CN110871694B - 驱动桥、电驱动系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开驱动桥，包括同轴设置的两定转子组件，且二者的输出轴分别与驱动桥两端的两车轮传动连接，还包括控制部件，其能够控制两定转子组件，以使其处于动力驱动模式或能量回收模式，在动力驱动模式，对应定转子组件能够输出驱动力至对应车轮，以驱动车辆在预定行驶工况下行驶，在能量回收模式，对应定转子组件停止输出驱动力，且其输出轴能够在对应车轮的拖动下转动，转动过程中能够为对应定转子组件的电池充电。该驱动桥集成有能量回收功能，能够实现驱动过程中车辆各行驶工况下能量的回收，且设置两个独立工作的定转子组件，能够在保证正常驱动的前提下实现能量回收，进一步提高车辆的能量利用率。本发明还公开电驱动系统及其控制方法。

Description

驱动桥、电驱动系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及驱动桥、电驱动系统及其控制方法。

背景技术

当前的混合动力汽车及电动汽车的动力布置方案主要为电驱动桥，该电驱动桥主要包括电机，从而能够在电机输出轴的带动下驱动车轮转动，以实现车辆的行驶。

由于传统的电驱动桥通过一个驱动电机带动其两侧的车轮转动，因此，为了保证能够正常行驶，该驱动电机也需处于动力输出模式，导致该电驱动桥耗电量较高，驱动电机的能量利用率较低。

有鉴于此，如何提供一种电驱动桥，在满足动力驱动的同时，能够提高电机能量的利用率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的为提供电驱动系统的驱动桥，包括驱动电机，所述驱动电机包括同轴设置的两定转子组件，且二者的输出轴分别与所述驱动桥两端的两车轮传动连接，还包括用于控制两所述定转子组件的控制部件；

所述控制部件能够控制两所述定转子组件，以使其处于动力驱动模式或能量回收模式，在动力驱动模式，对应所述定转子组件能够输出驱动力至对应车轮，以驱动车辆在预定的行驶工况下行驶，在能量回收模式，对应所述定转子组件停止输出驱动力，且其输出轴能够在对应车轮的拖动下转动，转动过程中能够为与所述驱动电机连接的整车动力电池充电。

可选地，还包括分别与两车轮固连的左半轴和右半轴，两所述定转子组件位于两半轴之间，并位于所述驱动桥的中部；

两所述定转子组件的输出轴与所述驱动电机的输出轴之间均通过减速机构相连，且所述驱动电机的输出轴与对应半轴之间通过等速万向节相连；

两所述定转子组件设于同一壳体内，以形成所述驱动电机，两所述减速机构设于所述壳体内侧；或者，

两所述定转子组件分别设于两壳体内。

可选地，所述控制部件还能够控制两所述定转子组件输出轴的转速方向相反、大小相等，以使车辆处于原地转向模式。

同时，本发明还提供电驱动系统，包括前驱动桥和后驱动桥，其中，所述前驱动桥为以上所述的驱动桥，所述后驱动桥为以上所述的驱动桥。

可选地，还包括控制中心，用于根据车辆的行驶工况控制所述前驱动桥和所述后驱动桥的所述控制部件，进而控制各所述定转子组件的工作模式。

进一步地，本发明提供电驱动系统的控制方法，所述电驱动系统为以上所述的电驱动系统，所述控制方法包括下述步骤：

S10：判断车辆是否处于减速转弯模式，若是，执行步骤S20，若否，执行步骤S30；

S20：所述电驱动系统的四个所述定转子组件中，控制至少一个所述定转子组件处于能量回收模式，并控制处于弯道外侧的两所述定转子组件中至少一个所述定转子组件处于动力驱动模式；

S30：控制四个所述定转子组件均处于动力驱动模式。

可选地，，步骤S10中，具体包括：

S11：监测车辆制动踏板的第一踏板行程s_b；

S12：判断所述第一踏板行程s_b是否大于踏板空行程s_d，若是，则判定车辆处于减速转弯模式。

可选地，步骤S20后，还包括：

S21：在预定时间T内继续判断车辆的转弯类型；

S211：若车辆处于减速转弯模式，则控制所述后驱动桥中位于弯道外侧的所述定转子组件处于动力驱动模式，其余三个所述定转子组件处于能量回收模式；

S212：若车辆处于轻油门转弯模式，则控制所述前驱动桥和所述后驱动桥中，位于弯道外侧的两所述定转子组件处于动力驱动模式，其余两所述定转子组件处于能量回收模式；

S213：若车辆处于半油门转弯模式，则控制所述前驱动桥的两所述定转子组件以及所述后驱动桥中位于弯道外侧的所述定转子组件处于动力驱动模式，所述后驱动桥中位于弯道内侧的所述定转子组件处于能量回收模式；

步骤S21中，监测车辆油门踏板的第二踏板行程s_p；

步骤S211中，当所述第二踏板行程s_p处于(0，s_p1max)时，判定车辆处于减速转弯模式，其中，s_p1max表示车辆处于减速转弯模式时油门踏板的最大行程；

步骤S212中，当所述第二踏板行程s_p处于(s_p2min，s_p2max)时，车辆处于轻油门转弯模式，其中，s_p2min表示车辆处于轻油门转弯模式时油门踏板的最小行程，s_p2max表示车辆处于轻油门转弯模式时油门踏板的最大行程；

步骤S213中，当所述第二踏板行程s_p处于(s_p3min，s_p3max)时，车辆处于半油门转弯模式，其中，s_p3min表示车辆处于半油门转弯模式时油门踏板的最小行程，s_p3max表示车辆处于半油门转弯模式时油门踏板的最大行程。

可选地，步骤S21中，还监测所述电驱动系统中四个所述定转子组件的输出转矩M；

步骤S211中，当处于能量回收模式的三个所述定转子组件中，任意所述定转子组件的所述输出转矩M低于M_pmin1时，控制所述定转子组件处于动力驱动模式，其中，M_pmin1表示车辆处于减速转弯模式时所需的最小输出转矩；

步骤S212中，当处于能量回收模式的两个所述定转子组件中，任意所述定转子组件的所述输出转矩M低于M_pmin2时，控制所述定转子组件处于动力驱动模式，其中，M_pmin2表示车辆处于轻油门转弯模式时所需的最小输出转矩；

步骤S213中，当处于能量回收模式的所述定转子组件的所述输出转矩M低于M_pmin3时，控制所述定转子组件处于动力驱动模式，其中，M_pmin3表示车辆处于半油门转弯模式时所需的最小输出转矩。

可选地，当判断车辆需要原地转向时，控制四个所述定转子组件输出轴的转速相等、位于一侧的两所述定转子组件输出轴的转速与位于另一侧的两所述定转子组件输出轴转速的方向相反。

本发明中，在驱动桥设置工作模式相互独立的两定转子组件，且各定转子组件的动力能够直接传递至车轮，并在控制部件的控制下能够实现该驱动桥的差速、变速功能，从而能够省去变速器、差速器等传动机构，缩短动力传动链，减少动力在多个传动机构之间传递造成的能力损失，提高传动效率，提高车辆的经济性。同时，省去上述机械传动机构时，还能减小动力传动过程中的噪音，从而大大减小车辆的噪音源，提高车辆的舒适性。

同时，省去上述各机械传动机构时，还能够简化驱动桥的结构，并节省车辆底盘下方的空间，有利于整车构架布置的优化，还能够降低电驱动桥的重量，以节省车辆运行的能耗，并提高电动汽车的续航。

而且，在驱动桥中设置工作模式相互独立的两定转子组件时，能够对连接于该驱动桥的两车轮单独控制，对于单一定转子组件的输出功率要求降低，因此，采用较低功率的定转子组件即可满足使用要求，从而降低驱动桥的成本。

更重要的是，本发明中的驱动桥集成有能量回收功能，从而能够实现驱动过程中车辆各行驶工况时能量的回收，且由于该驱动桥设置有两个独立工作的定转子组件，能够在保证正常驱动的前提下实现能量的回收，从而进一步提高车辆的能量利用率。

附图说明

图1为本发明所提供驱动桥中定转子组件与减速机构相连的剖视图；

图2为本发明所提供电驱动系统在一种具体实施例中的原理示意图；

图3为本发明所提供电驱动系统的控制方法在第一种具体实施例中的流程图；

图4为本发明所提供电驱动系统的控制方法在第二种具体实施例中的流程图；

图5为本发明所提供电驱动系统的控制方法在第三种具体实施例中的流程图。

图1-2中：

01前驱动桥、02后驱动桥、03车轮、04控制中心；

1定转子组件、21左半轴、22右半轴、31第一减速机构、32第二减速机构、41第一等速万向节、42第二等速万向节、5控制部件、6壳体。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，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。

请参考附图1-2，其中，图1为本发明所提供驱动桥中定转子组件与减速机构相连的剖视图；图2为本发明所提供电驱动系统在一种具体实施例中的原理示意图。

在一种具体实施例中，本发明提供一种电驱动系统的驱动桥，用于提供车辆行驶过程中所需的动力。如图1所示，该驱动桥包括同轴设置的两定转子组件1，其中，该定转子组件1为能够实现电能转化为机械能、机械能转化为电能的部件，且该驱动桥中，如图2所示，两定转子组件1所属的驱动电机输出轴分别与驱动桥两端的两车轮03传动连接，以便能够将对应定转子组件1的输出转矩传递至车轮03，以使其运动。

同时，如图2所示，该驱动桥还包括用于控制两定转子组件1的控制部件5，控制部件5能够控制两定转子组件1，以使其处于动力驱动模式或能量回收模式，即通过控制部件5的控制，与驱动桥左侧车轮03相连的定转子组件1能够处于动力驱动模式或能量回收模式，同时，与驱动桥右侧车轮03相连的定转子组件1也能够处于动力驱动模式或能量回收模式，显然，两定转子组件1的工作模式能够相互独立。

具体地，当在控制部件5的控制下使得定转子组件1处于动力驱动模式时，其能够输出驱动力至对应车轮03，以驱动车辆在预定的行驶工况下行驶，当在控制部件5的控制下使得定转子组件1处于能量回收模式时，其停止输出驱动力，且其输出轴能够在对应车轮03的拖动下转动，该输出轴转动过程中能够产生电流，从而能够为该定转子组件1的电池充电，实现能量回收。

因此，本发明中，在驱动桥中设置工作模式相互独立的两定转子组件1，且各定转子组件1的动力能够直接传递至车轮，并在控制部件5的控制下能够实现该驱动桥的差速、变速功能，从而能够省去变速器、差速器等传动机构，能够缩短动力传动链，减少动力在多个传动机构之间传递造成的能力损失，提高传动效率，提高车辆的经济性。同时，省去上述机械传动机构时，还能减小动力传动过程中的噪音，从而大大减小车辆的噪音源，提高车辆的舒适性。

同时，省去上述各机械传动机构时，还能够简化驱动桥的结构，并节省车辆底盘下方的空间，有利于整车构架布置的优化，还能够降低电驱动桥的重量，本发明中电驱动桥预计只有传统电驱动桥重量的70％左右，尤其是当整车选用后置后驱或者四驱的驱动方式时，还可直接省略分动箱、粘性联轴节等部件，可更大程度地降低整车重量，以节省车辆运行的能耗，并提高电动汽车的续航。

而且，在驱动桥中设置工作模式相互独立的两定转子组件1时，能够对连接于该驱动桥的两车轮03单独控制，对于单一定转子组件1的输出功率要求降低，相较于现有技术，电机最大输出功率的设计值可降低50％左右，因此，采用较低功率的定转子组件即可满足使用要求，从而降低驱动桥的成本。

更重要的是，本发明中的驱动桥集成有能量回收功能，从而能够实现车辆行驶时电驱动过程中能量的回收，且由于该驱动桥设置有两个独立工作的定转子组件1，能够在保证正常驱动的前提下实现能量的回收，从而进一步提高车辆的能量利用率。

本发明中，以车辆转弯时的能量回收为例进行描述，但应理解，该驱动桥能够实现车辆电驱动过程中其他行驶工况下电驱动系统的能量回收。

具体地，如图1和图2所示，两定转子组件1设于驱动桥的中部，该驱动桥还包括分别与两车轮03固连的左半轴21和右半轴22，两定转子组件1位于两半轴之间，且一定转子组件1的输出轴与驱动电机输出轴通过第一减速机构31相连，第一减速机构31的输出轴与左半轴21通过第一等速万向节41相连，另一定转子组件1的输出轴与驱动电机输出轴通过第二减速机构32相连，第二减速机构32的输出轴与右半轴22通过第二等速万向节42相连。

本实施例中，当两定转子组件1设于驱动桥中部时，与传统驱动电机设于车轮轮毂的驱动桥相比，定转子组件1的工作环境优于设于轮毂的电机，对定转子组件1的防水、抗腐蚀、冷却散热等要求降低，从而能够降低定转子组件1及其配套组件在密封封装、齿轮加工与研磨、轴类零件加工、轴承加工、壳体铸造等方面的技术难度，从而降低零部件与整车的制造成本。

通过在定转子组件1输出轴连接减速机构，能够在同转速情况下实现输出转矩的降速增扭，从而提高定转子组件1在高转速工况下的转矩，提高效率。上述两减速机构可为行星齿轮机构，具体可为渐开线式或者其他形式的行星齿轮机构，行星齿轮机构具有集成度高、传动比大、承载能力强等优点，可更好地发挥减速增扭的作用。该行星齿轮机构的输入轴可以为定转子组件1的输出轴，行星齿轮机构的输出轴可与定转子组件1的输出轴同轴设置，以减小该驱动桥的径向占用空间，提高驱动桥结构的紧凑性。

同时，车轮03与对应减速机构的输出轴可以直接相连，也可通过等速万向节相连，该实施例中，优选采用等速万向节进行过渡连接的方案，以降低减速机构输出轴的抗弯、抗剪能力要求。

车辆运行过程中，左半轴21与驱动电机左半输出轴之间、右半轴22与驱动电机右半输出轴之间存在轴间夹角或径向错位时，都不会影响动力传递的可靠性，半轴和对应减速机构的输出轴之间能够始终以相同的角速度传递动力，不仅能够保证减速机构输出轴与对应车轮03的可靠连接，还能够进一步降低车辆运行过程中的噪音。

进一步地，如图1所示的实施例中，上述两定转子组件1可以封装于同一壳体6内，从而形成内置有两组定转子组件1的驱动电机，且两定转子组件1之间互不影响。该壳体可以包括筒状本体和连接于筒状本体轴向两端的两端盖。

或者，该驱动桥可包括两个电机，各电机均设置有一组上述定转子组件1，且两电机的输出轴同轴，即该实施例中的两定转子组件1分别位于独立的两个壳体内。

具体地，本发明中提到的电机均可以为永磁同步电机，或者定转子组件1为永磁同步电机的定转子组件，如图1所示，该定转子组件1包括固定于输出轴的转子铁芯、定子铁芯、定子绕组和磁钢插片17等部件，通过改变定子绕组输入电流的频率能够改变输出轴的转速、通过改变定子绕组输入电流的大小能够改变输出轴输出转矩的大小。该定转子组件1的具体结构也可参见现有技术中永磁同步电机的具体结构。

永磁同步电机具有功率大、体积小的优点，额定转速以下，可实现恒转矩的输出，额定转速以上，可实现恒功率输出，在外特性的范围内，采用矢量控制算法，能够实现转矩闭环控制和转速闭环控制，以便在转矩模式和转速模式之间切换，且在两种工作模式的切换过程中可以采用零转矩模式控制，此时，电机不对外输出转矩。

基于以上各实施例中的驱动桥，由于控制部件5能够单独控制两定转子组件1，因此，能够实现两定转子组件1输出方向相反、大小相等的转矩，即作用于同一驱动桥两车轮03的转矩方向相反、大小相等，从而使得车辆能够处于原地转向模式。

另一方面，由于车辆行驶工况包括正常行驶(直行无打滑以及打滑风险、无倾翻等故障)、正常转弯(无打滑以及打滑风险、无倾翻等故障)、一侧车轮03打滑以及存在打滑风险等工况，各工况下，定转子组件1的工作模式如下：

在正常行驶时，控制部件5可以控制两定转子组件1在转矩模式下工作，以使两定转子组件1能够输出相同的转矩，此时，两车轮03的转速n1、n2相同。在正常转弯时，两定转子组件1仍可工作于转矩模式，不同的是，两车轮03的转速n1、n2不同，转弯内侧车轮03的转速小于转弯外侧车轮03的转速，以实现差速器的作用。

在一侧车轮03打滑或者存在打滑风险时，控制部件5能够控制电机退出转矩模式、进入转速模式，并控制具有较大转速的一侧定转子组件1减速，以实现差速锁的作用。

在判断是否存在一侧车轮03打滑或者存在打滑风险(即将发生打滑)时，可依据两定转子组件1输出轴的转速n1、n2进行判断，也可以依据两车轮03的转速进行判断，具体可依据实际情况而定。

以通过两定转子组件1的转速n₁、n₂进行判断为例：首先，控制部件5可依据两定转子组件1的转速n₁、n₂计算滑转率S，滑转率S为两电机的转速差的绝对值与较小的转速的比值，即S＝|n₁-n₂|/min(n₁、n₂)，或者，也可以分别计算|n₁-n₂|/n₁、|n₁-n₂|/n₂，之后取其中较大者作为滑转率S；然后，判断滑转率S是否大于或等于安全滑转率S_M，若是，即表示车辆已经出现单侧车轮03打滑，可直接由控制部件5控制打滑侧(具有较大转速)的定转子组件1减速；相反，如果滑转率S小于安全滑转率S_M，可进一步地判断滑转率S是否大于或等于预警滑转率S_W且滑转率S是否具有增大趋势，若均是，即表示较大转速侧的车轮03存在较大的打滑风险，控制部件5可直接控制具有较大转速的定转子组件1减速，直至滑转率S小于预警滑转率S_W，以消除单侧车轮03打滑的风险。

可以理解，在正常行驶时，驾驶者可通过制动踏板、油门踏板、方向盘等部件对车辆进行操控，而一旦控制部件5检测到单侧车轮03打滑或者存在打滑风险时，控制部件5将切断驾驶者对车辆进行的无益于解除打滑状态的操作(如继续猛踩加速踏板等)，并直接对打滑侧的定转子组件1进行控制，以帮助车辆迅速脱离打滑状态。

同时，如图2所示，本发明还提供一种车辆的电驱动系统，包括前驱动桥01和后驱动桥02，其中，该前驱动桥01为以上任一实施例中所述的驱动桥，同时，该后驱动桥02为以上任一实施例中所述的驱动桥。由于该驱动桥具有上述技术效果，包括该驱动桥的电驱动系统也应具有相应的技术效果，此处不再赘述。

需要说明的是，图2所示的实施例中，车辆的前驱动桥01和后驱动桥02均为电驱动，即本发明中的驱动桥能够用于电动车，当然，上述驱动桥也可用于混合动力车辆，即车辆的前驱动桥和后驱动桥中，一者为电驱动，另一者为发动机驱动。

进一步地，如图2所示，该电驱动系统还包括控制中心04，该控制中心04用于根据车辆的行驶工况控制前驱动桥01和后驱动桥02的控制部件5，进而分别控制四个定转子组件1的工作模式。

本实施例中，该控制中心04能够根据车辆的行驶工况实现前驱动桥01和后驱动桥02的精确扭矩分配，不受传统机械式分动器分扭比及减速机构速比的制约，能够实现前后桥0～1之间任意分扭比的精确控制，一方面可以100％发挥车轮03附着力的作用，另一方面有利于纯电动四驱车平台化开发，针对基于该电驱动系统平台进行的改型开发可直接避免大量根据前后轴载荷变化需要重新进行分动器分扭比、行星齿轮系设计与选型的重复工作。

具体地，上述定转子组件1的控制部件5可为电机控制器模块MCU，上述电驱动桥的控制中心04可为整车控制模块VCM，MCU和VCM控制过程中的数据交互步骤可参见现有技术，此处不再赘述。

另外，本发明进一步提供一种电动车辆，包括车身、车轮03和电驱动系统，其中，该电驱动系统为以上任一实施例中所述的电驱动系统。

具体地，除上述各部件外，该电动车辆还设置有V2X(vehicle to everything，车对外界的信息交换)模块，通过该V2X模块，能够将车辆的当前行驶工况及位置等信息上传至云端，便于周围车辆提前作出避让判断，从而提高电动车辆的安全性。

请继续参考附图3-5，其中，图3为本发明所提供电驱动系统的控制方法在第一种具体实施例中的流程图；图4为本发明所提供电驱动系统的控制方法在第二种具体实施例中的流程图；图5为本发明所提供电驱动系统的控制方法在第三种具体实施例中的流程图。

基于上述电驱动系统，本发明还提供一种电驱动系统的控制方法，该控制方法能够实现车辆转弯时的能量回收。

当车辆转弯行驶时，控制中心04(VCM)实时向前后桥控制部件5(MCU)发送转矩分配控制指令，采取转矩模式控制左半轴21和右半轴22以等转矩输出动力，由于外侧半轴转速大于内侧半轴转速，控制部件5(MCU)能够实时反馈两个定转子组件1的最大转矩能力，同时接收、执行控制中心04(VCM)仲裁后的转矩指令，实现电子差速功能。

其中，对于单个驱动桥而言，两定转子组件1电流频率以及功率模块工作状态之间存在差异，通过两套驱动和功率控制模块分别实现各自的控制。且车辆转弯过程中，定转子组件1以转矩模式工作。

如图3所示，该控制方法具体包括下述步骤：

S10：判断车辆是否处于减速转弯模式，若是，执行步骤S20，若否，执行步骤S30；

S20：电驱动系统的四个定转子组件1中，控制至少一个定转子组件1处于能量回收模式，并控制处于弯道外侧的两定转子组件1中至少一个定转子组件1处于动力驱动模式。

当车辆处于减速转弯模式时，其行驶过程中所需要的驱动力较小，使得驱动桥中定转子组件1存在能够处于能量回收模式的可能性，因此，控制中心04通过控制两控制部件5，使得至少一个定转子组件1处于能量回收模式，同时，为了保证车辆具有足够的驱动力实现转弯，还需使得转弯外侧的两车轮03中至少一个具有驱动力。

S30：控制四个定转子组件1均处于动力驱动模式。

当车辆未处于减速转弯模式时，为了保证其具有足够的动力，控制中心04通过控制部件5使得四个定转子组件1均处于动力驱动模式，保证车辆的安全性。

本发明中，控制中心04(VCM)根据车速、油门及制动踏板位置判断车辆是否减速过弯，进而根据预设的控制策略进行逻辑判断，并分别确定四个定转子组件1以动力驱动模式工作，或是切换为能量回收模式，从而保证电动车辆处于最佳经济效率、动力表现以及过弯性能。

具体地，步骤S10中，通过下述步骤判定车辆是否处于减速转弯模式：

S11：监测车辆制动踏板的第一踏板行程s_b；

S12：判断第一踏板行程s_b是否大于踏板空行程s_d，若是，则判定车辆处于减速转弯模式。

进一步地，如图4所示，步骤S20后，还包括：

S21：在预定时间T内继续判断车辆的转弯类型；

该步骤表示存在定转子组件1切换为能量回收模式时，为了保证车辆具有足够的动力，步骤S20之后继续判断车辆的转弯类型，以继续精确控制定转子组件1的工作模式。

S211：若车辆处于减速转弯模式，则控制后驱动桥02中位于弯道外侧的定转子组件1处于动力驱动模式，其余三个定转子组件1处于能量回收模式；

该减速转弯模式中，除通过制动踏板的第一踏板行程s_b判断外，还考虑油门踏板的第二踏板行程s_p，具体地，当第二踏板行程s_p处于(0，s_p1max)时，车辆处于减速转弯模式，其中，s_p1max表示车辆处于减速转弯模式时油门踏板的最大行程。也就是说，判定车辆处于减速转弯模式时，需满足下述两个条件：s_b﹥s_d；预定时间T内s_p∈(0，s_p1max)，因油门踏板和刹车踏板不能同时踩踏，因此，两个条件判定之间存在一定的时间间隔。

因此，通过制动踏板行程和油门踏板行程双重因素的控制，能够大大提高车辆转弯模式判定的精确性，从而保证车辆转弯时具有足够转弯动力的基础上，能够回收部分能量。

车辆处于减速转弯模式时，其所需要的转弯动力较小，因此，只要使得后驱动桥02中转弯外侧的定转子组件1处于动力驱动模式即可满足驱动力要求，其余定转子组件1均可处于能量回收模式，能够回收大量能量。

S212：若车辆处于轻油门转弯模式，则控制前驱动桥01和后驱动桥02中，位于弯道外侧的两定转子组件1处于动力驱动模式，其余两定转子组件1处于能量回收模式；

类似地，车辆轻油门转弯模式的判定同样需要满足下述两个条件(两个条件判定之间存在一定的时间间隔)：s_b﹥s_d；预定时间T内s_p∈(s_p2min，s_p2max)，其中，s_p2min表示车辆处于轻油门转弯模式时油门踏板的最小行程，s_p2max表示车辆处于轻油门转弯模式时油门踏板的最大行程。

车辆处于轻油门转弯模式时，其所需要的转弯动力较减速转弯模式时大，因此，为了保证具有足够的驱动力，需使得转弯外侧的两定转子组件1均处于动力驱动模式，转弯内侧的两定转子组件1均可处于能量回收模式。

S213：若车辆处于半油门转弯模式，则控制前驱动桥01的两定转子组件1以及后驱动桥02中位于弯道外侧的定转子组件1处于动力驱动模式，后驱动桥02中处于弯道内侧的定转子组件1处于能量回收模式。

类似地，车辆半油门转弯模式的判定同样需要满足下述两个条件(两个条件判定之间存在一定的时间间隔)：s_b﹥s_d；预定时间T内s_p∈(s_p3min，s_p3max)，其中，s_p3min表示车辆处于半油门转弯模式时油门踏板的最小行程，s_p3max表示车辆处于半油门转弯模式时油门踏板的最大行程。

车辆处于半油门转弯模式时，其所需要的转弯动力更大，为了保证具有足够的驱动力，需使得前驱动桥01的两定转子组件1以及后驱动桥02中位于弯道外侧的定转子组件1处于动力驱动模式，后驱动桥02中处于弯道内侧的定转子组件1处于能量回收模式。

类似地，车辆轻油门转弯模式的判定同样需要满足下述两个条件(两个条件判定之间存在一定的时间间隔)：s_b﹥s_d；预定时间T内s_p∈(s_p4min，s_p4max)，其中，s_p4min表示车辆处于全油门转弯模式时油门踏板的最小行程，s_p4max表示车辆处于全油门转弯模式时油门踏板的最大行程。

车辆处于全转弯模式时，其所需要的转弯动力较大，需使得该电驱动系统中的四个定转子组件1均处于动力驱动模式，以提供转弯所需的动力。

更进一步地，如图4所示，步骤S21中，还监测车辆转弯过程中电驱动系统中四个定转子组件1的输出转矩M，具体地，四个定转子组件1的输出转矩分别为；M_fl(前驱动桥01左侧的定转子组件1)、M_fr(前驱动桥01右侧的定转子组件1)、M_rl(后驱动桥02左侧的定转子组件1)、M_rr(后驱动桥02右侧的定转子组件1)。

步骤S211中，当四个定转子组件1中任意定转子组件1的输出转矩M低于M_pmin1时，控制该定转子组件1处于动力驱动模式，其中，M_pmin1表示车辆处于减速转弯模式时所需的最小输出转矩。

如此设置，通过上述条件判定车辆处于减速转弯模式时，四个定转子组件1中有三个处于能量回收模式，而当进一步判断该三个定转子组件1中任意一个或多个的输出转矩M低于M_pmin1时，控制该定转子组件1处于动力驱动模式，从而进一步保证车辆转弯时具有足够的驱动力。

步骤S212中，当任意定转子组件1的输出转矩M低于M_pmin2时，控制该定转子组件1处于动力驱动模式，其中，M_pmin2表示车辆处于轻油门转弯模式时所需的最小输出转矩；

步骤S213中，当任意定转子组件1的输出转矩M低于M_pmin3时，控制定转子组件1处于动力驱动模式，其中，M_pmin3表示车辆处于半油门转弯模式时所需的最小输出转矩。

因此，该实施例能够在保证车辆具有足够的转弯驱动力的同时实现能量的回收。

上述步骤S2111、S2121、S2131之后还包括下述步骤：

S214：读取转向盘的信号，判断车辆是否仍处于转向模式，若否，则控制各定转子组件1退出能量回收模式。

另一方面，当控制中心04读取方向盘转角数据θ及仪表板上启动原地转向按键的触发信号判断车辆需要原地转向时，该控制中心04控制两控制部件5，从而控制前驱动桥01的两定转子组件1等速反转、后驱动桥02的两定转子组件1等速反转，从而实现车辆的原地转向。

同时，当车辆直行或转弯时，其控制方法还包括下述步骤：

步骤S1，获取能够表征同轴的两车轮3转速的两个特征量，并计算滑转率S。

上述特征量可以直接采用车轮03转速，也可以采用与其相连的定转子组件1的转速，本实施例中通过两定转子组件1的转速n₁、n₂来作为特征量以计算滑转率S，并进行后续控制，相应地，步骤S1可以具体为：获取两电机的转速n₁、n₂，并计算滑转率S。采用车轮3转速进行控制的方案与采用定子驱动组件1转速进行控制的方案基本类似，只需将后续描述中的n₁、n₂替换为同轴两车轮3的转速v₁、v₂，并对相应的安全滑转率S_M、预警滑转率S_W、最大允许差值△n_M等参数的具体值进行适应性的调整即可，故在此不再做重复性的描述。

两定转子组件1的转速n₁、n₂可以通过控制单元5以及定转子组件1中的位置传感器得出，滑转率S为两定转子组件1的转速差的绝对值与较小的转速的比值，即S＝|n₁-n₂|/min(n₁、n₂)，或者，也可以分别计算|n₁-n₂|/n₁、|n₁-n₂|/n₂，之后取其较大者作为滑转率S。

步骤S2，判断滑转率S是否大于或等于安全滑转率S_M，若是，执行步骤S3，若否，执行步骤S4；步骤S3，控制具有较大转速的定转子组件1减速；步骤S4，控制两定转子组件1输出相同的转矩；

当滑转率S大于或等于安全滑转率S_M，即表示车辆当前已经处于打滑状态，可立即控制打滑侧(具有较大转速)的定转子组件1减速，以使车辆尽快脱离当前的打滑状态。

事实上，在滑转率S小于安全滑转率S_M时，也并非表示车辆可以安全运行，还需要进一步地确定车辆是否存在打滑风险，为此，还可以设置预警滑转率S_W，预警滑转率S_W小于安全滑转率S_M。

具体而言，在上述的步骤S2之后、步骤S4之前还可以增加对预警滑转率S_W的判断，即增加步骤S201，判断滑转率S是否大于或等于预警滑转率S_W，若不是，可以基本确定车辆无打滑风险，可执行步骤S4，控制两定转子组件1以相同的转矩进行输出；如果是，则需要执行步骤S202，以判断滑转率S是否随时间具有增大趋势，若具有增大趋势，则滑转率S随时可能超过安全滑转率S_M，此时，需要执行步骤S3，以降低存在打滑风险一侧的定转子组件2转速，若不具有增大趋势，也可以基本确定车辆暂时无打滑风险，可执行步骤S4。

基于上述预警滑转率S_W的设置，步骤S3可以具体为：控制具有较大转速的定转子组件1减速，直至滑转率S小于预警滑转率S_W。或者，在步骤S3中，也可以控制具有较大转速的定转子组件1以特定的斜率P进行持续减速，直至与另一侧的定转子组件1转速相同，以实现两定转子组件1的等转速输出。

在步骤S4之前，即控制两定转子组件1以等转矩的方式进行输出之前，还需要判断当前是否具备以转矩模式进行输出的条件，具体可以包括如下步骤：步骤S203，判断两定转子组件1的转速差的绝对值是否大于或等于等转矩输出时的最大允许转速差△n_M，若是，执行步骤S204，若否，即表示满足切换转矩模式的条件，可以直接执行步骤S4；步骤S204，控制具有较大转速的定转子组件1减速，直至转速差的绝对值小于最大允许转速差△n_M，然后再执行步骤S4。

需要说明，在本实施例中并未对安全滑转率S_M、预警滑转率S_W、最大允许转速差△n_M以及斜率P等参数的具体值进行限定，在具体实施时，本领域技术人员可以根据实际情况对上述各参数进行标定。

另外，当车辆处于转弯模式时，可同时执行上述控制方法，即在防止单侧车轮03打滑的同时，还能够合理回收车辆转弯过程中的能量，提高能量利用率。

以上对本发明所提供的驱动桥、电驱动系统及其控制方法均进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (7)

1.电驱动系统的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括下述步骤：

S10：判断车辆是否处于减速转弯模式，若是，执行步骤S20，若否，执行步骤S30；

S20：所述电驱动系统的四个定转子组件（1）中，控制至少一个所述定转子组件（1）处于能量回收模式，并控制处于弯道外侧的两所述定转子组件（1）中至少一个所述定转子组件（1）处于动力驱动模式；

S30：控制四个所述定转子组件（1）均处于动力驱动模式；

步骤S20后，还包括：

S21：在预定时间T内继续判断车辆的转弯类型；

S211：若车辆处于减速转弯模式，则控制后驱动桥（02）中位于弯道外侧的所述定转子组件（1）处于动力驱动模式，其余三个所述定转子组件（1）处于能量回收模式；

S212：若车辆处于轻油门转弯模式，则控制前驱动桥（01）和所述后驱动桥（02）中，位于弯道外侧的两所述定转子组件（1）处于动力驱动模式，其余两所述定转子组件（1）处于能量回收模式；

S213：若车辆处于半油门转弯模式，则控制所述前驱动桥（01）的两所述定转子组件（1）以及所述后驱动桥（02）中位于弯道外侧的所述定转子组件（1）处于动力驱动模式，所述后驱动桥（02）中位于弯道内侧的所述定转子组件（1）处于能量回收模式；

步骤S21中，监测车辆油门踏板的第二踏板行程

；

步骤S211中，当所述第二踏板行程

处于（0，

）时，判定车辆处于减速转弯模式，其中，

表示车辆处于减速转弯模式时油门踏板的最大行程；

步骤S212中，当所述第二踏板行程

处于（

，

）时，车辆处于轻油门转弯模式，其中，

表示车辆处于轻油门转弯模式时油门踏板的最小行程，

表示车辆处于轻油门转弯模式时油门踏板的最大行程；

步骤S213中，当所述第二踏板行程

处于（

，

）时，车辆处于半油门转弯模式，其中，

表示车辆处于半油门转弯模式时油门踏板的最小行程，

表示车辆处于半油门转弯模式时油门踏板的最大行程；

电驱动系统的驱动桥包括驱动电机，所述驱动电机包括同轴设置的两定转子组件（1），且二者的输出轴分别与所述驱动桥两端的两车轮（03）传动连接，还包括用于控制两所述定转子组件（1）的控制部件（5）；

所述控制部件（5）能够控制两所述定转子组件（1），以使其处于动力驱动模式或能量回收模式，在动力驱动模式，对应所述定转子组件（1）能够输出驱动力至对应车轮（03），以驱动车辆在预定的行驶工况下行驶，在能量回收模式，对应所述定转子组件（1）停止输出驱动力，且其输出轴能够在对应车轮（03）的拖动下转动，转动过程中能够为与所述驱动电机连接的整车动力电池充电；

电驱动系统包括前驱动桥（01）和后驱动桥（02），所述前驱动桥（01）为所述驱动桥，所述后驱动桥（02）为所述驱动桥。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S10中，具体包括：

S11：监测车辆制动踏板的第一踏板行程

；

S12：判断所述第一踏板行程

是否大于踏板空行程

，若是，则判定车辆处于减速转弯模式。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S21中，还监测所述电驱动系统中四个所述定转子组件（1）的输出转矩M；

步骤S211中，当处于能量回收模式的三个所述定转子组件（1）中，任意所述定转子组件（1）的所述输出转矩M低于

时，控制所述定转子组件（1）处于动力驱动模式，其中，

表示车辆处于减速转弯模式时所需的最小输出转矩；

步骤S212中，当处于能量回收模式的两个所述定转子组件（1）中，任意所述定转子组件（1）的所述输出转矩M低于

时，控制所述定转子组件（1）处于动力驱动模式，其中，

表示车辆处于轻油门转弯模式时所需的最小输出转矩；

步骤S213中，当处于能量回收模式的所述定转子组件（1）的所述输出转矩M低于

时，控制所述定转子组件（1）处于动力驱动模式，其中，

表示车辆处于半油门转弯模式时所需的最小输出转矩。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的控制方法，其特征在于，当判断车辆需要原地转向时，控制四个所述定转子组件（1）输出轴的转速相等、位于一侧的两所述定转子组件（1）输出轴的转速与位于另一侧的两所述定转子组件（1）输出轴转速的方向相反。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括分别与两车轮（03）固连的左半轴（21）和右半轴（22），两所述定转子组件（1）位于两半轴之间，并位于所述驱动桥的中部；

两所述定转子组件（1）的输出轴与所述驱动电机的输出轴之间均通过减速机构相连，且所述驱动电机的输出轴与对应半轴之间通过等速万向节相连；

两所述定转子组件（1）设于同一壳体（6）内，以形成所述驱动电机，两所述减速机构设于所述壳体（6）内侧；或者，

两所述定转子组件（1）分别设于两壳体内。

6.根据权利要求1或5所述的控制方法，其特征在于，所述控制部件（5）还能够控制两所述定转子组件（1）输出轴的转速方向相反、大小相等，以使车辆处于原地转向模式。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括控制中心（04），用于根据车辆的行驶工况控制所述前驱动桥（01）和所述后驱动桥（02）的所述控制部件（5），进而控制各所述定转子组件（1）的工作模式。

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