[發明專利]一種功率分流式混合動力系統及其參數匹配方法

有效

• 申請號: 202110474151.0
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113022544B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 曾小華;李亞朋;宋大鳳;武慶濤;黃鈺峰;岳一霖;段朝勝;李敦邁;向遠貴;鄭琦
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60W20/11
• 分類號: B60W20/11;B60W40/00
• 代理公司: 長春市恒譽專利代理事務所(普通合伙) 22212
• 代理人: 李榮武

本發明提供一種功率分流式混合動力系統及其參數匹配方法，旨在解決功率分流式混合動力系統的設計與匹配問題；所述功率分流式混合動力系統包括發動機、發動機離合器、第一電機、第二電機、電池、電機鎖止離合器、行星排、兩檔自動機械式變速箱、主減速器和車輪；所述參數匹配方法包括如下步驟：首先，計算整車在穩態工況下的需求功率，進行發動機選型，然后確定使系統綜合效率最優的行星排特征參數，并根據動力學關系依次進行變速箱、電機和電池的選型設計，最終確定關鍵控制參數，并通過前向仿真模型進行性能驗證；本發明的動力系統及其參數匹配方法能夠充分發揮出各部件的性能，在保持成本的前提下顯著提高整車動力性能和經濟性能。

技術領域

本發明涉及汽車動力系統領域，具體涉及一種功率分流式混合動力系統及其參數匹配方法。

背景技術

隨著石油資源的日益枯竭和越來越嚴苛的國家排放標準，混合動力汽車正在受到汽車行業更多的關注。由于串聯構型需經過二次能量轉換，并聯構型不能將發動機與路載完全解耦，能融合串聯構型和并聯構型優點的混聯構型成為了汽車行業人員研究的熱點，其中能將動力系統發揮出最佳性能的功率分流式混合動力系統是現在混合動力系統市場的主體。

功率分流式混合動力系統具有成本較高和高速工況下節能效果較差的特點，如何合理地進行系統構型設計和參數匹配，在盡可能低成本的情況下最大限度地發揮動力系統的性能是阻礙其快速發展的一大障礙。

現有的混合動力系統參數匹配多針對多電機動力系統、液壓混合動力系統或不含變速箱的功率分流式混合動力系統，如中國專利公布號CN105667346A，公布日2016-06-15，該發明采用的三電機混合驅動系統參數匹配方法，能在保證動力性的同時，合理降低成本；中國專利公布號CN103991373A，公布日2014-08-20，提出了一種針對液壓混合動力系統的參數匹配方法。中國專利公布號CN108466544B，公布日2019-07-23，該發明的雙模功率分流式混合動力系統的參數匹配方法能夠提高整車的動力性能和經濟性能。目前，沒有一種簡單有效的、針對包含換擋和發動機直驅模式的功率分流式混合動力系統的參數匹配方法。

發明內容

本發明提供的功率分流式混合動力系統及其參數匹配方法，基于增加換擋和發動機直驅模式的混合動力系統構型，綜合考慮系統效率和控制策略，進行各部件參數匹配；所匹配的功率分流式混合動力系統能夠在保持成本的前提下，最大限度地發揮各部件性能。

第一方面，本發明實施例提供了一種功率分流式混合動力系統，包括：發動機、發動機離合器、第一電機、第二電機、電池、電機鎖止離合器、行星排、兩檔自動機械式變速箱、主減速器和車輪；

所述發動機與行星排行星架相連，所述第一電機與行星排太陽輪相連，所述行星排齒圈與第二電機及兩檔自動機械式變速箱相連；兩檔自動機械式變速箱通過主減速器與車輪相連；所述發動機離合器用于控制發動機與行星排行星架的連接，所述電機鎖止離合器用于控制第一電機與車架的連接。

第二方面，本發明實施例還提供了一種功率分流式混合動力系統參數匹配方法，包括下列步驟：

S100，計算整車在最高車速和持續爬坡工況下的需求功率，進行發動機選型；

S200，在行星排特征參數范圍內進行遍歷尋優，得到使系統綜合效率最優的特征參數；

S300，綜合考慮發動機參數和第二電機目標參數，確定兩檔自動機械式變速箱參數；

S400，基于動力系統動力學關系，得到第一電機、第二電機、電池需求參數，進行第一電機、第二電機和電池選型；

S500，基于極限加速時間和經濟性最優，確定換擋車速閾值及發動機直驅模式車速閾值；

S600，基于前向仿真模型，進行匹配結果驗證。

進一步的是，步驟S100發動機選型過程包括步驟：