本发明专利技术提供一种基于两挡变速的电驱动系统及其协调换挡控制方法，包括供电单元、电机控制器、电机、车辆控制器、换挡控制器和两挡行星变速器。其中两挡行星变速器中采用行星传动两挡自动变速箱并配备湿式离合器换挡，换挡方便，且体积和重量大幅减小；换挡过程中车辆控制器采用总线通讯控制电机控制器和换挡控制器，使电机控制器控制电机输出转矩跟踪电机转矩最优轨迹，换挡控制器控制换挡油压跟踪换挡油压最优轨迹，从而实现对电机转矩和换挡油压的同步调节，以减少离合器、制动器结合或者分离时主从部件转速差以及换挡冲击，实现平顺换挡。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供一种，包括供电单元、电机控制器、电机、车辆控制器、换挡控制器和两挡行星变速器。其中两挡行星变速器中采用行星传动两挡自动变速箱并配备湿式离合器换挡，换挡方便，且体积和重量大幅减小；换挡过程中车辆控制器采用总线通讯控制电机控制器和换挡控制器，使电机控制器控制电机输出转矩跟踪电机转矩最优轨迹，换挡控制器控制换挡油压跟踪换挡油压最优轨迹，从而实现对电机转矩和换挡油压的同步调节，以减少离合器、制动器结合或者分离时主从部件转速差以及换挡冲击，实现平顺换挡。【专利说明】
专利技术涉及一种电驱动系统及换挡控制方法，具体涉及一种基于两挡变速的电驱动 系统及其协调换挡控制方法。
技术介绍
目前纯电驱动车辆的电驱动系统一般采用在电机与驱动轮之间增加变速箱的方 式，对电机输出扭矩和转速进行调节，以满足车辆牵引需求。对于纯电动汽车，以AMT (电 控机械自动变速器）为代表的固定轴式自动变速箱使用较为普遍，但其换挡过程中存在 动力中断，换挡冲击大并需重复标定，并增加了传动系统的动载荷，影响传动系统寿命；而 AT (液力自动变速器）结构复杂，传动效率低，动力损耗大；CVT (机械无级自动变速器）变 速箱传动带容易损坏，无法承受较大的载荷；DSG(直接换挡变速器）结构复杂，制造成本较 高。如果采用固定速比减速器，无需换挡，但需选用更大转矩的驱动电机，存在电机功率大 量富余、电机及驱动系统的体积和重量大、成本高等问题。 已经公开的固定轴式AMT变速箱一般具备三挡，与之对应的换挡操控机构多采用 同步器，其结构较为简单，换挡过程中对电机采取转速控制，换挡效果不好；或者采取离合 器换挡，但这使得变速箱结构和换挡控制复杂，体积重量优势也不明显。 在换挡控制方法的选择上，目前大部分研究单单考虑电机本身的效率，而忽视了 变速箱在不同转速下效率的不同，这会导致非最优结果出现，同时使得换挡过程不平稳。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种， 该驱动系统采用行星传动两挡自动变速箱并配备湿式离合器换挡，结构简单，既能保证电 机性能充分发挥，又能满足车辆低速爬坡和高速行驶的牵引要求；在换挡过程中对电机转 矩和换挡油压进行同步调节，以减少离合器、制动器结合或者分离时主从部件转速差以及 换挡冲击，实现平顺换挡。 所述的基于两挡变速的电驱动系统包括：供电单元、电机控制器、电机、车辆控制 器、换挡控制器和两挡行星变速器。 所述两挡行星变速器包括：变速器箱体、单行星排、组合式液压离合器/制动器、 和换挡液压系统；所述组合式液压离合器/制动器包括离合器、制动器和液压油缸；所述离 合器活塞和制动器活塞通过弹簧立柱刚性连接，弹簧立柱上套装有复位弹簧，制动器活塞 与液压油缸活塞一体。 所述组合式液压离合器/制动器中，制动器的主动件与变速器箱体相连，从动件 与单行星排的齿圈相连；离合器的主动件与电机输出轴相连，从动件与单行星排的齿圈相 连；所述单行星排的行星架输出动力。 通过换挡液压系统控制组合式液压离合器/制动器中制动器和离合器的结合和 分离完成换挡；当换挡油压在液压油缸活塞上的作用力能够克服复位弹簧的恢复力时，液 压油缸活塞在换挡油压的作用下移动至其最大位移，此时制动器结合，离合器分离，两挡行 星变速器处于低挡；当换挡油压不足以克服复位弹簧的恢复力时，在复位弹簧的作用下，液 压油缸活塞回到其初始位置，此时制动器分离，离合器结合，两挡行星变速器处于高挡。 该系统的整体连接关系为：所述供电单元与电机控制器相连，所述电机控制器分 别与驱动电机和换挡控制器相连；所述驱动电机的动力输出轴与单行星排的太阳轮相连； 所述车辆控制器与供电单元、电机控制器以及换挡控制器之间通过总线相连。 所述车辆控制器用于向换挡控制器发送换挡指令。 所述换挡控制器接收到换挡指令后，控制换挡液压系统以实现换挡；同时调节换 挡油压，跟踪换挡时换挡油压控制轨迹。 所述电机控制器控制电机的输出转矩，同时跟踪换挡时的电机转矩控制轨迹。 所述换挡液压系统包括油泵电机、液压油泵、换挡开关阀、高速开关阀和溢流阀； 所述油泵电机用于驱动液压油泵，液压油泵通过进油油路与两挡行星变速器中的液压油缸 相连；在所述进油油路上沿进油方向依次设置有单向阀、换挡开关阀和高速开关阀；换挡 控制器通过调节高速开关阀的占空比调节换挡油压，通过控制换挡开关阀的通断对液压油 缸油路的通断进行控制；润滑油路接入单向阀与换挡开关阀之间，在所述润滑油路上设置 有溢流阀。 所述供电单元包括发动机-发电机组和电能存储单元；所述电能存储单元能够单 独工作或与发动机-发电机组共同工作。 基于上述的两挡变速电驱动系统的协调换挡控制方法，所述车辆控制器内预存有 电机转矩最优轨迹和换挡油压最优轨迹，所述电机转矩最优轨迹和换挡油压最优轨迹的确 定，以车辆的冲击度和滑摩功为综合控制指标，运用线性二次最优控制理论获得； 在换挡过程中，车辆控制器依据换挡时的油门开度和车速对电机转矩最优轨迹和 换挡油压最优轨迹进行插值计算；然后将插值计算后的换挡油压最优轨迹发送给换挡控制 器，将插值计算后的电机转矩最优轨迹发送给电机控制器；所述换挡控制器控制换挡油压 跟踪换挡油压最优轨迹，所述电机控制器控制电机输出转矩跟踪电机转矩最优轨迹。 【权利要求】1. 基于两挡变速的电驱动系统，其特征在于，包括：供电单元、电机控制器、电机、车辆 控制器、换挡控制器和两挡行星变速器； 所述两挡行星变速器包括：变速器箱体、单行星排、组合式液压离合器/制动器、和换 挡液压系统；所述组合式液压离合器/制动器包括离合器、制动器和液压油缸；所述离合器 活塞和制动器活塞通过弹簧立柱刚性连接，弹簧立柱上套装有复位弹簧，制动器活塞与液 压油缸活塞一体； 所述组合式液压离合器/制动器中，制动器的主动件与变速器箱体相连，从动件与单 行星排的齿圈相连；离合器的主动件与电机输出轴相连，从动件与单行星排的齿圈相连； 所述单行星排的行星架输出动力； 通过换挡液压系统控制组合式液压离合器/制动器中制动器和离合器的结合和分离 完成换挡；当换挡油压在液压油缸活塞上的作用力能够克服复位弹簧的恢复力时，液压油 缸活塞在换挡油压的作用下移动至其最大位移，此时制动器结合，离合器分离，两挡行星变 速器处于低挡；当换挡油压不足以克服复位弹簧的恢复力时，在复位弹簧的作用下，液压油 缸活塞回到其初始位置，此时制动器分离，离合器结合，两挡行星变速器处于高挡； 该系统的整体连接关系为：所述供电单元与电机控制器相连，所述电机控制器分别与 驱动电机和换挡控制器相连；所述驱动电机的动力输出轴与单行星排的太阳轮相连；所述 车辆控制器与供电单元、电机控制器以及换挡控制器之间通过总线相连； 所述车辆控制器用于向换挡控制器发送换挡指令； 所述换挡控制器接收到换挡指令后，控制换挡液压系统以实现换挡；同时调节换挡油 压，跟踪换挡时换挡油压控制轨迹； 所述电机控制器控制电机的输出转矩，同时跟踪换挡时的电机转矩控制轨迹。2. 如权利要求1所述的基于两挡变速的电驱动系统，其特征在于，所述换挡液压系统 包括油泵电机、液压油泵、换挡开关阀、高速本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于两挡变速的电驱动系统，其特征在于，包括：供电单元、电机控制器、电机、车辆控制器、换挡控制器和两挡行星变速器；所述两挡行星变速器包括：变速器箱体、单行星排、组合式液压离合器/制动器、和换挡液压系统；所述组合式液压离合器/制动器包括离合器、制动器和液压油缸；所述离合器活塞和制动器活塞通过弹簧立柱刚性连接，弹簧立柱上套装有复位弹簧，制动器活塞与液压油缸活塞一体；所述组合式液压离合器/制动器中，制动器的主动件与变速器箱体相连，从动件与单行星排的齿圈相连；离合器的主动件与电机输出轴相连，从动件与单行星排的齿圈相连；所述单行星排的行星架输出动力；通过换挡液压系统控制组合式液压离合器/制动器中制动器和离合器的结合和分离完成换挡；当换挡油压在液压油缸活塞上的作用力能够克服复位弹簧的恢复力时，液压油缸活塞在换挡油压的作用下移动至其最大位移，此时制动器结合，离合器分离，两挡行星变速器处于低挡；当换挡油压不足以克服复位弹簧的恢复力时，在复位弹簧的作用下，液压油缸活塞回到其初始位置，此时制动器分离，离合器结合，两挡行星变速器处于高挡；该系统的整体连接关系为：所述供电单元与电机控制器相连，所述电机控制器分别与驱动电机和换挡控制器相连；所述驱动电机的动力输出轴与单行星排的太阳轮相连；所述车辆控制器与供电单元、电机控制器以及换挡控制器之间通过总线相连；所述车辆控制器用于向换挡控制器发送换挡指令；所述换挡控制器接收到换挡指令后，控制换挡液压系统以实现换挡；同时调节换挡油压，跟踪换挡时换挡油压控制轨迹；所述电机控制器控制电机的输出转矩，同时跟踪换挡时的电机转矩控制轨迹。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李军求，韦含，孙逢春，张承宁，马彪，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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