CN105564217A - 一种混合动力系统及控制方法 - Google Patents

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杨国超
苟斌
蔡未末
周振华
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    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

Abstract

本发明涉及一种混合动力系统及控制方法，属于汽车动力技术领域。包括整车控制器VCU，所述整车控制器VCU输入端与电子油门踏板、制动踏板电连接，所述整车控制器VCU输出端与轮毂电机控制器输入端电连接；所述整车控制器VCU输出端与发动机管理系统EMS输入端电连接，所述发动机管理系统EMS输出端与发动机输入端电连接，所述发动机输出端与发电机输入端机械连接，所述发电机输出端与发电机控制器输入端电连接，所述发电机控制器输出端与动力电池系统输入端电连接；所述动力电池系统输出端与轮毂电机控制器输入端电连接，所述轮毂电机控制器输出端与轮毂电机、减速器、轮胎连接。本发明使车身底板进行平板化设计，降低了整车底盘布置难度。

Description

一种混合动力系统及控制方法
技术领域
本发明涉及汽车动力技术领域，具体涉及一种混合动力系统及控制方法。
背景技术
全球能源与环境的严峻形势、特别是国际金融危机对汽车产业的巨大冲击，推动世界各国加快交通能源战略转型，以混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车为代表的新能源汽车成为未来汽车发展的重要方向。根据军车辆发展，混合动力电传动系统已成为最典型的特征之一，将混合动力技术视为核心技术重要组成。
目前混合动力技术在汽车行业已得到广泛认可，对于军用车辆来说，混合动力技术的某些特性恰好满足其特殊用途，相对于传统军车具有不可比拟的优势：(1)机动性，(2)续驶里程，(3)隐蔽性，(4)满足车载大功率用电设备。但现有的混合动力系统包含离合器、变速箱、分动箱、传动轴，传动桥、差速器等机械机构，导致整车的传动机构复杂，且增加了整车重量，同时整车底盘布置复杂。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种混合动力系统及控制方法。
本发明采用的技术方案是：包括电子油门踏板、制动踏板、减速器和轮胎，还包括整车控制器VCU、发动机、发动机管理系统EMS、发电机、发电机控制器、动力电池系统、轮毂电机控制器和轮毂电机；所述整车控制器VCU输入端与电子油门踏板、制动踏板电连接，所述整车控制器VCU输出端与轮毂电机控制器输入端电连接；所述整车控制器VCU输出端与发动机管理系统EMS输入端电连接，所述发动机管理系统EMS输出端与发动机输入端电连接，所述发动机输出端与发电机输入端机械连接，所述发电机输出端与发电机控制器输入端电连接，所述发电机控制器输出端与动力电池系统输入端电连接；所述动力电池系统输出端与轮毂电机控制器输入端电连接，所述轮毂电机控制器输出端与轮毂电机输入端电连接，所述轮毂电机输出端与减速器机械连接，所述减速器与轮胎机械连接。
进一步的，所述发动机输出端与低压发电机输入端机械连接，所述低压发电机输出端与低压蓄电池电连接。
进一步的，所述动力电池系统输出端与电源变频器DCDC输入端电连接，所述电源变频器DCDC输出端与低压蓄电池电连接。
进一步的，所述整车控制器VCU输入端还与方向盘转角传感器电连接。
一种混合动力系统的控制方法，包括以下步骤：发动机起动运行，根据电子油门踏板的开度及模拟电信号，整车控制器VCU判断驾驶员意图发送控制指令，由动力电池系统先提供电能给轮毂电机控制器，轮毂电机控制器再控制驱动轮毂电机，通过减速器减速增扭，驱动车辆运行，根据轮毂电机的驱动功率，发动机管理系统EMS与发电机控制器，发动机拖动发电机输出交流电，通过发电机控制器整流后输出直流电，直流电提供给轮毂电机系统与动力电池系统。
一种混合动力系统的控制方法，包括以下步骤：发动机不起动运行，根据电子油门踏板的开度及模拟电信号，整车控制器VCU判断驾驶员意图发送控制指令，由动力电池先提供电能给轮毂电机控制器，轮毂电机控制器控制驱动轮毂电机，通过减速器减速增扭，从而驱动车辆运行，电源变换器DCDC将动力电池的高压电源转换为低压电源，连接低压蓄电池且提供给车辆低压电源。
本发明相对于现有的混合动力车辆(包含有离合器、变速箱、分动箱、传动轴，传动桥、差速器等机械机构)，降低了整车重量，同时可以使车身底板进行平板化设计，大大降低了整车底盘布置难度。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1所示，本发明包括整车控制器VCU、发动机、发动机管理系统EMS、发电机、发电机控制器、动力电池系统、轮毂电机控制器、轮毂电机和电子油门踏板、制动踏板、减速器、轮胎；所述整车控制器VCU输入端与电子油门踏板、制动踏板电连接，所述整车控制器VCU输出端与轮毂电机控制器输入端电连接；所述整车控制器VCU输出端与发动机管理系统EMS输入端电连接，所述发动机管理系统EMS输出端与发动机输入端电连接，所述发动机输出端与发电机输入端机械连接，所述发电机输出端与发电机控制器输入端电连接，所述发电机控制器输出端与动力电池系统输入端电连接；所述动力电池系统输出端与轮毂电机控制器输入端电连接，所述轮毂电机控制器输出端与轮毂电机输入端电连接，所述轮毂电机输出端与减速器机械连接，所述减速器与轮胎机械连接。所述整车控制器VCU输入端还与方向盘转角传感器电连接。
优选的实施例：所述发动机输出端与低压发电机输入端机械连接，所述低压发电机输出端与低压蓄电池电连接。
另一种优选的实施例：所述动力电池系统输出端与电源变频器DCDC输入端电连接，所述电源变频器DCDC输出端与低压蓄电池电连接。
根据使用工况，本发明有混合动力模式与纯电动模式。
混合动力模式：发动机起动运行时，根据电子油门踏板的开度及模拟电信号，整车控制器VCU判断驾驶员意图发送控制指令，由动力电池系统先提供电能给轮毂电机控制器，轮毂电机控制器再控制驱动轮毂电机，再通过减速器减速增扭，从而驱动车辆运行，同时根据轮毂电机的驱动功率，发动机管理系统EMS与发电机控制器，发动机拖动发电机输出交流电，并通过发电机控制器整流后输出直流电，直流电提供给轮毂电机系统与动力电池系统。此模式下，发动机拖动低压发电机发电，连接低压蓄电池且提供给车辆低压电源，此时电源变换器DCDC不工作。
纯电动模式：此工况下发动机不起动运行，根据电子油门踏板的开度及模拟电信号，整车控制器VCU判断驾驶员意图发送控制指令，由动力电池先提供电能给轮毂电机控制器，轮毂电机控制器再控制驱动轮毂电机，再通过减速器减速增扭，从而驱动车辆运行。此模式下，发动机不工作，不能拖动低压发电机发电，电源变换器DCDC将动力电池的高压电源转换为低压电源，连接低压蓄电池且提供给车辆低压电源。
车辆转弯时，因取消传统的机械差速器，整车控制器VCU需根据转向盘转角传感器的角度信号，控制各车轮按照控制算法下的转速行驶，防止车轮产生滑移及滑转从而导致车辆无法正常转弯或磨胎。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (6)

1.一种混合动力系统，包括电子油门踏板、制动踏板、减速器和轮胎，其特征在于，还包括整车控制器VCU、发动机、发动机管理系统EMS、发电机、发电机控制器、动力电池系统、轮毂电机控制器和轮毂电机；所述整车控制器VCU输入端与电子油门踏板、制动踏板电连接，所述整车控制器VCU输出端与轮毂电机控制器输入端电连接；所述整车控制器VCU输出端与发动机管理系统EMS输入端电连接，所述发动机管理系统EMS输出端与发动机输入端电连接，所述发动机输出端与发电机输入端机械连接，所述发电机输出端与发电机控制器输入端电连接，所述发电机控制器输出端与动力电池系统输入端电连接；所述动力电池系统输出端与轮毂电机控制器输入端电连接，所述轮毂电机控制器输出端与轮毂电机输入端电连接，所述轮毂电机输出端与减速器机械连接，所述减速器与轮胎机械连接。
2.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于，所述发动机输出端与低压发电机输入端机械连接，所述低压发电机输出端与低压蓄电池电连接。
3.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于，所述动力电池系统输出端与电源变频器DCDC输入端电连接，所述电源变频器DCDC输出端与低压蓄电池电连接。
4.根据权利要求1所述的一种混合动力系统，其特征在于，所述整车控制器VCU输入端还与方向盘转角传感器电连接。
5.根据权利要求1所述的一种混合动力系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：发动机起动运行，根据电子油门踏板的开度及模拟电信号，整车控制器VCU判断驾驶员意图发送控制指令，由动力电池系统先提供电能给轮毂电机控制器，轮毂电机控制器再控制驱动轮毂电机，通过减速器减速增扭，驱动车辆运行，根据轮毂电机的驱动功率，发动机管理系统EMS与发电机控制器，发动机拖动发电机输出交流电，通过发电机控制器整流后输出直流电，直流电提供给轮毂电机系统与动力电池系统。
6.根据权利要求1所述的一种混合动力系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：发动机不起动运行，根据电子油门踏板的开度及模拟电信号，整车控制器VCU判断驾驶员意图发送控制指令，由动力电池先提供电能给轮毂电机控制器，轮毂电机控制器控制驱动轮毂电机，通过减速器减速增扭，从而驱动车辆运行，电源变换器DCDC将动力电池的高压电源转换为低压电源，连接低压蓄电池且提供给车辆低压电源。
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