一种双电机双模耦合动力装置及控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双电机双模耦合动力装置，包括主驱电机、辅助电机、行星轮系、第一离合器和第二离合器；主驱电机的转轴与行星轮系的太阳轮连接，行星轮系的行星架为动力输出端，第一离合器的主动部分连接于行星轮系的齿圈，第一离合器的从动部分连接于行星轮系的太阳轮；辅助电机的转轴连接于行星轮系的齿圈，第二离合器为单向离合器，单向离合器的外圈固定，单向离合器的内圈连接于辅助电机转轴。本发明专利技术还公开了所述双电机双模耦合动力装置的控制方法，本发明专利技术双电机双模耦合动力装置结构简单，可实现转矩耦合和转速耦合驱动模式。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电动汽车领域，特别是涉及一种双电机双模耦合动力装置及控制方法。
技术介绍
与传统燃油汽车不同，常规集中驱动式纯电动车的动力系统结构简图如图1所示。驱动电机通过变速器或减速器的减速增扭作用驱动整车运行，电机控制器控制电机不同的转速和扭矩来满足整车行驶功率需求。由于采用单电机驱动，电机应具有较宽的调速范围、低速可以大扭矩输出以及高速有一定的功率储备、高效率和高可靠性。显然，这样的高转速电机制造难度太大，而且电机无法在各种工况下都能够高效率工作导致整体效率较低，并且难以兼顾车辆的加速性能与最高车速。为此，基于双电机的动力耦合系统设计成为另一种解决方案。在已有技术中，中国专利CN101633305公开了一种双电机通过花键传动实现串联结构式的动力总成系统，通过2套电机控制器分别控制1台低速电机和1台高速电机在不同车速工况下运转，从而保证2台电机尽量处于高效率区运转；与之对应的，专利CN203739605U公开了一种双电机并联式驱动系统，每台电机分别通过定轴式齿轮传动机构将动力传递到输出轴，使高速电机和低速电机在不同车速工况下运转来保证动力系统高效运转；CN102490599同样采用并联方式，不同的是其设计理念在于利用定轴轮系实现双电机转矩耦合来改善汽车的爬坡性能和加速性能；专利ACN104015600同样采用并联方式，不过其设计理念在于利用双电机的独立调速来实现一种无级变速功能的驱动系统；专利CN201110257806公开了一种双电机纯电动一体化传动系统控制方法，采用双电机提供不同的动力，并经过动力耦合器进行综合输出，其中动力耦合器由具有四个不同传动比的档位的两套自动换档执行机构AMT组成，通过对电机和机械式自动变速器(AMT)进行一体化控制来实现换挡；CN104691319利用一套行星排机构实现双电机转速耦合来达到2台电机尽可能高效运转的目的。专利CN101633305和CN203739605U分别采用串联和并联模式实现高速电机和低速电机在不同车速下切换运转，从而提高动力系统效率。然而，2种方案里在车辆运行时只有1台电机参与工作，这就要求2台电机均具备较大功率以满足车辆在不同车速下均有良好的加速性能。专利CN102490599利用定轴轮系实现双电机转矩耦合来改善汽车的爬坡性能和加速性能，但由于2台电机转速成比例导致调速必须同步进行，否则易导致功率流内循环而降低整套动力系统效率；并且高速模式下，该系统无法实现转速解耦导致效率急剧下降。专利CN201110257806采用双电机和双机械式自动变速器(AMT)实际动力耦合，然而这种结构过于复杂，并且由于控制复杂导致存在换挡时间长、换挡冲击明显，有时甚至会出现车辆在行驶过程中换不了挡的问题。专利CN104691319利用一套行星排机构实现双电机转速耦合实现2台电机各自高效运转的目的。但由于没有实现转矩耦合，2台电机输出扭矩无法耦合从而无法提高整套系统的加速性能和爬坡性能。综上分析，现有技术均无法同时实现双电机之间的转速耦合和转矩耦合功能，这必然导致车辆要么利用转矩耦合提高动力性却牺牲了整体效率；要么利用转速耦合实现转速解耦满足单个电机高效率却降低了车辆动力性；要么直接采用低速电机和高速电机分别工作在不同车速工况，虽然提高单电机的使用效率却必须都选用大功率电机满足动力性需求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，提供一种双电机双模耦合动力装置，用于解决现有双电机动力系统中动力性能与整体效率无法兼顾的问题。本专利技术是这样实现的：一种双电机双模耦合动力装置，包括主驱电机、辅助电机、行星轮系、第一离合器和第二离合器；主驱电机的转轴与行星轮系的太阳轮连接，行星轮系的行星架为动力输出端，第一离合器的主动部分连接于行星轮系的齿圈，第一离合器的从动部分连接于行星轮系的太阳轮；辅助电机的转轴连接于行星轮系的齿圈，第二离合器为单向离合器，单向离合器的外圈固定，单向离合器的内圈连接于辅助电机转轴。进一步的，行星轮系的行星架通过传动轴与两个驱动轮连接，所述传动轴上设置有十字万向节，两个驱动轮之间设置有减速器。进一步的，第一离合器为电磁离合器。进一步的，第一离合器为湿式多片离合器。进一步的，主驱电机和辅助电机均设有电机控制器，电机控制器与动力电池组电连接。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了所述双电机双模耦合动力装置的控制方法，包括以下步骤：获取所述双电机双模耦合动力装置的输出转速和负载参数；根据所述输出转速和负载参数判断所述双电机双模耦合动力装置的运行状态；若所述双电机双模耦合动力装置处于低转速、高负载状态，则控制第一离合器处于结合状态、第二离合器处于非工作状态，使主驱电机和辅助电机处于转矩耦合驱动模式；若所述双电机双模耦合动力装置处于高转速状态，则控制第一离合器处于分离状态、第二离合器处于非工作状态，并通过辅助电机的调速主驱电机的转速和负载的转速的解耦。进一步的，所述“低转速、高负载状态”是指动力装置的输出转速低于预设的低转速阈值，并且负载大于预设的高负载阈值，所述“高转速状态”是指动力装置的输出转速设于预设的高转速阈值。进一步的，所述“通过辅助电机的调速主驱电机的转速和负载的转速的解耦”包括以下步骤：检测所述太阳轮转速ns、齿圈转速nr；行星架转速nc；根据行星轮系的转速特性公式：ns+knr-(1+k)nc＝0调整齿圈的转速nr，其中，所述k为行星轮系的特征参数，齿圈的转速nr也是辅助电机的转速。进一步的，还可控制所述双电机双模耦合动力装置处于主驱电机单独驱动模式、辅助电机单独驱动模式或制动能回收模式；当控制第一离合器处于分离状态、第二离合器处于工作状态时，所述双电机双模耦合动力装置就处于主驱电机单独驱动模式；当控制第一离合器处于结合状态、第二离合器处于非工作状态时，所述双电机双模耦合动力装置就处于辅助电机单独驱动模式；当控制第一离合器处于结合状态、第二离合器处于非工作状态，并且负载反向带动主驱电机和辅助电机时，主驱电机和辅助电机产生制动力并进行动能回收，所述双电机双模耦合动力装置处于制动能回收模式。本专利技术具有如下优点：本专利技术双电机双模耦合动力装置设置有主驱电机、辅助电机和行星轮系，行星轮系的太阳轮与齿圈通过第一离合器控制离合，辅助电机与齿圈连接，本专利技术双电机双模耦合动力装置结构简单，可实现转矩耦合和转速耦合驱动模式，模式切换容易、高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双电机双模耦合动力装置，其特征在于，包括主驱电机、辅助电机、行星轮系、第一离合器和第二离合器；主驱电机的转轴与行星轮系的太阳轮连接，行星轮系的行星架为动力输出端，第一离合器的主动部分连接于行星轮系的齿圈，第一离合器的从动部分连接于行星轮系的太阳轮；辅助电机的转轴连接于行星轮系的齿圈，第二离合器为单向离合器，单向离合器的外圈固定，单向离合器的内圈连接于辅助电机转轴。

【技术特征摘要】
1.一种双电机双模耦合动力装置，其特征在于，包括主驱电机、辅助电机、
行星轮系、第一离合器和第二离合器；
主驱电机的转轴与行星轮系的太阳轮连接，行星轮系的行星架为动力输出
端，第一离合器的主动部分连接于行星轮系的齿圈，第一离合器的从动部分连
接于行星轮系的太阳轮；
辅助电机的转轴连接于行星轮系的齿圈，第二离合器为单向离合器，单向
离合器的外圈固定，单向离合器的内圈连接于辅助电机转轴。
2.根据权利要求1所述的双电机双模耦合动力装置，其特征在于，行星轮
系的行星架通过传动轴与两个驱动轮连接，所述传动轴上设置有十字万向节，
两个驱动轮之间设置有减速器。
3.根据权利要求1所述的双电机双模耦合动力装置，其特征在于，第一离
合器为电磁离合器。
4.根据权利要求1所述的双电机双模耦合动力装置，其特征在于，第一离
合器为湿式多片离合器。
5.根据权利要求1所述的双电机双模耦合动力装置，其特征在于，主驱电
机和辅助电机均设有电机控制器，电机控制器与动力电池组电连接。
6.权利要求1至5任一所述双电机双模耦合动力装置的控制方法，其特征
在于，包括以下步骤：
获取所述双电机双模耦合动力装置的输出转速和负载参数；
根据所述输出转速和负载参数判断所述双电机双模耦合动力装置的运行状
态；
若所述双电机双模耦合动力装置处于低转速、高负载状态，则控制第一离
合器处于结合状态、第二离合器处于非工作状态，使主驱电机和辅助电机处于
转矩耦合驱动模式；
若所述双电机双模耦合动力装置处于高转速状态，则控制第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：余捷，胡旭军，李芳慧，雷学国，张庆永，
申请(专利权)人：福建万润新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35