一种商用车双电机串并联混合动力系统及驱动方法与流程

本发明属于重型混合动力卡车，具体涉及一种商用车双电机串并联混合动力系统及驱动方法。

背景技术：

1、重型商用车电动化已成为必然趋势，电动化的核心在于驱动的电动化，驱动电动化主要分为中央驱动、电驱桥驱动以及混合动力驱动，而供电的能量源包括发电机、氢燃料电池和电池，其中发动机能够兼容现有的能源供给体系，而且燃料的能量密度较高，短期内仍是商用车驱动的主要能量源。

2、基于汽油机的双电机混合动力系统已被证实能够达到30%的节油率，此种双电机混合动力系统能够使发动机、驱动电机、发电机以及电池处于相对高效的运行区间，因此整体系统的效率较高。但汽油机双电机混合动力系统中，受限于汽油机较大万有梯度影响，大部分工况为发电机发电，驱动电机驱动的场景，循环效率较高。当前商用车目前常用发动机为柴油机，柴油机的万有梯度与汽油机不同，发电机发电的场景并不适用，即基于柴油机的双电机混合动力系统存在节油率提升空间，不能简单套用汽油机的双电机混合动力系统。

3、此为现有技术的不足，因此，针对现有技术中的上述缺陷，提供一种商用车双电机串并联混合动力系统及驱动方法，是非常有必要的。

技术实现思路

1、针对现有技术的上述基于柴油机的双电机混合动力系统存在节油率提升空间，不能简单套用汽油机的双电机混合动力系统的缺陷，本发明提供一种商用车双电机串并联混合动力系统及驱动方法，以解决上述技术问题。

2、第一方面，本发明提供一种商用车双电机串并联混合动力系统，包括前桥总成、中桥总成、机械驱动模块和电驱动模块；

3、中桥总成包括中桥右侧车轮、中桥左侧车轮以及连接中桥右侧车轮与中桥左侧车轮的中轴；

4、机械驱动模块包括依次连接的发动机、离合器、第一电机、自动变速箱及第一减速器；第一电机采用p2电机；

5、机械驱动模块耦合于中桥总成的中轴处，形成第一扭矩传递路线；

6、电驱动模块耦合于中桥总成的中轴处，或耦合于中桥总成后部的桥轴处，形成第二扭矩传递路线。

7、进一步地，还包括后桥总成；

8、前桥总成包括前桥右侧车轮、前桥左侧车轮以及连接前桥右侧车轮与前桥左侧车轮的前轴；

9、后桥总成包括后桥右侧车轮、后桥左侧车轮以及连接后桥右侧车轮与后桥左侧车轮的后轴；

10、电驱动模块包括依次连接的第二电机以及第二减速器；第二电机采用驱动电机；

11、电驱动模块耦合于后桥总成的后轴处。

12、进一步地，还包括后桥总成；

13、前桥总成包括前桥右侧车轮、前桥左侧车轮以及连接前桥右侧车轮与前桥左侧车轮的前轴；

14、后桥总成包括后桥右侧车轮、后桥左侧车轮以及连接后桥右侧车轮与后桥左侧车轮的后轴；

15、后桥总成的后轴与中桥总成的中轴机械耦合；

16、电驱动模块包括依次连接的第二电机以及第二减速器；第二电机采用p4电机；

17、电驱动模块耦合于后桥总成的后轴处。

18、进一步地，前桥总成包括前桥右侧车轮、前桥左侧车轮以及连接前桥右侧车轮与前桥左侧车轮的前轴；

19、电驱动模块包括依次连接的第二电机以及第二减速器；第二电机采用p4电机；

20、电驱动模块耦合于中桥总成的中轴处。

21、进一步地，还包括后桥总成；

22、后桥总成包括后桥右侧车轮、后桥左侧车轮以及连接后桥右侧车轮与后桥左侧车轮的后轴。

23、进一步地，还包括后桥总成和挂车桥总成；

24、前桥总成包括前桥右侧车轮、前桥左侧车轮以及连接前桥右侧车轮与前桥左侧车轮的前轴；

25、后桥总成包括后桥右侧车轮、后桥左侧车轮以及连接后桥右侧车轮与后桥左侧车轮的后轴；

26、挂车桥总成包括挂车桥右侧车轮、挂车桥左侧车轮以及连接挂车桥右侧车轮与挂车桥左侧车轮的挂车轴；

27、后桥总成的后轴与中桥总成的中轴机械耦合；

28、电驱动模块包括依次连接的第二电机以及第二减速器；第二电机采用驱动电机；

29、电驱动模块耦合于挂车桥总成的挂车轴处。

30、第二方面，本发明提供一种基于第一方面的商用车双电机串并联混合动力系统驱动方法，包括如下步骤：

31、s1.基于作为单驱动机械桥的中桥和作为电驱桥的后桥，判断车辆选用工作模式；

32、当为串联工作模式，进入步骤s2；

33、当为并联工作模式，进入步骤s9；

34、s2.判断车辆是否需要发电；

35、若是，离合器结合，发动机带动p2电机发电，控制自动变速箱空挡，并将p2电机发电的电能划分为两部分，一部分电能提供给整车电池充电，一部分电能为驱动电机供电；

36、若否，进入步骤s3；

37、s3.车辆使用单桥驱动，判断车辆选用驱动模式；

38、当为机械桥驱动模式，进入步骤s4；

39、当为电驱桥驱动模式，进入步骤s8；

40、s4.判断机械桥驱动模式下的驱动形式；

41、当为机械驱动形式，进入步骤s5；

42、当为电驱动形式，进入步骤s6；

43、当为机械驱动+电驱动形式，进入步骤s7；

44、s5.离合器结合，发动机输出扭矩，经自动变速箱和中桥降速增扭之后到达轮端，完成驱动，结束；

45、s6.离合器断开，p2电机输出扭矩，经自动变速箱和中桥降速增扭之后到达轮端，完成驱动，结束；

46、s7.离合器结合，发动机和p2电机同时输出扭矩，经自动变速箱和中桥降速增扭之后到达轮端，完成驱动，结束；

47、s8.控制自动变速箱处于空挡状态，控制驱动电机输出扭矩，经第二减速器和后桥降速增扭后到达轮端，完成驱动，结束；

48、s9.控制作为机械桥的中桥和作为电驱桥的后桥同时输出扭矩，其中后桥的驱动方式按照步骤s8进行，中桥的驱动方式按照步骤s4-s7进行。

49、第三方面，本发明提供一种基于第一方面的商用车双电机串并联混合动力系统驱动方法，包括如下步骤：

50、s1.判断车辆选用工作模式；

51、当为串联工作模式，进入步骤s2；

52、当为并联工作模式，进入步骤s8；

53、s2.判断车辆是否需要发电；

54、若是，进入步骤s3；

55、若否，进入步骤s4；

56、s3.离合器结合，发动机带动p2电机发电，控制自动变速箱空挡，并将p2电机发电的电能划分为两部分，一部分电能提供给整车电池充电，一部分电能为p4电机供电；

57、s4.判断车辆选取驱动模式；

58、当为电驱动模式，进入步骤s5；

59、当为机械驱动模式，进入步骤s6；

60、当为混合驱动模式，进入步骤s7；

61、s5.p2电机或p4电机或双电机作为动力源输出扭矩进行驱动，结束；p2电机作为动力源，离合器需要分离；

62、s6.发动机作为动力源输出扭矩经自动变速箱及作为机械驱动桥的中桥和后桥到达轮端，结束；

63、s7.发动机与p2电机或发动机与p4电机作为动力源输出扭矩进行驱动，结束；

64、s8.离合器结合，发动机输出扭矩、p2电机输出扭矩或者是p4电动机输出扭矩或者双电机同时输出扭矩，完成车辆驱动。

65、第四方面，本发明提供一种基于第一方面的商用车双电机串并联混合动力系统驱动方法，包括如下步骤：

66、s1.判断是否存在后桥总成；

67、若否，进入步骤s2；

68、若是，后桥总成仅作为承载单元，不参与驱动；

69、s2.判断车辆选用工作模式；

70、当为串联工作模式，进入步骤s3；

71、当为并联工作模式，进入步骤s9；

72、s3.判断车辆是否需要发电；

73、若是，进入步骤s4；

74、若否，进入步骤s5；

75、s4.离合器结合，发动机带动p2电机发电，控制自动变速箱空挡，并将p2电机发电的电能划分为两部分，一部分电能提供给整车电池充电，一部分电能为p4电机供电；

76、s5.判断车辆选取驱动模式；

77、当为电驱动模式，进入步骤s6；

78、当为机械驱动模式，进入步骤s7；

79、当为混合驱动模式，进入步骤s8；

80、s6.p2电机或p4电机或双电机作为动力源输出扭矩进行驱动，结束；p2电机作为动力源，离合器需要分离；

81、s7.发动机作为动力源输出扭矩经自动变速箱及作为机械驱动桥的中桥到达轮端，结束；

82、s8.发动机与p2电机或发动机与p4电机作为动力源输出扭矩进行驱动，结束；

83、s9.离合器结合，发动机输出扭矩、p2电机输出扭矩或者是p4电动机输出扭矩或者双电机同时输出扭矩，完成车辆驱动。

84、第五方面，本发明提供一种基于第一方面的商用车双电机串并联混合动力系统驱动方法，包括如下步骤：

85、s1.基于作为单驱动机械桥的中桥、后桥和作为电驱桥的挂车桥，判断车辆选用工作模式；

86、当为串联工作模式，进入步骤s2；

87、当为并联工作模式，进入步骤s9；

88、s2.判断车辆是否需要发电；

89、若是，离合器结合，发动机带动p2电机发电，控制自动变速箱空挡，并将p2电机发电的电能划分为两部分，一部分电能提供给整车电池充电，一部分电能为驱动电机供电；

90、若否，进入步骤s3；

91、s3.车辆使用单桥驱动，判断车辆选用驱动模式；

92、当为机械桥驱动模式，进入步骤s4；

93、当为电驱桥驱动模式，进入步骤s8；

94、s4.判断机械桥驱动模式下的驱动形式；

95、当为机械驱动形式，进入步骤s5；

96、当为电驱动形式，进入步骤s6；

97、当为机械驱动+电驱动形式，进入步骤s7；

98、s5.离合器结合，发动机输出扭矩，经自动变速箱和中桥、后桥降速增扭之后到达轮端，完成驱动，结束；

99、s6.离合器断开，p2电机输出扭矩，经自动变速箱和中桥、后桥降速增扭之后到达轮端，完成驱动，结束；

100、s7.离合器结合，发动机和p2电机同时输出扭矩，经自动变速箱和中桥、后桥降速增扭之后到达轮端，完成驱动，结束；

101、s8.控制自动变速箱处于空挡状态，控制驱动电机输出扭矩，经第二减速器和挂车桥降速增扭后到达轮端，完成驱动，结束；

102、s9.控制作为机械桥的中桥、后桥和作为电驱桥的挂车桥同时输出扭矩，其中挂车桥的驱动方式按照步骤s8进行，中桥、后桥的驱动方式按照步骤s4-s7进行。

103、本发明的有益效果在于：

104、本发明提供的商用车双电机串并联混合动力系统及驱动方法，以电驱动为主，发电为辅，在确保能量回收的同时，通过调扭及瞬态抑制实现节油率的提升。

105、此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

106、由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。