[发明专利]集成液力与电池的车辆复合能源系统及其控制方法

权利要求书

1.一种集成液力与电池的车辆复合能源系统的控制方法，集成液力与电池的车辆复合能源系统，包括整车控制器、液压储能器、电液控制模块、双向液压马达、减速机构、离合器、驱动电机、减速器、电池、电机控制器及电池管理系统、制动助力控制单元及CAN总线；

双向液压马达的输出轴通过减速机构、离合器与驱动电机的转子的一端连接，驱动电机转子的另一端通过减速器与车轮连接；所述的双向液压马达的两个进油口分别与油箱和液压储能器连接，液压储能器的进油口与电液控制模块的出油口连接，电液控制模块的进油口与双向液压马达的出油口连接；双向液压马达控制端口与电液控制模块电连接；

所述的驱动电机与电机控制器电连接，车轮设有机械制动机构，机械制动机构与制动助力控制单元电连接；所述的电池与电池管理系统电连接；所述的电液控制模块、离合器、电机控制器、电池管理系统及制动助力控制单元并联在CAN总线上，CAN总线与整车控制器电连接；

当驾驶员踩下加速踏板时，车辆进入驱动模式；整车控制器根据整车的质量、车速、汽车迎风面积、飞轮转动惯量、车轮转动惯量、油门踏板开度、油门踏板开度变化率计算驾驶员需求功率P；整车控制器根据液压储能器的实时压力、最低压力、实时压力所对应的气体体积、气体多变指数计算液压储能器储能状态E_c；整车控制器通过液压储能器储能状态E_c、双向液压马达供能循环周期的时间、减速机构效率及减速器效率计算双向液压马达的输出驱动功率P_hyd；整车控制器根据CAN总线上的电机转速，通过存储于整车控制器中的电机转速-转矩MAP，结合减速器效率，计算驱动电机的输出驱动功率P_mo；整车控制器根据液压储能器储能状态E_c、驾驶员需求功率P、双向液压马达的输出驱动功率P_hyd、驱动电机的输出驱动功率P_mo，进行驱动模式的选择和控制；

当驾驶员踩下制动踏板时，车辆进入制动能量回收模式；车辆制动助力控制单元通过CAN总线上的制动踏板开度信号、前轴到质心的距离、汽车轴距、整车质量计算驱动电机和双向液压马达所在车轴上的驾驶员目标制动力F_t；根据液压储能器的实时压力、最低压力所对应的气体体积、气体多变指数计算液压储能器的储能状态E_c；整车控制器通过液压储能器储能状态E_c、双向液压马达供能循环周期时间、轮胎中心速度、减速机构效率及减速器效率计算双向液压马达提供的制动力F_bf；根据CAN总线上的当前电机转速信号，通过存储于整车控制器中的电机转速-转矩MAP，结合传动比、减速器效率及轮胎半径，获取驱动电机所能提供的制动力F_mf；整车控制器根据驾驶员目标制动力F_t、双向液压马达所能提供制动力F_bf、驱动电机所能提供制动力F_mf及液压储能器的储能状态E_c，进行制动能量回收模式的选择和控制；

制动能量回收模式的选择和控制的具体方法如下：

车辆进入制动能量回收模式后，在与驱动电机及双向液压马达共同连接的车轴中，若驱动电机转速n小于电机最低发电阈值转速n_min，液压储能器的储能状态E_c小于最高能量E_max，且双向液压马达所能提供制动力F_bf不小于该车轴所需的目标制动力F_t时，整车控制器控制离合器结合，并控制双向液压马达切换为油泵模式，整车控制器控制集成液力与电池的车辆复合能源系统进入双向液压马达制动模式；

在与驱动电机及双向液压马达共同连接的车轴中，若驱动电机转速n小于电机最低发电阈值转速n_min，液压储能器的储能状态E_c小于最高能量E_min，且双向液压马达所能提供制动力F_bf小于该车轴所需的目标制动力F_t时，整车控制器控制离合器结合，并控制双向液压马达切换为油泵模式，双向液压马达提供一部分制动力，其余所需制动力由车辆机械制动系统提供，整车控制器控制集成液力与电池的车辆复合能源系统进入液压马达制动和机械制动相结合的制动模式；

在与驱动电机及双向液压马达共同连接的车轴中，若驱动电机转速n不小于电机最低发电阈值转速n_min，液压储能器的储能状态E_c等于最高能量E_max，且驱动电机所能提供制动力F_mf不小于该车轴所需的目标制动力时，双向液压马达无法提供制动力，整车控制器控制离合器分离；此时制动力由驱动电机单独提供，整车控制器控制集成液力与电池的车辆复合能源系统进入电机单独制动模式；

在与驱动电机及双向液压马达共同连接的车轴中，若驱动电机转速n不小于电机最低发电阈值转速n_min，液压储能器的储能状态E_c等于最高能量E_max，且驱动电机所能提供的制动力F_mf小于该车轴所需的目标制动力F_t时，双向液压马达无法提供制动力，整车控制器控制离合器分离；此时驱动电机工作在制动模式，提供一部分制动力，其余所需制动力F_mm由车辆机械制动系统提供，即F_t＝F_mf+F_mm，整车控制器控制集成液力与电池的车辆复合能源系统进入电机制动和机械制动相结合的制动模式；

在与驱动电机及双向液压马达共同连接的车轴中，若驱动电机的转速n不小于电机最低发电阈值转速n_min，液压储能器的储能状态E_c小于最高能量E_max，且驱动电机和双向液压马达所能提供的制动力之和F_mf+F_bf不小于该车轴所需的目标制动力F_t时，整车控制器控制离合器结合，并控制双向液压马达切换为油泵模式，该车轴制动力由驱动电机和双向液压马达共同提供，整车控制器控制集成液力与电池的车辆复合能源系统进入双向液压马达制动和电机制动相结合的制动模式；

在驱动与电机及双向液压马达共同连接的车轴中，若驱动电机的转速n不小于电机最低发电阈值转速n_min，液压储能器的储能状态E_c小于最高能量E_max，且驱动电机和双向液压马达所能提供的制动力之和F_mf+F_bf小于该车轴所需的目标制动力F_t时，整车控制器控制离合器结合，控制双向液压马达切换为油泵模式，驱动电机工作在制动模式，两者提供一部分制动力，其余所需制动力F_mm由车辆机械制动系统提供，即F_t＝F_mf+F_bf+F_mm，整车控制器控制集成液力与电池的车辆复合能源系统进入电机制动、双向液压马达制动和机械制动相结合的制动模式；

在与驱动电机及双向液压马达共同连接的车轴中，若驱动电机的转速n小于电机最低发电阈值转速n_min，液压储能器的储能状态E_c等于最高能量E_max，此时驱动电机和液压储能器均无法进行能量回收，整车控制器控制集成液力与电池的车辆复合能源系统进入纯机械制动模式。