一種并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及其能量管理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及其能量管理方法，所述并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括一發(fā)動機E及一用于啟動發(fā)動機的啟動機M1，所述發(fā)動機E輸出接離合器，離合器前端連接驅(qū)動電機M2，驅(qū)動電機M2連接ATM自動變速箱，變速箱連接接驅(qū)動橋，驅(qū)動橋驅(qū)動驅(qū)動輪從而驅(qū)動汽車；所述啟動機M1由啟動電源供電，驅(qū)動電機M2由驅(qū)動電源供電。所述驅(qū)動電源系統(tǒng)采用硅油冷卻系統(tǒng)進行冷卻。本發(fā)明的驅(qū)動電源采用硅油冷卻，有利于單體熱平衡，提高電池安全性；本發(fā)明使用專用起動機替代普通起動機，在頻繁啟停狀態(tài)下，使用壽命更長；本發(fā)明使用專用的受限的發(fā)動機開/關(guān)型控制策略，使并聯(lián)系統(tǒng)的節(jié)油率相當于混聯(lián)系統(tǒng)。
【專利說明】
一種并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及其能量管理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及混合動力技術(shù)，特別涉及一種并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及其能量管理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油資源的日益短缺，環(huán)保呼聲日益高漲，節(jié)能環(huán)保越來越受到重視，相應(yīng)的，各種節(jié)能減排混合動力車型相繼問世。目前開發(fā)出來的混合動力汽車有串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式。并聯(lián)式混合動力系統(tǒng)主要包括發(fā)動機驅(qū)動裝置和電力驅(qū)動裝置，兩套動力裝置可以分別單獨驅(qū)動車輛或者同時輸出動力驅(qū)動車輛。自并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)問世后，大量的優(yōu)化工作出現(xiàn)，以提高并聯(lián)系統(tǒng)的綜合性能。專利申請文件I (專利號:201010234012.2)在并聯(lián)系統(tǒng)的緊湊上提出了改進，降低制造成本，專利申請文件2(專利號:201210328500.9)設(shè)計了第一第二第三離合器，通過離合器和行星齒輪結(jié)構(gòu)的配合實現(xiàn)兩檔輸出。專利申請文件3(專利號:201410780647.0)提出的混合動力模式是發(fā)動機不參與發(fā)電給蓄電池充電，電機需要用的電由外插充電和能量回收獲得，以此提高燃油效率。專利申請文件4(專利號:201510486533.X)則在變速箱的操作便利性上給出了優(yōu)化。在結(jié)構(gòu)優(yōu)化的同時，各種能量管理的方法也不斷推出。目前通行的能量管理方法有規(guī)則管理策略、瞬時能量優(yōu)化管理策略、全局能量優(yōu)化管理策略、自適應(yīng)能量管理策略?；谝?guī)則的能量管理策略，是制定一組規(guī)則來管理能量，這依賴于策略制定人員的技術(shù)水平。其他各種能量管理規(guī)則由于數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜和數(shù)據(jù)獲得處理能力的不足，難以工程化到批量車輛中。
[0003]目前技術(shù)沒有考慮結(jié)構(gòu)配置設(shè)計與能量管理策略的系統(tǒng)配合，各自考慮，整體節(jié)能減排效果仍有待優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明目的是:提供一種并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)及其能量管理方法。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的能量管理方法，包括:
1)界定車輛行駛的各種路況和工況；
2)確定并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)各種工作模式；
3)根據(jù)地圖確定可選用工作模式；
4)根據(jù)導(dǎo)航路線排出分段可用工作模式組合；
5)根據(jù)駕駛目標組合具體工作模式和策略；
6)根據(jù)數(shù)據(jù)采集平臺統(tǒng)計分析結(jié)果微調(diào)工作模式和策略；
7)驅(qū)動電源系統(tǒng)采用硅油冷卻系統(tǒng)進行冷卻。
[0006]所述驅(qū)動電源硅油冷卻系統(tǒng)，依據(jù)電池性能及并聯(lián)系統(tǒng)控制模式確定。
[0007]所述路況和工況，依據(jù)并聯(lián)式混合動力汽車的優(yōu)勢用途來確定。
[0008]所述工作模式由能量管理策略制定者的理解來規(guī)定。
[0009]優(yōu)選的，所述工作模式包含了一套能量管理規(guī)則，采用“受限的發(fā)動機開/關(guān)型控制策略”實現(xiàn)扭矩分配策略，提高燃油經(jīng)濟性。
[0010]優(yōu)選的，所述地圖，包括地形地貌路線幾何特點和交通狀況，作為歸納和選用工作模式的依據(jù);所述導(dǎo)航路線，指汽車一次行駛從出發(fā)到目的地的路線，其間經(jīng)過的地形地貌和交通狀況。
[0011 ]優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集平臺，通過GPRS收集到的汽車各種數(shù)據(jù)。
[0012]一種與上述能量管理方法匹配的并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括一發(fā)動機E及一用于啟動發(fā)動機的啟動機Ml，
所述發(fā)動機E輸出接離合器，離合器前端連接驅(qū)動電機M2，驅(qū)動電機M2連接ATM自動變速箱，
變速箱連接接驅(qū)動橋，驅(qū)動橋驅(qū)動驅(qū)動輪從而驅(qū)動汽車；
所述啟動機Ml由啟動電源供電，驅(qū)動電機M2由驅(qū)動電源供電。
[0013]優(yōu)選的，所述驅(qū)動電源系統(tǒng)采用硅油冷卻系統(tǒng)進行冷卻。
[0014]優(yōu)選的，所述驅(qū)動電源包括電池及與其連接的三合一控制柜，所述三合一控制柜輸出三路電壓，分別連接啟動電源、電動轉(zhuǎn)向栗和驅(qū)動電機M2。
[0015]優(yōu)選的，所述三合一控制柜上還設(shè)有電流傳感器和溫度傳感器，電流傳感器輸出連接電池管理系統(tǒng)BMS，所述電池管理系統(tǒng)BMS連接控制硅油冷卻系統(tǒng)。
[0016]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1.本發(fā)明的驅(qū)動電源采用硅油冷卻，有利于單體熱平衡，提高電池安全性；
2.本發(fā)明使用專用起動機替代普通起動機，在頻繁啟停狀態(tài)下，使用壽命更長；
3.本發(fā)明使用專用的受限的發(fā)動機開/關(guān)型控制策略，使并聯(lián)系統(tǒng)的節(jié)油率相當于混聯(lián)系統(tǒng)；
4.本發(fā)明綜合考慮了使用路線、能量管理和零部件配置，以最大程度的節(jié)能減排，降低制造成本；
5.本發(fā)明數(shù)據(jù)采集平臺輔助定義工作模式，拓展設(shè)計人員的經(jīng)驗和技術(shù)理解水平；
6.本發(fā)明系統(tǒng)配置最大程度發(fā)揮策略的效果，策略組合選擇乃至人工數(shù)據(jù)采集平臺后臺規(guī)劃可以最大程度發(fā)揮部件配置的性能。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步描述:
圖1為并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的原理圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發(fā)明所述的并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，包括一發(fā)動機E及一用于啟動發(fā)動機的啟動機Ml，所述發(fā)動機E輸出接離合器F，離合器F前端連接驅(qū)動電機M2，驅(qū)動電機M2連接ATM自動變速箱，變速箱連接接驅(qū)動橋，驅(qū)動橋驅(qū)動驅(qū)動輪從而驅(qū)動汽車;所述啟動機MI由啟動電源供電，驅(qū)動電機M2由驅(qū)動電源供電。所述驅(qū)動電源系統(tǒng)采用硅油冷卻系統(tǒng)進行冷卻。所述驅(qū)動電源包括電池及與其連接的三合一控制柜，所述三合一控制柜輸出三路電壓，分別連接啟動電源、電動轉(zhuǎn)向栗和驅(qū)動電機M2。所述三合一控制柜上還設(shè)有電流傳感器和溫度傳感器，電流傳感器輸出連接電池管理系統(tǒng)BMS，所述電池管理系統(tǒng)BMS連接控制硅油冷卻系統(tǒng)。
[0019]電機與發(fā)動機功率大小和比例，以此支持油電動力比例的策略。
[0020]發(fā)動機專用啟動機的選擇，以此支持啟停速度和頻率。
[0021 ]發(fā)動機啟動電源的選擇，以此支持起動機啟停的能量來源。
[0022]驅(qū)動電機用蓄電池的容量，電池功率溫度管理等輔助裝置的選擇，以此支持用電策略的選擇。
[0023]上述并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的能量管理方法，包括:
1)界定車輛行駛的各種路況和工況；
2)確定并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)各種工作模式；
3)根據(jù)地圖確定可選用工作模式；
4)根據(jù)導(dǎo)航路線排出分段可用工作模式組合；
5)根據(jù)駕駛目標組合具體工作模式和策略；
6)根據(jù)數(shù)據(jù)采集平臺統(tǒng)計分析結(jié)果微調(diào)工作模式和策略；
7)驅(qū)動電源系統(tǒng)采用硅油冷卻系統(tǒng)進行冷卻。
[0024]所述驅(qū)動電源硅油冷卻系統(tǒng)，依據(jù)電池性能及并聯(lián)系統(tǒng)控制模式確定。
[0025]所述路況和工況，依據(jù)并聯(lián)式混合動力汽車的優(yōu)勢用途來確定。
[0026]所述工作模式由能量管理策略制定者的理解來規(guī)定。
[0027]所述工作模式包含了一套能量管理規(guī)則，采用“受限的發(fā)動機開/關(guān)型控制策略”實現(xiàn)扭矩分配策略，提高燃油經(jīng)濟性。
[0028]所述地圖，包括地形地貌路線幾何特點和交通狀況，作為歸納和選用工作模式的依據(jù);所述導(dǎo)航路線，指汽車一次行駛從出發(fā)到目的地的路線，其間經(jīng)過的地形地貌和交通狀況。
[0029]所述數(shù)據(jù)采集平臺，通過GPRS收集到的汽車各種數(shù)據(jù)。
[0030]下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步描述:
實施例1
在山區(qū)使用的并聯(lián)式混合動力驅(qū)動電動客車。
[0031]鑒于山區(qū)路線有長達20公里以上的單程上下坡，因此設(shè)計有常充下坡模式和?；旌仙掀鹿ぷ髂Ｊ?。
[0032]常充下坡模式，需要收集相當于30公里行駛里程的電能，按純電模式50公里的裝點量，常充模式可以從30%充電到100%。
[0033]常混上坡工作模式，補償發(fā)動機高效區(qū)外動力后，消耗常充模式收集的電能。
[0034]混動模式，按常規(guī)的策略模式，但是要根據(jù)路線規(guī)劃調(diào)整電池SOC到30%準備常充還是50%使用常規(guī)混動模式，還是90%準備?；?。
[0035]電機的選擇根據(jù)下坡常充功率來設(shè)定。
[0036]發(fā)動機根據(jù)上坡驅(qū)動力要求來選定。
[0037]啟停頻率很低，啟動機電源選擇鉛酸蓄電池。
[0038]驅(qū)動電機電源選擇26度電配置，以回收常下坡工作模式電能，由于長期工作在大倍率下，選用硅油液冷電池箱PACK。
[0039]實施例2
路線特點是坡度分為陡短和緩長兩類，且經(jīng)常啟停。
[0040]分為陡短上坡、陡短下坡、陡短啟停。
[0041]緩長充電、緩長啟停。
[0042]常規(guī)混動等工作模式。
[0043]電機選用啟動力大的電機。
[0044]發(fā)動機選用滿足緩長坡上坡動力的功率。
[0045]啟動機選用超級啟動機。
[0046]頻繁啟停，發(fā)動機飛輪平緩發(fā)動機轉(zhuǎn)速，超級電容選為啟動機電源。
[0047]電池選用大倍率性能好，SOC使用范圍常規(guī)為50%SOC上下，急陡短路況選用40%到70%S0C，緩長也規(guī)定久充和久混模式。電池選用硅油冷卻系統(tǒng)PACK，后臺監(jiān)控根據(jù)路線規(guī)劃調(diào)整工作模式的銜接和電池SOC水平的調(diào)整。
[0048]上述實施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的能量管理方法，其特征在于，包括: 1)界定車輛行駛的各種路況和工況； 2)確定并聯(lián)式混合動力驅(qū)動系統(tǒng)各種工作模式； 3)根據(jù)地圖確定可選用工作模式； 4)根據(jù)導(dǎo)航路線排出分段可用工作模式組合； 5)根據(jù)駕駛目標組合具體工作模式和策略； 6)根據(jù)數(shù)據(jù)采集平臺統(tǒng)計分析結(jié)果微調(diào)工作模式和策略； 7)驅(qū)動電源系統(tǒng)采用硅油冷卻系統(tǒng)進行冷卻。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的能量管理方法，其特征在于:所述工作模式包含了一套能量管理規(guī)則，采用“受限的發(fā)動機開/關(guān)型控制策略”實現(xiàn)扭矩分配策略，提高燃油經(jīng)濟性。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的能量管理方法，其特征在于:所述地圖，包括地形地貌路線幾何特點和交通狀況，作為歸納和選用工作模式的依據(jù);所述導(dǎo)航路線，指汽車一次行駛從出發(fā)到目的地的路線，其間經(jīng)過的地形地貌和交通狀況。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的能量管理方法，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集平臺，通過GPRS收集到的汽車各種數(shù)據(jù)。5.一種并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于:包括 一發(fā)動機E及一用于啟動發(fā)動機的啟動機Ml， 所述發(fā)動機E輸出接離合器，離合器前端連接驅(qū)動電機M2，驅(qū)動電機M2連接ATM自動變速箱， 變速箱連接接驅(qū)動橋，驅(qū)動橋驅(qū)動驅(qū)動輪從而驅(qū)動汽車； 所述啟動機Ml由啟動電源供電，驅(qū)動電機M2由驅(qū)動電源供電。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的能量管理方法，其特征在于:所述驅(qū)動電源系統(tǒng)采用硅油冷卻系統(tǒng)進行冷卻。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的能量管理方法，其特征在于:所述驅(qū)動電源包括電池及與其連接的三合一控制柜，所述三合一控制柜輸出三路電壓，分別連接啟動電源、電動轉(zhuǎn)向栗和驅(qū)動電機M2。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的并聯(lián)混合動力驅(qū)動系統(tǒng)的能量管理方法，其特征在于:所述三合一控制柜上還設(shè)有電流傳感器和溫度傳感器，電流傳感器輸出連接電池管理系統(tǒng)BMS，所述電池管理系統(tǒng)BMS連接控制硅油冷卻系統(tǒng)。
【文檔編號】B60W10/26GK106042894SQ201610486087
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月29日
【發(fā)明人】王世強, 黃超, 熊金峰, 杜衛(wèi)彬, 張衛(wèi)林, 李江
【申請人】金龍聯(lián)合汽車工業(yè)（蘇州）有限公司