CN113352864A - 一种带双离合器的电动汽车的动力系统及其控制方法 - Google Patents

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CN113352864A CN202110830629.9A CN202110830629A CN113352864A CN 113352864 A CN113352864 A CN 113352864A CN 202110830629 A CN202110830629 A CN 202110830629A CN 113352864 A CN113352864 A CN 113352864A
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张天强
胡志林
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Abstract

本发明涉及电动汽车技术领域，公开一种带双离合器的电动汽车的动力系统及其控制方法。其中带双离合器的电动汽车的动力系统包括：三个电机，分别为第一电机、第二电机及第三电机；两个变速器，分别为第一变速器和第二变速器；两个差速器，分别为第一差速器和第二差速器；两个离合器，两个离合器分别为第一离合器和第二离合器，第一离合器位于第一电机和第二差速器之间，第二离合器位于第二电机或者第三电机与第二差速器之间。本发明公开的带双离合器的电动汽车的动力系统，减小了电机的随转损失，使得电动汽车驱动时的阻力更小、耗电量更少，从而延长了电动汽车的续航里程。

Description

一种带双离合器的电动汽车的动力系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种带双离合器的电动汽车的动力系统及其控制方法。
背景技术
当前纯电动汽车发展越来越快，为了追求较好的动力性，很多车型均采用四驱方案，即前后各采用一套包括一个电机和一个单级减速器的电驱动系统。永磁同步电机由于其功率密度大，而且效率较高，目前在纯电动汽车上得到了广泛应用。但是永磁同步电机与异步电机的不同之处在于：永磁同步电机在随转工况下其反拖扭矩较大，而且为了防止反电动势过高，其在高转速段的弱磁电流较大，消耗电能较多，这些均导致了采用永磁同步电机的四驱车型电耗较高，续驶里程较短，影响车型竞争力。
发明内容
基于以上所述，本发明的目的在于提供一种带双离合器的电动汽车的动力系统，减小了电机的随转损失，使得电动汽车驱动时的阻力更小、耗电量更少，从而延长了电动汽车的续航里程。
为达上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种带双离合器的电动汽车的动力系统，包括：三个电机，三个所述电机分别为第一电机、第二电机及第三电机；两个变速器，两个所述变速器分别为第一变速器和第二变速器，所述第一变速器的输入端与所述第一电机的输出端相连，所述第二变速器的输入端分别与所述第二电机的输出端和所述第三电机的输出端相连；两个差速器，两个所述差速器分别为第一差速器和第二差速器，所述第一差速器的输入端与所述第一变速器的输出端相连，所述第一差速器的输出端与电动汽车的前轴相连以带动前车轮转动，所述第二差速器的输入端与所述第二变速器的输出端相连，所述第二差速器的输出端与所述电动汽车的后轴相连以带动后车轮转动；两个离合器，两个所述离合器分别为第一离合器和第二离合器，所述第一离合器位于所述第一电机和所述第二差速器之间，所述第二离合器位于所述第二电机或者所述第三电机与所述第二差速器之间。
作为一种带双离合器的电动汽车的动力系统的优选方案，所述第一离合器分别与所述第一电机的输出端和所述第一变速器的输入端相连，或者所述第一离合器分别与所述第一变速器的输出端和所述第一差速器的输入端相连。
作为一种带双离合器的电动汽车的动力系统的优选方案，所述第二离合器分别与所述第二电机的输出端或者所述第三电机的输出端与所述第二变速器的输入端相连，或者所述第二离合器分别与所述第二变速器和所述第二差速器相连。
作为一种带双离合器的电动汽车的动力系统的优选方案，所述带双离合器的电动汽车的动力系统还包括减速机构，所述减速机构与所述第三电机相连。
作为一种带双离合器的电动汽车的动力系统的优选方案，所述第二电机与所述第二变速器相连，所述第三电机与所述减速机构相连，所述第二变速器与所述减速机构同轴设置且两者均与所述第二差速器相连，所述第二离合器分别与所述第二电机的输出端或者所述第三电机的输出端与所述第二变速器的输入端相连，或者所述第二离合器分别与所述第二变速器和所述第二差速器相连，或者所述第二离合器分别与所述减速机构和所述第二差速器相连。
作为一种带双离合器的电动汽车的动力系统的优选方案，两个所述变速器均设有第一挡位和第二挡位，所述变速器在所述电机的转速低于或等于预设转速时处于第一挡位，在所述电机的转速高于所述预设转速时处于第二挡位。
本发明还提供了一种电动汽车的动力系统的控制方法，减小了电机的随转损失，使得电动汽车驱动时的阻力更小，耗电量更少，延长了电动汽车的续航里程。
一种适用于以上任一方案所述的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法，包括极致模式，两个所述离合器均处于结合状态；
在所述极致模式下驱动时，所述第一电机、所述第二电机及所述第三电机均采用扭矩控制模式且输出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定；所述变速器在所述电机的转速低于或等于预设转速时处于第一挡位，在所述电机的转速高于所述预设转速时处于第二挡位；所述第一电机、所述第二电机或所述第三电机的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000031
其中，当计算所述第一电机的需求扭矩TM1dmd时，α取2；当计算所述第二电机的需求扭矩TM2dmd或所述第三电机的需求扭矩TM3dmd时，α取4；Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为所述电机的输出端与所述差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；
在所述极致模式下制动时，两个所述变速器均保持当前挡位，制动扭矩由所述第一电机提供，所述第二电机和所述第三电机不工作，所述第一电机的发电需求扭矩TM1brake为：
Figure BDA0003175408020000032
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i1为所述第一电机的输出端与所述第一差速器的输入端之间的传动比，η1为从所述第一电机到所述前车轮的机械传递效率。
作为一种带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法的优选方案，所述带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法还包括运动模式，在所述运动模式下驱动时，两个所述离合器均处于结合状态，所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机均采用扭矩控制模式且发出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定；所述变速器在所述电机的转速低于或等于预设转速时处于第一挡位，在所述电机的转速高于所述预设转速时处于第二挡位，所述第一电机、所述第二电机或所述第三电机的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000042
其中，当计算所述第一电机的需求扭矩TM1dmd时，α取2；当计算所述第二电机的需求扭矩TM2dmd或所述第三电机的需求扭矩TM3dmd时，α取4；Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为所述电机的输出端与所述差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；
在所述运动模式下制动时，所述第一离合器处于分离状态，所述第二变速器处于空挡时所述第二离合器处于结合状态，所述第二变速器保持当前挡位时所述第二离合器处于分离状态，制动扭矩由所述第二电机或者所述第三电机提供，所述第二电机或者所述第三电机的发电需求扭矩TMbrake为：
Figure BDA0003175408020000041
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i为所述第三电机的输出端与所述第二差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率。
作为一种带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法的优选方案，所述带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法还包括经济模式，所述第一离合器处于分离状态，所述第二变速器处于空挡时所述第二离合器处于结合状态，所述第二变速器保持当前挡位时所述第二离合器处于分离状态；
在所述经济模式下驱动时，所述第一电机不工作，驱动扭矩由所述第二电机或者所述第三电机提供，所述第二电机或者所述第三电机的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000051
其中，Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为所述第三电机的输出端与所述第二差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；
在所述经济模式下制动时，所述第一电机不工作，制动扭矩由所述第二电机或者所述第三电机提供，所述第二电机或者所述第三电机的发电需求扭矩TMbrake为：
Figure BDA0003175408020000052
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i为所述第三电机的输出端与所述第二差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率。
作为一种带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法的优选方案，所述带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法还包括舒适模式，两个所述离合器均处于结合状态；
在所述舒适模式下驱动时，所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机均采用扭矩控制模式且发出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定；所述变速器保持在所述第一挡位，所述第一电机、所述第二电机或所述第三电机的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000061
其中，当计算所述第一电机的需求扭矩TM1dmd时,α取2；当计算所述第二电机的需求扭矩TM2dmd或所述第三电机的需求扭矩TM3dmd时，α取4；Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为所述电机的输出端与所述差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；
在所述舒适模式下制动时，制动扭矩由所述第一电机提供，所述第二电机和所述第三电机不工作，所述第一电机的发电需求扭矩TM1brake为：
Figure BDA0003175408020000062
其中，TM1brake为车轮的需求制动扭矩，i1为所述第一电机的输出端与所述第一差速器的输入端之间的传动比，η1为从所述第一电机到所述前车轮的机械传递效率。
本发明的有益效果为：本发明公开的带双离合器的电动汽车的动力系统的三个电机、两个变速器及两个离合器联合使用，使得系统对工况的匹配度较高，提高电动车辆的环境适应性，同时三个电机能够为电动汽车提供更强的加速性能，使电动汽车在低挡时具有更强的动力，从而减小了电机的随转损失，进而使得电动汽车驱动时的阻力更小、耗电量更少，延长了电动汽车的续航里程。
本发明公开的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法包括极致模式，适用于电动汽车的动力系统，驱动时，三个电机均采用扭矩控制模式，保证电动汽车具有最优的加速性和最高的车速，制动时，两个离合器均保持结合状态，两个变速器均不换挡，使得下一次驱动更加顺畅，避免了离合器结合带来的动力延迟，保证了电动汽车具有较好的加速性能，提高了电动汽车的经济性，延长了电动汽车的续航里程。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是本发明具体实施例一提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图2是本发明具体实施例二提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图3是本发明具体实施例三提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图4是本发明具体实施例四提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图5是本发明具体实施例五提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图6是本发明具体实施例六提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图7是本发明具体实施例七提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图8是本发明具体实施例八提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图9是本发明具体实施例九提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图10是本发明具体实施例十提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图11是本发明具体实施例十一提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图12是本发明具体实施例十二提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图13是本发明具体实施例十三提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图；
图14是本发明具体实施例十四提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的示意图。
图中：
11、第一电机；12、第二电机；13、第三电机；
21、第一变速器；22、第二变速器；
31、第一差速器；32、第二差速器；
41、第一离合器；42、第二离合器；
5、减速机构；
100、前轴；200、前车轮；300、后轴；400、后车轮。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
本实施例提供一种带双离合器的电动汽车的动力系统，如图1所示，包括三个电机、两个变速器、两个差速器及两个离合器，三个电机均为永磁同步电机，永磁同步电机具有功率密度大、效率较高且能够为电动汽车提供较好的加速性能的优点，三个电机分别为第一电机11、第二电机12及第三电机13，两个变速器分别为第一变速器21和第二变速器22，第一变速器21的输入端与第一电机11的输出端相连，第二变速器22的输入端分别与第二电机12的输出端和第三电机13的输出端相连，两个差速器分别为第一差速器31和第二差速器32，第一差速器31的输入端与第一变速器21的输出端相连，第一差速器31的输出端与电动汽车的前轴100相连以带动前车轮200转动，第二差速器32的输入端与第二变速器22的输出端相连，第二差速器32的输出端与电动汽车的后轴300相连以带动后车轮400转动，两个离合器分别为第一离合器41和第二离合器42，第一离合器41位于第一电机11和第二差速器32之间，第一离合器41能够使第一电机11的动力传递至第一差速器31上，并能够切断第一电机11和第一差速器31之间的动力连接，第二离合器42位于第三电机13与第二差速器32之间，第二离合器42能够使第三电机13的动力传递至第二差速器32上，并能够切断第三电机13和第二差速器32之间的动力连接。
本实施例提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的三个电机、两个变速器及两个离合器联合使用，使得系统对工况的匹配度较高，提高电动车辆的环境适应性，同时三个电机能够为电动汽车提供更强的加速性能，使电动汽车在低挡时具有更强的动力，从而减小了电机的随转损失，进而使得电动汽车驱动时的阻力更小、耗电量更少，延长了电动汽车的续航里程。
具体地，本实施例的第一离合器41分别与第一电机11的输出端和第一差速器31的输入端相连，该带双离合器的电动汽车的动力系统还包括减速机构5，该减速机构5为单级减速机构5，减速机构5与第三电机13相连，第二离合器42分别与第三电机13的输出端和减速机构5的输入端相连，第二变速器22与减速机构5的输出端同轴设置且两者均与第二差速器32相连，从而将第一电机11和第二电机12的动力输出至后轴300上以驱动后车轮400转动。
本实施例还提供了一种适用于该带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法，该带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法包括运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式。
具体地，在极致模式时，两个离合器均处于结合状态，在本实施例中，变速器在第二电机12的转速低于或等于预设转速时处于第一挡位，在第二电机12的转速高于预设转速时处于第二挡位。以预设转速为第二电机12的最高转速为例，当车速超过预设车速(例如200km/h)对应的第二电机12的最高转速(例如16000rpm)时，变速器切换成第二挡位。
在极致模式下驱动时，第一电机11、第二电机12及第三电机13均采用扭矩控制模式且输出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定，根据驾驶员需求扭矩图表，可由加速踏板的开度查表的得出车轮的需求驱动扭矩Tdrive，此方法为本领域技术人员的公知常识，此处不再赘述。第一电机11、第二电机12或第三电机13的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000111
其中，当计算第一电机11的需求扭矩TM1dmd时，α取2；当计算第二电机12的需求扭矩TM2dmd或第三电机13的需求扭矩TM3dmd时，α取4；Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为电机的输出端与差速器的输入端之间的传动比，η为从电机到车轮的机械传递效率。
需要说明的是，计算第一电机11的需求扭矩TM1dmd时，i为第一电机11的输出端与第一差速器31的输入端之间的传动比，即第一变速器21的当前挡位的速比；计算第二电机12的需求扭矩TM2dmd时，i为第二电机12的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即第二变速器22的当前挡位的速比；计算第三电机13的需求扭矩TM3dmd时，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即减速机构5的速比。
在极致模式下制动时，两个变速器均保持当前挡位，制动扭矩由第一电机11提供，第二电机12和第三电机13不工作，第一电机11的发电需求扭矩TM1brake为：
Figure BDA0003175408020000121
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i1为第一电机11的输出端与第一差速器31的输入端之间的传动比，η1为从第一电机11到前车轮200的机械传递效率。
本实施例提供的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法包括极致模式，驱动时，三个电机均采用扭矩控制模式，保证电动汽车具有最优的加速性和最高的车速，制动时，两个离合器均保持结合状态，两个变速器均不换挡，使得下一次驱动更加顺畅，避免了离合器结合带来的动力延迟，保证了电动汽车具有较好的加速性能，提高了电动汽车的经济性，延长了电动汽车的续航里程。
在运动模式下驱动时，具体同在极致模式下的驱动，此处不再赘述。
在运动模式下制动时，第一离合器41处于分离状态，第二变速器22处于分离状态，第一变速器21和第二变速器22保持当前挡位，第一电机11和第三电机13不工作，制动扭矩由第二电机12提供，第二电机12的发电需求扭矩TMbrake为：
Figure BDA0003175408020000122
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，η为从电机到车轮的机械传递效率。
在经济模式下，第一离合器41处于分离状态，第二变速器22处于分离状态，第一变速器21和第二变速器22保持当前挡位，第一电机11和第三电机13不工作，驱动扭矩由第二电机12提供，第二电机12的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000131
其中，Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，η为从电机到车轮的机械传递效率；
在经济模式下制动的方法与本实施例在运动模式下的制动方法相同。
需要说明的是，经济模式主要是考虑经济性，弱化动力性，驱动时通过一个电机实现，能够大幅度提高电机的使用效率，提升经济性，同时制动时也能够减少电机和传动系统的拖滞损失，而且采用一个电机制动其使用效率也较高。
在舒适模式时，两个离合器均处于结合状态。
在舒适模式下驱动时，第一电机11、第二电机12和第三电机13均采用扭矩控制模式且发出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定，第一变速器21和第二变速器22均保持在第一挡位不换挡，第一电机11、第二电机12及第三电机13均采用扭矩控制模式，第一电机11、第二电机12或第三电机13的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000132
其中，当计算第一电机11的需求扭矩TM1dmd时,α取2；当计算第二电机12的需求扭矩TM2dmd或第三电机13的需求扭矩TM3dmd时，α取4；Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为电机的输出端与差速器的输入端之间的传动比，η为从电机到车轮的机械传递效率；
在舒适模式下制动时，制动扭矩由第一电机11提供，第二电机12和第三电机13不工作，第一电机11的发电需求扭矩TM1brake为：
Figure BDA0003175408020000133
其中，TM1brake为车轮的需求制动扭矩，i1为第一电机11的输出端与第一差速器31的输入端之间的传动比，η1为从第一电机11到前车轮200的机械传递效率。
舒适模式主要考虑舒适性，在舒适模式下驱动时和制动时均让离合器保持结合状态，同时变速器不换挡，减少了离合器分离结合的冲击，同时减少了换挡过程中的冲击和顿挫，提升舒适性。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法中的运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式的具体地切换条件如下：
若当前模式为运动模式，则能够向极致模式切换的条件为：车速小于1km/h，且车辆为停车挡或空挡，且动力电池的荷电状态大于50％；则能够向经济模式切换的条件为：车速小于5km/h，且油门踏板未踩下；则能够向舒适模式切换的条件为：车速小于5km/h，且油门踏板未踩下。
若当前模式为极致模式，则能够向运动模式切换的条件为：车速小于5km/h，且油门踏板未踩下，且动力电池的荷电状态大于30％；则能够向经济模式切换的条件为：车速小于5km/h，且油门踏板未踩下；则能够向舒适模式切换的条件为：车速小于5km/h，且油门踏板未踩下。
若当前模式为经济模式，则能够向极致模式切换的条件为：车速小于1km/h，且车辆为停车挡或空挡，且动力电池的荷电状态大于50％；则能够向运动模式切换的条件为：车速小于5km/h，且油门踏板未踩下，且动力电池的荷电状态大于30％；则能够向舒适模式切换的条件为：车速小于5km/h，且油门踏板未踩下。
若当前模式为舒适模式，则能够向极致模式切换的条件为：车速小于1km/h，且车辆为停车挡或空挡，且动力电池的荷电状态大于50％；则能够向运动模式切换的条件为：车速小于5km/h，且油门踏板未踩下，且动力电池的荷电状态大于30％；则能够向经济模式切换的条件为：车速小于5km/h，且油门踏板未踩下。
实施例二
如图2所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统与实施例一的不同之处在于，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统不包括减速机构5，第二离合器42分别与第三电机13的输出端和第二变速器22的输入端相连，第二变速器22的输入端还与第二电机12相连，第二变速器22的输出端与第二差速器32相连，此时第二电机12和第三电机13共用第二变速器22的一个挡位，第三电机13仅能通过第二变速器22的一个档位输出动力，通过换挡，第二电机12能够通过第二变速器22的两个档位输出动力，使得第二电机12和第三电机13的动力通过第二变速器22和第二差速器32传输至后轴300上以使后车轮400转动。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与相比，在极致模式下驱动时，第二电机12和第三电机13共用一挡，计算第三电机13的第三电机13的需求扭矩TM3dmd时，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即为第二变速器22的一挡速比；在极致模式下制动时与实施例一相同。
在运动模式下驱动的方法与本实施例在极致模式下的驱动方法相同，在运动模式下的制动方法与实施例一在极致模式下的制动方法相同。
在运动模式下驱动的方法与实施例一在运动模式下驱动的方法相同，在运动模式下的制动的方法与本实施例在运动模式下的制动的方法相同。
在舒适模式下驱动时，计算第三电机13的第三电机13的需求扭矩TM3dmd时，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即为第二变速器22的一挡速比；在舒适模式下制动时同实施例一。
运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例一相同。
实施例三
如图3所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的第二离合器42和减速机构5的连接方式不同于实施例一，本实施例的减速机构5与第三电机13相连，第二变速器22与第二电机12相连，第二变速器22的输出端与减速机构5的输出端同轴，第二离合器42分别与减速机构5和第二差速器32相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例一相比，在极致模式下驱动和制动的方法分别与实施例一在极致模式下的驱动和制动的方法相同。
在运动模式下驱动的方法与本实施例在极致模式下的驱动方法相同，在运动模式下的制动时，第一离合器41处于分离状态，第二离合器42处于结合状态，第一变速器21保持当前挡位，第二变速器22为空挡，第一电机11和第二电机12不工作，制动扭矩由第三电机13提供，第三电机13的发电需求扭矩TMbrake为：
Figure BDA0003175408020000161
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即减速机构5的速比，η为从电机到车轮的机械传递效率。
在经济模式下驱动时，第一离合器41处于分离状态，第二变速器22处于结合状态，第一变速器21保持当前挡位，第二变速器22为空挡，第一电机11和第二电机12不工作，驱动扭矩由第三电机13提供，第三电机13的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000171
其中，Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即减速机构5的速比，η为从电机到车轮的机械传递效率；
在经济模式下制动的方法与本实施例在运动模式下的制动方法相同。
在舒适模式下驱动和制动的方法分别与实施例一在舒适模式下驱动和制动的方法相同。
运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例一相同。
实施例四
如图4所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统与实施例二的不同之处在于第二离合器42的连接位置不同，本实施例的第二离合器42分别与第二变速器22的输出端和第二差速器32的输入端相连，第二电机12和第三电机13均与第二变速器22的输入端相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例二相比，在极致模式下驱动和制动的方法分别与实施例二在极致模式下的驱动和制动的方法相同。
在运动模式下驱动的方法与本实施例在极致模式下的驱动方法相同，在运动模式下的制动时，第一离合器41处于分离状态，第二离合器42处于结合状态，第一变速器21保持当前挡位，第二变速器22为空挡，第一电机11和第二电机12不工作，制动扭矩由第三电机13提供，第三电机13的发电需求扭矩TMbrake为：
Figure BDA0003175408020000181
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即第二变速器22的一挡的速比，η为从电机到车轮的机械传递效率。
在经济模式下驱动时，第一离合器41处于分离状态，第二变速器22处于结合状态，第一变速器21保持当前挡位，第二变速器22为空挡，第一电机11和第二电机12不工作，驱动扭矩由第三电机13提供，第三电机13的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000182
其中，Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即第二变速器22的一挡的速比，η为从电机到车轮的机械传递效率；
在经济模式下制动的方法与本实施例在运动模式下的制动方法相同。
在舒适模式下驱动和制动的方法分别与实施例二在舒适模式下驱动和制动的方法相同。
运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例二相同。
实施例五
如图5所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的第二离合器42和减速机构5的连接方式不同于实施例一，本实施例的减速机构5与第三电机13相连，第二变速器22与第二电机12相连，第二变速器22的输出端与减速机构5的输出端同轴，第二离合器42分别与第二变速器22和第二差速器32相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例一相比，在极致模式下驱动和制动的方法分别与实施例一在极致模式下的驱动和制动的方法相同。
在运动模式下驱动的方法与本实施例在极致模式下的驱动方法相同，在运动模式下的制动时，第一离合器41处于分离状态，第二离合器42处于结合状态，第一变速器21保持当前挡位，第二变速器22为空挡，第一电机11和第二电机12不工作，制动扭矩由第三电机13提供，第三电机13的发电需求扭矩TMbrake为：
Figure BDA0003175408020000191
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即减速机构5的速比，η为从电机到车轮的机械传递效率。
在经济模式下驱动时，第一离合器41处于分离状态，第二变速器22处于结合状态，第一变速器21保持当前挡位，第二变速器22为空挡，第一电机11和第二电机12不工作，驱动扭矩由第三电机13提供，第三电机13的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000201
其中，Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即减速机构5的速比，η为从电机到车轮的机械传递效率；
在经济模式下制动的方法与本实施例在运动模式下的制动方法相同。
在舒适模式下驱动和制动的方法分别与实施例一在舒适模式下驱动和制动的方法相同。
运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例一相同。
实施例六
如图6所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统与实施例二的不同之处在于第二离合器42的连接位置不同，本实施例的第二离合器42分别与第二电机12的输出端和第二变速器22的输入端相连，第三电机13与第二变速器22的输入端相连，第二变速器22的输出端与第二差速器32的输入端相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例二相比，在极致模式下驱动和制动的方法分别与实施例二在极致模式下的驱动和制动的方法相同。
在运动模式下驱动的方法与本实施例在极致模式下的驱动方法相同，在运动模式下的制动时，第一离合器41和第二离合器42均处于分离状态，第一变速器21和第二变速器22均保持当前挡位，第一电机11和第二电机12不工作，制动扭矩由第三电机13提供，第三电机13的发电需求扭矩TMbrake为：
Figure BDA0003175408020000211
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即第二变速器22的一挡的速比，η为从电机到车轮的机械传递效率。
在经济模式下驱动时，第一离合器41和第二变速器22均处于分离状态，第一变速器21和第二变速器22均保持当前挡位，第一电机11和第二电机12不工作，驱动扭矩由第三电机13提供，第三电机13的需求扭矩TMdmd为：
Figure BDA0003175408020000212
其中，Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为第三电机13的输出端与第二差速器32的输入端之间的传动比，即第二变速器22的一挡的速比，η为从电机到车轮的机械传递效率；
在经济模式下制动的方法与本实施例在运动模式下的制动方法相同。
在舒适模式下驱动和制动的方法分别与实施例二在舒适模式下驱动和制动的方法相同。
运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例二相同。
实施例七
如图7所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的第二离合器42和减速机构5的连接方式不同于实施例五，本实施例的减速机构5与第三电机13相连，第二电机12通过第二离合器42与第二变速器22相连，第二变速器22的输出端与减速机构5的输出端同轴后与第二差速器32相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例五相比，在极致模式、运动模式、经济模式及舒适模式下的控制方法分别与实施例五相同。运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例五相同。
实施例八
如图8所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的第一离合器41的连接方式不同于实施例二，本实施例的第一离合器41分别与第一电机11的输出端和第一变速器21相连，第一变速器21的输出端与第一差速器31的输入端相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例二相比，在极致模式、运动模式、经济模式及舒适模式下的控制方法分别与实施例二相同。运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例二相同。
实施例九
如图9所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的第一离合器41的连接方式不同于实施例一，本实施例的第一离合器41分别与第一电机11的输出端和第一变速器21相连，第一变速器21的输出端与第一差速器31的输入端相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例一相比，在极致模式、运动模式、经济模式及舒适模式下的控制方法分别与实施例一相同。运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例一相同。
实施例十
如图10所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的第一离合器41的连接方式不同于实施例四，本实施例的第一离合器41分别与第一电机11的输出端和第一变速器21相连，第一变速器21的输出端与第一差速器31的输入端相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例四相比，在极致模式、运动模式、经济模式及舒适模式下的控制方法分别与实施例四相同。运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例四相同。
实施例十一
如图11所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的第一离合器41的连接方式不同于实施例三，本实施例的第一离合器41分别与第一电机11的输出端和第一变速器21相连，第一变速器21的输出端与第一差速器31的输入端相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例三相比，在极致模式、运动模式、经济模式及舒适模式下的控制方法分别与实施例三相同。运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例三相同。
实施例十二
如图12所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的第一离合器41的连接方式不同于实施例六，本实施例的第一离合器41分别与第一电机11的输出端和第一变速器21相连，第一变速器21的输出端与第一差速器31的输入端相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例六相比，在极致模式、运动模式、经济模式及舒适模式下的控制方法分别与实施例六相同。运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例六相同。
实施例十三
如图13所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的第一离合器41的连接方式不同于实施例五，本实施例的第一离合器41分别与第一电机11的输出端和第一变速器21相连，第一变速器21的输出端与第一差速器31的输入端相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例五相比，在极致模式、运动模式、经济模式及舒适模式下的控制方法分别与实施例五相同。运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例五相同。
实施例十四
如图14所示，本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的第一离合器41的连接方式不同于实施例七，本实施例的第一离合器41分别与第一电机11的输出端和第一变速器21相连，第一变速器21的输出端与第一差速器31的输入端相连。
本实施例的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法与实施例七相比，在极致模式、运动模式、经济模式及舒适模式下的控制方法分别与实施例七相同。运动模式、极致模式、经济模式及舒适模式之间的具体地切换条件与实施例七相同。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种带双离合器的电动汽车的动力系统，其特征在于，包括：
三个电机，三个所述电机分别为第一电机(11)、第二电机(12)及第三电机(13)；
两个变速器，两个所述变速器分别为第一变速器(21)和第二变速器(22)，所述第一变速器(21)的输入端与所述第一电机(11)的输出端相连，所述第二变速器(22)的输入端分别与所述第二电机(12)的输出端和所述第三电机(13)的输出端相连；
两个差速器，两个所述差速器分别为第一差速器(31)和第二差速器(32)，所述第一差速器(31)的输入端与所述第一变速器(21)的输出端相连，所述第一差速器(31)的输出端与电动汽车的前轴(100)相连以带动前车轮(200)转动，所述第二差速器(32)的输入端与所述第二变速器(22)的输出端相连，所述第二差速器(32)的输出端与所述电动汽车的后轴(300)相连以带动后车轮(400)转动；
两个离合器，两个所述离合器分别为第一离合器(41)和第二离合器(42)，所述第一离合器(41)位于所述第一电机(11)和所述第二差速器(32)之间，所述第二离合器(42)位于所述第二电机(12)或者所述第三电机(13)与所述第二差速器(32)之间。
2.根据权利要求1所述的带双离合器的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述第一离合器(41)分别与所述第一电机(11)的输出端和所述第一变速器(21)的输入端相连，或者所述第一离合器(41)分别与所述第一变速器(21)的输出端和所述第一差速器(31)的输入端相连。
3.根据权利要求1所述的带双离合器的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述第二离合器(42)分别与所述第二电机(12)的输出端或者所述第三电机(13)的输出端与所述第二变速器(22)的输入端相连，或者所述第二离合器(42)分别与所述第二变速器(22)和所述第二差速器(32)相连。
4.根据权利要求1所述的带双离合器的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述带双离合器的电动汽车的动力系统还包括减速机构(5)，所述减速机构(5)与所述第三电机(13)相连。
5.根据权利要求4所述的带双离合器的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述第二电机(12)与所述第二变速器(22)相连，所述第三电机(13)与所述减速机构(5)相连，所述第二变速器(22)与所述减速机构(5)同轴设置且两者均与所述第二差速器(32)相连，所述第二离合器(42)分别与所述第二电机(12)的输出端或者所述第三电机(13)的输出端与所述第二变速器(22)的输入端相连，或者所述第二离合器(42)分别与所述第二变速器(22)和所述第二差速器(32)相连，或者所述第二离合器(42)分别与所述减速机构(5)和所述第二差速器(32)相连。
6.根据权利要求1所述的带双离合器的电动汽车的动力系统，其特征在于，两个所述变速器均设有第一挡位和第二挡位，所述变速器在所述电机的转速低于或等于预设转速时处于第一挡位，在所述电机的转速高于所述预设转速时处于第二挡位。
7.一种适用于权利要求1至6任一项所述的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法，其特征在于，包括极致模式，两个所述离合器均处于结合状态；
在所述极致模式下驱动时，所述第一电机(11)、所述第二电机(12)及所述第三电机(13)均采用扭矩控制模式且输出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定；所述变速器在所述电机的转速低于或等于预设转速时处于第一挡位，在所述电机的转速高于所述预设转速时处于第二挡位；所述第一电机(11)、所述第二电机(12)或所述第三电机(13)的需求扭矩TMdmd为：
Figure FDA0003175408010000031
其中，当计算所述第一电机(11)的需求扭矩TM1dmd时，α取2；当计算所述第二电机(12)的需求扭矩TM2dmd或所述第三电机(13)的需求扭矩TM3dmd时，α取4；Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为所述电机的输出端与所述差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；
在所述极致模式下制动时，两个所述变速器均保持当前挡位，制动扭矩由所述第一电机(11)提供，所述第二电机(12)和所述第三电机(13)不工作，所述第一电机(11)的发电需求扭矩TM1brake为：
Figure FDA0003175408010000032
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i1为所述第一电机(11)的输出端与所述第一差速器(31)的输入端之间的传动比，η1为从所述第一电机(11)到所述前车轮(200)的机械传递效率。
8.根据权利要求7所述的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法，其特征在于，所述带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法还包括运动模式，在所述运动模式下驱动时，两个所述离合器均处于结合状态，所述第一电机(11)、所述第二电机(12)和所述第三电机(13)均采用扭矩控制模式且发出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定；所述变速器在所述电机的转速低于或等于预设转速时处于第一挡位，在所述电机的转速高于所述预设转速时处于第二挡位，所述第一电机(11)、所述第二电机(12)或所述第三电机(13)的需求扭矩TMdmd为：
Figure FDA0003175408010000041
其中，当计算所述第一电机(11)的需求扭矩TM1dmd时，α取2；当计算所述第二电机(12)的需求扭矩TM2dmd或所述第三电机(13)的需求扭矩TM3dmd时，α取4；Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为所述电机的输出端与所述差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；
在所述运动模式下制动时，所述第一离合器(41)处于分离状态，所述第二变速器(22)处于空挡时所述第二离合器(42)处于结合状态，所述第二变速器(22)保持当前挡位时所述第二离合器(42)处于分离状态，制动扭矩由所述第二电机(12)或者所述第三电机(13)提供，所述第二电机(12)或者所述第三电机(13)的发电需求扭矩TMbrake为：
Figure FDA0003175408010000042
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i为所述第三电机(13)的输出端与所述第二差速器(32)的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率。
9.根据权利要求7所述的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法，其特征在于，所述带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法还包括经济模式，所述第一离合器(41)处于分离状态，所述第二变速器(22)处于空挡时所述第二离合器(42)处于结合状态，所述第二变速器(22)保持当前挡位时所述第二离合器(42)处于分离状态；
在所述经济模式下驱动时，所述第一电机(11)不工作，驱动扭矩由所述第二电机(12)或者所述第三电机(13)提供，所述第二电机(12)或者所述第三电机(13)的需求扭矩TMdmd为：
Figure FDA0003175408010000051
其中，Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为所述第三电机(13)的输出端与所述第二差速器(32)的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；
在所述经济模式下制动时，所述第一电机(11)不工作，制动扭矩由所述第二电机(12)或者所述第三电机(13)提供，所述第二电机(12)或者所述第三电机(13)的发电需求扭矩TMbrake为：
Figure FDA0003175408010000052
其中，Tbrake为车轮的需求制动扭矩，i为所述第三电机(13)的输出端与所述第二差速器(32)的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率。
10.根据权利要求7所述的带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法，其特征在于，所述带双离合器的电动汽车的动力系统的控制方法还包括舒适模式，两个所述离合器均处于结合状态；
在所述舒适模式下驱动时，所述第一电机(11)、所述第二电机(12)和所述第三电机(13)均采用扭矩控制模式且发出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定；所述变速器保持在所述第一挡位，所述第一电机(11)、所述第二电机(12)或所述第三电机(13)的需求扭矩TMdmd为：
Figure FDA0003175408010000053
其中，当计算所述第一电机(11)的需求扭矩TM1dmd时,α取2；当计算所述第二电机(12)的需求扭矩TM2dmd或所述第三电机(13)的需求扭矩TM3dmd时，α取4；Tdrive为车轮的需求驱动扭矩，i为所述电机的输出端与所述差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；
在所述舒适模式下制动时，制动扭矩由所述第一电机(11)提供，所述第二电机(12)和所述第三电机(13)不工作，所述第一电机(11)的发电需求扭矩TM1brake为：
Figure FDA0003175408010000061
其中，TM1brake为车轮的需求制动扭矩，i1为所述第一电机(11)的输出端与所述第一差速器(31)的输入端之间的传动比，η1为从所述第一电机(11)到所述前车轮(200)的机械传递效率。
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