[发明专利]基于双转子电机动力耦合器的混合动力车辆系统及其控制切换方法

说明书

技术领域

本法明属于车辆动力传动控制领域，尤其涉及一种基于双转子电机动力耦合器的混合动力车辆及其切换控制方法。

背景技术

近年来，国际原油价格跌宕起伏，国际政治形势风云变幻，能源问题和环境污染情况日益严重，节能减排、低碳经济已成为实现国家经济、社会可持续性发展的重要举措之一。混合动力车辆在保持传统车辆行驶性能的同时，具有高效节能、低噪声、低排放等显著优点，成为当前解决传统车辆所带来的环境污染、能源短缺等方面问题的有效办法之一。

双转子电机动力耦合机构概念的提出至今只有十多年时间，其性能非常适合完全混合动力电动车辆应用场合，具有结构紧凑、布置灵活、控制灵活、成本低等优点，双转子电机动力耦合机构通过内、外两个电机的协调工作，在混合动力车辆上可以取代变速箱、起动机和发电机，实现无级变速和多种工作模式，使发动机运行于最高效率点，很好地改善车辆的燃油经济性和排放性能。从当前国内外的研究成果来看，双转子电机动力耦合机构无疑具有很大的应用前景。

专利CN1945939、CN201110083477.7、CN201210554916.2等都涉及到了双转子电机动力耦合机构，以及基于基于双转子动力耦合器的混合动力车辆的驱动系统，但是对于基于双转子动力耦合器的混合动力车辆的控制方法都没有深入、全面涉及，尤其是工作模式切换的控制和提高传动效率两方面。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够更好的实现各种工作模式相互切换的基于双转子电机动力耦合器的混合动力车辆的控制方法。即实现混合动力车辆停车发电模式、纯电动行驶模式、混合动力行驶模式、倒车模式及制动能量回收模式，并实现各种工作模式相互切换的平稳过渡。

本发明的技术方案为：一种基于双转子电机动力耦合器的混合动力车辆系统，其特征在于：包括发动机系统、电源驱动系统、双转子电机动力耦合器控制系统、ABS系统；所述发动机系统包括发动机、发动机控制单元；所述电源驱动系统包括外电机整流逆变器、内电机整流逆变器、动力蓄电池；所述动力蓄电池分别与所述外电机整流逆变器以及所述内电机整流逆变器相连接，用于给内、外电机供电，也用于在内、外电机发电时存储电能；所述双转子电机动力耦合器控制系统包括双转子电机动力耦合器、双转子电机动力动力耦合器控制单元；所述双转子电机动力耦合器控制单元连接所述外电机整流逆变器和所述内电机整流逆变器，用于实现对双转子动力耦合器工作模式的控制；所述ABS系统包括ABS控制单元、ABS制动压力调节器、制动轮缸、轮速传感器；所述ABS控制单元依次和ABS制动压力调节器、轮速传感器、制动轮缸电连接，用于车辆的制动；所述发动机控制单元与所述双转子电机动力耦合器控制单元之间、所述双转子电机动力耦合器控制单元与ABS控制单元之间通过数据总线相连接；所述内转子线圈通过内转子线圈供电滑环和碳刷供电；所述电磁同步器的线圈通过电磁同步器供电滑环和碳刷供电；所述双转子电机动力耦合器的内转子轴端连接所述发动机的曲轴，所述双转子电机动力耦合器的外转子与驱动车桥的输入轴机械连接。

此外，所述双转子电机动力耦合器包括内转子、内转子线圈、外转子、外转子外层永磁体、外转子内层永磁体、定子、定子线圈、电磁同步器、电磁同步器驱动放大器，所述定子及所述定子线圈、所述外转子及所述外转子外层永磁体组成外电机；所述内转子及所述内转子线圈、连同所述外转子内层永磁体组成内电机；所述电磁同步器驱动放大器连接所述电磁同步器，用于实现内转子与外转子的机械连接，完成无功率损耗的直接传动。

本发明的控制方法的技术方案为：一种基于双转子电机动力耦合器的混合动力车辆系统切换控制方法，所述双转子电机动力耦合器控制单元实现对双转子电机动力耦合器内外电机的控制，具体控制步骤为：

a、双转子电机动力耦合器控制单元获取动力蓄电池SOC、档位信号、加速信号、制动信号以及车速信号参数；并设定如下参数：

SOC_charge：进入停车发电模式蓄电池荷电量阀值；

SOC_max-1：指因动力蓄电池充满电而退出停车发电模式时，动力蓄电池荷电量的阀值；

SOC_max-2：为因动力蓄电池充满电而退出充电行驶模式时，动力蓄电池荷电量的阀值；

SOC_max-3：为进入制动能量回收模式动力蓄电池荷电量的上限阀值；

SOC_VE-high-1：为进入纯电行驶模式时，蓄电池荷电量的阀值；