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原文传递三电机汽车动力系统及其控制方法和装置

专利名称：	三电机汽车动力系统及其控制方法和装置
摘要：	本发明提供了一种三电机汽车动力系统及其控制方法和装置，该三电机汽车动力系统包括通过设置于前后车轴中一个车轴上的第一电机和第二电机以及设置于另一车轴上的第三电机，由于第一电机、第三电机可与第二电机实现共同驱动，因此，也就避免了第二电机档位切换时出现的动力中断问题；利用多电机联合驱动和单电机驱动相比提高了汽车的动力性；最后，由于同步器是根据控制器指令选择性地与第二电机输入轴齿轮组中的一个齿轮组进行结合、离合器也是根据控制器指令开启或断开，因此，这也就实现了三个电机之间的最优的扭矩分配，提高了经济性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海汽车集团股份有限公司
发明人：	朱军;冷宏祥;李雯;孙俊;谷靖;杜建
专利状态：	有效
申请日期：	2017-10-18T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201710972512.8
公开号：	CN110014868A
代理机构：	北京信远达知识产权代理有限公司
代理人：	魏晓波
分类号：	B60L50/60(2019.01);B;B60;B60L;B60L50
申请人地址：	201203 上海市浦东新区张江高科技园区松涛路563号1号楼509室
主权项：	1.一种三电机汽车动力系统，其特征在于，包括：分别设置于前后车轴中一个车轴上的第一电机和第二电机，设置于所述前后车轴中另一车轴上的第三电机，与所述第一电机相连的第一齿轮组，与所述第二电机相连的第二电机输入轴齿轮组，控制器，与所述第三电机相连第二齿轮组，以及设置于所述第三电机和所述第二齿轮组之间的离合器，其中，所述第二电机输入轴齿轮组由同步器和两个齿轮组构成；所述控制器控制所述同步器与所述第二电机输入轴齿轮组中的一个齿轮组结合，以及所述离合器的开启或断开；所述第一电机带动所述第一齿轮组转动，所述第二电机带动与所述同步器结合的一个齿轮组，并且，当所述离合器处于闭合状态时，所述第三电机带动所述第二齿轮组转动，以共同驱动分别与所述第一齿轮组、所述第二电机输入轴齿轮组和所述第二齿轮组相连的驱动轮工作。 2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二电机输入轴齿轮组中的一个齿轮组为所述第一齿轮组。 3.一种三电机汽车动力系统控制方法，其特征在于，应用于权利要求1～2任意一项所述的三电机汽车动力系统中的控制器，所述系统还包括分别设置于前后车轴中一个车轴上的第一电机和第二电机，设置于所述前后车轴中另一车轴上的第三电机，与所述第一电机相连的第一齿轮组，与所述第二电机相连的第二电机输入轴齿轮组，与所述第三电机相连第二齿轮组，以及设置于所述第三电机和所述第二齿轮组之间的离合器，其中，所述第二电机输入轴齿轮组由同步器和两个齿轮组构成，所述方法包括：分别生成所述第一电机的全部第一工作点、所述第二电机的全部第二工作点以及所述第三电机的全部第三工作点，所述第一工作点包括所述第一电机的当前转速值以及相应扭矩值，所述第二工作点包括所述第二电机在各档位下的当前转速值以及相应扭矩值，所述第三工作点包括所述第三电机的当前转速值和扭矩值；选取至少一个工作点组，并计算所述工作点组的动力系统综合效率，所述工作点组包括一个所述第一工作点、一个所述第二工作点和一个所述第三工作点；判断最大动力系统综合效率是否大于所述三电机汽车动力系统的上一历史动力系统综合效率；若是，利用所述动力系统综合效率及其对应的工作点组，对所述三电机汽车动力系统的所述上一历史动力系统综合效率及其对应的上一历史工作点组进行更新，并按照更新的所述工作点组控制所述同步器与所述第二电机输入轴齿轮组中的一个齿轮组结合，以及所述离合器的开启或断开，以使得所述第一电机带动所述第一齿轮组转动，所述第二电机带动与所述同步器结合的一个齿轮组，并且，当所述离合器处于开启状态时，所述第三电机带动所述第二齿轮组转动，以共同驱动分别与所述第一齿轮组、所述第二电机输入轴齿轮组和所述第二齿轮组相连的驱动轮工作。 4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述分别生成所述第一电机的全部第一工作点、所述第二电机的全部第二工作点以及所述第三电机的全部第三工作点，包括：遍历所述第一电机的全部第一工作点；对于每一个所述第一工作点，根据该第一工作点对应的当前转速值以及扭矩值，计算相应所述第一电机的轮端扭矩值；计算各个所述第一工作点对应的整车轮端需求扭矩值；判断所述第三电机的当前转速值是否处于预设第三电机转速限制范围；当所述第三电机的当前转速值不处于所述预设第三电机转速限制范围时，按照第一预设工作点生成规则以及各个所述第一工作点对应的整车轮端需求扭矩值，分别生成所述第二电机的全部第二工作点以及所述第三电机的第三工作点；当所述第三电机的当前转速值处于所述预设第三电机转速限制范围时，按照第二预设工作点生成规则以及各个所述第一工作点对应的整车轮端需求扭矩值，分别生成所述第二电机的全部第二工作点以及所述第三电机的第三工作点。 5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算各个所述第一工作点对应的整车轮端需求扭矩值，包括：对于每一个所述第一工作点，判断该第一工作点对应的扭矩值是否为零；当该第一工作点对应的扭矩值为零时，根据该第一工作点对应的当前转速值确定需求扭矩补偿值；当该第一工作点对应的扭矩值不为零时，将需求扭矩补偿值确定为零；根据检测到的加速踏板深度值、制动踏板深度值以及当前车速值，确定轮端扭矩需求值；根据所述需求扭矩补偿值和所述轮端扭矩需求值计算该第一工作点对应的整车轮端需求扭矩值。 6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述按照第一预设工作点生成规则以及各个所述第一工作点对应的整车轮端需求扭矩值，分别生成所述第二电机的全部第二工作点以及所述第三电机的第三工作点，包括：将所述第三电机的当前转速值和扭矩值确定为零，并生成所述第三电机的第三工作点；对于每一个所述第一工作点，根据该第一工作点对应的所述整车轮端需求扭矩值以及所述第一电机的轮端扭矩值，计算相应所述第二电机的轮端扭矩值；根据所述第二电机的轮端扭矩值、所述第二电机在各档位下的当前转速值以及上一历史扭矩值，计算所述第二电机在相应档位下的扭矩值；生成所述第二电机在各档位下全部第二工作点。 7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述按照第二预设工作点生成规则以及各个所述第一工作点对应的整车轮端需求扭矩值，分别生成所述第二电机的全部第二工作点以及所述第三电机的第三工作点，包括：遍历所述第二电机在各档位下全部第二工作点；对于各档位下每一个所述第二工作点，根据该第二工作点对应的当前转速值以及相应扭矩值，计算相应所述第二电机的轮端扭矩值；对于各个第一工作点以及该第一工作点对应的各档位下每一个第二工作点，根据该第一工作点对应的整车轮端需求扭矩值、该第一工作点对应的所述第一电机的轮端扭矩值以及该第二工作点对应的所述第二电机的轮端扭矩值，计算相应第三电机的需求扭矩值；根据所述第三电机的当前转速值和相应所述第三电机的需求扭矩值，计算相应所述第三电机的扭矩值；生成所述第三电机的全部第三工作点。 8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第三电机的当前转速值和相应所述第三电机的需求扭矩值，计算相应所述第三电机的扭矩值，包括：根据所述第三电机的当前转速值和相应所述第三电机的上一历史扭矩值，确定相应所述第三电机的路传动效率；根据相应所述第三电机的需求扭矩值以及相应所述第三电机的路传动效率和预设第三电机路传动比，计算相应所述第三电机的扭矩值。 9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述计算所述工作点组的动力系统综合效率，包括：根据所述工作点组分别计算所述第一电机、第二电机和第三电机的机械效率；分别确定所述第一电机、所述第二电机以及所述第三电机的电机运行状态；依据机械效率、当前转速值、扭矩值和电机运行状态分别计算所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机的电功率；根据所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机的机械功率、电功率以及电机运行状态，分别计算动力系统输出效率和动力系统输入效率；根据所述动力系统输出效率和所述动力系统输入效率计算所述工作点组的动力系统综合效率。 10.一种三电机汽车动力系统控制装置，其特征在于，包括：工作点生成模块、选取计算模块、判断模块、更新控制模块；所述工作点生成模块，用于分别生成所述第一电机的全部第一工作点、所述第二电机的全部第二工作点以及所述第三电机的全部第三工作点，所述第一工作点包括所述第一电机的当前转速值以及相应扭矩值，所述第二工作点包括所述第二电机在各档位下的当前转速值以及相应扭矩值，所述第三工作点包括所述第三电机的当前转速值和扭矩值；所述选取计算模块，用于选取至少一个工作点组，并计算所述工作点组的动力系统综合效率，所述工作点组包括一个所述第一工作点、一个所述第二工作点和一个所述第三工作点；所述判断模块，用于判断最大动力系统综合效率是否大于所述三电机汽车动力系统的上一历史动力系统综合效率；若是，则执行所述更新控制模块；所述更新控制模块，用于利用所述动力系统综合效率及其对应的工作点组，对所述三电机汽车动力系统的所述上一历史动力系统综合效率及其对应的上一历史工作点组进行更新，并按照更新的所述工作点组控制所述同步器与所述第二电机输入轴齿轮组中的一个齿轮组结合，以及所述离合器的开启或断开，以使得所述第一电机带动所述第一齿轮组转动，所述第二电机带动与所述同步器结合的一个齿轮组，并且，当所述离合器处于开启状态时，所述第三电机带动所述第二齿轮组转动，以共同驱动分别与所述第一齿轮组、所述第二电机输入轴齿轮组和所述第二齿轮组相连的驱动轮工作。
所属类别：	发明专利