CN114212072B - 一种混合动力客车动力耦合控制方法 - Google Patents

一种混合动力客车动力耦合控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种混合动力客车动力耦合控制方法，包括混合动力客车动力耦合控制装置，该装置包括发动机和发电机，发动机输出端依次连接有扭转减震器、变速箱、驱动电机和车轮，驱动电机电连接有驱动电机控制器，驱动电机控制器电连接到蓄能装置，蓄能装置电连接到发电机控制器和转向电机控制器，发电机控制器和转向电机控制器分别电连接到发电机和常流助力转向电机油泵，常流助力转向电机油泵通过管道连接到转向机，驱动电机控制器、发电机控制器和转向电机控制器连接到整车控制器；控制方法包括不同的工作模式下进行基本控制的方法及其对应的换挡方法。本发明实现两动力源同时驱动、单独驱动、汽车行驶中给电池充电和再生制动等多种功能。

Description

一种混合动力客车动力耦合控制方法
技术领域
本发明涉及一种混合动力客车动力耦合控制方法，属于公交客车混合动力耦合技术领域。
背景技术
能源和环境的双重压力使得电动汽车迎来了发展的高潮。目前由于电池技术尚未突破，纯电池驱动具有车速低及续驶里程短等缺点。而内燃机存在效率不高，很大部分能量损失在内燃机的发热中，以及排放有害气体等不足。
在蓄电池及其它能源装置尚不能完全取代传统的内燃机时，混合动力系统成为了最佳的选择，混合动力电动汽车是指由两种或两种以上的储能器、能量或转换器作为驱动能源，其屮至少有一种能提供电能的车辆。
混合动力电动汽车可实施性较强，它根据工况要求同时匹配使用发动机驱动和电力驱动两种动力，两种动力的合理匹配可以使内燃机保持在最佳油耗经济区运转，既保持了传统汽车高比能量的优点，又发挥了电动汽车低排放的长处。
混合动力是发展的趋势，国外的混合动力已经产业化了。但是目前国内混合动力存在一些问题，其屮主要的问题就是动力耦合策略存在问题，其表现有：发动机只能静态时充电，而在行驶的过程中充电不稳定。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种混合动力客车动力耦合控制方法，以解决上述现有技术中存在的问题。
本发明采取的技术方案为：一种混合动力客车动力耦合控制方法，包括混合动力客车动力耦合控制装置，混合动力客车动力耦合控制装置包括发动机和发电机，发动机输出端依次连接有扭转减震器、变速箱、驱动电机和车轮，驱动电机电连接有驱动电机控制器，驱动电机控制器电连接到蓄能装置，蓄能装置电连接到发电机控制器和转向电机控制器，发电机控制器和转向电机控制器分别电连接到发电机和常流助力转向电机油泵，常流助力转向电机油泵通过管道连接到转向机，驱动电机控制器、发电机控制器和转向电机控制器连接到整车控制器；控制方法包括不同的工作模式下进行基本控制的方法及其对应的换挡方法。
不同的工作模式下进行基本控制的方法及其对应的换挡方法为：(1)纯电驱动工作模式下，发动机不启动，变速箱空挡，驱动电机驱动保持空档不换档；(2)纯发动机驱动工作模式下，发动机启动，并在高效区运行，变速箱挂1或2档，驱动电机不驱动；(3)混合驱动工作模式下，发动机启动，并在高效区运行，变速箱挂1或2档，驱动电机补充行车所缺少扭矩，根据车速控制档位；(4)行车充电模式工作模式下，发动机启动，并在高效区运行，变速箱挂1或2档，驱动电机回收多余扭矩给储能器充电，根据车速控制档位；(5)串联驱动工作模式下，发动机启动，变速箱空档，通过皮带带动发电机给储能器充电，由驱动电机驱动，保持空档不换档；(6)减速/制动工作模式下，能量回收车辆减速时，驱动电机模拟发动机提供反向力矩制动，根据车速控制档位；(7)停车或空挡滑行工作模式下，发动机不启动，变速箱空挡，驱动电机不驱动保持空档不换档。
储能器中SOC下降到为50％时，驱动开启并联混动模式，根据动力分配制定相应的换挡方法，动力分配制定相应的换挡方法为：(1)车速V<0，倒车，空档，由驱动电机提供反向力矩，发动机不工作，不换挡；(2)车速在0<V<18km/h时，a)起步加速/匀速，空档，由驱动电机驱动，发动机不工作，不换挡；b)减速/制动，空档，由驱动电机提供反向力矩，回收减速/制动能量，发动机不工作，不换挡；(3)车速在18km/h<V<32km/h时，a)行车充电，一档，发动机驱动工作在最小扭矩，驱动电机回收多余动力；发电机控制发动机转速与驱动电机转速达到同步，完成换挡，档位不变；b)慢加速/爬小坡，一档，发动机单独驱动，驱动电机不工作，发电机控制发动机转速与驱动电机转速达到同步，完成换挡，档位不变；c)急加速/爬大坡；一档，发动机工作在最大扭矩，驱动电机补充缺少动力；发电机控制发动机转速与驱动电机转速达到同步，完成换挡，档位不变；d)减速制动，一档，由驱动电机回收减速/制动能量，发动机不工作；发电机控制发动机转速与驱动电机转速达到同步，完成换挡，档位不变；(4)车速在32km/h<V<58km/h时，a)行车充电，二档，发动机驱动工作在最小扭矩，驱动电机回收多余动力；发电机控制发动机转速与驱动电机转速达到同步，完成换挡，档位不变；b)慢加速/爬小坡，二档，发动机单独驱动，驱动电机不工作发电机控制发动机转速与驱动电机转速达到同步，完成换挡，档位不变；c)急加速/爬大坡；二档，发动机工作在最大扭矩，驱动电机补充缺少动力；发电机控制发动机转速与驱动电机转速达到同步，完成换挡，档位不变；d)减速制动，二档，由驱动电机回收减速/制动能量，发动机不工作；发电机控制发动机转速与驱动电机转速达到同步，完成换挡，档位不变；(5)车速在58km/h<V<69km/h时，a)纯电行驶，空档，由驱动电机驱动，发动机不工作；不换挡；b)减速/制动，空档，驱动主电机提供反向力矩，回收减速/制动能量，发动机不工作；不换挡。
本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明容易实现在现有的技术与产品基础上，实现两动力源同时驱动、单独驱动、汽车行驶中给电池充电和再生制动等多种功能。本发明的动力耦合控制方法，还可以对客车整车状态和电池SOC进行分析判断，在满足客车发动条件的情况下，启动发动机，并使混合动力客车保持工况稳定，使其能够在一定程度上对客车的动力性能和节能性能产生影响，从而能够有效降低发动机能量，体现了混合动力客车的经济性。
附图说明
图1为一种混合动力客车系统结构图；
图2为一种混合动力客车电驱动技术原理图；
图3为一种混合动力客车主动调速换挡原理图。
具体实施方式
下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。
实施例1：如图1-3所示，一种混合动力客车动力耦合控制方法，包括混合动力客车动力耦合控制装置，混合动力客车动力耦合控制装置包括发动机1和发电机8，发动机1输出端依次连接有扭转减震器3、变速箱4、驱动电机4和车轮15，驱动电机4电连接有驱动电机控制器5，驱动电机控制器5电连接到蓄能装置6，蓄能装置6电连接到发电机控制器7和转向电机控制器9，发电机控制器7和转向电机控制器9分别电连接到发电机8和常流助力转向电机油泵10，常流助力转向电机油泵10通过管道连接到转向机11，驱动电机控制器5、发电机控制器7和转向电机控制器9连接到整车控制器14；控制方法包括不同的工作模式下进行基本控制的方法及其对应的换挡方法。
参照图1-图2所示，本发明中发动机与变速箱之间、变速箱与驱动电机之间均无需离合器，变速箱内无需同步器，借助发电机通过皮带传动来主动控制发动机的转速，使变速箱的输入轴与输出轴保持相同或接近的转速，完成换挡操作。变速箱的输出轴与驱动电机和车轮相连，转速和车轮转速有特定的传动比关系，所以换挡操作前必须调整变速箱输入轴及发动机曲轴的转速，减小速度差，才能实现较小冲击下的接合换档。
参照图3，本发明中通过设定发动机、驱动电机、发电机3个部件的目标转速即可实现主动调速控制(主动调速换档原理图见附图3)
不同的工作模式下进行基本控制的方法及其对应的换挡方法为，如下表1所示：
储能器中SOC下降到为50％时，驱动开启并联混动模式，根据动力分配制定相应的换挡策略，换挡策略仅与车速相关，如下表2：
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内，因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种混合动力客车动力耦合控制方法，其特征在于：包括混合动力客车动力耦合控制装置，混合动力客车动力耦合控制装置包括发动机（1）和发电机（8），发动机（1）输出端依次连接有扭转减震器（3）、变速箱、驱动电机和车轮（15），驱动电机电连接有驱动电机控制器（5），驱动电机控制器（5）电连接到蓄能装置（6），蓄能装置（6）电连接到发电机控制器（7）和转向电机控制器（9），发电机控制器（7）和转向电机控制器（9）分别电连接到发电机（8）和常流助力转向电机油泵（10），常流助力转向电机油泵（10）通过管道连接到转向机（11），驱动电机控制器（5）、发电机控制器（7）和转向电机控制器（9）连接到整车控制器（14）；蓄能装置（6）中SOC下降到为50%时，驱动开启并联混动模式，根据动力分配制定相应的换挡方法，动力分配制定相应的换挡方法为：（1）车速V<0 ，倒车，空档，由驱动电机提供反向力矩，发动机不工作，不换挡；（2）车速在0<V<18km/h时，a）起步加速/匀速，空档，由驱动电机驱动，发动机不工作，不换挡；b）减速/制动，空档，由驱动电机提供反向力矩，回收减速/制动能量，发动机不工作，不换挡；（3）车速在18km/h <V<32km/h时，a）行车充电，一档，发动机驱动工作在最小扭矩，驱动电机回收多余动力；档位不变；b）慢加速/爬小坡，一档，发动机单独驱动，驱动电机不工作，档位不变；c）急加速/爬大坡；一档，发动机工作在最大扭矩，驱动电机补充缺少动力；档位不变；d）减速制动，一档，由驱动电机回收减速/制动能量，发动机不工作；档位不变；（4）车速在32km/h <V<58km/h时，a）行车充电，二档，发动机驱动工作在最小扭矩，驱动电机回收多余动力；档位不变；b）慢加速/爬小坡，二档，发动机单独驱动，档位不变；c）急加速/爬大坡；二档，发动机工作在最大扭矩，驱动电机补充缺少动力；档位不变；d）减速制动，二档，由驱动电机回收减速/制动能量，发动机不工作；档位不变；（5）车速在58km/h <V<69km/h时，a）纯电行驶，空档，由驱动电机驱动，发动机不工作；不换挡；b）减速/制动，空档，驱动主电机提供反向力矩，回收减速/制动能量，发动机不工作；不换挡。
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