專利名稱：串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其運(yùn)行控制方式，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，運(yùn)行模式靈活多樣，運(yùn)行效率高、污染小，它屬于汽車動(dòng)力技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在汽車工業(yè)飛速發(fā)展的今天，能源消耗和環(huán)境污染兩大問題也隨著車輛數(shù)量的增加而加劇。當(dāng)前，人們對(duì)汽車節(jié)能、排放的要求越來越高，而蓄電池技術(shù)和氫氣的制取、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、成本高等嚴(yán)重制約了電動(dòng)汽車和燃料電池汽車的發(fā)展。由于混合動(dòng)力汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在低效運(yùn)行區(qū)域時(shí)不工作，電動(dòng)機(jī)由蓄電池供電高效驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行，而發(fā)動(dòng)機(jī)一旦啟動(dòng)則工作在高效運(yùn)行區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)車輛或給蓄電池充電，且車輛制動(dòng)和減速的能量可回收儲(chǔ)存于蓄電池中，電動(dòng)機(jī)與發(fā)動(dòng)機(jī)兩種動(dòng)力可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，車輛需要的蓄電池容量較小，因此混合動(dòng)力汽車運(yùn)行效率高、排放低和燃油消耗少。因而混合動(dòng)力汽車應(yīng)運(yùn)而生獲得了很大的發(fā)展。目前，先進(jìn)的混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和串并聯(lián)式三類。在串聯(lián)式混合
動(dòng)力汽車中，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的機(jī)械動(dòng)力完全用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，汽車則完全由電動(dòng)機(jī)發(fā)出的機(jī)械動(dòng)力直接驅(qū)動(dòng)，其發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力一般需通過發(fā)電機(jī)、兩級(jí)電力電子功率變換以及電動(dòng)機(jī)才能轉(zhuǎn)化為汽車的驅(qū)動(dòng)力，而在并聯(lián)式和串并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車中，其發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)發(fā)出的機(jī)械動(dòng)力通過星形齒輪等機(jī)構(gòu)耦合均可直接用于汽車的驅(qū)動(dòng)，因此串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般比并聯(lián)式和串并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率要低，但與并聯(lián)式和串并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車相比，串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更簡單、控制要簡便許多。目前公共汽車等大型客車多采用串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。此外，目前多數(shù)的混合動(dòng)力汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)均配置有專門的小功率啟動(dòng)用電動(dòng)機(jī)，增加了系統(tǒng)的體積和成本。因此，研制開發(fā)出一種具有更高效率、控制方便且可省去發(fā)動(dòng)機(jī)用專屬啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的新型串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，將有助于串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提J^一種串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置及控制方法，通過減少該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)至電動(dòng)機(jī)之間功率變換級(jí)數(shù)以提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，同時(shí)利用發(fā)電機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，從而省去發(fā)動(dòng)機(jī)用專屬啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并針對(duì)該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提出合理的運(yùn)行控制方案，使系統(tǒng)運(yùn)行效率高、運(yùn)行控制簡便，系統(tǒng)成本、體積和重量較低。
技術(shù)方案本發(fā)明的串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)，離合器，發(fā)電機(jī)，雙向整流器、雙向逆變器、電動(dòng)機(jī)，雙向DC/DC變換器，蓄電池組，雙向功率開關(guān)，主減速器以及電子中央控制單元；其中，發(fā)動(dòng)機(jī)通過離合器與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子相連接，發(fā)電機(jī)的定子繞組通過導(dǎo)線分別與雙向整流器、雙向功率開關(guān)相連接，
雙向整流器通過直流母線分別與雙向逆變器、雙向DC/DC變換器相連接，電動(dòng)機(jī)通過導(dǎo)線分別與雙向逆變器、雙向功率開關(guān)相連接，雙向DC/DC變換器通過導(dǎo)線與蓄電池組相連接，電動(dòng)機(jī)通過主減速器驅(qū)動(dòng)車輪，電子中央控制單元分別接以上各部分，實(shí)施監(jiān)控汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行。
所述的發(fā)電機(jī)為普通感應(yīng)電機(jī)、永磁同步電機(jī)或其它可調(diào)速交流電機(jī)。所述的雙向整流器為PWM整流器或其它能量可雙向流動(dòng)的AC/DC功率變換器。
所述的雙向功率開關(guān)為雙向可控硅或其它雙向電力電子開關(guān)。本發(fā)明的串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置的控制方法中該驅(qū)動(dòng)裝置在電子中央控制單元控制下的控制方法為-
1) 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式蓄電池組通過雙向DC/DC變換器、雙向整流器提供電力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)工作于電動(dòng)狀態(tài)并通過離合器帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行；
2) 純電動(dòng)模式當(dāng)車輛行駛速度低于巡航基速^,且蓄電池組電力充足時(shí)，雙
向功率開關(guān)關(guān)斷，蓄電池組經(jīng)過雙向DC/DC變換器、雙向逆變器提供電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)通過主減速器驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；
3) 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式當(dāng)車輛行駛速度低于巡航基速^且蓄電池電力不足時(shí)，雙向功率開關(guān)關(guān)斷，發(fā)動(dòng)機(jī)在高速高效區(qū)域運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)離合器、發(fā)電機(jī)、雙向整流器一雙向逆變器提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)通過主減速器驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)行駛，
同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)離合器、發(fā)電機(jī)、雙向整流器、雙向DC/DC變換器提供功率給蓄電池組充電；
當(dāng)車輛行駛速度高于巡航基速^時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于高速高效區(qū)域，雙向功率開關(guān)閉合且雙向逆變器不工作，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)離合器、發(fā)電機(jī)、雙向功率開關(guān)提供電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)通過主減速器驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；4) 混合動(dòng)力模式當(dāng)車輛行駛速度低于巡航基速&且蓄電池電力充足，車輛欲加速或爬坡行駛等時(shí)，雙向功率開關(guān)關(guān)斷，發(fā)動(dòng)|1在高速高效區(qū)域運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)離合器、發(fā)電機(jī)、雙向整流器、逆變器提供電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，同時(shí)蓄電池組經(jīng)雙
向DC/DC變換器、雙向逆變器提供額外電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，逆變器輸出電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)通過主減速器驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；
當(dāng)車輛行駛速度高于巡航基速^且蓄電池電力充足，車輛欲加速或爬坡行駛等
時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行于高速高效區(qū)域，雙向功率開關(guān)閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)離合器、發(fā)電機(jī)、雙向功率開關(guān)提供電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，同時(shí)蓄電池組經(jīng)雙向DC/DC變換器、雙向逆變
器提供額外電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)通過主減速器驅(qū)動(dòng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；
5) 再生制動(dòng)模式當(dāng)車輛減速或制動(dòng)時(shí)，車輛動(dòng)能通過車輪、主減速器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，電動(dòng)機(jī)工作于發(fā)電狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)發(fā)出的全部電力通過雙向逆變器、雙向DC/DC變換器給蓄電池組充電；
6) 駐車發(fā)電模式當(dāng)車輛處于停駐狀態(tài)，電池組電量不足時(shí)，雙向功率開關(guān)關(guān)斷，發(fā)動(dòng)機(jī)在高速高效區(qū)域運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)離合器、發(fā)電機(jī)、雙向整流器、雙向DC/DC變換器提供全部功率給蓄電池組充電。
有益效果本發(fā)明所提供的串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及其運(yùn)行控制方法的有益效果主要有
1. 本發(fā)明所提供的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、雙動(dòng)力源協(xié)調(diào)運(yùn)行，不僅可以使發(fā)動(dòng)機(jī)總是工作于高速高效區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油效率高，有效地減少燃油消耗和排放，而且本發(fā)明在發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)之間增設(shè)了雙向功率開關(guān)，當(dāng)汽車的行駛速度高于巡航速度&,時(shí)，發(fā)電機(jī)至電動(dòng)機(jī)之間的功率變換級(jí)數(shù)減少，其能量傳遞效率比其他的串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)明顯提高。
2. 所述的串聯(lián)混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按上述方式運(yùn)行，其中的發(fā)電機(jī)所連接的整流器為雙向整流器，在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)階段，由蓄電池組供電，雙向整流器工作在逆變狀態(tài)，雙向整流器輸送電力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)電動(dòng)運(yùn)行以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，系統(tǒng)就節(jié)省下了發(fā)動(dòng)機(jī)的專用啟動(dòng)電機(jī)。


圖1為本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，其中有發(fā)動(dòng)機(jī)l,離合器2，發(fā)電機(jī)3，雙向整流器4、雙向逆變器5、電動(dòng)機(jī)6，雙向DC/DC變換器7，蓄電池組8，雙向功率開關(guān)9，主減速器10、車輪11以及電子中央控制單元12。
具體實(shí)施例方式
如圖1示，串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)^發(fā)動(dòng)機(jī)1，離合器2，發(fā)電機(jī)3，雙向整流器4、雙向逆變器5、電動(dòng)機(jī)6，雙向DC/DC變換器7，蓄電池組8，雙向功率開關(guān)9、主減速器IO、車輪ll以及電子中央控制單元12所組成。其中，發(fā)動(dòng)機(jī)1通過離合器2與發(fā)電機(jī)3的轉(zhuǎn)子相連接，發(fā)電機(jī)3的定子繞組通過導(dǎo)線分別與雙向整流器4、雙向功率幵關(guān)9相連接，雙向整流器4通過直流母線分別與雙向逆變器5、雙向DC/DC變換器7相連接，電動(dòng)機(jī)6通過導(dǎo)線分別與雙向逆變器5、雙向功率開關(guān)9相連接，雙向DC/DC變換器7通過導(dǎo)線與蓄電池組8相連接，電動(dòng)機(jī)6通過主減速器10與車輪11相連接，汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行由電子中央控制單元12統(tǒng)一實(shí)施監(jiān)控。所述的發(fā)電機(jī)3為普通感應(yīng)電機(jī)、永磁同步電機(jī)或其它可調(diào)速交流電機(jī)。所述的雙向整流器4為PWM整流器或其它能簟可雙向流動(dòng)的AC/DC功率變換器。所述的雙向功率開關(guān)9為雙向可控硅或其它雙向電力電子開關(guān)。
以一套串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例，發(fā)動(dòng)機(jī)l經(jīng)離合器2與永磁同步發(fā)電機(jī)3相連，雙向整流器4、雙向逆變器5和DC/DC變換器7均采用IGBT為功率元件以及PWM開關(guān)方式，雙向功率開關(guān)9為雙向晶閘管模塊，驅(qū)動(dòng)電機(jī)6為三相異步電動(dòng)機(jī)，電子中央控制單元12采用DSP微處理器。該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在電子中央控制單元12監(jiān)控下按照以下模式運(yùn)行工作
1) 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式。雙向功率開關(guān)9關(guān)斷，蓄電池組8通過雙向DC/DC變換器7—雙向整流器4提供電力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)3，發(fā)電機(jī)3工作于電動(dòng)狀態(tài)并通過離合器2帶動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1啟動(dòng)運(yùn)行；
2) 純電動(dòng)模式。當(dāng)車輛行駛速度低于巡航基速^且蓄電池組8電力充足時(shí)，雙向功率開關(guān)9關(guān)斷，蓄電池組8經(jīng)過雙向DC/DC變換器7—雙向逆變器5提供變壓變頻電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6高效運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)6通過主減速器10車輪11轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；
3) 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式。當(dāng)車輛行駛速度低于巡航基速l^且蓄電池組8電力不足時(shí)，雙向功率開關(guān)9關(guān)斷，發(fā)動(dòng)機(jī)1運(yùn)行于高速高效區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī)1經(jīng)離合器2—發(fā)電機(jī)3—雙向整流器4一雙向逆變器5提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6，電動(dòng)機(jī)6通過主減速器10車輪U轉(zhuǎn)動(dòng)行駛，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)1經(jīng)離合器2—發(fā)電機(jī)3—雙向整流器4一雙向DC/DC變換器7提供功率給蓄電池組8充電；當(dāng)車輛行駛速度高于巡航基速&,時(shí)，雙向功率開關(guān)9閉合且雙向逆變器6不工作，發(fā)動(dòng)機(jī)1運(yùn)行于高速高效區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī)1經(jīng)離合器2—發(fā)電機(jī)3—雙向功率開關(guān)9提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6高效運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)6通過主減速器10車輪11轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；
4) 混合動(dòng)力模式。當(dāng)車輛行駛速度低于巡航基速^且蓄電池組8電力充足，車輛欲加速行駛或爬坡行駛等時(shí)，雙向功率開關(guān)9關(guān)斷，發(fā)動(dòng)機(jī)l運(yùn)行于高速高效 區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī)1經(jīng)離合器2—發(fā)電機(jī)3—雙向整流器4一雙向逆變器5提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)6，同時(shí)蓄電池組8經(jīng)雙向DC/DC變換^ 7—雙向逆變器5提供額外動(dòng)力驅(qū) 動(dòng)電動(dòng)機(jī)6，雙向逆變器5輸出變壓變頻電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6高效運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)6通 過主減速器10車輪11轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；當(dāng)車輛行駛速度高于巡航基速FM且蓄電池組8電 力充足，車輛欲加速或爬坡行駛等時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1運(yùn)行于高速高效區(qū)域，雙向功率開 關(guān)9閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)離合器2—發(fā)電機(jī)3—雙向功率開關(guān)9提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6， 同時(shí)蓄電池組8經(jīng)雙向DC/DC變換器7—雙向逆變器5提供額外動(dòng)力變壓變頻驅(qū)動(dòng) 電動(dòng)機(jī)6，電動(dòng)機(jī)6通過主減速器10車輪11轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；
5) 再生制動(dòng)模式。當(dāng)車輛減速或制動(dòng)時(shí)，車輛動(dòng)能通過車輪ll一主減速器10 驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)6，電動(dòng)機(jī)6工作于發(fā)電狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)6發(fā)出的全部電力通過雙向逆變 器5—雙向DC/DC變換器7給蓄電池組充電；
6) 駐車發(fā)電模式。當(dāng)車輛處于停駐狀態(tài)，蓄電池組8電量不足時(shí)，雙向功率開 關(guān)9關(guān)斷，發(fā)動(dòng)機(jī)1在高速高效區(qū)域運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)1經(jīng)離合器2—發(fā)電機(jī)3—雙向整 流器4一雙向DC/DC變換器7提供全部功率給蓄電池組8充電。
本發(fā)明所提供的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在發(fā)電機(jī)3和電動(dòng)機(jī)6之間增設(shè)了雙向功率開關(guān)9，當(dāng) 汽車的行駛速度高于巡航速度&j時(shí)，發(fā)電機(jī)3至電動(dòng)機(jī)6之間的功率變換級(jí)數(shù)由兩 級(jí)變?yōu)橐患?jí)，其能量傳遞效率明顯提高；另外發(fā)電機(jī)3所連接的整流器4為雙向整 流器，在發(fā)動(dòng)機(jī)l啟動(dòng)階段，由蓄電池組8供電，雙向整流器4工作在逆變狀態(tài)， 雙向整流器4輸送電力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)3電動(dòng)運(yùn)行以啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，系統(tǒng)就節(jié)省下了發(fā) 動(dòng)機(jī)的專用啟動(dòng)電機(jī)。本發(fā)明所提出的串聯(lián)式混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、可 靠性高、雙動(dòng)力源協(xié)調(diào)運(yùn)行，不僅可以使發(fā)動(dòng)機(jī)總是工作于高速高效區(qū)域，發(fā)動(dòng)機(jī) 的燃油效率高，有效地減少燃油消耗和排放，而且可優(yōu)化成本。
權(quán)利要求
1、一種串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置，其特征在于該裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)，離合器(2)，發(fā)電機(jī)(3)，雙向整流器(4)、雙向逆變器(5)、電動(dòng)機(jī)(6)，雙向DC/DC變換器(7)，蓄電池組(8)，雙向功率開關(guān)(9)，主減速器(10)以及電子中央控制單元(12)；其中，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)通過離合器(2)與發(fā)電機(jī)(3)的轉(zhuǎn)子相連接，發(fā)電機(jī)(3)的定子繞組通過導(dǎo)線分別與雙向整流器(4)、雙向功率開關(guān)(9)相連接，雙向整流器(4)通過直流母線分別與雙向逆變器(5)、雙向DC/DC變換器(7)相連接，電動(dòng)機(jī)(6)通過導(dǎo)線分別與雙向逆變器(5)、雙向功率開關(guān)(9)相連接，雙向DC/DC變換器(7)通過導(dǎo)線與蓄電池組(8)相連接，電動(dòng)機(jī)(6)通過主減速器(10)驅(qū)動(dòng)車輪(11)，電子中央控制單元(12)分別接以上各部分，實(shí)施監(jiān)控汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是發(fā)電機(jī)(3) 為普通感應(yīng)電機(jī)、永磁同步電機(jī)或其它可調(diào)速交流電機(jī)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是雙向整 流器(4)為PWM整流器或其它能量可雙向流動(dòng)的AC/DC功率變換器。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置，其特征是雙向功 率開關(guān)(9)為雙向可控硅或其它雙向電力電子開關(guān)。
5、 一種如權(quán)利要求l所述的串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置的控制方法，其 特征是該驅(qū)動(dòng)裝置在電子中央控制單元(12)控制下的控制方法為1) 啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)模式蓄電池組(8)通過雙向DC/DC變換器(7)、雙向整流器(4) 提供電力驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)(3)，發(fā)電機(jī)(3)工作于電動(dòng)狀態(tài)并通過離合器(2)帶 動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)啟動(dòng)運(yùn)行；2) 純電動(dòng)模式當(dāng)車輛行駛速度低于巡航基速^且蓄電池組(8)電力充足時(shí)， 雙向功率開關(guān)(9)關(guān)斷，蓄電池組(8)經(jīng)過雙向DC/DC變換器(7)、雙向逆變器(5) 提供電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(6)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)(6)通過主減速器(10)驅(qū)動(dòng)車輪(11) 轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；3) 發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)模式當(dāng)車輛行駛速度低于巡航基速^,且蓄電池電力不足時(shí)， 雙向功率開關(guān)(9)關(guān)斷，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)在高速高效區(qū)域運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)經(jīng)離合器(2)、發(fā)電機(jī)(3)、雙向整流器(4)、雙向逆變器(5)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(6)， 電動(dòng)機(jī)(6)通過主減速器(10)驅(qū)動(dòng)車輪(11)轉(zhuǎn)動(dòng)行駛，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)(1)經(jīng)離 合器(2)、發(fā)電機(jī)(3)、雙向整流器(4)、雙向DC/DC變換器(7)提供功率給蓄電池組(8)充電；當(dāng)車輛行駛速度高于巡航基速^時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)運(yùn)行于高速高效區(qū)域，雙向功率開關(guān)(9)閉合且雙向逆變器(5)不工作，發(fā)動(dòng)tJ^(1)經(jīng)離合器(2)、發(fā)電機(jī)(3)、雙向功率開關(guān)(9)提供電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(6)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)(6)通過主減速器(10)驅(qū)動(dòng)車輪(11)轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；4) 混合動(dòng)力模式當(dāng)車輛行駛速度低于巡航基速^且蓄電池電力充足，車輛欲加速或爬坡行駛等時(shí)，雙向功率開關(guān)(9)關(guān)斷，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)在高速高效區(qū)域運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)經(jīng)離合器(2)、發(fā)電機(jī)(3)、雙向整流器(4)、逆變器(5)提供電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(6)，同時(shí)蓄電池組(8)經(jīng)雙向DC/DC變換器(7)、雙向逆變器(5)提供額外電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(6)，逆變器(5)輸出電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(6)運(yùn)行，電動(dòng)機(jī)(6)通過主減速器(10)驅(qū)動(dòng)車輪(11)轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；當(dāng)車輛行駛速度高于巡航基速^且蓄電池電力充足，車輛欲加速或爬坡行駛等時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)運(yùn)行于高速高效區(qū)域，雙向功率開關(guān)(9)閉合，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)經(jīng)離合器(2)、發(fā)電機(jī)(3)、雙向功率開關(guān)(9)提供電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(6)，同時(shí)蓄電池組(8)經(jīng)雙向DC/DC變換器(7)、雙向逆變器(5)提供額外電力驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(6)，電動(dòng)機(jī)(6)通過主減速器(10)驅(qū)動(dòng)車輪(11)轉(zhuǎn)動(dòng)行駛；5) 再生制動(dòng)模式當(dāng)車輛減速或制動(dòng)時(shí)，車輛動(dòng)能通過車輪(11)、主減速器(10)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)(6)，電動(dòng)機(jī)(6)工作于發(fā)電狀態(tài)，電動(dòng)機(jī)(6)發(fā)出的全部電力通過雙向逆變器(5)、雙向DC/DC變換器(7)給蓄電池組(8)充電；6) 駐車發(fā)電模式當(dāng)車輛處于停駐狀態(tài)，電池組(8)電量不足時(shí)，雙向功率開關(guān)(9)關(guān)斷，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)在高速高效區(qū)域運(yùn)行，發(fā)動(dòng)機(jī)(1)經(jīng)離合器(2)、發(fā)電機(jī)(3)、雙向整流器(4)、雙向DC/DC變換器(7)提供全部功率給蓄電池組(8)充電。
全文摘要
本發(fā)明提出一種串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)裝置及控制方法，通過減少該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中發(fā)動(dòng)機(jī)至電動(dòng)機(jī)之間功率變換級(jí)數(shù)以提高系統(tǒng)運(yùn)行的效率，同時(shí)利用發(fā)電機(jī)啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，從而省去發(fā)動(dòng)機(jī)用專屬啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，并針對(duì)該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提出合理的運(yùn)行控制方案，使系統(tǒng)運(yùn)行效率高、運(yùn)行控制簡便，系統(tǒng)成本、體積和重量較低。該裝置包括發(fā)動(dòng)機(jī)(1)，離合器(2)，發(fā)電機(jī)(3)，雙向整流器(4)、雙向逆變器(5)、電動(dòng)機(jī)(6)，雙向DC/DC變換器(7)，蓄電池組(8)，雙向功率開關(guān)(9)，主減速器(10)以及電子中央控制單元(12)。本發(fā)明所涉及的串聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊、運(yùn)行模式靈活多樣，發(fā)電機(jī)發(fā)出的功率能充分和高效地得到利用，并減少了尾氣排放。
文檔編號(hào)B60K6/46GK101633309SQ20091003414
公開日2010年1月27日 申請(qǐng)日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者傅曉帆, 周克亮, 明 程 申請(qǐng)人:東南大學(xué)