一种插电式混合动力汽车系统及其能量控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107161140A(43)申请公布日2017.09.15(21)申请号201710320692.1B60W10/08(2006.01)(22)申请日2017.05.09B60K6/44(2007.01)(71)申请人南京航空航天大学地址210016江苏省南京市秦淮区御道街29号(72)发明人赵万忠孔祥创樊密丽王云琦李艳高琪邹松春章雨祺(74)专利代理机构江苏圣典律师事务所32237代理人贺翔(51)Int.Cl.B60W20/14(2016.01)B60W20/20(2016.01)B60W30/18(2012.01)B60W50/00(2006.01)B60W10/06(2006.01)权利要求书3页说明书6页附图2页(54)发明名称一种插电式混合动力汽车系统及其能量控制方法(57)摘要本发明公开了一种插电式混合动力汽车系统及其能量控制方法，混合动力汽车系统包括发动机、第一至第二轮毂电机、动力电池、ISG起动发电一体机、离合器、变速器、逆变器、前桥半轴、前轴主减速器、差速器和控制模块，动力源为发动机和两个轮毂电机，发动机为前置前驱；轮毂电机置于两后轮，并取消了两轮之间的机械连接，为布置动力电池提供了合适的空间。能量控制方法使用一种优化的模糊控制方法，考虑到模糊控制是采用专家经验制定的模糊规则，无法达到最优，本发明利用粒子群算法对模糊规则进行优化，通过设计的能量控制方法合理分配发动机和电动机之间的能量流动方向和大小，以获取整车最佳的燃油经济性和排放性能。CN107161140ACN107161140A权利要求书1/3页1.一种插电式混合动力汽车系统，其特征在于，包括发动机、第一至第二轮毂电机、动力电池、ISG起动发电一体机、离合器、变速器、逆变器、前桥半轴、前轴主减速器、差速器和控制模块；所述第一轮毂电机、第二轮毂电机的输出端分别和汽车的两个后轮机械连接；所述动力电池通过逆变器与所述ISG起动发电一体机、第一轮毂电机、第二轮毂电机电气相连；所述ISG起动发电一体机用于起动所述发动机、或给所述动力电池充电；所述动力电池用于给所述第一轮毂电机、第二轮毂电机供电，并在发动机起动时给所述ISG起动发电一体机供电；所述前轴主减速器-差速器的输出端通过前桥半轴和汽车的两个前轮相连，前轴主减速器-差速器的输入端依次通过所述变速器、离合器、ISG起动发电一体机和所述发动机的输出端机械连接；所述控制模块分别和第一轮毂电机、第二轮毂电机、动力电池、发动机、ISG起动发电一体机电气相连。2.根据权利要求1所述的插电式混合动力汽车系统，其特征在于，所述控制模块包含主控制单元、轮毂电机控制单元、动力电池控制单元和发动机控制单元；所述主控制单元分别和所述轮毂电机控制单元、动力电池控制单元、发动机控制单元、ISG起动发电一体机电气相连；所述轮毂电机控制单元还分别和所述第一轮毂电机、第二轮毂电机电气相连，用于根据主控制单元的指令控制所述第一轮毂电机、第二轮毂电机工作；所述动力电池控制单元还和所述动力电池电气相连，用于根据主控制单元的指令控制所述动力电池工作；所述发动机控制单元还和所述发动机电气相连，用于根据主控制单元的指令控制所述发动机工作。3.基于权利要求1所述的插电式混合动力汽车系统的能量控制方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1)，获取汽车的整车需求转矩Treq、动力电池的荷电状态SOC和车速V，并将其传递给控制模块；令SOClo、SOChi分别为预先设定的荷电状态最小值、荷电状态最大值，Vmin为预设的模式切换车速；步骤2)，控制模块将Treq和0进行比较、将SOC分别和SOClo、SOChi进行比较、将V和Vmin进行比较；步骤3)，当Treq<0andSOC<SOChi时，说明当前汽车处于制动状态，采用再生制动模式：控制模块控制发动机、第一轮毂电机、第二轮毂电机处于关闭状态，并控制ISG起动发电一体机进行发电，将电能储存至动力电池中；步骤4)，当Treq<0andSOC≥SOChi时，说明汽车当前处于制动状态，采用摩擦制动模式：控制模块控制ISG起动发电一体机起动发动机并停止发电工作，控制第一轮毂电机、第二轮毂电机处于关闭状态，控制动力电池不再接受制动能量回收；步骤5)，Treq>0andSOC<SOClo时，说明汽车当前处于驱动的状态，且电池电量不足，需要立即充电，采用充电模式：控制模块控制第一轮毂电机、第二轮毂电机处于关闭状态，此2CN107161140A权利要求书2/3页外，先控制ISG起动发电一体机起动发动机以驱动汽车的两个前轮，然后控制ISG起动发电一体机给动力电池充电；步骤6)，Treq>0andSOC>SOCloandV<Vmin，表明汽车当前处于驱动状