一种带双变速器的电动汽车的动力系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及电动汽车技术领域，公开一种带双变速器的电动汽车的动力系统及其控制方法。其中带双变速器的电动汽车的动力系统包括：三个电机，分别为第一电机、第二电机及第三电机；两个变速器，分别为与第一电机相连的第一变速器和与第二电机和第三电机相连的第二变速器；两个差速器，分别为第一差速器和第二差速器，第一差速器的输入端与第一变速器的输出端相连，第一差速器的输出端与前轴相连，第二差速器的输入端与第二变速器的输出端相连，第二差速器的输出端与后轴相连。本发明专利技术公开的带双变速器的电动汽车的动力系统，减小了电机的随转损失，使得电动汽车驱动时的阻力更小、耗电量更少，从而延长了电动汽车的续航里程。从而延长了电动汽车的续航里程。从而延长了电动汽车的续航里程。

【技术实现步骤摘要】
一种带双变速器的电动汽车的动力系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及电动汽车
，尤其涉及一种带双变速器的电动汽车的动力系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]当前纯电动汽车发展越来越快，为了追求较好的动力性，很多车型均采用四驱方案，即前后各采用一套包括一个电机和一个单级减速器的电驱动系统。永磁同步电机由于其功率密度大，而且效率较高，目前在纯电动汽车上得到了广泛应用。但是永磁同步电机与异步电机的不同之处在于：永磁同步电机在随转工况下其反拖扭矩较大，而且为了防止反电动势过高，其在高转速段的弱磁电流较大，消耗电能较多，这些均导致了采用永磁同步电机的四驱车型电耗较高，续驶里程较短，影响车型竞争力。

技术实现思路

[0003]基于以上所述，本专利技术的目的在于提供一种带双变速器的电动汽车的动力系统，减小了电机的随转损失，使得电动汽车驱动时的阻力更小、耗电量更少，从而延长了电动汽车的续航里程。
[0004]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0005]一种带双变速器的电动汽车的动力系统，包括：三个电机，三个所述电机分别为第一电机、第二电机及第三电机；两个变速器，两个所述变速器分别为第一变速器和第二变速器，所述第一变速器的输入端与所述第一电机的输出端相连，所述第二变速器的输入端分别与所述第二电机的输出端和所述第三电机的输出端相连；两个差速器，两个所述差速器分别为第一差速器和第二差速器，所述第一差速器的输入端与所述第一变速器的输出端相连，所述第一差速器的输出端与电动汽车的前轴相连以带动前车轮转动，所述第二差速器的输入端与所述第二变速器的输出端相连，所述第二差速器的输出端与所述电动汽车的后轴相连以带动后车轮转动。
[0006]作为一种带双变速器的电动汽车的动力系统的优选方案，所述减速机构设置于所述第三电机的输出端，所述第二变速器与所述第二电机相连且所述减速机构的输出端与所述第二变速器的输出端同轴设置。
[0007]作为一种带双变速器的电动汽车的动力系统的优选方案，所述第一电机、所述第二电机及所述第三电机均为永磁同步电机，所述带双变速器的电动汽车的动力系统还包括离合器，所述离合器分别与所述第一电机的输出端和所述第一变速器的输入端相连，或者所述离合器分别与所述第一变速器的输出端和所述第一差速器的输入端相连，或者所述离合器分别与所述第二变速器的输出端和所述第二差速器的输入端相连，或者所述离合器分别与所述第二电机的输出端和所述第二变速器的输入端相连，或者所述离合器分别与所述第三电机的输出端和所述第二变速器的输入端相连。
[0008]作为一种带双变速器的电动汽车的动力系统的优选方案，所述第一电机、所述第
二电机及所述第三电机均为永磁同步电机，所述带双变速器的电动汽车的动力系统还包括减速机构和离合器，若所述减速机构设置于所述第三电机的输出端、所述第二变速器与所述第二电机相连且所述减速机构的输出端与所述第二变速器的输出端同轴设置，则所述离合器分别与所述第二电机的输出端和所述第二变速器的输入端相连，或者所述离合器分别与所述第三电机的输出端和所述减速机构的输入端相连，或者所述离合器分别与所述第一电机的输出端和所述第一变速器的输入端相连，或者所述离合器分别与所述第一变速器的输出端和所述第一差速器的输入端相连，或者所述离合器分别与所述减速机构和所述第二变速器相连。
[0009]作为一种带双变速器的电动汽车的动力系统的优选方案，所述第一电机和所述第二电机均为永磁同步电机，所述第三电机为异步电机。
[0010]本专利技术还提供了一种带双变速器的电动汽车的动力系统的控制方法，减小了电机的随转损失，使得电动汽车驱动时的阻力更小，耗电量更少，延长了电动汽车的续航里程。
[0011]一种适用于上述技术方案所述的带双变速器的电动汽车的动力系统的控制方法，包括运动模式，在所述运动模式下驱动时，所述第一电机、所述第二电机和所述第三电机均采用扭矩控制模式且发出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定；所述变速器在所述电机的转速低于或等于预设转速时处于第一挡位，在所述电机的转速高于所述预设转速时处于第二挡位，所述第一电机、所述第二电机或所述第三电机的需求扭矩T
Mdmd
为：
[0012][0013]其中，当计算所述第一电机的需求扭矩T
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时，α取2；当计算所述第二电机的需求扭矩T
M2dmd
或所述第三电机的需求扭矩T
M3dmd
时，α取4；T
drive
为车轮的需求驱动扭矩，i为所述电机的输出端与所述差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；
[0014]在所述运动模式下制动时，制动扭矩由所述第一电机或所述第三电机提供，所述第一电机或所述第三电机的发电需求扭矩T
Mbrake
为：
[0015][0016]其中，T
brake
为车轮的需求制动扭矩，i为所述第一电机的输出端与所述第一差速器的输入端之间的传动比或所述第三电机的输出端与所述第二差速器的输入端之间的传动比，η为从所述第一电机到所述前车轮的机械传递效率或者从所述第三电机到所述后车轮的机械传递效率。
[0017]作为一种带双变速器的电动汽车的动力系统的控制方法的优选方案，所述带双变速器的电动汽车的动力系统的控制方法还包括极致模式，在所述极致模式下驱动时，所述第一电机、所述第二电机及所述第三电机均采用扭矩控制模式且输出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定；所述变速器在所述电机的转速低于或等于预设转速时处于第一挡位，在所述电机的转速高于所述预设转速时处于第二挡位；所述第一电机、所述第二电机或所述第三电机的需求扭矩T
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为：
[0018][0019]其中，当计算所述第一电机的需求扭矩T
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时，α取2；当计算所述第二电机的需求扭矩T
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或所述第三电机的需求扭矩T
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时，α取4；T
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为车轮的需求驱动扭矩，i为所述电机的输出端与所述差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；
[0020]在所述极致模式下制动时，制动扭矩由所述第一电机提供，所述第二电机和所述第三电机不工作，所述第一电机的发电需求扭矩T
M1brake
为：
[0021][0022]其中，T
brake
为车轮的需求制动扭矩，i1为所述第一电机的输出端与所述第一差速器的输入端之间的传动比，η1为从所述第一电机到所述前车轮的机械传递效率。
[0023]作为一种带双变速器的电动汽车的动力系统的控制方法的优选方案，所述带双变速器的电动汽车的动力系统的控制方法还包括经济模式，在所述经济模式下驱动时，所述第二电机不工作，所述变速器处于空挡状态，所述第一电机或所述第三电机工作，所述第一电机或所述第三电机的需求扭矩T
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种带双变速器的电动汽车的动力系统，其特征在于，包括：三个电机，三个所述电机分别为第一电机(11)、第二电机(12)及第三电机(13)；两个变速器，两个所述变速器分别为第一变速器(21)和第二变速器(22)，所述第一变速器(21)的输入端与所述第一电机(11)的输出端相连，所述第二变速器(22)的输入端分别与所述第二电机(12)的输出端和所述第三电机(13)的输出端相连；两个差速器，两个所述差速器分别为第一差速器(31)和第二差速器(32)，所述第一差速器(31)的输入端与所述第一变速器(21)的输出端相连，所述第一差速器(31)的输出端与电动汽车的前轴(100)相连以带动前车轮(200)转动，所述第二差速器(32)的输入端与所述第二变速器(22)的输出端相连，所述第二差速器(32)的输出端与所述电动汽车的后轴(300)相连以带动后车轮(400)转动。2.根据权利要求1所述的带双变速器的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述第一电机(11)和所述第二电机(12)均为永磁同步电机，所述第三电机(13)为异步电机，所述带双变速器的电动汽车的动力系统还包括减速机构(4)，所述减速机构(4)设置于所述第三电机(13)的输出端，所述第二变速器(22)与所述第二电机(12)相连且所述减速机构(4)的输出端与所述第二变速器(22)的输出端同轴设置。3.根据权利要求1所述的带双变速器的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述第一电机(11)、所述第二电机(12)及所述第三电机(13)均为永磁同步电机，所述带双变速器的电动汽车的动力系统还包括离合器(5)，所述离合器(5)分别与所述第一电机(11)的输出端和所述第一变速器(21)的输入端相连，或者所述离合器(5)分别与所述第一变速器(21)的输出端和所述第一差速器(31)的输入端相连，或者所述离合器(5)分别与所述第二变速器(22)的输出端和所述第二差速器(32)的输入端相连，或者所述离合器(5)分别与所述第二电机(12)的输出端和所述第二变速器(22)的输入端相连，或者所述离合器(5)分别与所述第三电机(13)的输出端和所述第二变速器(22)的输入端相连。4.根据权利要求1所述的带双变速器的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述第一电机(11)、所述第二电机(12)及所述第三电机(13)均为永磁同步电机，所述带双变速器的电动汽车的动力系统还包括减速机构(4)和离合器(5)，若所述减速机构(4)设置于所述第三电机(13)的输出端、所述第二变速器(22)与所述第二电机(12)相连且所述减速机构(4)的输出端与所述第二变速器(22)的输出端同轴设置，则所述离合器(5)分别与所述第二电机(12)的输出端和所述第二变速器(22)的输入端相连，或者所述离合器(5)分别与所述第三电机(13)的输出端和所述减速机构(4)的输入端相连，或者所述离合器(5)分别与所述第一电机(11)的输出端和所述第一变速器(21)的输入端相连，或者所述离合器(5)分别与所述第一变速器(21)的输出端和所述第一差速器(31)的输入端相连，或者所述离合器(5)分别与所述减速机构(4)和所述第二变速器(22)相连。5.根据权利要求1所述的带双变速器的电动汽车的动力系统，其特征在于，所述第一电机(11)和所述第二电机(12)均为永磁同步电机，所述第三电机(13)为异步电机。6.一种适用于权利要求1至5任一项所述的带双变速器的电动汽车的动力系统的控制方法，其特征在于，包括运动模式，在所述运动模式下驱动时，所述第一电机(11)、所述第二电机(12)和所述第三电机(13)均采用扭矩控制模式且发出的扭矩的大小由加速踏板的开度确定；所述变速器在所述电机的转速低于或等于预设转速时处于第一挡位，在所述电机
的转速高于所述预设转速时处于第二挡位，所述第一电机(11)、所述第二电机(12)或所述第三电机(13)的需求扭矩T
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为：其中，当计算所述第一电机(11)的需求扭矩T
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时，α取2；当计算所述第二电机(12)的需求扭矩T
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或所述第三电机(13)的需求扭矩T
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时，α取4；T
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为车轮的需求驱动扭矩，i为所述电机的输出端与所述差速器的输入端之间的传动比，η为从所述电机到车轮的机械传递效率；在所述运动模式下制动时，制动扭矩由所述第一电机(11)或所述第三电机(13)提供，所述第一电机(11)或所述第三电机(13)的发电需求扭矩T
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为：其中，T
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为车轮的需求制动扭矩，i为所述第一电机(11)的输出端与所述第一差速器(31)的输入端之间的传动比或所述第三电机(13)的输出端与所述第二差速器(32)的输入端之间的传动比，η为从所述第一电机(11)到所述前车轮(200)的机械传递...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建康，王燕，张天强，车显达，李坤远，闫书畅，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：