CN110712531A - 单控制器双电机两挡纯电动驱动系统及其控制方法 - Google Patents

单控制器双电机两挡纯电动驱动系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

一种单控制器双电机两挡纯电动驱动系统及其控制方法，包括：驱动控制器以及分别与之相连的第一继电器及其第一电机、第二继电器及其第二电机、对应啮合的一挡主动齿轮和一挡从动齿轮以及二挡主动齿轮和二挡从动齿轮以及与输出轴相啮合的差速器。本发明通过一个控制器控制两个电机实现无动力中断驱动，减少2‑AMT纯电动车辆换挡的动力中断时间，可实现无动力中断驱动整车行驶。

Description

单控制器双电机两挡纯电动驱动系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及的是电动汽车领域的驱动技术，具体是一种单控制器双电机两挡纯电动驱动系统及其控制方法。
背景技术
目前市面上出现的部分纯电动两档自动离合手动变速器(2-AMT)车辆，因为电机的转动惯量较大，所以造成2-AMT电机的调速时间，以及进挡、退挡的时间在700ms-1000ms之间，导致换挡过程中不可避免出现动力中断，成为2-AMT纯电动车辆发展的瓶颈。
发明内容
本发明针对现有的2-AMT纯电动车辆换挡动力中断的缺陷，提出一种单控制器双电机两挡纯电动驱动系统及其控制方法，通过一个控制器控制两个电机实现无动力中断驱动，减少2-AMT纯电动车辆换挡的动力中断时间，可实现无动力中断驱动整车行驶。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：驱动控制器以及分别与之相连的第一继电器及其第一电机、第二继电器及其第二电机、对应啮合的一挡主动齿轮和一挡从动齿轮以及二挡主动齿轮和二挡从动齿轮以及与输出轴相啮合的差速器。
所述的第一继电器和第二继电器状态互斥以切换第一传递路径和第二传递路径并实现变速箱无动力中断的输出。
所述的第一传递路径是指：电机控制器通过三相接口依次连接第一继电器和第一电机，第一电机通过花键与第一输入轴连接，输入轴通过一挡主动齿轮、一挡从动齿轮传递到差速器，驱动整车行驶。
所述的第二传递路径是指：电机控制器通过三相接口依次连接第二继电器和第二电机，第二电机通过花键与第二输入轴连接，输入轴通过二挡主动齿轮、二挡从动齿轮传递到差速器，驱动整车行驶。
所述的切换是指：电机控制器控制第一电机输出扭矩置0，然后断开第一继电器并闭合第二继电器，切换完成；电机控制器控制第二电机扭矩上升，驱动整车行驶；
所述的电机控制器控制第一继电器闭合，并控制第一电机通过一挡主动齿轮、一挡从动齿轮传动驱动整车在挡前进或者在挡倒退，从而实现倒挡。
技术效果
与现有2-AMT纯电动技术相比，本发明通过两个继电器组合转换，实现对变速箱两挡变速箱速比的转换，避免传统的AMT两挡变速箱的换挡过程的电机调速造成长时间的动力中断。实现无动力中断的两种传递速比的转换。相比2-AMT的动力性系统，驾驶性得到极大的提升。
与现有2-AMT纯电动技术相比，因为不需要换挡，所以取消一整套同步器系统。而且因为不需要换挡，所以齿轮7/9的速比和齿轮6/8的速比之间不存在速比阶差限制，能更好的提升车辆的经济性。
与现有的单电机直驱方案相比，本发明专利采用两档速比，在同样的性能要求下减小电机的尺寸，降低电机成本，提升整车的经济性。同时保证驾驶性不变。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明控制部分示意图；
图中：驱动控制器1、第一继电器2、第二继电器4、第一电机4、第二电机5、一挡主动齿轮6、二挡主动齿轮7、一挡从动齿轮8、二挡从动齿轮9、差速器10、第一输入轴11、第二输入轴12、输出轴13。
具体实施方式
如图1和图2所示，为本实施例涉及的一种单控制器双电机两挡纯电动驱动系统，其包含：驱动控制器1、第一继电器2、第二继电器4、第一电机4、第二电机5、一挡主动齿轮6、二挡主动齿轮7、一挡从动齿轮8、二挡从动齿轮9和差速器10，其中：电机控制器1分别通过第一继电器2控制第一电机4，通过第二继电器3控制第二电机5。
所述的第一继电器2和第二继电器3状态互斥以切换第一传递路径和第二传递路径并实现变速箱无动力中断的输出。
所述的第一传递路径是指：电机控制器1输出U、V、W三相接口连接到第一继电器2，第一继电器2输出U、V、W连接到第一电机4输入接口上，第一电机4通过花键与输入轴连接，输入轴通过一挡主动齿轮6、一挡从动齿轮8传递到差速器10，驱动整车行驶。
所述的第二传递路径是指：电机控制器1输出U、V、W三相接口连接到继电器3，继电器3输出U、V、W连接到电机5输入接口上。电机5通过花键与输入轴连接，输入轴通过二挡主动齿轮7、二挡从动齿轮9传递到差速器10，驱动整车行驶。
所述的切换是指：电机控制器1控制第一电机4输出扭矩置0，然后断开第一继电器2并闭合第二继电器3，切换完成；电机控制器1控制第二电机5扭矩上升，驱动整车行驶；
所述的电机控制器1控制第一继电器2闭合，并控制第一电机4通过一挡主动齿轮6、一挡从动齿轮8传动驱动整车在D挡前进或者在R挡倒退，从而实现倒挡。
本实施例涉及上述系统的控制方法，具体包括：
阶段一、上电完成，一档行驶：驾驶员钥匙使能之后，电机控制器1完成上电功能，电机控制器1控制第一继电器2使能、第二继电器3断开，驾驶员挂D档，电机控制器按照额定的外特性输出扭矩，驱动整车加速。
阶段二、降扭换挡：当电机的转速达到某一数值A、A转速对应电机效率已经超过电机效率最优区域，此时电机控制器1控制第一电机4的扭矩降低到阈值B，降扭完成准备换挡。
所述的阈值B＝10±5NM。
阶段三、双电机共同驱动：当第一电机4的扭矩降低到阈值B，电机控制器1控制第二继电器3闭合，当第二电机5的扭矩增加到阈值B，此时第一继电器2仍然处于闭合状态，两个电机共同驱动整车行驶，保证继电器切换时，整车输出动力不中断。
阶段四、继电器切换：当电机控制器1控制第二电机5的扭矩增加到阈值B，此时电机控制器1控制第一继电器2断开，同时增加第二电机5输出扭矩，通过第二电机5单独驱动整车行驶。
本实施例所述控制方法进一步包括制动控制，即当驾驶员需求制动时，驾驶员踩下踏板，电机控制器1根据当前继电器的状态和行驶的档位响应电制动扭矩的大小，不进行继电器的切换。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (7)

1.一种单控制器双电机两挡纯电动驱动系统，其特征在于，包括：驱动控制器以及分别与之相连的第一继电器及其第一电机、第二继电器及其第二电机、对应啮合的一挡主动齿轮和一挡从动齿轮以及二挡主动齿轮和二挡从动齿轮以及与输出轴相啮合的差速器；
所述的第一继电器和第二继电器状态互斥以切换第一传递路径和第二传递路径并实现变速箱无动力中断的输出。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的第一传递路径是指：电机控制器通过三相接口依次连接第一继电器和第一电机，第一电机通过花键与第一输入轴连接，输入轴通过一挡主动齿轮、一挡从动齿轮传递到差速器，驱动整车行驶；
所述的第二传递路径是指：电机控制器通过三相接口依次连接第二继电器和第二电机，第二电机通过花键与第二输入轴连接，输入轴通过二挡主动齿轮、二挡从动齿轮传递到差速器，驱动整车行驶。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的切换是指：电机控制器控制第一电机输出扭矩置0，然后断开第一继电器并闭合第二继电器，切换完成；电机控制器控制第二电机扭矩上升，驱动整车行驶。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征是，所述的电机控制器控制第一继电器闭合，并控制第一电机通过一挡主动齿轮、一挡从动齿轮传动驱动整车在挡前进或者在挡倒退，从而实现倒挡。
5.一种根据上述任一权利要求所述系统的控制方法，其特征在于，包括：
阶段一、上电完成，一档行驶：驾驶员钥匙使能之后，电机控制器完成上电功能，电机控制器控制第一继电器使能、第二继电器断开，驾驶员挂D档，电机控制器按照额定的外特性输出扭矩，驱动整车加速；
阶段二、降扭换挡：当电机的转速达到某一数值A、A转速对应电机效率已经超过电机效率最优区域，此时电机控制器控制第一电机的扭矩降低到阈值B，降扭完成准备换挡；
阶段三、双电机共同驱动：当第一电机的扭矩降低到阈值B，电机控制器控制第二继电器闭合，当第二电机的扭矩增加到阈值B，此时第一继电器仍然处于闭合状态，两个电机共同驱动整车行驶，保证继电器切换时，整车输出动力不中断；
阶段四、继电器切换：当电机控制器控制第二电机的扭矩增加到阈值B，此时电机控制器控制第一继电器断开，同时增加第二电机输出扭矩，通过第二电机单独驱动整车行驶。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征是，所述的阈值B＝10±5NM。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征是，进一步包括制动控制，即当驾驶员需求制动时，驾驶员踩下踏板，电机控制器根据当前继电器的状态和行驶的档位响应电制动扭矩的大小，不进行继电器的切换。
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