混联式混合动力汽车动力总成系统及其功率分配控制方法技术方案
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于混合动力汽车控制技术，具体属于一种混联式混合动力汽车动力总成系统及其功率分配控制方法。
技术介绍
由至少两个动力装置组成驱动系的混联式混合动力汽车，综合了串联式混合动力电驱动系和并联式混合动力电驱动系的优点，既可以实现发动机输出动力给驱动轮，又可以根据行驶工况的需要选择转速耦合模式或者转矩耦合模式，以解脱发动机转矩和转速受汽车的负载转矩和车速的束缚，使发动机大部分时间运行在最优效率曲线上，还具有更大的能量流控制灵活性，更好地实现节能减排。但是，现有的多数混合动力汽车的电机为辅助发动机驱动，在运行过程中所提供的功率至多只占汽车总需求功率的30％，其燃油经济性与传统内燃机汽车相比存在差距，无法与内燃机汽车竞争，不利于混合动力汽车的发展。无级变速器(Continuously Variable Transmission，缩略词为CVT)具有连续变化的传动比，动力输出连续，可以实现传动系与发动机工况的最佳匹配，使得发动机的工作维持在高效区，至今尚未见有采用CVT的混联式混合动力汽车动力总成。
技术实现思路
本专利技术所要解决的一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种混联式混合动力汽车动力总成系统。本专利技术所要解决的另一个技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种混联式混合动力汽车动力总成系统的功率分配的控制方法。本专利技术的混联式混合动力汽车动力总成系统技术问题通过以下技术...
【技术保护点】
一种混联式混合动力汽车动力总成系统，包括发动机、汽车起动发电一体机ISG、行星齿轮机构、驱动电机、动力电池组以及受整车控制器控制的发动机离合器、ISG制动器、行星齿轮机构离合器和驱动电机离合器，所述行星齿轮机构包括行星架、太阳轮和齿圈，所述ISG直接集成在行星齿轮机构的太阳轮，其转子轴与所述行星齿轮机构的太阳轮相连接，所述行星齿轮机构的齿圈与所述驱动电机转子轴通过驱动电机离合器连接，所述驱动电机与所述行星齿轮机构的齿圈根据需要能够实现转矩耦合或解耦，所述驱动电机的转子轴与动力输出端通过一对齿轮相连接，所述驱动电机和所述ISG分别与逆变器通过电连接，逆变器和动力电池组之间是电连接，所述ISG制动器布置在所述ISG的输出轴，用于锁止或释放ISG与静态车架之间的关系，所述行星齿轮机构离合器用于锁止或释放行星齿轮机构的太阳轮与行星架之间的关系，其特征在于：设有无级变速器CVT、以及布置在所述CVT输出轴的受整车控制器控制的CVT制动器，所述CVT与所述发动机之间通过发动机离合器连接，所述CVT的输入轴和所述发动机的输出轴根据需要能够实现接合或分离，所述CVT输出轴与所述行星齿轮机构的行星架相连...
【技术特征摘要】
1.一种混联式混合动力汽车动力总成系统，包括发动机、汽车起动发
电一体机ISG、行星齿轮机构、驱动电机、动力电池组以及受整车控制器
控制的发动机离合器、ISG制动器、行星齿轮机构离合器和驱动电机离合
器，所述行星齿轮机构包括行星架、太阳轮和齿圈，所述ISG直接集成在
行星齿轮机构的太阳轮，其转子轴与所述行星齿轮机构的太阳轮相连接，
所述行星齿轮机构的齿圈与所述驱动电机转子轴通过驱动电机离合器连
接，所述驱动电机与所述行星齿轮机构的齿圈根据需要能够实现转矩耦合
或解耦，所述驱动电机的转子轴与动力输出端通过一对齿轮相连接，所述
驱动电机和所述ISG分别与逆变器通过电连接，逆变器和动力电池组之间
是电连接，所述ISG制动器布置在所述ISG的输出轴，用于锁止或释放ISG
与静态车架之间的关系，所述行星齿轮机构离合器用于锁止或释放行星齿
轮机构的太阳轮与行星架之间的关系，其特征在于：
设有无级变速器CVT、以及布置在所述CVT输出轴的受整车控制器
控制的CVT制动器，所述CVT与所述发动机之间通过发动机离合器连接，
所述CVT的输入轴和所述发动机的输出轴根据需要能够实现接合或分离，
所述CVT输出轴与所述行星齿轮机构的行星架相连接，所述发动机输出转
矩通过所述CVT变速比后传递至所述行星齿轮机构的太阳轮，所述CVT
制动器用于锁止或释放CVT与静态车架之间的关系，所述CVT可根据当
前行星齿轮机构的转速以及需求转速不断变化速比，实时调节发动机转速。
2.如权利要求1所述的混联式混合动力汽车动力总成系统，其特征在
于：
所述发动机、ISG、驱动电机、CVT和动力电池组分别设有相应的发
动机管理系统、ISG控制器、驱动电机控制器、CVT控制器和动力电池组
管理系统，所述发动机、ISG、驱动电机、CVT和动力电池组分别设有相
应的发动机管理系统、ISG控制器、驱动电机控制器、CVT控制器和动力
电池组管理系统通过控制器局域网络CAN总线与整车控制器相互通讯；
所述整车控制器解析来自油门踏板处的油门开度传感器计算出汽车需
求功率，根据发动机、ISG、驱动电机、CVT工作情况和动力电池组的电
量判断当前状态，决定驱动功率和制动功率流向，继而发送相应指令管理
或协调各个控制器的工作，控制ISG控制器、驱动电机控制器、CVT控制
\t器和动力电池组管理系统进行混合动力系统的驱动或制动模式切换，实行
电驱动优先控制的功率分配控制策略，驱动电机和ISG通过自身功率的变
化协调控制发动机，实现发动机与驱动电机的匹配；
所述发动机管理系统控制发动机运行，接受整车控制器指令；
所述ISG控制器控制ISG工作，接受整车控制器指令，用于启动发动
机，发电或驱动，同时控制ISG转速以调节发动机转速；
所述驱动电机控制器控制驱动电机工作，接受整车控制器指令，用于
驱动电机的驱动和再生制动；
所述CVT控制器控制CVT工作，接受整车控制器指令；
所述动力电池组管理系统控制动力电池组工作，接受整车控制器指令。
3.如权利要求1或2所述的混联式混合动力汽车动力总成系统，其特
征在于：
所述混合动力系统的驱动模式包括纯电驱动模式、串联驱动模式、转
矩耦合并联驱动模式、转速耦合和转矩耦合并联驱动模式和混合驱动模式。
4.如权利要求3所述的混联式混合动力汽车动力总成系统，其特征在
于：
所述纯电驱动模式，是发动机关闭，驱动电机工作，发动机离合器和
驱动电机离合器都分开，行星齿轮机构不工作，CVT制动器和ISG制动器
都分开，行星齿轮机构离合器分开，ISG不工作，由驱动电机提供全部驱
动功率，驱动电机直接输出转矩给驱动轮，汽车需求功率等于驱动电机输
出功率，汽车起步时，如果动力电池组SOC在SOC_mid和SOC_max之
间时，混合动力系统处于纯电驱动模式；汽车低速巡航时，需求功率小于
驱动电机最大驱动功率，动力电池组SOC大于SOC_min，混合动力系统
也处于纯电驱动模式；动力电池组SOC达到SOC_max，动力电池组电量
充足，汽车主要运行在以驱动电机为主的电量消耗模式，根据汽车需求功
率，混合动力系统可以选择处于纯电驱动模式；
所述串联驱动模式，是发动机启动，发动机离合器和驱动电机离合器
都接合，行星齿轮机构工作，CVT制动器和ISG制动器都分开，行星齿轮
机构离合器分开，ISG处于发电状态，给动力电池组充电，驱动电机空转，
为满足汽车需求功率，发动机运行在最优曲线上，一部分功率用于驱动汽
\t车，剩余部分用于ISG发电，汽车需求功率等于发动机最大输出功率与ISG
发电功率的差值，如果动力电池组SOC小于SOC_min时，动力电池组需
要强制充电，混合动力系统处于串联驱动模式；
所述转矩耦合并联驱动模式，是发动机启动，发动机离合器和驱动电
机离合器都接合，行星齿轮机构工作，CVT制动器分开，ISG制动器接合，
行星齿轮机构离合器分开，ISG不工作，发动机输出转矩和驱动电机输出
转矩在驱动电机离合器处进行转矩耦合，驱动电机根据发动机功率和汽车
需求功率，不断调节驱动电机输出功率,以满足汽车需求功率，维持发动
机始终稳定运行在最优曲线上，汽车需求功率大于驱动电机最大输出功率，
如果动力电池组SOC大于SOC_max，且汽车需求功率大于驱动电机所能
提供的最大功率，此时动力电池组需要禁止充电以保护电池，混合动力系
统处于转矩耦合并联驱动模式；动力电池组SOC达到SOC_max，动力电
池组电量充足，汽车主要运行在以驱动电机为主的电量消耗模式，根据汽
车需求功率，混合动力系统可以选择处于转矩耦合并联驱动模式；
所述转速耦合和转矩耦合并联驱动模式，是发动机启动，发动机离合
器和驱动电机离合器都接合，发动机输出转矩至行星齿轮机构行星架，CVT
制动器和ISG制动器分开，行星齿轮机构离合器分开，ISG处于发电状态，
给动力电池组充电，驱动电机输出转矩并与发动机传递至驱动电机离合器
处进行转矩耦合，发动机通过行星齿轮机构、ISG进行转速耦合，驱动电
机与发动机转矩耦合，转速耦合和...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔挺，柳士江，李军华，孔令静，王春丽，
申请(专利权)人：奇瑞汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34
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