所述外电机的转速时为止，控制所述离合器结合；

检测所述离合器是否完全结合，如果是，则控制所述内电机的发电扭矩逐渐下降至0。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，控制所述内电机的发电扭矩线性上升，并使所述内电机的发电扭矩线性上升的变化率随着所述发动机的转速的增加而增加。

3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，其回收制动能量的方法包括：

判断所述内电机是否处于发电状态；

如果是，则控制所述内电机停止发电，并使所述内电机处于待机状态；

否则，控制所述内电机处于待机状态；

控制所述外电机处于发电状态，以回收所述动力系统的制动能量。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，控制所述外电机处于发电状态，并使所述外电机的发电扭矩随着所述外电机的转速的降低而增加。

5.根据权利要求1、2和4中任一项所述的控制方法，其特征在于，所述双转子电机为鼠笼式双转子电机。

6.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述双转子电机为鼠笼式双转子电机。

7.一种混联式混合动力汽车的动力系统的控制系统，其特征在于，

所述混联式混合动力汽车的动力系统，包括：

发动机；

离合器，所述离合器的主动盘连接所述发动机的输出轴；

双转子电机，所述双转子电机包括由内转子和外转子形成的内电机、以及由所述外转子和定子形成的外电机，所述内电机的输出轴连接所述离合器的主动盘，所述外电机的输出轴分别连接所述离合器的从动盘和所述混联式混合动力汽车的驱动轴；

电机控制器，所述电机控制器分别与所述内电机和所述外电机电连接；以及

储能系统，所述储能系统与所述电机控制器的直流端电连接；

所述混联式混合动力汽车的动力系统的加速控制模块包括电量获取单元、充电单元、离合器控制单元、外电机驱动控制单元、发动机控制单元、内电机发电控制单元、判断单元和离合器状态检测单元，其中：

所述电量获取单元，用于实时获取所述储能系统的剩余电量；

所述充电单元，用于在所述电量获取单元获取的剩余电量小于设定的电量阈值时，向所述储能系统充电，直到所述储能系统的剩余电量大于或者等于所述电量阈值时为止；

所述离合器控制单元，用于在所述电量获取单元获取的所述储能系统的剩余电量大于或者等于所述电量阈值的情况下，控制所述离合器处于断开状态；

所述外电机驱动控制单元，用于在所述离合器控制单元控制所述离合器处于断开状态的情况下，利用所述储能系统存储的电量驱动所述外电机，实时获取所述外电机的转速，并且控制所述外电机的转速逐渐上升；

所述发动机控制单元，用于起动所述发动机，实时获取所述发动机的转速，并且控制所述发动机的转速在所述外电机的转速上升至设定的第一转速阈值之前达到设定的第二转速阈值，所述第二转速阈值大于所述第一转速阈值；

所述判断单元，用于判断所述外电机驱动控制单元获取的外电机当前的转速是否大于或者等于所述第二转速阈值；

所述内电机发电控制单元，用于在所述判断单元确定所述外电机当前的转速大于或者等于所述第二转速阈值的情况下，利用所述储能系统存储的电量驱动所述内电机，并实时获取所述内电机的转速；

所述内电机发电控制单元还用于控制所述内电机的发电扭矩线性上升，所述外电机驱动控制单元还用于控制所述外电机的驱动扭矩线性下降，直到所述内电机的发电扭矩大于或者等于设定的扭矩阈值，所述外电机的驱动扭矩等于0，并且所述内电机的转速等于所述外电机的转速时为止，所述离合器控制单元控制所述离合器结合；

所述离合器状态检测单元，用于检测所述离合器是否完全结合；

所述内电机发电控制单元还用于在所述离合器状态检测单元检测到所述离合器完全结合的情况下，控制所述内电机的发电扭矩逐渐下降至0。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述内电机发电控制单元具体用于控制所述内电机的发电扭矩线性上升，并使所述内电机的发电扭矩线性上升的变化率随着所述发动机的转速的增加而增加。

9.根据权利要求7或8所述的控制系统，其特征在于，其回收制动能量模块包括内电机状态判断单元、所述内电机发电控制单元和所述外电机驱动控制单元，其中：

所述内电机状态判断单元，用于判断所述内电机是否处于发电状态；

所述内电机发电控制单元，还用于在所述内电机状态判断单元确定所述内电机处于发电状态的情况下，控制所述内电机停止发电，并使所述内电机处于待机状态；在所述内电机状态判断单元确定所述内电机未处于发电状态的情况下，控制所述内电机处于待机状态；

所述外电机驱动控制单元，还用于在所述内电机发电控制单元控制所述内电机处于待机状态时，控制所述外电机处于发电状态，以回收所述动力系统的制动能量。

10.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述外电机驱动控制单元具体用于：在所述内电机发电控制单元控制所述内电机处于待机状态时，控制所述外电机处于发电状态，并使所述外电机的发电扭矩随着所述外电机的转速的降低而增加。

11.根据权利要求7、8和10中任一项所述的控制系统，其特征在于，所述双转子电机为鼠笼式双转子电机。

12.根据权利要求9所述的控制系统，其特征在于，所述双转子电机为鼠笼式双转子电机。