[發(fā)明專利]電驅(qū)動車輛、動力總成和拖曳期間的綜合車輛控制的邏輯

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• 申請日: 2020-09-24
• 公開（公告）號: CN112549985A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 李冬旭;郝鐳
• 申請（專利權）人: 通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B60L15/20
• 分類號: B60L15/20;B60L58/12;B60L3/00;B60L50/60
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 佘鵬;王瑋

本發(fā)明涉及電驅(qū)動車輛、動力總成和拖曳期間的綜合車輛控制的邏輯。提出了智能車輛和提供綜合拖曳特征的控制邏輯、制造/操作此類車輛的方法及具有用于在拖曳期間保護車輛的動力總成和電氣部件的拖曳特征的電驅(qū)動車輛。控制電驅(qū)動車輛的操作的方法包括車輛控制器，其驗證該車輛的拖曳操作的啟動，并響應地確定是否存在阻止車輛的牽引電動機與其牽引電池組電連接的驅(qū)動系統(tǒng)故障。如果不存在驅(qū)動系統(tǒng)故障，則該控制器確定拖曳期間牽引電動機的速度是否超過校準的基本速度；如果是，則該控制器命令功率逆變器將牽引電動機電連接到牽引電池組。但如果拖曳電動機速度未超過校準的基本速度，則該控制器響應地命令功率逆變器將牽引電動機與電池組斷開。

技術領域

本公開總體上涉及混合動力和電動車輛。更具體而言，本公開的各方面涉及具有電驅(qū)動動力總成和用于車輛拖曳（tow）期間的電氣系統(tǒng)控制的邏輯的智能機動車輛。

背景技術

當前生產(chǎn)的機動車輛，例如現(xiàn)代的汽車，最初配備有動力總成，該動力總成操作來推進車輛并為車輛的車載電子設備供能。例如，在汽車應用中，車輛動力總成通常以原動機為代表，該原動機通過自動或手動換擋的動力傳輸將驅(qū)動扭矩傳遞到車輛的最終驅(qū)動系統(tǒng)（例如，差速器、車軸、車輪等）。由于其立即可用性以及相對低廉的成本、重量輕和效率，歷史上汽車一直由往復活塞式內(nèi)燃機（ICE）組件來供能。作為一些非限制性示例，這樣的發(fā)動機包括壓縮點火（CI）柴油發(fā)動機、火花點火（SI）汽油發(fā)動機、二沖程、四沖程和六沖程架構以及旋轉(zhuǎn)發(fā)動機。另一方面，混合電動和全電動車輛利用諸如電動機發(fā)電機單元（MGU）之類的替代動力源來推進車輛，并且因此，最小化或消除了對用于牽引動力的基于化石燃料的發(fā)動機的依賴。

俗稱為“電動車”的全電動車輛（FEV）是一種電驅(qū)動車輛構造，其完全將內(nèi)燃機和伴隨的外圍部件從動力總成系統(tǒng)中移除，從而僅依靠牽引電動機以用于推進以及支撐附屬負載。基于ICE的車輛的發(fā)動機組件、燃料供應系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)被FEV中的單個或多個牽引電動機、牽引電池組以及電池冷卻和充電電子設備所取代。相比之下，混合電動車輛（HEV）的動力總成采用多個牽引動力源來推進車輛，最常見的是結合電池動力或燃料電池動力的電動機來操作內(nèi)燃機組件。由于混合動力車輛能夠從發(fā)動機以外的來源獲得其動力，因此在車輛通過電動機推進的同時，HEV的發(fā)動機可全部或部分地關閉。

大多數(shù)商業(yè)上可獲得的混合電動和全電動（統(tǒng)稱為“電驅(qū)動”）車輛都采用可充電的牽引電池組來存儲和供應必要的動力，以便操作動力總成的電動機/發(fā)電機單元。為了產(chǎn)生具有足夠的車輛行駛里程、速度和響應性的牽引動力，與標準的12伏啟動、照明和點火（SLI）電池相比，牽引電池組顯著更大、更加強大且容量更高。高壓（HV）電氣系統(tǒng)有助于控制HEV/FEV的牽引電動機與車載牽引電池組之間的電力傳輸。HV電氣系統(tǒng)通常采用前端、DC-DC電功率轉(zhuǎn)換器，其被電連接到車輛的牽引電池組，以便增加對高壓主直流（DC）母線和電子功率逆變器的電壓供應。可以跨主DC母線的正端子和負端子布置高頻大容量電容器，以提供電穩(wěn)定性并存儲補充電能。多相同步MGU的操作和控制可通過如下方式來實現(xiàn)，即：采用功率逆變器模塊（PIM），以使用從動力總成控制模塊（PCM）輸出的脈寬調(diào)制控制信號來將DC功率轉(zhuǎn)換成交流（AC）電功率。

在車輛使用期間，偶爾需要拖曳機動車輛，無論是以平拖操作（例如，拖曳在休閑車輛后面，其中前車輪和后車輪都接觸地面）、斜拖操作（例如，拖曳在集成式拖車（integrated tow truck）后面，其中前輪或后輪被抬離地面）還是板拖（bed-tow）操作（例如，在平板車上拖曳，其中前輪和后輪被抬離地面）。然而，平拖或斜拖電驅(qū)動車輛可能會引起當拖曳的車輛被置于卡車拖斗或拖掛車上時不存在的問題，這是因為接觸道路的車輪的旋轉(zhuǎn)可能會無意地驅(qū)動車輛的牽引電動機。當車輛被拖曳并且電動機與電池組電氣斷開時驅(qū)動牽引電動機可能會引起反電動勢（EMF），該反電動勢可能會潛在地損傷HV系統(tǒng)的大容量電容器。另一方面，在電動機被電連接到電池組時，在車輛拖曳期間驅(qū)動牽引電動機可能會將驅(qū)動系統(tǒng)推入到不受控制的再生充電中，該再生充電產(chǎn)生不受約束的熱，并且在HV電氣系統(tǒng)上產(chǎn)生大電壓供應，這可能會造成對PIM和牽引電池組內(nèi)的各個單格電池的損傷。

發(fā)明內(nèi)容