一種并聯混合動力驅動系統及其能量管理方法
【專利摘要】本發明公開了一種并聯混合動力驅動系統及其能量管理方法，所述并聯混合動力驅動系統，包括一發動機E及一用于啟動發動機的啟動機M1，所述發動機E輸出接離合器，離合器前端連接驅動電機M2，驅動電機M2連接ATM自動變速箱，變速箱連接接驅動橋，驅動橋驅動驅動輪從而驅動汽車；所述啟動機M1由啟動電源供電，驅動電機M2由驅動電源供電。所述驅動電源系統采用硅油冷卻系統進行冷卻。本發明的驅動電源采用硅油冷卻，有利于單體熱平衡，提高電池安全性；本發明使用專用起動機替代普通起動機，在頻繁啟停狀態下，使用壽命更長；本發明使用專用的受限的發動機開/關型控制策略，使并聯系統的節油率相當于混聯系統。
【專利說明】
一種并聯混合動力驅動系統及其能量管理方法
技術領域
[0001]本發明涉及混合動力技術，特別涉及一種并聯混合動力驅動系統及其能量管理方法。
【背景技術】
[0002]隨著石油資源的日益短缺，環保呼聲日益高漲，節能環保越來越受到重視，相應的，各種節能減排混合動力車型相繼問世。目前開發出來的混合動力汽車有串聯式、并聯式和混聯式。并聯式混合動力系統主要包括發動機驅動裝置和電力驅動裝置，兩套動力裝置可以分別單獨驅動車輛或者同時輸出動力驅動車輛。自并聯式混合動力驅動系統問世后，大量的優化工作出現，以提高并聯系統的綜合性能。專利申請文件I (專利號:201010234012.2)在并聯系統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)設計了第一第二第三離合器，通過離合器和行星齒輪結構的配合實現兩檔輸出。專利申請文件3(專利號:201410780647.0)提出的混合動力模式是發動機不參與發電給蓄電池充電，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化。在結構優化的同時，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則管理策略、瞬時能量優化管理策略、全局能量優化管理策略、自適應能量管理策略。基于規則的能量管理策略，是制定一組規則來管理能量，這依賴于策略制定人員的技術水平。其他各種能量管理規則由于數學模型的復雜和數據獲得處理能力的不足，難以工程化到批量車輛中。
[0003]目前技術沒有考慮結構配置設計與能量管理策略的系統配合，各自考慮，整體節能減排效果仍有待優化。
【發明內容】
[0004]本發明目的是:提供一種并聯混合動力驅動系統及其能量管理方法。
[0005]本發明的技術方案是:
一種并聯混合動力驅動系統的能量管理方法，包括:
1)界定車輛行駛的各種路況和工況；
2)確定并聯式混合動力驅動系統各種工作模式；
3)根據地圖確定可選用工作模式；
4)根據導航路線排出分段可用工作模式組合；
5)根據駕駛目標組合具體工作模式和策略；
6)根據數據采集平臺統計分析結果微調工作模式和策略；
7)驅動電源系統采用硅油冷卻系統進行冷卻。
[0006]所述驅動電源硅油冷卻系統，依據電池性能及并聯系統控制模式確定。
[0007]所述路況和工況，依據并聯式混合動力汽車的優勢用途來確定。
[0008]所述工作模式由能量管理策略制定者的理解來規定。
[0009]優選的，所述工作模式包含了一套能量管理規則，采用“受限的發動機開/關型控制策略”實現扭矩分配策略，提高燃油經濟性。
[0010]優選的，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;所述導航路線，指汽車一次行駛從出發到目的地的路線，其間經過的地形地貌和交通狀況。
[0011 ]優選的，所述數據采集平臺，通過GPRS收集到的汽車各種數據。
[0012]一種與上述能量管理方法匹配的并聯混合動力驅動系統，包括一發動機E及一用于啟動發動機的啟動機Ml，
所述發動機E輸出接離合器，離合器前端連接驅動電機M2，驅動電機M2連接ATM自動變速箱，
變速箱連接接驅動橋，驅動橋驅動驅動輪從而驅動汽車；
所述啟動機Ml由啟動電源供電，驅動電機M2由驅動電源供電。
[0013]優選的，所述驅動電源系統采用硅油冷卻系統進行冷卻。
[0014]優選的，所述驅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、電動轉向栗和驅動電機M2。
[0015]優選的，所述三合一控制柜上還設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BMS，所述電池管理系統BMS連接控制硅油冷卻系統。
[0016]本發明的優點是:
1.本發明的驅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.本發明使用專用起動機替代普通起動機，在頻繁啟停狀態下，使用壽命更長；
3.本發明使用專用的受限的發動機開/關型控制策略，使并聯系統的節油率相當于混聯系統；
4.本發明綜合考慮了使用路線、能量管理和零部件配置，以最大程度的節能減排，降低制造成本；
5.本發明數據采集平臺輔助定義工作模式，拓展設計人員的經驗和技術理解水平；
6.本發明系統配置最大程度發揮策略的效果，策略組合選擇乃至人工數據采集平臺后臺規劃可以最大程度發揮部件配置的性能。
【附圖說明】
[0017]下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述:
圖1為并聯混合動力驅動系統的原理圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1所示，本發明所述的并聯混合動力驅動系統，包括一發動機E及一用于啟動發動機的啟動機Ml，所述發動機E輸出接離合器F，離合器F前端連接驅動電機M2，驅動電機M2連接ATM自動變速箱，變速箱連接接驅動橋，驅動橋驅動驅動輪從而驅動汽車;所述啟動機MI由啟動電源供電，驅動電機M2由驅動電源供電。所述驅動電源系統采用硅油冷卻系統進行冷卻。所述驅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、電動轉向栗和驅動電機M2。所述三合一控制柜上還設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BMS，所述電池管理系統BMS連接控制硅油冷卻系統。
[0019]電機與發動機功率大小和比例，以此支持油電動力比例的策略。
[0020]發動機專用啟動機的選擇，以此支持啟停速度和頻率。
[0021 ]發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]上述并聯混合動力驅動系統的能量管理方法，包括:
1)界定車輛行駛的各種路況和工況；
2)確定并聯式混合動力驅動系統各種工作模式；
3)根據地圖確定可選用工作模式；
4)根據導航路線排出分段可用工作模式組合；
5)根據駕駛目標組合具體工作模式和策略；
6)根據數據采集平臺統計分析結果微調工作模式和策略；
7)驅動電源系統采用硅油冷卻系統進行冷卻。
[0024]所述驅動電源硅油冷卻系統，依據電池性能及并聯系統控制模式確定。
[0025]所述路況和工況，依據并聯式混合動力汽車的優勢用途來確定。
[0026]所述工作模式由能量管理策略制定者的理解來規定。
[0027]所述工作模式包含了一套能量管理規則，采用“受限的發動機開/關型控制策略”實現扭矩分配策略，提高燃油經濟性。
[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;所述導航路線，指汽車一次行駛從出發到目的地的路線，其間經過的地形地貌和交通狀況。
[0029]所述數據采集平臺，通過GPRS收集到的汽車各種數據。
[0030]下面結合實施例對本發明作進一步描述:
實施例1
在山區使用的并聯式混合動力驅動電動客車。
[0031]鑒于山區路線有長達20公里以上的單程上下坡，因此設計有常充下坡模式和常混合上坡工作模式。
[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，補償發動機高效區外動力后，消耗常充模式收集的電能。
[0034]混動模式，按常規的策略模式，但是要根據路線規劃調整電池SOC到30%準備常充還是50%使用常規混動模式，還是90%準備常混。
[0035]電機的選擇根據下坡常充功率來設定。
[0036]發動機根據上坡驅動力要求來選定。
[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]常規混動等工作模式。
[0043]電機選用啟動力大的電機。
[0044]發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，發動機飛輪平緩發動機轉速，超級電容選為啟動機電源。
[0047]電池選用大倍率性能好，SOC使用范圍常規為50%SOC上下，急陡短路況選用40%到70%S0C，緩長也規定久充和久混模式。電池選用硅油冷卻系統PACK，后臺監控根據路線規劃調整工作模式的銜接和電池SOC水平的調整。
[0048]上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人能夠了解本發明的內容并據以實施，并不能以此限制本發明的保護范圍。凡根據本發明主要技術方案的精神實質所做的修飾，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種并聯混合動力驅動系統的能量管理方法，其特征在于，包括: 1)界定車輛行駛的各種路況和工況； 2)確定并聯式混合動力驅動系統各種工作模式； 3)根據地圖確定可選用工作模式； 4)根據導航路線排出分段可用工作模式組合； 5)根據駕駛目標組合具體工作模式和策略； 6)根據數據采集平臺統計分析結果微調工作模式和策略； 7)驅動電源系統采用硅油冷卻系統進行冷卻。2.根據權利要求1所述的并聯混合動力驅動系統的能量管理方法，其特征在于:所述工作模式包含了一套能量管理規則，采用“受限的發動機開/關型控制策略”實現扭矩分配策略，提高燃油經濟性。3.根據權利要求1所述的并聯混合動力驅動系統的能量管理方法，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;所述導航路線，指汽車一次行駛從出發到目的地的路線，其間經過的地形地貌和交通狀況。4.根據權利要求1所述的并聯混合動力驅動系統的能量管理方法，其特征在于:所述數據采集平臺，通過GPRS收集到的汽車各種數據。5.一種并聯混合動力驅動系統，其特征在于:包括 一發動機E及一用于啟動發動機的啟動機Ml， 所述發動機E輸出接離合器，離合器前端連接驅動電機M2，驅動電機M2連接ATM自動變速箱， 變速箱連接接驅動橋，驅動橋驅動驅動輪從而驅動汽車； 所述啟動機Ml由啟動電源供電，驅動電機M2由驅動電源供電。6.根據權利要求5所述的并聯混合動力驅動系統的能量管理方法，其特征在于:所述驅動電源系統采用硅油冷卻系統進行冷卻。7.根據權利要求6所述的并聯混合動力驅動系統的能量管理方法，其特征在于:所述驅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、電動轉向栗和驅動電機M2。8.根據權利要求7所述的并聯混合動力驅動系統的能量管理方法，其特征在于:所述三合一控制柜上還設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BMS，所述電池管理系統BMS連接控制硅油冷卻系統。
【文檔編號】B60W10/26GK106042894SQ201610486087
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月29日
【發明人】王世強, 黃超, 熊金峰, 杜衛彬, 張衛林, 李江
【申請人】金龍聯合汽車工業（蘇州）有限公司