纯电动汽车的动力系统技术方案

本发明专利技术涉及一种汽车动力系统，具体涉及一种纯电动汽车的动力系统，包括动力电池、驱动电机、变速器、换挡执行机构和差速器，整车控制器根据踏板信号、车速信号和接收到的车辆、路面等其他状态信息，依据换挡规律判断是否换挡，并计算驱动电机目标转矩/转速和运行模式，设置变速器目标挡位和换挡指令标志位，并发送到CAN总线上；采用本发明专利技术技术方案的纯电动汽车的动力系统，整个换挡过程平稳快速、冲击小、动力损失少，换挡品质高，具有较好的产业化前景。

Power System of Pure Electric Vehicle

The invention relates to an automobile power system, in particular to a pure electric vehicle power system, including power battery, drive motor, transmission, shift actuator and differential. The vehicle controller judges whether to shift according to the shift law and calculates the target torque of the drive motor according to the pedal signal, speed signal and other state information of the received vehicle, Road surface, etc./ Speed and operation mode, target gear and shift instruction mark of transmission are set and sent to CAN bus; the power system of pure electric vehicle adopting the technical scheme of the invention has smooth and fast shift process, small impact, less power loss, high shift quality and good industrialization prospect.

【技术实现步骤摘要】
纯电动汽车的动力系统
本专利技术涉及一种汽车动力系统，具体涉及一种纯电动汽车的动力系统。
技术介绍
随着电动汽车向产业化迈进，其性能要求越来越高，不仅局限于其行驶功能的实现，而且越来越强调车辆的动力性、经济性、驾驶舒适性和操纵稳定性的提高。电驱动系统作为电动汽车，尤其是纯电动汽车的核心部件之一，其构型方式将对这些性能产生明显的影响。目前纯电动汽车多采用驱动电机结合单级减速的动力传动结构，该结构由于速比是固定值，无法同时满足车辆起动转矩大、电机高效工作范围广等要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述技术问题，提供纯电动汽车的动力系统，整个换挡过程平稳快速、冲击小、动力损失少，换挡品质高，具有较好的产业化前景。为解决上述技术问题，本专利技术采用了纯电动汽车的动力系统，包括动力电池、驱动电机、变速器、换挡执行机构和差速器，整车控制器根据踏板信号、车速信号和接收到的车辆、路面等其他状态信息，依据换挡规律判断是否换挡，并计算驱动电机目标转矩/转速和运行模式，设置变速器目标挡位和换挡指令标志位，并发送到CAN总线上；驱动电机控制器接收CAN总线上的目标转矩/转速和运行模式等信息，同时采集电机转速、电流和温度等信息，在转矩模式下按照要求控制驱动电机输出转矩，在转速模式下按照要求控制驱动电机输出转速；变速器控制器接收CAN总线上的目标挡位和换挡指令标志位信息，同时采集换挡机构位置、变速器输出转速和油温等信息，控制换挡执行机构进行摘挡和挂挡操作。进一步地，上述技术方案中，所述驱动电机为永磁同步电机。进一步地，上述技术方案中，所述变速器为多级挡位变速器。进一步地，上述技术方案中，所述换挡执行机构为电控电动换挡机构。本专利技术所具有的有益效果：采用驱动电机与多级变速器集成的结构形式，可充分利用变速器调节驱动电机输出的动力，采用大速比时可增大电机转矩输出范围，提高车辆的动力性；采用小速比时可扩大电机的高效运行区间，使电驱动系统能量效率提高，同时降低了对电机本身性能的要求和系统总成本。另外采用自动换挡，能够通过设计合适的换挡策略提高车辆的动力性、经济性和驾驶舒适性。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。如图1所示，本专利技术提供纯电动汽车的动力系统，包括动力电池、驱动电机、变速器、换挡执行机构和差速器，整车控制器根据踏板信号、车速信号和接收到的车辆、路面等其他状态信息，依据换挡规律判断是否换挡，并计算驱动电机目标转矩/转速和运行模式，设置变速器目标挡位和换挡指令标志位，并发送到CAN总线上；驱动电机控制器接收CAN总线上的目标转矩/转速和运行模式等信息，同时采集电机转速、电流和温度等信息，在转矩模式下按照要求控制驱动电机输出转矩，在转速模式下按照要求控制驱动电机输出转速；变速器控制器接收CAN总线上的目标挡位和换挡指令标志位信息，同时采集换挡机构位置、变速器输出转速和油温等信息，控制换挡执行机构进行摘挡和挂挡操作。驱动电机为永磁同步电机。变速器为多级挡位变速器。换挡执行机构为电控电动换挡机构。纯电动电机一变速器动力系统由于取消了离合器，而且驱动电机特性与发动机的特性不同，所以换挡过程相对于传统AMT有所区别，具体换挡过程可分为以下几个步骤。1)卸载当整车控制器判定进入换挡模式后，首先进行卸载操作。由于没有离合器，卸载过程不能通过机械元件的分离来完成，而是要通过对电机转矩的控制，使之变化到空载转矩，才能使变速器啮合齿轮之间达到无载同步状态，从而进行下一步的摘挡。在此过程中，整车控制器要求驱动电机仍然运行在转矩模式，转矩变化的斜率控制也通过整车控制器实现，在保证驱动系统不发生抖动现象的前提下，尽可能加大转矩变化率，以减小车辆动力性能的损失。此时变速器的目标挡位保持不变。2)摘挡卸载结束后，电机控制器向整车控制器反馈卸载结束标志位。整车控制器接收到该标志位为l后，开始进行摘挡操作，向变速器控制器发送目标挡位。变速器控制器接收到目标挡位后，控制换挡执行机构中的换挡电机进行工作，使接合套与当前挡位的齿圈分离，同时采集位置传感器信息，以确认达到空挡位置。此时电机仍然维持在空载转矩状态不变。3)调速摘挡结束后，变速器控制器向整车控制器反馈摘挡结束标志位。整车控制器接收到该标志位为1后，开始进行驱动电机的调速操作。在纯电动汽车一般的行驶过程中，驱动电机由于接收的都是转矩需求，无需进行转速调节操作。但在换挡过程中，这一步骤是必不可少的。通过驱动电机主动调速，一方面可减小目标齿轮啮合时的速差，减小挂挡冲击；另一方面利用电磁方式的调速时间较短，进一步缩短了换挡时间。在此过程中，整车控制器要求驱动电机切换为转速模式，此时，目标转速为ne*＝nt×io(1)式中：ne*为电机的目标转速；nt为变速器的当前实时转速；io为目标挡位传动比。当电机目标转速与实际转速的差值在所规定的区间时，整车控制器判定调速过程结束。在整个调速过程中变速器维持在空挡状态。4)挂挡调速过程结束后，整车控制器重新将电机的运行模式切换为转矩模式，目标转矩为零，并开始进行挂挡操作，将挂挡指令标志位发送给变速器控制器。变速器控制器接收到挂挡指令标志位为1后，控制换挡执行机构中的换挡电机进行同步挂挡，使接合套与目标挡位的齿圈啮合，同时采集位置传感器信息，以确认达到目标挡位位置。挂挡期问电机为空载转矩状态。该系统由于电机输出轴与变速器输入轴直接相连，在进行挂挡时，来自输入端的转动惯量相比传统AMT中离合器从动片的转动惯量要大，但由于驱动电机的调速使得两端速差减小至同步状态，因此挂挡时的冲击不大。5)加载挂挡结束后，须重新施加转矩，以满足当前车辆动力的需求。整车控制器退出换挡模式，进入一般行驶模式，根据当前踏板状态和车速等信息计算驱动电机目标转矩，并通过电机控制器控制电机转矩。相比传统AMT通过离合器的滑磨过程实现逐渐加载，该系统也需要通过控制驱动电机从空载转矩到目标加载转矩的变化率来实现，该转矩变化率应保证在不影响驾驶舒适性的前提下，尽可能减小动力损失。本专利技术的说明书和附图被认为是说明性的而非限制性的，在本专利技术基础上，本领域技术人员根据所公开的
技术实现思路
，不需要创造性的劳动就可以对其中一些技术特征做出一些替换和变形，均在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.纯电动汽车的动力系统，其特征在于：包括动力电池、驱动电机、变速器、换挡执行机构和差速器，整车控制器根据踏板信号、车速信号和接收到的车辆、路面等其他状态信息，依据换挡规律判断是否换挡，并计算驱动电机目标转矩/转速和运行模式，设置变速器目标挡位和换挡指令标志位，并发送到CAN总线上；驱动电机控制器接收CAN总线上的目标转矩/转速和运行模式等信息，同时采集电机转速、电流和温度等信息，在转矩模式下按照要求控制驱动电机输出转矩，在转速模式下按照要求控制驱动电机输出转速；变速器控制器接收CAN总线上的目标挡位和换挡指令标志位信息，同时采集换挡机构位置、变速器输出转速和油温等信息，控制换挡执行机构进行摘挡和挂挡操作。

【技术特征摘要】
1.纯电动汽车的动力系统，其特征在于：包括动力电池、驱动电机、变速器、换挡执行机构和差速器，整车控制器根据踏板信号、车速信号和接收到的车辆、路面等其他状态信息，依据换挡规律判断是否换挡，并计算驱动电机目标转矩/转速和运行模式，设置变速器目标挡位和换挡指令标志位，并发送到CAN总线上；驱动电机控制器接收CAN总线上的目标转矩/转速和运行模式等信息，同时采集电机转速、电流和温度等信息，在转矩模式下按照要求控制驱动电机输出转矩，在转速模式下按...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦雪梅，谢毅，孙涛，
申请(专利权)人：成都九鼎科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51