CN113910922A - 一种四驱纯电动汽车的动力系统控制方法及动力系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及车辆技术领域，具体公开了一种四驱纯电动汽车的动力系统控制方法及动力系统，该四驱纯电动汽车的动力系统控制方法包括：在行驶工况时，获取用于驱动汽车行驶的第一需求扭矩M11，分别获取第一电机的最大输出扭矩和第二电机的最大输出扭矩的和为M21，比较M11和M21的大小，若M11＞M21，则控制离合器结合，第一电机、第二电机和第三电机同时输出扭矩，且输出的扭矩的和为M11；若M11≤M21，控制离合器分离，仅第一电机和第二电机输出扭矩且输出扭矩之和等于M11，此时可避免使用第三电机，进而减少因第三电机自身电能转换效率无法达到100％而所导致的能源浪费，进而延长汽车的续航里程。

Description

一种四驱纯电动汽车的动力系统控制方法及动力系统
技术领域
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种四驱纯电动汽车的动力系统控制方法及动力系统。
背景技术
为追求极制动力性能，纯电动车采用四驱构型，搭载两个或者三个、甚至四个电机系统；但用户实际使用过程并非一味追求动力性，长续航里程也是用户的主要需求之一，而如何使用多个电机满足长续航里程是本专利要解决的问题。为了同时满足用户对动力性和经济性的需求，整车既要搭载更多的电机系统，也要设置不同的驾驶模式，通过离合器等装置实现单个或多个电机驱动车辆运行，既满足动力性需求也满足长里程需求。
如申请号为CN201620892065.6的前期专利公开了电动汽车的动力系统及具有其的电动汽车，该电动汽车的动力系统采用了两个电机，并配以离合器和行星齿轮等；申请号为CN202010214247.9的前期专利公开了带动力分离装置的纯电动汽车动力驱动系统及车辆，该带动力分离装置的纯电动汽车动力驱动系统包括主驱动系统、辅驱动系统、主动力分离装置和辅助动力分离装置等；专利号为CN201721327830.0的前期专利公开四驱动力系统及电动车，该四驱动力系统包括两套动力总成，每套动力总成有一个电机、电机控制器、减速器等。但上述专利中对于多个电机之间如何分配扭矩均未给出具体的控制策略。
因此，亟需一种四驱纯电动汽车的动力系统控制方法及动力系统以解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于：提供一种四驱纯电动汽车的动力系统控制方法及动力系统，以合理分配各个电机的输出扭矩。
一方面，本发明提供一种四驱纯电动汽车的动力系统控制方法，四驱纯电动汽车的动力系统包括第一电机、第二电机、第三电机、动力电池和离合器，所述第一电机和所述第二电机均与轮端传动连接，所述第三电机通过所述离合器选择性与轮端传动连接，所述动力电池用于给所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机供电，且所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机均能够发电并用于给所述动力电池充电；该四驱纯电动汽车的动力系统控制方法包括：
获取车辆的当前工况；
若当前工况为行驶工况，则执行驱动扭矩分配，所述行驶工况下汽车的油门踏板被踩下；
所述则执行驱动扭矩分配包括：
获取用于驱动汽车行驶的第一需求扭矩M11；
分别获取所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机的最大输出扭矩，且所述第一电机的最大输出扭矩和所述第二电机的最大输出扭矩的和为M21；
比较M11和M21的大小；
若M11＞M21，则控制所述离合器结合，所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机同时输出扭矩，且所述第一电机的实际输出扭矩、所述第二电机的实际输出扭矩、以及所述第三电机的实际输出扭矩之和等于M11；
若M11≤M21，则控制所述离合器分离，仅所述第一电机和所述第二电机输出扭矩，且所述第一电机的实际输出扭矩和所述第二电机的实际输出扭矩之和等于M11。
作为四驱纯电动汽车的动力系统控制方法的优选技术方案，获取用于汽车行驶的第一需求扭矩的方法包括：
依据油门踏板开度、车速和油门踏板开度的变化率计算汽车的第一轮端需求扭矩；
依据路面附着参数、轮压参数计算汽车的各个车轮的最大附着力，并依据最大附着力和汽车车轮数量计算用于车辆行驶的第二轮端需求扭矩；
以所述第一轮端需求扭矩和所述第二轮端需求扭矩的较小值作为第一需求扭矩。
作为四驱纯电动汽车的动力系统控制方法的优选技术方案，分别获取所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机的最大输出扭矩的方法包括：
获取所述第一电机的第一温度，所述第一电机的输入端的第一电压，以及所述第一电机的最大供电电流，所述第一电机的最大供电电流，依据所述第一温度、所述第一电压、所述第一电机的最大供电电流从第一温度、第一电压、第一最大供电电流及第一电机的最大输出扭矩之间的map1中查询对应的所述第一电机的最大输出扭矩；
获取所述第二电机的第二温度，所述第二电机的输入端的第二电压，以及所述第二电机的最大供电电流，所述第二电机的最大供电电流，依据所述第二温度、所述第二电压、所述第二电机的最大供电电流从第二温度、第二电压、第二最大供电电流及第二电机的最大输出扭矩之间的map2中查询对应的所述第二电机的最大输出扭矩；
获取所述第三电机的第三温度，所述第三电机的输入端的第三电压，以及所述第三电机的最大供电电流，所述第三电机的最大供电电流，依据所述第三温度、所述第三电压、所述第三电机的最大供电电流从第三温度、第三电压、第三最大供电电流及第三电机的最大输出扭矩之间的map3中查询对应的所述第三电机的最大输出扭矩。
作为四驱纯电动汽车的动力系统控制方法的优选技术方案，所述四驱纯电动汽车的动力系统控制方法还包括：
若当前工况为制动工况，则执行制动扭矩分配，所述制动工况下汽车的制动踏板被踩下；
制动扭矩分配包括：
获取用于汽车制动的第二需求扭矩M12；
分别获取所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机的最大制动扭矩，且所述第一电机的最大制动扭矩和所述第二电机的最大制动扭矩的和为M22；
比较M12和M22的大小；
若M12＞M22，则控制所述离合器结合，所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机同时用于发电以输出制动扭矩；
若M12≤M22，则控制所述离合器分离，仅所述第一电机和所述第二电机同时用于发电以输出制动扭矩。
作为四驱纯电动汽车的动力系统控制方法的优选技术方案，所述制动扭矩分配还包括位于控制所述离合器结合，所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机同时用于发电以输出制动扭矩之后的：
计算所述第一电机的最大制动扭矩、所述第二电机的最大制动扭矩以及所述第三电机的最大制动扭矩的和为M23；
比较M12和M23的大小；
若M12＞M23，启动液压制动机构对轮端进行制动。
另一方面，本发明还提供一种四驱纯电动汽车的动力系统，该四驱纯电动汽车的动力系统包括第一电机、第二电机、第三电机、动力电池、离合器和控制器，所述第一电机和所述第二电机均与轮端传动连接，所述第三电机通过所述离合器选择性与轮端传动连接，所述动力电池用于给所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机供电，且所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机均能够发电并用于给所述动力电池充电；
所述控制器用于实施任一上述方案中所述的四驱纯电动汽车的动力系统控制方法。
作为四驱纯电动汽车的动力系统的优选技术方案，所述动力电池包括锂离子动力电池、飞轮储能电池系统、燃料电池系统中的一种或多种。
作为四驱纯电动汽车的动力系统的优选技术方案，所述第一电机和所述第二电机均与后桥传动连接，所述第三电机通过所述离合器选择性和前桥传动连接。
作为四驱纯电动汽车的动力系统的优选技术方案，所述离合器设置于所述第三电机和所述前减速器之间；所述前减速器与所述前桥传动连接；或者，
所述第三电机与所述前减速器传动连接，所述离合器设置于所述前减速器和所述前桥之间。
作为四驱纯电动汽车的动力系统的优选技术方案，所述第一电机与前桥传动连接；所述第二电机与后桥传动连接，所述第三电机通过所述离合器选择性和后桥传动连接。
本发明的有益效果为：
本发明提供一种四驱纯电动汽车的动力系统控制方法及动力系统，该四驱纯电动汽车的动力系统控制方法包括：当前工况为行驶工况时，执行驱动扭矩分配。执行驱动扭矩分配包括，获取用于驱动汽车行驶的第一需求扭矩M11，分别获取第一电机、第二电机和第三电机的最大输出扭矩，且第一电机的最大输出扭矩和第二电机的最大输出扭矩的和为M21，比较M11和M21的大小，若M11＞M21，则控制离合器结合，第一电机、第二电机和第三电机同时输出扭矩，且第一电机的实际输出扭矩、第二电机的实际输出扭矩、以及第三电机的实际输出扭矩之和等于M11；若M11≤M21，控制离合器分离，仅第一电机和第二电机输出扭矩，且第一电机的实际输出扭矩和第二电机的实际输出扭矩之和等于M11，此时可避免使用第三电机并能满足驾驶员的驾驶期望，进而减少因第三电机自身电能转换效率无法达到100％而所导致的能源浪费，进而延长汽车的续航里程。
附图说明
图1为本发明实施例中四驱纯电动汽车动力系统的结构示意图一；
图2为本发明实施例中四驱纯电动汽车动力系统的结构示意图二；
图3为本发明实施例中四驱纯电动汽车动力系统的结构示意图三；
图4为本发明实施例中四驱纯电动汽车动力系统的结构示意图四。
图中：
1、第一电机；2、第二电机；3、第三电机；4、动力电池；5、离合器；
61、第一电机控制器；62、第二电机控制器；63、第三电机控制器；64、电池控制器；65、整车控制器；66、电子稳定系统；
7、后桥；8、后减速器；9、前桥、10、前减速器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做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，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
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，或一体地连接；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。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
如图1～4所示，本实施例提供一种四驱纯电动汽车的动力系统，该四驱纯电动汽车的动力系统包括第一电机1、第二电机2、第三电机3、动力电池4、控制器和离合器5，第一电机1和第二电机2均与轮端传动连接，第三电机3通过离合器5选择性与轮端传动连接，动力电池4用于给第一电机1、第二电机2和第三电机3供电，且第一电机1、第二电机2和第三电机3均能够发电并用于给动力电池4充电。通过控制离合器5结合或者分离可实现第三电机3接入或退出动力传递。其中，动力电池4包括锂离子动力电池、飞轮储能电池系统、燃料电池系统中的一种或多种。第一电机1、第二电机2和第三电机3三者的型号可以相同亦可不同，具体可根据需要选择。
如图1和图2所示，第一电机1与前桥9传动连接；第二电机2与后桥7传动连接，第三电机3通过离合器5选择性和后桥7传动连接。当离合器5结合时，可实现第三电机3接入和后桥7的传动连接；当离合器5分离时，可实现第三电机3退出和后桥7的传动连接。优选地，四驱纯电动汽车的动力系统法还包括后减速器8，后减速器8与后桥7传动连接。如图1所示，沿汽车的左右方向，第三电机3设置于左侧，且第三电机3通过离合器5与后减速器8的输入齿轮选择性传动连接，第二电机2设置于右侧，第二电机2与第三电机3同轴设置，且第二电机2与后减速器8的输入齿轮传动连接。如图2所示，沿汽车的左右方向，第三电机3还可设置于右侧，且第三电机3通过离合器5与后减速器8的输入齿轮选择性传动连接，第二电机2设置于左侧，第二电机2与第三电机3同轴设置，且第二电机2与后减速器8的输入齿轮传动连接。
作为其中的一种可替代方案，如图3和图4所示，第一电机1和第二电机2均与后桥7传动连接，第三电机3通过离合器5选择性和前桥9传动连接。当离合器5结合时，可实现第三电机3的传动接入前桥9；当离合器5分离时，可实现第三电机3退出和前桥9的传动连接。优选地，四驱纯电动汽车的动力系统法还包括前减速器10，其中，如图3所示，第三电机3通过离合器5与前减速器10的输入齿轮选择性传动连接，前减速器10的输出齿轮与前桥9传动连接。如图4所示，第三电机3与前减速器10的输入齿轮传动连接，前减速器10的输出齿与前桥9通过离合器5选择性传动连接。
控制器包括第一电机控制器61、第二电机控制器62和第三电机控制器63。其中，第一电机控制器61与第一电机1及动力电池4连接，且第一电机控制器61用于控制动力电池4给第一电机1输出的电流大小，进而控制第一电机1的实际输出扭矩；同时还可控制第一电机1发电时给动力电池4输入的电流大小，进而控制第一电机1产生的制动扭矩。第二电机控制器62与第二电机2及动力电池4连接，第二电机控制器62用于控制动力电池4给第二电机2输出的电流大小，进而控制第二电机2的实际输出扭矩；同时还可控制第二电机2发电时给动力电池4输入的电流大小，进而控制第二电机2产生的制动扭矩。第三电机控制器63与第三电机3及动力电池4连接，第三电机控制器63用于控制动力电池4给第三电机3输出的电流大小，进而控制第三电机3的实际输出扭矩；同时还可控制第三电机3发电时给动力电池4输入的电流大小，进而控制第三电机3产生的制动扭矩。通过对三个电机的输出扭矩进行控制，可调节对驱动车辆行驶的输出扭矩的大小；通过对三个电机的制动扭矩进行控制，可调节对车辆进行制动的制动扭矩大小。
控制器还包括电池控制器64，电池控制器64与动力电池4连接，且用于根据动力电池4的SOC(State of Charge，电池荷电状态)、动力电池4的电压以及动力电池4的温度评估动力电池4的最大放电功率和最大充电功率。其中，可通过与电池控制器64连接的温度传感器采集动力电池4的温度，通过与动力电池4连接的电压传感器采集动力电池4的电压，而电池的SCO的获取为现有技术，在此不再赘述。其中，动力电池4的电压为动力电池4的输出电压或输入电压。
可通过大量试验获取动力电池4的温度、动力电池4的输入电压、动力电池4的SCO与动力电池4的最大充电功率的充电对应关系图，然后依据获取的动力电池4的温度、动力电池4的输入电压以及动力电池4的SOC从上述充电对应关系图查询对应的动力电池4的最大充电功率；同理，可通过大量试验获取动力电池4的温度、动力电池4的输出电压、动力电池4的SCO与动力电池4的最大放电功率的放电对应关系图，然后依据获取的动力电池4的温度、动力电池4的输出电压以及动力电池4的SOC从上述放电对应关系图查询对应的动力电池4的放大放电功率。
通过动力电池4的最大充电功率以及动力电池4的输入电压可计算出动力电池4的最大充电电流。通过动力电池4的最大放电功率以及动力电池4的输出电压可计算出动力电池4的最大放电电流。可将最大充电电流按照第一设定比例分摊至第一电机1、第二电机2和第三电机3，进而获得第一电机1的最大充电电流、第二电机2的最大充电电流以及第三电机3的最大充电电流。可将最大放电电流按照第二设定比例分摊至第一电机1、第二电机2和第三电机3，进而获得第一电机1的最大供电电流、第二电机2的最大供电电流以及第三电机3的最大供电电流。其中，第一设定比例和第二设定比例可根据需要设定。以第二设定比例为例，第二设定比例可以为第一电机1的额定输出功率、第二电机2的额定输出功率和第三电机3的额定输出功率之间的比值。
第一电机控制器61还用于评估第一电机1的最大输出扭矩。具体地，第一电机控制器61获取第一电机1的第一温度，第一电机1的输入端的第一电压，以及第一电机1的最大供电电流，第一电机控制器61依据第一温度、第一电压、第一电机1的最大供电电流从第一温度、第一电压、第一电机1的最大供电电流及第一电机1的最大输出扭矩之间的map1中查询对应的第一电机1的最大输出扭矩。其中，map1可通过前期的大量试验获得。第一电机控制器61可通过与第一电机控制器61连接的温度传感器获取第一电机1的温度，通过与第一电机控制器61连接的电压传感器获取第一电机1的输入端的第一电压。
第二电机控制器62还用于评估第二电机2的最大输出扭矩。具体地，第二电机控制器62获取第二电机2的第二温度，第二电机2的输入端的第二电压，以及第二电机2的最大供电电流，第二电机控制器62依据第二温度、第二电压、第二电机2的最大供电电流从第二温度、第二电压、第二电机2的最大供电电流及第二电机2的最大输出扭矩之间的map2中查询对应的第二电机2的最大输出扭矩。其中，map2可通过前期的大量试验获得。第二电机控制器62可通过与第二电机控制器62连接的温度传感器获取第二电机2的温度，通过与第二电机控制器62连接的电压传感器获取第二电机2的输入端的第二电压。
第三电机控制器63用于评估第三电机3的最大输出扭矩。具体地，第三电机控制器63获取第三电机3的第三温度，第三电机3的输入端的第三电压，以及第三电机3的最大供电电流，第三电机控制器63依据第三温度、第三电压、第三电机3的最大供电电流从第三温度、第三电压、第三电机3的最大供电电流及第三电机3的最大输出扭矩之间的map3中查询对应的第三电机3的最大输出扭矩。其中，map3可通过前期的大量试验获得。第三电机控制器63可通过与第三电机控制器63连接的温度传感器获取第三电机3的温度，通过与第三电机控制器63连接的电压传感器获取第三电机3的输入端的第三电压。
第一电机控制器61还用于评估第一电机1的最大制动扭矩。第一电机控制器61获取第一电机1的第一温度，第一电机1的输出端的第一充电电压，以及第一电机1的最大充电电流，第一电机控制器61依据第一温度、第一充电电压、第一电机1的最大充电电流从第一温度、第一充电电压、第一电机1的最大充电电流及第一电机1的最大制动扭矩之间的map11中查询对应的第一电机1的最大制动扭矩。其中，map11可通过前期的大量试验获得。第一电机控制器61可通过与第一电机控制器61连接的电压传感器获取第一电机1的输出端的第一电压。
第二电机控制器62还用于评估第二电机2的最大制动扭矩。第二电机控制器62获取第二电机2的第二温度，第二电机2的输出端的第二充电电压，以及第二电机2的最大充电电流，第二电机控制器62依据第二温度、第二充电电压、第二电机2的最大充电电流从第二温度、第二充电电压、第二电机2的最大充电电流及第二电机2的最大制动扭矩之间的map11中查询对应的第二电机2的最大制动扭矩。其中，map11可通过前期的大量试验获得。第二电机控制器62可通过与第二电机控制器62连接的电压传感器获取第二电机2的输出端的第二电压。
第三电机控制器63还用于评估第三电机3的最大制动扭矩。第三电机控制器63获取第三电机3的第三温度，第三电机3的输出端的第三充电电压，以及第三电机3的最大充电电流，第三电机控制器63依据第三温度、第三充电电压、第三电机3的最大充电电流从第三温度、第三充电电压、第三电机3的最大充电电流及第三电机3的最大制动扭矩之间的map11中查询对应的第三电机3的最大制动扭矩。其中，map11可通过前期的大量试验获得。第三电机控制器63可通过与第三电机控制器63连接的电压传感器获取第三电机3的输出端的第三电压。
控制器还包括整车控制器65。整车控制器65和离合器5连接，以控制离合器5的结合或分离，进而控制第三电机3是否介入到与轮端的动力传递。
整车控制器65还可用于判断当前车辆的工况，当车辆的制动踏板被踩踏时，整车控制器65可判断当前车辆处于制动工况；当车辆的油门踏板被踩踏时，整车控制器65可判断当前车辆处于行驶工况，即车辆处于前行或者倒车。具体地，以判断车辆处于制动工况为例，可在制动踏板设置位置传感器，通过位置传感器获取制动踏板的位置信息，整车控制器65中可提前设置位置信息与制动踏板开度的对应图表，通过查询该对应图表，可获取该位置信息对应的制动踏板开度，进而分析制动踏板是否被踩踏。
整车控制器65还可根据油门踏板开度、车速和油门踏板开度的变化率计算汽车的第一轮端需求扭矩。其中，车速可通过速度传感器采集，油门踏板开度的变化率即驾驶员对油门踏板踩踏时油门踏板位置的变化率，对应的是驾驶员当前时刻期望加速到目标车速的目标加速度，可由油门踏板开度与产生该油门踏板开度的时间的比值确定。可提前在整车控制器65中预设油门踏板开度、车速和油门踏板开度的变化率与第一轮端需求扭矩的第一关系图，可根据获取的油门踏板开度、车速和油门踏板开度的变化率从该第一关系图中获取与之对应的第一轮端需求扭矩。第一关系图可通过前期的大量试验获得。
控制器还包括电子稳定系统66，电子稳定系统66与整车控制器65连接，电子稳定系统66可依据路面附着参数、轮压参数计算汽车的各个车轮的最大附着力，并依据最大附着力和汽车车轮数量计算用于车辆行驶的第二轮端需求扭矩。其中，车轮的附着参数可通过汽车的滑移率表征，汽车的滑移率为汽车车辆打滑的程度。电子稳定系统66可通过与其连接的转速传感器获取车轮的实际转速，并结合车轮的直径获取车辆的目标车速，然后计算目标车速和实际车速的差值，然后求取该差值和实际车速的比值可作为汽车的滑移率。轮压参数具体为轮胎压力，可通过胎压传感器获取。电子稳定系统66中，可提前预设路面附着参数、轮压参数和最大附着力的关系图表，并从该关系图表查询与之对应的最大附着力。需要注意的是，根据最大附着力和汽车车轮数量计算用于车辆行驶的第二轮端需求扭矩为现有技术，在此不再赘述。
可以理解的是，当车辆在湿滑路面行驶时，驾驶员进行车辆加速操作，可能出现车轮打滑的现象。也就是说，此时第一轮端需求扭矩大于第二轮端需求扭矩。如果出现打滑情况，整车控制器65根据油门踏板开度、车速和油门踏板开度的变化率计算出的汽车的第一轮端需求扭矩分配至各电机，并使各电机输出与之匹配的扭矩将会导致能源的浪费。同时，这也说明驾驶员的驾驶期望对车辆速度要求过高，并且具有安全风险，需要将驾驶员的驾驶期望进行调整至安全范围内。因此，在控制电机输出的扭矩时，不仅要考虑第一轮端需求扭矩还要考虑第二轮端需求扭矩。本实施例中，整车控制器65通过电子稳定系统66获取第二轮端需求扭矩，整车控制器65比较第一轮端需求扭矩和第二轮端需求扭矩的大小，以第一轮端需求扭矩和第二轮端需求扭矩的较小值作为第一需求扭矩。如此可保证行车安全，并减少动力电池4的电能浪费。优选地，当整车控制器65判断第一轮端需求扭矩大于第二轮端需求扭矩时，整车控制器65控制报警装置发出报警，以提醒驾驶员注意行车安全。
整车控制器65还分别与第一电机控制器61、第二电机控制器62和第三电机控制器63连接，从而整车控制器65可获取第一电机1的最大输出扭矩、第二电机2的最大输出扭矩和第三电机3的最大输出扭矩。第一需求扭矩为M11，整车控制器65计算第一电机1的最大输出扭矩和第二电机2的最大输出扭矩的和，第一电机1的最大输出扭矩和第二电机2的最大输出扭矩的和为M21，整车控制器65比较M11和M21的大小；若M11＞M21，说明第一需求扭矩较大，仅通过第一电机1和第二电机2提供输出扭矩尚不足以满足驾驶员的驾驶期望，因此整车控制器65需要控制离合器5结合，以使三个电机同时输出扭矩。若M11≤M21，说明此时通过第一电机1和第二电机2提供输出扭矩即可满足驾驶员的期望，则控制离合器5分离，仅第一电机1和第二电机2提供输出扭矩。如此操作，在保证整车动力性能的前提下，减少电机的使用数量，以减小第三电机3的负荷，提高第三电机3的使用寿命；同时，由于电机自身能量转换效率所限，不能将电能100％转换为动能，只要使用就存在能源浪费，从而此时不使用第三电机3可避免能量浪费，延长汽车的行驶里程。
需要注意的是，第一电机1的最大输出扭矩、第二电机2的最大输出扭矩和第三电机3的最大输出扭矩三者的和大于第一需求扭矩。
整车控制器65还可根据制动踏板开度、车速和制动踏板开度的变化率计算汽车的第二需求扭矩。其中，制动踏板开度的变化率即驾驶员对制动踏板踩踏时制动踏板位置的变化率，对应的是驾驶员当前时刻期望减速到目标车速的目标减速度，可由制动踏板开度与产生该制动踏板开度的时间的比值确定。可提前在整车控制器65中预设制动踏板开度、车速和制动踏板开度的变化率与第二需求扭矩的第二关系图，可根据获取的制动踏板开度、车速和制动踏板开度的变化率从该第二关系图中获取与之对应的第二需求扭矩。第二关系图可通过前期的大量试验获得。
制动工况下，整车控制器65还可从第一电机控制器61、第二电机控制器62和第三电机控制器63处分别获取第一电机1的最大制动扭矩、第二电机2的最大制动扭矩和第三电机3的最大制动扭矩。第二需求扭矩为M12，整车控制器65计算第一电机1的最大制动扭矩和第二电机2的最大制动扭矩的和，并计算第一电机1的最大制动扭矩、第二电机2的最大制动扭矩和第三电机3的最大制动扭矩的和。第一电机1的最大制动扭矩和第二电机2的最大制动扭矩的和为M22，第一电机1的最大制动扭矩、第二电机2的最大制动扭矩和第三电机3的最大制动扭矩的和为M23。整车控制器65比较M12和M22的大小。若M12＞M22，说明第一需求扭矩较大，仅通过第一电机1和第二电机2提供制动扭矩尚不足以满足驾驶员的驾驶期望，此时整车控制器65可控制离合器5结合，以使三个电机同时提供制动扭矩。整车控制器65进一步比较M12和M23的大小，当M12＞M23时，说明即便三个电机同时提供制动扭矩，也无法满足驾驶员的驾驶期望，则启动液压制动机构对轮端进行制动。优选地，液压制动机构提供的制动扭矩等于M12和M23的差值。若M12≤M22，说明此时通过第一电机1和第二电机2提供输出扭矩即可满足驾驶员的期望，则控制离合器5分离，仅第一电机1和第二电机2提供制动扭矩。如此操作，在保证整车正常制动的前提下，避免使用第三电机3，以减小第三电机3的负荷，提高第三电机3的使用寿命，同时，由于第三电机3自身能量转换效率所限，不能将动能100％转换为电能，只要使用就存在能源浪费，从而此时不使用第三电机3可提高电能的回收效率，延长汽车的行驶里程。
本实施例还提供一种用于上述四驱纯电动汽车的动力系统实施的四驱纯电动汽车的动力系统控制方法。四驱纯电动汽车的动力系统控制方法包括以下步骤。
S10：获取车辆的当前工况；
若当前工况为行驶工况，则执行S20；若当前工况为制动工况，则执行S30。
S20：执行驱动扭矩分配。
S30：执行制动扭矩分配。
执行驱动扭矩分配包括：
S21：获取用于驱动汽车行驶的第一需求扭矩M11。
获取用于汽车行驶的第一需求扭矩的方法包括：
依据油门踏板开度、车速和油门踏板开度的变化率计算汽车的第一轮端需求扭矩；
依据路面附着参数、轮压参数计算汽车的各个车轮的最大附着力，并依据最大附着力和汽车车轮数量计算用于车辆行驶的第二轮端需求扭矩；
以第一轮端需求扭矩和第二轮端需求扭矩的较小值作为第一需求扭矩。
S22：分别获取第一电机1、第二电机2和第三电机3的最大输出扭矩，且第一电机1的最大输出扭矩和第二电机2的最大输出扭矩的和为M21。
具体地，获取第一电机1的最大输出扭矩的方法包括：获取第一电机1的第一温度，第一电机1的输入端的第一电压，以及第一电机1的最大供电电流，第一电机1的最大供电电流，依据第一温度、第一电压、第一电机1的最大供电电流从第一温度、第一电压、第一最大供电电流及第一电机1的最大输出扭矩之间的map1中查询对应的第一电机1的最大输出扭矩。
获取第二电机2的最大输出扭矩的方法包括：获取第二电机2的第二温度，第二电机2的输入端的第二电压，以及第二电机2的最大供电电流，第二电机2的最大供电电流，依据第二温度、第二电压、第二电机2的最大供电电流从第二温度、第二电压、第二最大供电电流及第二电机2的最大输出扭矩之间的map2中查询对应的第二电机2的最大输出扭矩；
获取第三电机3的最大输出扭矩的方法包括：获取第三电机3的第三温度，第三电机3的输入端的第三电压，以及第三电机3的最大供电电流，第三电机3的最大供电电流，依据第三温度、第三电压、第三电机3的最大供电电流从第三温度、第三电压、第三最大供电电流及第三电机3的最大输出扭矩之间的map3中查询对应的第三电机3的最大输出扭矩。
S23：比较M11和M21的大小。
若M11＞M21，则执行S24；若M11≤M21，则执行S25。
S24：控制离合器5结合，第一电机1、第二电机2和第三电机3同时输出扭矩，且第一电机1的实际输出扭矩、第二电机2的实际输出扭矩、以及第三电机3的实际输出扭矩之和等于M11。
M11＞M21，说明第一需求扭矩较大，仅通过第一电机1和第二电机2提供输出扭矩尚不足以满足驾驶员的驾驶期望，因此整车控制器65需要控制离合器5结合，以使三个电机同时输出扭矩。
S25：控制离合器5分离，仅第一电机1和第二电机2输出扭矩，且第一电机1的实际输出扭矩和第二电机2的实际输出扭矩之和等于M11。
M11≤M21，说明此时通过第一电机1和第二电机2提供输出扭矩即可满足驾驶员的期望，则控制离合器5分离，仅第一电机1和第二电机2提供输出扭矩。
制动扭矩分配包括：
S31：获取用于汽车制动的第二需求扭矩M12。
具体地，依据油门踏板开度、车速和制动踏板开度的变化率计算汽车的第二轮端需求扭矩。
S32：分别获取第一电机1、第二电机2和第三电机3的最大制动扭矩，且第一电机1的最大制动扭矩和第二电机2的最大制动扭矩的和为M22。
其中，获取第一电机1的最大制动扭矩包括：获取第一电机1的第一温度，第一电机1的输出端的第一充电电压，以及第一电机1的最大充电电流。依据第一温度、第一充电电压、第一电机1的最大充电电流从第一温度、第一充电电压、第一电机1的最大充电电流及第一电机1的最大制动扭矩之间的map11中查询对应的第一电机1的最大充电扭矩。
获取第二电机2的最大制动扭矩包括：获取第二电机2的第二温度，第二电机2的输出端的第二充电电压，以及第二电机2的最大充电电流。依据第二温度、第二充电电压、第二电机2的最大充电电流从第二温度、第二充电电压、第二电机2的最大充电电流及第二电机2的最大制动扭矩之间的map21中查询对应的第二电机2的最大充电扭矩。
获取第三电机3的最大制动扭矩包括：获取第三电机3的第三温度，第三电机3的输出端的第三充电电压，以及第三电机3的最大充电电流。依据第三温度、第三充电电压、第三电机3的最大充电电流从第三温度、第三充电电压、第三电机3的最大充电电流及第三电机3的最大制动扭矩之间的map31中查询对应的第三电机3的最大充电扭矩。
S33：比较M12和M22的大小。
若M12≤M22，则执行S34；若M12＞M22，则执行S35。
S34：控制离合器5分离，仅第一电机1和第二电机2同时用于发电以输出制动扭矩。
M12≤M22，说明此时通过第一电机1和第二电机2提供输出扭矩即可满足驾驶员的期望，则控制离合器5分离，仅第一电机1和第二电机2提供制动扭矩。
S35：控制离合器5结合，第一电机1、第二电机2和第三电机3同时用于发电以输出制动扭矩。
M12＞M22，说明第一需求扭矩较大，仅通过第一电机1和第二电机2提供制动扭矩尚不足以满足驾驶员的驾驶期望，此时整车控制器65可控制离合器5结合，以使三个电机同时提供制动扭矩。
S36：计算第一电机1的最大制动扭矩、第二电机2的最大制动扭矩以及第三电机3的最大制动扭矩的和为M23。
S37：比较M12和M23的大小；若M12＞M23；则执行S38；若M12≤M23，则执行S10。
S38：启动液压制动机构对轮端进行制动。
M12＞M23，说明即便三个电机同时提供制动扭矩，也无法满足驾驶员的驾驶期望，则启动液压制动机构对轮端进行制动。
在该四驱纯电动汽车的动力系统控制方法中，当仅第一电机1和第二电机2投入使用即可满足驾驶需求时，可关闭第三电机3，进而减少第三电机3的使用时长，延长第三电机3的使用寿命，同时还可避免第三电机3因自身能量转换效率所限导致的能源浪费，延长续航里程。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种四驱纯电动汽车的动力系统控制方法，四驱纯电动汽车的动力系统包括第一电机(1)、第二电机(2)、第三电机(3)、动力电池(4)和离合器(5)，所述第一电机(1)和所述第二电机(2)均与轮端传动连接，所述第三电机(3)通过所述离合器(5)选择性与轮端传动连接，所述动力电池(4)用于给所述第一电机(1)、所述第二电机(2)和所述第三电机(3)供电，且所述第一电机(1)、所述第二电机(2)和所述第三电机(3)均能够发电并用于给所述动力电池(4)充电；其特征在于，所述四驱纯电动汽车的动力系统控制方法包括：
获取车辆的当前工况；
若当前工况为行驶工况，则执行驱动扭矩分配，所述行驶工况下汽车的油门踏板被踩下；
所述则执行驱动扭矩分配包括：
获取用于驱动汽车行驶的第一需求扭矩M11；
分别获取所述第一电机(1)、所述第二电机(2)和所述第三电机(3)的最大输出扭矩，且所述第一电机(1)的最大输出扭矩和所述第二电机(2)的最大输出扭矩的和为M21；
比较M11和M21的大小；
若M11＞M21，则控制所述离合器(5)结合，所述第一电机(1)、所述第二电机(2)和所述第三电机(3)同时输出扭矩，且所述第一电机(1)的实际输出扭矩、所述第二电机(2)的实际输出扭矩、以及所述第三电机(3)的实际输出扭矩之和等于M11；
若M11≤M21，则控制所述离合器(5)分离，仅所述第一电机(1)和所述第二电机(2)输出扭矩，且所述第一电机(1)的实际输出扭矩和所述第二电机(2)的实际输出扭矩之和等于M11。
2.根据权利要求1所述的四驱纯电动汽车的动力系统控制方法，其特征在于，获取用于汽车行驶的第一需求扭矩的方法包括：
依据油门踏板开度、车速和油门踏板开度的变化率计算汽车的第一轮端需求扭矩；
依据路面附着参数、轮压参数计算汽车的各个车轮的最大附着力，并依据最大附着力和汽车车轮数量计算用于车辆行驶的第二轮端需求扭矩；
以所述第一轮端需求扭矩和所述第二轮端需求扭矩的较小值作为第一需求扭矩。
3.根据权利要求1所述的四驱纯电动汽车的动力系统控制方法，其特征在于，
分别获取所述第一电机(1)、所述第二电机(2)和所述第三电机(3)的最大输出扭矩的方法包括：
获取所述第一电机(1)的第一温度，所述第一电机(1)的输入端的第一电压，以及所述第一电机(1)的最大供电电流，所述第一电机(1)的最大供电电流，依据所述第一温度、所述第一电压、所述第一电机(1)的最大供电电流从第一温度、第一电压、第一最大供电电流及第一电机(1)的最大输出扭矩之间的map1中查询对应的所述第一电机(1)的最大输出扭矩；
获取所述第二电机(2)的第二温度，所述第二电机(2)的输入端的第二电压，以及所述第二电机(2)的最大供电电流，所述第二电机(2)的最大供电电流，依据所述第二温度、所述第二电压、所述第二电机(2)的最大供电电流从第二温度、第二电压、第二最大供电电流及第二电机(2)的最大输出扭矩之间的map2中查询对应的所述第二电机(2)的最大输出扭矩；
获取所述第三电机(3)的第三温度，所述第三电机(3)的输入端的第三电压，以及所述第三电机(3)的最大供电电流，所述第三电机(3)的最大供电电流，依据所述第三温度、所述第三电压、所述第三电机(3)的最大供电电流从第三温度、第三电压、第三最大供电电流及第三电机(3)的最大输出扭矩之间的map3中查询对应的所述第三电机(3)的最大输出扭矩。
4.根据权利要求1所述的四驱纯电动汽车的动力系统控制方法，其特征在于，所述四驱纯电动汽车的动力系统控制方法还包括：
若当前工况为制动工况，则执行制动扭矩分配，所述制动工况下汽车的制动踏板被踩下；
制动扭矩分配包括：
获取用于汽车制动的第二需求扭矩M12；
分别获取所述第一电机(1)、所述第二电机(2)和所述第三电机(3)的最大制动扭矩，且所述第一电机(1)的最大制动扭矩和所述第二电机(2)的最大制动扭矩的和为M22；
比较M12和M22的大小；
若M12＞M22，则控制所述离合器(5)结合，所述第一电机(1)、所述第二电机(2)和所述第三电机(3)同时用于发电以输出制动扭矩；
若M12≤M22，则控制所述离合器(5)分离，仅所述第一电机(1)和所述第二电机(2)同时用于发电以输出制动扭矩。
5.根据权利要求4所述的四驱纯电动汽车的动力系统控制方法，其特征在于，所述制动扭矩分配还包括位于控制所述离合器(5)结合，所述第一电机(1)、所述第二电机(2)和所述第三电机(3)同时用于发电以输出制动扭矩之后的：
计算所述第一电机(1)的最大制动扭矩、所述第二电机(2)的最大制动扭矩以及所述第三电机(3)的最大制动扭矩的和为M23；
比较M12和M23的大小；
若M12＞M23，启动液压制动机构对轮端进行制动。
6.一种四驱纯电动汽车的动力系统，其特征在于，包括第一电机(1)、第二电机(2)、第三电机(3)、动力电池(4)、离合器(5)和控制器，所述第一电机(1)和所述第二电机(2)均与轮端传动连接，所述第三电机(3)通过所述离合器(5)选择性与轮端传动连接，所述动力电池(4)用于给所述第一电机(1)、所述第二电机(2)和所述第三电机(3)供电，且所述第一电机(1)、所述第二电机(2)和所述第三电机(3)均能够发电并用于给所述动力电池(4)充电；
所述控制器用于实施权利要求1-5任一项所述的四驱纯电动汽车的动力系统控制方法。
7.根据权利要求6所述的四驱纯电动汽车的动力系统，其特征在于，所述动力电池(4)包括锂离子动力电池、飞轮储能电池系统、燃料电池系统中的一种或多种。
8.根据权利要求6所述的四驱纯电动汽车的动力系统，其特征在于，所述第一电机(1)和所述第二电机(2)均与后桥(7)传动连接，所述第三电机(3)通过所述离合器(5)选择性和前桥(9)传动连接。
9.根据权利要求8所述的四驱纯电动汽车的动力系统，其特征在于，所述四驱纯电动汽车的动力系统还包括前减速器(10)；
所述离合器(5)设置于所述第三电机(3)和所述前减速器(10)之间；所述前减速器(10)与所述前桥(9)传动连接；或者，
所述第三电机(3)与所述前减速器(10)传动连接，所述离合器(5)设置于所述前减速器(10)和所述前桥(9)之间。
10.根据权利要求6所述的四驱纯电动汽车的动力系统，其特征在于，所述第一电机(1)与前桥(9)传动连接；所述第二电机(2)与后桥(7)传动连接，所述第三电机(3)通过所述离合器(5)选择性和后桥(7)传动连接。
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