CN102358161A - 混合动力车辆中的动力驱动***架构及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合动力车辆中的动力驱动***架构，其中电机动力驱动子***中的电池模块通过第一电机控制模块与第一驱动电机/发电机连接，第一驱动电机/发电机与动力耦合传动装置连接，发动机动力驱动子***中的发动机控制模块与发动机连接，发电机通过第二电机控制模块与电池模块连接，发动机通过发电机与动力耦合传动装置连接。本发明还涉及一种基于该***架构实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法。采用该种混合动力车辆中的动力驱动***架构及其控制方法，***架构更为合理，车辆有好的动力性能，驱动有较大的灵活性和完整性，车辆节能环保，安全系数高，工作性能稳定可靠，适用范围较为广泛，为混合动力技术推广应用奠定了坚实的基础。
Description
技术领域
本发明涉及车辆动力驱动控制领域，特别涉及混合动力车辆驱动控制技术领域，具体是指一种混合动力车辆中的动力驱动***架构及其控制方法。
背景技术
现代社会中，随着汽车工业的不断发展，各种节能降耗技术已经应用得越来越广泛，作为节能降耗技术中最突出和实用的技术就是油电混合动力技术。
目前按动力传动***结构不同，混合动力汽车可分为串联混合动力汽车、并联混合动力汽车和混联式混合动力汽车三类。其中，串联式电机是唯一的动力源，能量转换效率低；并联式发动机的变化受到车辆工况的影响大，故排放性较差；传统的混联式可以充分利用串联式和并联式的优点，确保发动机和电动机基本上工作在经济区域，虽然大大提高车辆的经济性，但其结构和控制复杂，对于整车布置和灵活的控制都有一定难度。
同时目前大多电动车辆没有考虑电池包的预热，以致在极度寒冷地区，气温低于电池放电温度，使电池无法有效放电，车辆无法使用。
以上种种问题，都给混合动力技术在车辆上的推广应用带来了很大的障碍。
发明内容
本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种能够有效提高整车动力***效率、结构合理简单、兼顾动力性和经济性、节能降耗、提高行车安全性、工作性能稳定可靠、方便整车布置、适用范围较为广泛的混合动力车辆中的动力驱动***架构及其控制方法。
为了实现上述的目的，本发明的混合动力车辆中的动力驱动***架构及其控制方法如下：
该混合动力车辆中的动力驱动***架构，包括电机动力驱动子***、发动机动力驱动子***和动力耦合传动装置，其主要特点是，所述的电机动力驱动子***包括电池模块、第一电机控制模块、第一驱动电机/发电机，所述的电池模块通过第一电机控制模块与所述的第一驱动电机/发电机相连接，且所述的第一驱动电机/发电机与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的发动机动力驱动子***包括发动机控制模块、发动机、第二驱动电机/发电机、第二电机控制模块，所述的发动机控制模块与所述的发动机相连接，所述的发电机通过所述的第二电机控制模块与所述的电池模块相连接，且所述的发动机通过所述的发电机与所述的动力耦合传动装置相传动连接。
该混合动力车辆中的动力驱动***架构中的电机动力驱动子***中还包括第一自动变速箱和传动轴，所述的第一驱动电机/发电机依次通过所述的第一自动变速箱、传动轴与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的发动机动力驱动子***中还包括自动离合器和第二自动变速箱，所述的发动机依次通过所述的自动离合器、发电机、第二自动变速箱与所述的动力耦合传动装置相传动连接。
该混合动力车辆中的动力驱动***架构中还包括整车控制模块，所述的整车控制模块通过CAN总线***分别与所述的电池模块、第一电机控制模块、第二电机控制模块和发动机控制模块均相连接。
该混合动力车辆中的动力驱动***架构中的整车控制模块为整车控制器。
该混合动力车辆中的动力驱动***架构中的电池模块包括动力电池包和电池管理单元，所述的电池管理单元通过所述的动力电池包分别与所述的第一电机控制模块和第二电机控制模块相连接，且所述的电池管理单元通过所述的CAN总线***与所述的整车控制模块相连接。
该混合动力车辆中的动力驱动***架构中的第一电机控制模块为电机控制器。
该混合动力车辆中的动力驱动***架构中的第二电机控制模块为电机控制器。
该混合动力车辆中的动力驱动***架构中的发动机控制模块为发动机控制器。
该混合动力车辆中的动力驱动***架构中的第一驱动电机/发电机和第一驱动电机/发电机均为永磁同步电机。
该混合动力车辆中的动力驱动***架构中的动力耦合传动装置为双输入驱动桥。
该基于上述的***架构实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的电池模块持续检测并获得当前电池电量；
(2)判断当前电池电量与***预设的电量最高阈值和电量最低阈值之间的关系；
(3)如果当前电池电量大于所述的电量最高阈值，则动力驱动***进入纯电动模式，进行发动机关闭和驱动电机单独动力驱动处理；
(4)如果当前电池电量小于电量最低阈值，则动力驱动***进入串联模式，进行发动机发电和驱动电机动力驱动处理；
(5)如果当前电池电量介于所述的电量最高阈值和电量最低阈值之间，则进一步判断当前车速与***预设的车速阈值之间的关系；
(6)如果当前车速低于所述的车速阈值，则动力驱动***进入串联模式，进行发动机发电和驱动电机动力驱动处理；
(7)如果当前车速高于所述的车速阈值，则动力驱动***进入混联模式，进行纯发动机动力驱动处理。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中的发动机关闭和驱动电机单独动力驱动处理，包括以下步骤：
(11)所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于关闭状态；
(12)所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态；
(13)实时判断车辆的油门开度大小是否大于***预设的油门开度阈值，且持续时间超过***预设的持续时间阈值；
(14)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中的步骤(12)中还包括以下步骤：
(121)所述的第一自动变速箱置于前进档，且所述的第二自动变速箱置于空档；
(122)所述的自动离合器处于闭合状态。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中的步骤(14)中还包括以下步骤：
(141)所述的第一自动变速箱和第二自动变速箱均置于前进档；
(142)所述的自动离合器置于分离状态。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中的发动机发电和驱动电机动力驱动处理，包括以下步骤：
(21)所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态；
(22)所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态；
(23)所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入发电工作状态，且该第二驱动电机/发电机在发动机的驱动下发电，为所述的第一驱动电机/发电机供电，并为所述的电池模块充电；
(24)实时判断车辆的油门开度大小是否大于***预设的油门开度阈值，且持续时间超过***预设的持续时间阈值；
(25)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态，且所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于怠速状态。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中的步骤(22)中还包括以下步骤：
(221)所述的第一自动变速箱置于前进档，且所述的第二自动变速箱置于空档；
(222)所述的自动离合器处于闭合状态。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中的步骤(25)中还包括以下步骤：
(251)所述的第一自动变速箱和第二自动变速箱均置于前进档；
(252)所述的自动离合器置于分离状态。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中的纯发动机动力驱动处理，包括以下步骤：
(31)所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态，并直接进行车辆动力驱动；
(32)所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入发电工作状态；
(33)所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入发电工作状态，且该第二驱动电机/发电机在发动机的驱动下发电，为所述的电池模块充电；
(34)实时判断车辆的油门开度大小是否大于***预设的油门开度阈值，且持续时间超过***预设的持续时间阈值；
(35)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入不发电空转状态。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中的步骤(31)中还包括以下步骤：
(311)所述的第一自动变速箱置于空档，且所述的第二自动变速箱置于高速前进档；
(312)所述的自动离合器处于闭合状态。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中还包括制动能量回馈处理，包括以下步骤：
(41)检测是否存在制动踏板被踩下的动作；
(42)如果是，则所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入发电工作状态，进行制动能量回馈发电，并为所述的电池模块充电；
(43)判断所述的第二驱动电机/发电机是否处于电机驱动工作状态；
(44)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入发电工作状态，进行制动能量回馈发电，并为所述的电池模块充电。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中还包括电池预热处理，包括以下步骤：
(51)所述的电池模块检测电池温度是否低于0℃；
(52)如果是，则所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态；
(53)所述的发动机启动水暖***为所述的电池模块进行预热。
该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中还包括整车暖风供应处理，包括以下步骤：
(61)检测是否存在开启暖风的操作；
(62)如果是，则所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态；
(63)所述的发动机启动水暖***为整车供应暖风。
采用了该发明的混合动力车辆中的动力驱动***架构及其控制方法，由于其中采用了双输入桥的方式，从而使得混合动力客车动力***架构更为合理，对自动变速箱及自动离合器的工作时机及工作状态合理控制，使各动力单元更好的协同工作，并根据车辆实际工作工况确定各动力单元工作状态，使车辆有较好的动力性能，而且两路动力路线可各自独立工作，且各自均有独立驱动车辆的能力，驱动有较大的灵活性和完整性，同时能够根据车辆实际工况及驱动电机和发动机各自性能特性确定各自工作时机，以使电机和发动机均工作于其高效区，从而使车辆有较好的经济性能，达到节能的目的，还能够确保各模式下动力***的协调工作状态，保证车辆的行驶安全性；不仅如此，本发明对电池的及时充电及制动回馈状态控制，防止其过充过放，有效保护了电池，同时能够及时给电池包预热，扩大了车辆的使用地区，并利用发动机水暖***给整车提供暖风，节省了车辆能源，从而提高了行车安全系数，工作性能稳定可靠，方便整车布置，适用范围较为广泛，为混合动力技术的不断推广应用奠定了坚实的基础。
附图说明
图1为本发明的混合动力车辆中的动力驱动***架构示意图。
图2为本发明的混合动力车辆中的动力驱动控制方法的整体工作流程示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的技术内容，特举以下实施例详细说明。
请参阅图1所示，该混合动力车辆中的动力驱动***架构，包括电机动力驱动子***、发动机动力驱动子***和动力耦合传动装置，其中所述的电机动力驱动子***包括电池模块、第一电机控制模块、第一驱动电机/发电机，所述的电池模块通过第一电机控制模块与所述的第一驱动电机/发电机相连接，且所述的第一驱动电机/发电机与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的发动机动力驱动子***包括发动机控制模块、发动机、第二驱动电机/发电机、第二电机控制模块，所述的发动机控制模块与所述的发动机相连接，所述的发电机通过所述的第二电机控制模块与所述的电池模块相连接，且所述的发动机通过所述的发电机与所述的动力耦合传动装置相传动连接。
其中，所述的电池模块包括动力电池包和电池管理单元，所述的电池管理单元通过所述的动力电池包分别与所述的第一电机控制模块和第二电机控制模块相连接，且所述的电池管理单元通过所述的CAN总线***与所述的整车控制模块相连接，所述的第一电机控制模块为电机控制器，所述的第二电机控制模块为电机控制器，所述的发动机控制模块为发动机控制器，所述的第一驱动电机/发电机和第一驱动电机/发电机均为永磁同步电机，所述的动力耦合传动装置为双输入驱动桥。
同时，所述的电机动力驱动子***中还包括第一自动变速箱和传动轴，所述的第一驱动电机/发电机依次通过所述的第一自动变速箱、传动轴与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的发动机动力驱动子***中还包括自动离合器和第二自动变速箱，所述的发动机依次通过所述的自动离合器、发电机、第二自动变速箱与所述的动力耦合传动装置相传动连接。
不仅如此，该混合动力车辆中的动力驱动***架构中还包括整车控制模块，所述的整车控制模块通过CAN总线***分别与所述的电池模块、第一电机控制模块、第二电机控制模块和发动机控制模块均相连接，所述的整车控制模块为整车控制器。
再请参阅图2所示，该基于上述的***架构实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的电池模块持续检测并获得当前电池电量；
(2)判断当前电池电量与***预设的电量最高阈值和电量最低阈值之间的关系；
(3)如果当前电池电量大于所述的电量最高阈值，则动力驱动***进入纯电动模式，进行发动机关闭和驱动电机单独动力驱动处理，包括以下步骤：
(a)所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于关闭状态；
(b)所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态；其中还包括以下步骤：
(i)所述的第一自动变速箱置于前进档，且所述的第二自动变速箱置于空档；
(ii)所述的自动离合器处于闭合状态；
(c)实时判断车辆的油门开度大小是否大于***预设的油门开度阈值，且持续时间超过***预设的持续时间阈值；
(d)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态，其中还包括以下步骤：
(i)所述的第一自动变速箱和第二自动变速箱均置于前进档；
(ii)所述的自动离合器置于分离状态；
(4)如果当前电池电量小于电量最低阈值，则动力驱动***进入串联模式，进行发动机发电和驱动电机动力驱动处理，包括以下步骤：
(a)所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态；
(b)所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态；其中还包括以下步骤：
(i)所述的第一自动变速箱置于前进档，且所述的第二自动变速箱置于空档；
(ii)所述的自动离合器处于闭合状态；
(c)所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入发电工作状态，且该第二驱动电机/发电机在发动机的驱动下发电，为所述的第一驱动电机/发电机供电，并为所述的电池模块充电；
(d)实时判断车辆的油门开度大小是否大于***预设的油门开度阈值，且持续时间超过***预设的持续时间阈值；
(e)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态，且所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于怠速状态，其中还包括以下步骤：
(i)所述的第一自动变速箱和第二自动变速箱均置于前进档；
(ii)所述的自动离合器置于分离状态；
(5)如果当前电池电量介于所述的电量最高阈值和电量最低阈值之间，则进一步判断当前车速与***预设的车速阈值之间的关系；
(6)如果当前车速低于所述的车速阈值，则动力驱动***进入串联模式，进行发动机发电和驱动电机动力驱动处理，包括以下步骤：
(a)所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态；
(b)所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态；其中还包括以下步骤：
(i)所述的第一自动变速箱置于前进档，且所述的第二自动变速箱置于空档；
(ii)所述的自动离合器处于闭合状态；
(c)所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入发电工作状态，且该第二驱动电机/发电机在发动机的驱动下发电，为所述的第一驱动电机/发电机供电，并为所述的电池模块充电；
(d)实时判断车辆的油门开度大小是否大于***预设的油门开度阈值α，且持续时间超过***预设的持续时间阈值n秒；
(e)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态，且所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于怠速状态，其中还包括以下步骤：
(i)所述的第一自动变速箱和第二自动变速箱均置于前进档；
(ii)所述的自动离合器置于分离状态；
(7)如果当前车速高于所述的车速阈值，则动力驱动***进入混联模式，进行纯发动机动力驱动处理，包括以下步骤：
(a)所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态，并直接进行车辆动力驱动；其中还包括以下步骤：
(i)所述的第一自动变速箱置于空档，且所述的第二自动变速箱置于高速前进档；
(ii)所述的自动离合器处于闭合状态；
(b)所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入发电工作状态；
(c)所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入发电工作状态，且该第二驱动电机/发电机在发动机的驱动下发电，为所述的电池模块充电；
(d)实时判断车辆的油门开度大小是否大于***预设的油门开度阈值α，且持续时间超过***预设的持续时间阈值n秒；
(e)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入不发电空转状态。
同时，该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中还包括制动能量回馈处理，包括以下步骤：
(41)检测是否存在制动踏板被踩下的动作；
(42)如果是，则所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入发电工作状态，进行制动能量回馈发电，并为所述的电池模块充电；
(43)判断所述的第二驱动电机/发电机是否处于电机驱动工作状态；
(44)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入发电工作状态，进行制动能量回馈发电，并为所述的电池模块充电。
另一方面，该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中还包括电池预热处理，包括以下步骤：
(51)所述的电池模块检测电池温度是否低于0℃；
(52)如果是，则所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态；
(53)所述的发动机启动水暖***为所述的电池模块进行预热。
不仅如此，该实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法中还包括整车暖风供应处理，包括以下步骤：
(61)检测是否存在开启暖风的操作；
(62)如果是，则所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态；
(63)所述的发动机启动水暖***为整车供应暖风。
在实际使用当中，本发明的基本思想是为了方便整车总布置，同时提高整车动力***效率，对动力***进行布置合理的架构设计，同时为了充分发挥混合动力公交车的动力性及经济性优势，让发动机、电机、变速箱、离合器等各部件相互协调工作提高整车行驶安全性，同时又兼顾保护电池的功能，因此提供了一套科学合理的控制策略。
该策略既可满足车辆在各工况下的动力性能，又考虑到城市公交车的实际行驶条件和电机、发动机各自性能特性，使各动力部件尽可能工作在高效区域，从而达到了提高整车行驶经济性的目的。并根据使用过程中电池电量的多少，可及时补充电量或禁止回馈，防止电池过放或过充，达到保护电池的目的。及时给电池包预热，使其在极度寒冷地区仍可使用。
所述的混合动力车辆主要动力***组成：发动机、发电机、驱动电机、自动离合器、自动变速箱、双输入后桥。
在混联式混合动力客车中，有3个动力单元，分别是发动机、驱动电机、发电机，整车结构较为复杂，为了方便整车部件布置，同时减少动力传递过程中能量损失，动力***中采用双输入后桥，将发动机和驱动电机两个动力单元分置于后桥的两端，利于整车总布置，且动力直接传到后桥可减少动力传递损失。
混合动力客车整车动力***可分两路输出，两路可独立工作，互不影响，该两路动力输出路线如下：
●动力路线1：驱动电机——自动变速箱——传动轴——双输入后桥——车轮
●动力路线2：发动机——自动离合器——发电机——自动变速箱——传动轴——双输入后桥——车轮
该混合动力客车的控制策略中驱动模式主要是基于车辆运行工况、电池电量(SOC)、车速V、油门踏板开度等相关信息制定；对各部件协同工作能力控制的关键是对自动变速箱、自动离合器的有效控制。
以上两路动力路线中均为电控自动变速箱，能更好的控制其换挡时机，更有效的控制动力单元工作于经济高效区域。
对自动离合器的分离与结合时机进行合理控制，使发动机启动、换挡更为平顺、快捷，同时可对发动机参与工作时机进行更好的控制，减少动力损失。
对于混合动力汽车，在保证动力性的前提下，关键的控制因素是发动机的功率输出始终保证在其经济性区域，充分利用电机低速大扭矩的特性，当车辆处于低速、启动、怠速工况时，利用电机驱动来避开发动机的高油耗区。
在特殊工况下，当驱动电机动力不足时，发电机驱动为车辆驱动助力，发电机加入驱动的时机判断条件为油门踏板开度α持续n秒。
充分利用电机高速恒功率及整个调速范围内效率较高的特性，当电池电量较高时，全程电机驱动，达到节能环保的目的。
当电池电量低于某值时，发动机和发电机均工作于其经济区域，为电池充电，防止电池过放；当电池电量高于某值时，禁止制动回馈，防止电池过充。
如检测电池温度过低或车辆有暖风需求均启动发动机工作，由其水暖***给电池包预热或给整车提供暖风。
以下以11米混合动力公交车为例，描述在该公交车上应用上述动力***架构及控制方法，其具体实施方式及性能效果如下所述：
请参阅图1所示，根据实车各***布置特点及整车布置空间限制，整个动力***架构按前述两路动力路线输出方式搭建。
整车控制方式中，控制方法中根据电池电量、车速判断，将车辆驱动模式分为：纯电机驱动模式，串联驱动模式，混联驱动模式及制动回馈工作模式。
根据发动机、发电机、驱动电机各动力单元性能特性，根据车辆所需求的工作工况来分析其驱动模式：
(1)纯电动模式，一般都是驱动电机单独驱动，当需要爬大坡(大于β)时，根据油门开度大小及持续时间(油门开度α持续n秒)，来判断发电机加入驱动的时机。
(2)串联模式，常规是发动机运行于经济区域，发电机运行于高效区发电，驱动电机驱动；在特殊工况下(比如爬大坡)，发电机由发电转为驱动，为车辆助力，发动机怠速。
(3)混联模式，纯发动机驱动，发动机工作于其经济区域，高于需求部分功率用来发电，根据油门开度大小及持续时间(油门开度α持续n秒)来判断发电机是否发电。
(4)制动回馈模式，在踩制动踏板时进行制动能量回收，利用制动前给车辆起驱动作用的电机(发电机)来回馈制动能量，根据电池电量及制动踏板深度来确定回馈量多少。
对于装备自动变速箱和自动离合器的动力***，对变速箱和离合器的控制也很关键。驱动模式判断及各部件状态请参阅图2所示。
同时，当检测到电池温度低于0℃或整车有暖风需求时，发动机启动其水暖***给电池包预热或整车提供暖风。
该混合动力公交车应用该动力***架构及控制方法使整车的动力性能、经济性能及其他相关性能均达到设计指标要求。
采用了上述的混合动力车辆中的动力驱动***架构及其控制方法，由于其中采用了双输入桥的方式，从而使得混合动力客车动力***架构更为合理，对自动变速箱及自动离合器的工作时机及工作状态合理控制，使各动力单元更好的协同工作，并根据车辆实际工作工况确定各动力单元工作状态，使车辆有较好的动力性能，而且两路动力路线可各自独立工作，且各自均有独立驱动车辆的能力，驱动有较大的灵活性和完整性，同时能够根据车辆实际工况及驱动电机和发动机各自性能特性确定各自工作时机，以使电机和发动机均工作于其高效区，从而使车辆有较好的经济性能，达到节能的目的，还能够确保各模式下动力***的协调工作状态，保证车辆的行驶安全性；不仅如此，本发明对电池的及时充电及制动回馈状态控制，防止其过充过放，有效保护了电池，同时能够及时给电池包预热，扩大了车辆的使用地区，并利用发动机水暖***给整车提供暖风，节省了车辆能源，从而提高了行车安全系数，工作性能稳定可靠，方便整车布置，适用范围较为广泛，为混合动力技术的不断推广应用奠定了坚实的基础。
在此说明书中，本发明已参照其特定的实施例作了描述。但是，很显然仍可以作出各种修改和变换而不背离本发明的精神和范围。因此，说明书和附图应被认为是说明性的而非限制性的。
Claims (21)
1.一种混合动力车辆中的动力驱动***架构，包括电机动力驱动子***、发动机动力驱动子***和动力耦合传动装置，其特征在于，所述的电机动力驱动子***包括电池模块、第一电机控制模块、第一驱动电机/发电机，所述的电池模块通过第一电机控制模块与所述的第一驱动电机/发电机相连接，且所述的第一驱动电机/发电机与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的发动机动力驱动子***包括发动机控制模块、发动机、第二驱动电机/发电机、第二电机控制模块，所述的发动机控制模块与所述的发动机相连接，所述的发电机通过所述的第二电机控制模块与所述的电池模块相连接，且所述的发动机通过所述的发电机与所述的动力耦合传动装置相传动连接。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆中的动力驱动***架构，其特征在于，所述的电机动力驱动子***中还包括第一自动变速箱和传动轴，所述的第一驱动电机/发电机依次通过所述的第一自动变速箱、传动轴与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的发动机动力驱动子***中还包括自动离合器和第二自动变速箱，所述的发动机依次通过所述的自动离合器、发电机、第二自动变速箱与所述的动力耦合传动装置相传动连接。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆中的动力驱动***架构，其特征在于，所述的***架构中还包括整车控制模块，所述的整车控制模块通过CAN总线***分别与所述的电池模块、第一电机控制模块、第二电机控制模块和发动机控制模块均相连接。
4.根据权利要求3所述的混合动力车辆中的动力驱动***架构，其特征在于，所述的整车控制模块为整车控制器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆中的动力驱动***架构，其特征在于，所述的电池模块包括动力电池包和电池管理单元，所述的电池管理单元通过所述的动力电池包分别与所述的第一电机控制模块和第二电机控制模块相连接，且所述的电池管理单元通过所述的CAN总线***与所述的整车控制模块相连接。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆中的动力驱动***架构，其特征在于，所述的第一电机控制模块为电机控制器。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆中的动力驱动***架构，其特征在于，所述的第二电机控制模块为电机控制器。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆中的动力驱动***架构，其特征在于，所述的发动机控制模块为发动机控制器。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆中的动力驱动***架构，其特征在于，所述的第一驱动电机/发电机和第一驱动电机/发电机均为永磁同步电机。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的混合动力车辆中的动力驱动***架构，其特征在于，所述的动力耦合传动装置为双输入驱动桥。
10、一种基于权利要求1所述的***架构实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
(1)所述的电池模块持续检测并获得当前电池电量；
(2)判断当前电池电量与***预设的电量最高阈值和电量最低阈值之间的关系；
(3)如果当前电池电量大于所述的电量最高阈值，则动力驱动***进入纯电动模式，进行发动机关闭和驱动电机单独动力驱动处理；
(4)如果当前电池电量小于电量最低阈值，则动力驱动***进入串联模式，进行发动机发电和驱动电机动力驱动处理；
(5)如果当前电池电量介于所述的电量最高阈值和电量最低阈值之间，则进一步判断当前车速与***预设的车速阈值之间的关系；
(6)如果当前车速低于所述的车速阈值，则动力驱动***进入串联模式，进行发动机发电和驱动电机动力驱动处理；
(7)如果当前车速高于所述的车速阈值，则动力驱动***进入混联模式，进行纯发动机动力驱动处理。
11.根据权利要求10所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的发动机关闭和驱动电机单独动力驱动处理，包括以下步骤：
(11)所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于关闭状态；
(12)所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态；
(13)实时判断车辆的油门开度大小是否大于***预设的油门开度阈值，且持续时间超过***预设的持续时间阈值；
(14)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态。
12.根据权利要求11所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的电机动力驱动子***中还包括第一自动变速箱和传动轴，所述的第一驱动电机/发电机依次通过所述的第一自动变速箱、传动轴与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的发动机动力驱动子***中还包括自动离合器和第二自动变速箱，所述的发动机依次通过所述的自动离合器、发电机、第二自动变速箱与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的步骤(12)中还包括以下步骤：
(121)所述的第一自动变速箱置于前进档，且所述的第二自动变速箱置于空档；
(122)所述的自动离合器处于闭合状态。
13.根据权利要求12所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的步骤(14)中还包括以下步骤：
(141)所述的第一自动变速箱和第二自动变速箱均置于前进档；
(142)所述的自动离合器置于分离状态。
14.根据权利要求10所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的发动机发电和驱动电机动力驱动处理，包括以下步骤：
(21)所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态；
(22)所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态；
(23)所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入发电工作状态，且该第二驱动电机/发电机在发动机的驱动下发电，为所述的第一驱动电机/发电机供电，并为所述的电池模块充电；
(24)实时判断车辆的油门开度大小是否大于***预设的油门开度阈值，且持续时间超过***预设的持续时间阈值；
(25)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入电机驱动工作状态，且所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于怠速状态。
15.根据权利要求14所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的电机动力驱动子***中还包括第一自动变速箱和传动轴，所述的第一驱动电机/发电机依次通过所述的第一自动变速箱、传动轴与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的发动机动力驱动子***中还包括自动离合器和第二自动变速箱，所述的发动机依次通过所述的自动离合器、发电机、第二自动变速箱与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的步骤(22)中还包括以下步骤：
(221)所述的第一自动变速箱置于前进档，且所述的第二自动变速箱置于空档；
(222)所述的自动离合器处于闭合状态。
16.根据权利要求15所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的步骤(25)中还包括以下步骤：
(251)所述的第一自动变速箱和第二自动变速箱均置于前进档；
(252)所述的自动离合器置于分离状态。
17.根据权利要求10所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的纯发动机动力驱动处理，包括以下步骤：
(31)所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态，并直接进行车辆动力驱动；
(32)所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入发电工作状态；
(33)所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入发电工作状态，且该第二驱动电机/发电机在发动机的驱动下发电，为所述的电池模块充电；
(34)实时判断车辆的油门开度大小是否大于***预设的油门开度阈值，且持续时间超过***预设的持续时间阈值；
(35)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入不发电空转状态。
18.根据权利要求17所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的电机动力驱动子***中还包括第一自动变速箱和传动轴，所述的第一驱动电机/发电机依次通过所述的第一自动变速箱、传动轴与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的发动机动力驱动子***中还包括自动离合器和第二自动变速箱，所述的发动机依次通过所述的自动离合器、发电机、第二自动变速箱与所述的动力耦合传动装置相传动连接，所述的步骤(31)中还包括以下步骤：
(311)所述的第一自动变速箱置于空档，且所述的第二自动变速箱置于高速前进档；
(312)所述的自动离合器处于闭合状态。
19.根据权利要求10至18中任一项所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的方法中还包括制动能量回馈处理，包括以下步骤：
(41)检测是否存在制动踏板被踩下的动作；
(42)如果是，则所述的第一驱动电机/发电机在第一电机控制模块的控制下进入发电工作状态，进行制动能量回馈发电，并为所述的电池模块充电；
(43)判断所述的第二驱动电机/发电机是否处于电机驱动工作状态；
(44)如果是，则所述的第二驱动电机/发电机在第二电机控制模块的控制下进入发电工作状态，进行制动能量回馈发电，并为所述的电池模块充电。
20.根据权利要求10至18中任一项所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的方法中还包括电池预热处理，包括以下步骤：
(51)所述的电池模块检测电池温度是否低于0℃；
(52)如果是，则所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态；
(53)所述的发动机启动水暖***为所述的电池模块进行预热。
21.根据权利要求10至18中任一项所述的实现混合动力车辆中的动力驱动控制的方法，其特征在于，所述的方法中还包括整车暖风供应处理，包括以下步骤：
(61)检测是否存在开启暖风的操作；
(62)如果是，则所述的发动机在发动机控制模块的控制下处于工作状态；
(63)所述的发动机启动水暖***为整车供应暖风。
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