一种车辆动力装置、车辆动力装置的控制方法及车辆与流程

1.本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆动力装置、车辆动力装置的控制方法及车辆。


背景技术：

2.近年来，随着环境保护需求的增加、传统能源的短缺以及传统能源的价格上涨，新能源动力装置的需求正在增加。
3.相关技术中，虽然车辆动力装置可通过多个电机来提供动力，并且为每个电机配置一个电池，但是为了提高多个电池的状态一致性而使多个电机同时运行，因此导致不能灵活控制电机运行数量，多个电机同时运行也会导致效率降低。
4.因此，亟需设计一种车辆动力装置、车辆动力装置的控制方法及车辆，以灵活控制电机运行数量，并且提高效率。


技术实现要素：

5.本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。
6.为此，本发明提供一种车辆动力装置，可灵活控制电机运行数量，并且提高效率。本发明还提供一种车辆动力装置的控制方法及一种车辆。
7.根据本发明第一方面的一种车辆动力装置包括车辆控制单元和多个动力系统，每个动力系统包括：电池，用于提供电力；电机，用于利用电池的电力来提供动力；微控制单元，分别与电池、电机和车辆控制单元连接，用于将电池的电力提供给电机，将电机的转速、扭矩和功率传输给车辆控制单元；各个动力系统的电机串联连接，车辆控制单元用于根据电机的转速、扭矩和功率来控制电机的运行数量，并且向微控制单元发送控制指令，以使微控制单元根据控制指令来控制电机的运行。
8.可选的，车辆控制单元还用于：在驱动模式下，判断电机的转速是否小于等于额定转速；当电机的转速小于等于额定转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于等于额定扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于额定扭矩的（x-1）/n并且小于等于额定扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于额定扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当电机的转速大于额定转速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于等于额定功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于额定功率的（x-1）/n并且小于等于额定功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于额定功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。
9.可选的，车辆控制单元还用于：在制动模式下，判断电机的转速是否小于等于峰值扭矩拐点转速；当电机的转速小于等于峰值扭矩拐点转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于峰值扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于等于峰值扭矩的（x-1）/n并且小于峰值扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于等于峰值扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当电机的转速大于峰值扭矩拐点转速时，对电机的功率所处
区间进行判断，当电机的功率小于峰值功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于等于峰值功率的（x-1）/n并且小于峰值功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于等于峰值功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。
10.可选的，每个动力系统还包括：电池管理系统，分别与车辆控制单元和电池连接，用于将电池的电荷状态值传输给车辆控制单元，车辆控制单元还用于：根据电池的电荷状态值来控制电机的运行。
11.可选的，车辆动力装置包括三个动力系统，车辆控制单元还用于：在驱动模式下，当电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动；当电机的运行数量为2台时，选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动；在制动模式下，当电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动；当电机的运行数量为2台时，选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动。
12.可选的，车辆动力装置包括三个动力系统，车辆控制单元还用于：对电池的电荷状态值所处区间进行判断，使电荷状态值小于第二阈值的电池所对应的电机在正向驱动模式下不被运行，使电荷状态值大于等于第三阈值的电池所对应的电机在制动模式下不被运行。
13.可选的，车辆动力装置包括三个动力系统，微控制单元还用于将电机的电机温度传输给车辆控制单元，车辆控制单元还用于：使电机温度处于第一温度区间的电机正常运行，使电机温度处于第二温度区间的电机降功率运行，使电机温度处于第三温度区间的电机不运行。
14.根据本发明第二方面的一种车辆包括第一方面或其各实现方式中的车辆动力装置。
15.根据本发明第三方面，提供一种车辆动力装置的控制方法，车辆动力装置包括车辆控制单元和多个动力系统，每个动力系统包括依次连接的电池、微控制单元和电机，微控制单元还与车辆控制单元连接，各个动力系统的电机串联连接，车辆动力装置的控制方法包括：微控制单元将电机的转速、扭矩和功率传输给车辆控制单元；车辆控制单元根据电机的转速、扭矩和功率来控制电机的运行数量；车辆控制单元向微控制单元发送控制指令；微控制单元根据控制指令来控制电机的运行。
16.可选的，车辆控制单元根据电机的转速、扭矩和功率来控制电机的运行数量，包括：在驱动模式下，判断电机的转速是否小于等于额定转速；当电机的转速小于等于额定转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于等于额定扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于额定扭矩的（x-1）/n并且小于等于额定扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于额定扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当电机的转速大于额定转
速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于等于额定功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于额定功率的（x-1）/n并且小于等于额定功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于额定功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。
17.可选的，车辆控制单元根据电机的转速、扭矩和功率来控制电机的运行数量，包括：在制动模式下，车辆控制单元判断电机的转速是否小于等于峰值扭矩拐点转速；当电机的转速小于等于峰值扭矩拐点转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于峰值扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于等于峰值扭矩的（x-1）/n并且小于峰值扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于等于峰值扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当电机的转速大于峰值扭矩拐点转速时，车辆控制单元对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于峰值功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于等于峰值功率的（x-1）/n并且小于峰值功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于等于峰值功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。
18.可选的，每个动力系统还包括：电池管理系统，分别与车辆控制单元和电池连接；车辆动力装置的控制方法还包括：电池管理系统将电池的电荷状态值传输给车辆控制单元；车辆控制单元根据电池的电荷状态值来控制电机的运行。
19.可选的，车辆动力装置包括三个动力系统，车辆控制单元根据电池的电荷状态值来控制电机的运行，包括：在驱动模式下，当电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动；当电机的运行数量为2台时，选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动；在制动模式下，当电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动；当电机的运行数量为2台时，选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动。
20.可选的，车辆动力装置包括三个动力系统，车辆控制单元根据电池的电荷状态值来控制电机的运行，包括：对电池的电荷状态值所处区间进行判断，使电荷状态值小于第二阈值的电池所对应的电机在正向驱动模式下不被运行，使电荷状态值大于等于第三阈值的电池所对应的电机在制动模式下不被运行。
21.可选的，车辆动力装置包括三个动力系统，车辆动力装置的控制方法还包括：微控制单元将电机的电机温度传输给车辆控制单元；车辆控制单元使电机温度处于第一温度区间的电机正常运行，使电机温度处于第二温度区间的电机降功率运行，使电机温度处于第三温度区间的电机不运行。
22.上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
23.对于本发明的一种车辆动力装置，可使串联的电机用于直接驱动，形成直驱式动力装置，采用直驱式动力装置可减少驱动中断几率；可根据电机的转速、扭矩和功率来控制
电机的运行数量，由于电机的运行数量可控，因此可解决不能灵活控制电机运行数量的问题；可通过运行更少的电机，在一定程度上提高效率，减少电机和电池损耗，提高使用寿命。
24.本发明所提供的车辆包括上文描述的车辆动力装置，由于上文描述的车辆动力装置具有上述技术效果，则包括该车辆动力装置的车辆也应具有相应的技术效果。
25.本发明所提供的车辆动力装置的控制方法可基于上文描述的车辆动力装置来实现，由于上文描述的车辆动力装置具有上述技术效果，则基于该车辆动力装置来实现的控制方法也应具有相应的技术效果。
附图说明
26.图1示出了本发明提供的一个实施例的车辆动力装置的结构示意图；
27.图2示出了本发明提供的一个实施例的驱动模式的控制流程图；
28.图3示出了本发明提供的一个实施例的制动模式的控制流程图；
29.图4示出了本发明提供的一个实施例的驱动模式下用于电荷状态均衡的控制流程图；
30.图5示出了本发明提供的一个实施例的制动模式下用于电荷状态均衡的控制流程图；
31.图6示出了本发明提供的一个实施例的策略选择的实现流程图；
32.图7示出了本发明提供的一个实施例的车辆动力装置的控制方法的流程图。
具体实施方式
33.发明人在研究中发现，在相关技术中，车辆动力装置的电机可将电力转化为动力。多台电机中的每台电机连接有一个电池，为了提高电池状态一致性，需要多个电机同时运转，这将导致效率下降。大型车辆等设备需要相对高的功率和相对可靠的动力装置。诸如采矿车等车辆采用手动换挡或amt（automated mechanical transmission，自动机械式变速器）并且采用非直驱式动力装置，这将导致动力中断，在载重时的坡路换挡情况下，存在安全隐患。当电压高达900伏的动力装置配置有单台电机时，由于将产生相对大的电流，因此需要过流能力更强且成本更高的控制元件，将导致实现困难和成本高的问题，一旦单台电机故障，将导致动力装置停止运行。
34.为了至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一，本发明提供一种车辆动力装置、车辆动力装置的控制方法及车辆。下面参考图1至图7来描述根据本发明提供的一些实施例的一种车辆动力装置、车辆动力装置的控制方法及车辆。
35.参见图1至图6，本发明提供的一个实施例的一种车辆动力装置包括车辆控制单元和多个动力系统，每个动力系统包括：电池，用于提供电力；电机，用于利用电池的电力来提供动力；微控制单元，分别与电池、电机和车辆控制单元连接，用于将电池的电力提供给电机，将电机的转速、扭矩和功率传输给车辆控制单元；各个动力系统的电机串联连接，车辆控制单元用于根据电机的转速、扭矩和功率来控制电机的运行数量，并且向微控制单元发送控制指令，以使微控制单元根据控制指令来控制电机的运行。
36.需要说明的是，图1示出了包括三个动力系统的实施例，并非用于限制本发明的保护范围，示例性实施例的车辆动力装置可包括更多动力系统。第一电机、第二电机、第三电
机串联，并且直接与车轴或车桥等连接，以实现直驱式驱动的直驱式动力装置。例如，如图1所示，串联的第一电机、第二电机和第三电机可与减速器200连接，减速器200可与车轮100连接。示例性地，第一动力系统包括：第一电机、第一mcu（microcontroller unit，微控制单元）、第一电池以及第一bms（battery management system，电池管理系统），其中，第一电机、第一mcu、第一电池以及第一bms依次连接，第二动力系统与第三动力系统也具有类似的结构，这里不再赘述。
37.在示例性实施例中，第一bms、第二bms、第三bms、第一mcu、第二mcu、第三mcu、vcu（vehicle controller unit，车辆控制单元）、换挡手柄、油门、缓行手柄、脚刹车以及手刹车可通过can（controller area network，控制器局域网络）连接。vcu可向相应mcu发送控制指令，以便控制相应的电机。bms可监测电池状态；mcu可监测电机状态，并且为电机提供电力。这里的三个动力系统可视为并联。三个动力系统的总输出电压可以是600v。由于设置多个电池，因此可采用多枪同时充电的方式充电以节约充电时间。多个电机采用串联直驱式驱动，可减少甚至避免动力中断，进而提高系统可靠性，提高系统稳定性，减少安全隐患。由于可控制电机的运行数量，从而实现不同电机的组合工作，从而可达到灵活选择电机的效果。可根据需要，使较少数量的电机被使用，从而提高效率。另外，还可使处于稳定、高效的状态下的电机运行，从而进一步提高稳定性和效率，降低能耗。与3台电机同时运行相比，单台电机运行的效率将提升20%甚至更高。由于多台电机以及对应的电池分担了车辆动力装置的电压和电流，因此可减少车辆动力装置的控制复杂程度，可利用成本相对低的元件来实现，达到更容易实现且成本更低的效果。在多台电机串联的情况下，当存在故障停机的电机时，可选择非故障状态的电机用于运行，从而可减少故障停机率。
38.进一步的，车辆控制单元还用于：在驱动模式下，判断电机的转速是否小于等于额定转速；当电机的转速小于等于额定转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于等于额定扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于额定扭矩的（x-1）/n并且小于等于额定扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于额定扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当电机的转速大于额定转速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于等于额定功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于额定功率的（x-1）/n并且小于等于额定功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于额定功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。
39.举例而言，在驱动模式下，判断电机的转速是否小于等于额定转速；当电机的转速小于等于额定转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于等于额定扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于额定扭矩的1/n并且小于等于额定扭矩的2/n时，使2台电机运行，以此类推，当电机的扭矩大于额定扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当电机的转速大于额定转速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于等于额定功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于额定功率的1/n并且小于等于额定功率的2/n时，使2台电机运行，以此类推，当电机的功率大于额定功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n为自然数，n大于等于3，n为电机的总数。
40.示例性的，若当前车辆动力装置中包含3台电机，则n取值为3，首先判断电机当前转速，若当前转速小于等于电机的额定转速，则将电机的扭矩与额定扭矩进行判断，将额定扭矩三等分段，形成三个子集，电机的扭矩归属三个子集中一个子集，对应车辆动力装置中
单电机、双电机、三电机工作；若当前转速大于电机的额定转速，则将电机的功率与额定功率进行判断，将额定功率三等分段，形成三个子集，电机的功率归属三个子集中一个子集，对应车辆动力装置中单电机、双电机、三电机工作。
41.在示例性实施例中，可通过选择与特定倍率额定功率或特定倍率额定扭矩相匹配的电机数量来进行工作，可使电机运行数量在可行的范围内进行合理分配。在电机效率出现降低趋势时，可及时增加或减少电机运行数量。例如，特定倍率额定扭矩和特定倍率额定功率可反映电机效率变化较大的状态，可在发生较大变化前改变电机运行数量，从而尽可能提高效率和运行稳定性。
42.进一步的，车辆控制单元还用于：在制动模式下，判断电机的转速是否小于等于峰值扭矩拐点转速；当电机的转速小于等于峰值扭矩拐点转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于峰值扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于等于峰值扭矩的（x-1）/n并且小于峰值扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于等于峰值扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当电机的转速大于峰值扭矩拐点转速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于峰值功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于等于峰值功率的（x-1）/n并且小于峰值功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于等于峰值功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。
43.举例而言，在制动模式下，判断电机的转速是否小于等于峰值扭矩拐点转速；其中，峰值扭矩拐点转速即电机外特性曲线拐点转速。当电机的转速小于等于峰值扭矩拐点转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于峰值扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于等于峰值扭矩的1/n并且小于峰值扭矩的2/n时，使2台电机运行，以此类推，当电机的扭矩大于等于峰值扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当电机的转速大于峰值扭矩拐点转速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于峰值功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于等于峰值功率的1/n并且小于峰值功率的2/n时，使2台电机运行，以此类推，当电机的功率大于等于峰值功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n为自然数，n大于等于3，n为电机的总数。
44.在示例性实施例中，可通过如下描述来理解峰值扭矩拐点转速：恒扭矩状态是指电机在一段时间内输出扭矩恒定；恒功率状态是指电机在一段时间内输出功率恒定，电机从恒扭矩状态转为恒功率状态的时刻所输出的转速为峰值扭矩拐点转速。具体而言，当启动电机后，电机转速逐渐提升，电机的输出功率逐渐增大，电机的输出扭矩保持不变，电机处于恒扭矩状态；转速在增加至电机的输出功率达到最大值（即峰值功率）时，可称为拐点转速；接下来，随着转速的继续增加，电机的输出扭矩则开始降低，电机的输出功率则保持为峰值功率，电机处于恒功率状态。在制动模式下，特定倍率峰值扭矩和特定倍率峰值功率可反映电机效率变化较大的状态，可在发生较大变化前改变电机运行数量，从而尽可能提高效率和运行稳定性。
45.示例性地，若当前车辆动力装置中包含3台电机，则n取值为3，判断当前电机转速与电机外特性曲线拐点转速，若当前转速小于等于外特性曲线拐点转速，则对制动需求扭矩与总成峰值扭矩进行判断，将总成峰值扭矩三等分段，形成三个子集，制动需求扭矩归属三个子集中一个子集，对应动力装置中单电机、双电机、三电机工作；若当前转速大于外特性曲线拐点转速，则对制动需求功率与总成峰值功率进行判断，将总成峰值功率三等分段，
形成三个子集，制动需求功率归属三个子集中一个子集，对应动力总成中单电机、双电机、三电机工作。
46.在示例性实施例中，图2和图3分别对应于驱动模式和制动模式，虽然这些附图以三个电机为例来进行说明，但是实施例可扩展为更多电机，并能达到相应的技术效果，这里不再赘述。
47.进一步的，每个动力系统还包括：电池管理系统，分别与车辆控制单元和电池连接，用于将电池的soc（state of charge，电荷状态值）传输给车辆控制单元，车辆控制单元还用于：根据电池的电荷状态值来控制电机的运行。
48.在示例性实施例中，电荷状态值可反映电池剩余电量占总电量的百分比，即反映电池耗电情况，根据电池耗电情况，及时改变电机的运行状态，从而改变电池的运行状态，从而可使电池电量满足需要，达到灵活控制电池电量的效果。
49.进一步的，车辆动力装置包括三个动力系统，车辆控制单元还用于：在驱动模式下，当电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动；当电机的运行数量为2台时，选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动；在制动模式下，当电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动；当电机的运行数量为2台时，选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动。
50.需要说明的是，可对三个电池的电荷状态值排序，按照从小到大的顺序可分别是最小电荷状态值、中间电荷状态值和最大电荷状态值。在示例性实施例中，参照图4和图5，在驱动模式和制动模式下，为了实现soc均衡，可通过电荷状态值的比较来选择或切换需要运行的电机，进而使多个电池的电荷状态值相对均衡，达到合理分配电池电量的效果。
51.示例性的，车辆动力装置包括三个动力系统，车辆控制单元还用于：对电池的电荷状态值所处区间进行判断，使电荷状态值小于第二阈值的电池所对应的电机在正向驱动模式下不被运行，使电荷状态值大于等于第三阈值的电池所对应的电机在制动模式下不被运行。
52.进一步的，车辆动力装置包括三个动力系统，微控制单元还用于将电机的电机温度传输给车辆控制单元，车辆控制单元还用于：使电机温度处于第一温度区间的电机正常运行，使电机温度处于第二温度区间的电机降功率运行，使电机温度处于第三温度区间的电机不运行。
53.在示例性实施例中，参照图6，可通过策略选择来确定基于电机温度来对电机进行控制，还是基于电池的soc值来对电机进行控制。电机降功率运行可表示使电机的运行功率降低，以在低功率状态下提高电机运行稳定性。正向驱动模式可表示车辆向前行驶的模式。第一温度区间可以是小于130℃，第二温度区间可以是大于等于130℃并且小于150℃，第三
温度区间可以是大于等于150℃。第一温度区间、第二温度区间和第三温度区间可以是连续的温度区间。电荷状态值可用于表示剩余电量。第二阈值和第三阈值可分别为20%和85%，分别表示剩余电量为总电量的20%和85%。可首先进行基于温度的电机控制，随后进行基于soc值的电机控制，通过上述操作，可使稳定性相对高的电机被运行，从而提高系统稳定性。
54.在另一实施例中，示例性实施例的车辆动力装置可被设置于车辆中。该车辆可以是采矿车、矿用宽体车、矿用载重车等，采矿车可包括采煤车。
55.在另一实施例中，如图7所示，示例性实施例提供一种车辆动力装置的控制方法，车辆动力装置包括车辆控制单元和多个动力系统，每个动力系统包括依次连接的电池、微控制单元和电机，微控制单元还与车辆控制单元连接，各个动力系统的电机串联连接，相应地，车辆动力装置的控制方法包括：
56.s101，微控制单元将电机的转速、扭矩和功率传输给车辆控制单元；
57.s102，车辆控制单元根据电机的转速、扭矩和功率来控制电机的运行数量；
58.s103，车辆控制单元向微控制单元发送控制指令；
59.s104，微控制单元根据控制指令来控制电机的运行。
60.进一步的，车辆控制单元根据电机的转速、扭矩和功率来控制电机的运行数量，包括：在驱动模式下，判断电机的转速是否小于等于额定转速；当电机的转速小于等于额定转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于等于额定扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于额定扭矩的（x-1）/n并且小于等于额定扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于额定扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当电机的转速大于额定转速时，车辆控制单元对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于等于额定功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于额定功率的（x-1）/n并且小于等于额定功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于额定功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。
61.进一步的，车辆控制单元根据电机的转速、扭矩和功率来控制电机的运行数量，包括：在制动模式下，判断电机的转速是否小于等于峰值扭矩拐点转速；当电机的转速小于等于峰值扭矩拐点转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于峰值扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于等于峰值扭矩的（x-1）/n并且小于峰值扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于等于峰值扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当电机的转速大于峰值扭矩拐点转速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于峰值功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于等于峰值功率的（x-1）/n并且小于峰值功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于等于峰值功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。
62.进一步的，每个动力系统还包括：电池管理系统，分别与车辆控制单元和电池连接；车辆动力装置的控制方法还包括：电池管理系统将电池的电荷状态值传输给车辆控制单元；车辆控制单元根据电池的电荷状态值来控制电机的运行。
63.进一步的，车辆动力装置包括三个动力系统，车辆控制单元根据电池的电荷状态值来控制电机的运行，包括：在驱动模式下，当电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动；当电机的运
行数量为2台时，选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动；在制动模式下，当电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动；当电机的运行数量为2台时，选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动。
64.进一步的，车辆动力装置包括三个动力系统，车辆控制单元根据电池的电荷状态值来控制电机的运行，包括：对电池的电荷状态值所处区间进行判断，使电荷状态值小于第二阈值的电池所对应的电机在正向驱动模式下不被运行，使电荷状态值大于等于第三阈值的电池所对应的电机在制动模式下不被运行。
65.进一步的，车辆动力装置包括三个动力系统，车辆动力装置的控制方法还包括：微控制单元将电机的电机温度传输给车辆控制单元；车辆控制单元使电机温度处于第一温度区间的电机正常运行，使电机温度处于第二温度区间的电机降功率运行，使电机温度处于第三温度区间的电机不运行。
66.由于示例性实施例提供的车辆包括上述任一示例性实施例的车辆动力装置，因此该车辆具有上述任一实施例提供的车辆动力装置的全部有益效果，此处不再赘述。
67.由于示例性实施例提供的车辆动力装置的控制方法基于上述任一示例性实施例的车辆动力装置来实现，因此该控制方法具有上述任一实施例提供的车辆动力装置的全部有益效果，该控制方法的实现方式可参照车辆动力装置实施例来实现，此处不再赘述。
68.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
69.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
70.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”，可以是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”，可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度低于第二特征。
71.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材
料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
72.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行改动、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种车辆动力装置，其特征在于，包括：车辆控制单元和多个动力系统，每个动力系统包括：电池，用于提供电力；电机，用于利用所述电池的电力来提供动力；微控制单元，分别与所述电池、所述电机和所述车辆控制单元连接，用于将所述电池的电力提供给所述电机，将所述电机的转速、扭矩和功率传输给所述车辆控制单元；各个所述动力系统的电机串联连接，所述车辆控制单元用于根据所述电机的转速、扭矩和功率来控制所述电机的运行数量，并且向所述微控制单元发送控制指令，以使所述微控制单元根据所述控制指令来控制所述电机的运行。2.如权利要求1所述的车辆动力装置，其特征在于，所述车辆控制单元还用于：在驱动模式下，判断所述电机的转速是否小于等于额定转速；当所述电机的转速小于等于所述额定转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于等于额定扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于所述额定扭矩的（x-1）/n并且小于等于所述额定扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于所述额定扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当所述电机的转速大于所述额定转速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于等于额定功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于所述额定功率的（x-1）/n并且小于等于所述额定功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于所述额定功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。3.如权利要求1所述的车辆动力装置，其特征在于，所述车辆控制单元还用于：在制动模式下，判断所述电机的转速是否小于等于峰值扭矩拐点转速；当所述电机的转速小于等于所述峰值扭矩拐点转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于峰值扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于等于所述峰值扭矩的（x-1）/n并且小于所述峰值扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于等于所述峰值扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当所述电机的转速大于所述峰值扭矩拐点转速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于峰值功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于等于所述峰值功率的（x-1）/n并且小于所述峰值功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于等于所述峰值功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。4.如权利要求1所述的车辆动力装置，其特征在于，每个动力系统还包括：电池管理系统，分别与所述车辆控制单元和所述电池连接，用于将所述电池的电荷状态值传输给所述车辆控制单元，所述车辆控制单元还用于：根据所述电池的电荷状态值来控制所述电机的运行。5.如权利要求4所述的车辆动力装置，其特征在于，所述车辆动力装置包括三个动力系统，所述车辆控制单元还用于：在驱动模式下，当所述电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动；当所述电机的运行数量为2台
时，选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动；在制动模式下，当所述电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动；当所述电机的运行数量为2台时，选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动。6.如权利要求4所述的车辆动力装置，其特征在于，所述车辆动力装置包括三个动力系统，所述车辆控制单元还用于：对电池的电荷状态值所处区间进行判断，使电荷状态值小于第二阈值的电池所对应的电机在正向驱动模式下不被运行，使电荷状态值大于等于第三阈值的电池所对应的电机在制动模式下不被运行。7.如权利要求4所述的车辆动力装置，其特征在于，所述车辆动力装置包括三个动力系统，所述微控制单元还用于将所述电机的电机温度传输给所述车辆控制单元，所述车辆控制单元还用于：使电机温度处于第一温度区间的电机正常运行，使电机温度处于第二温度区间的电机降功率运行，使电机温度处于第三温度区间的电机不运行。8.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1至7中任一项权利要求所述的车辆动力装置。9.一种车辆动力装置的控制方法，其特征在于，所述车辆动力装置包括车辆控制单元和多个动力系统，每个动力系统包括依次连接的电池、微控制单元和电机，所述微控制单元还与所述车辆控制单元连接，各个所述动力系统的电机串联连接，所述车辆动力装置的控制方法，包括：所述微控制单元将所述电机的转速、扭矩和功率传输给所述车辆控制单元；所述车辆控制单元根据所述电机的转速、扭矩和功率来控制所述电机的运行数量；所述车辆控制单元向所述微控制单元发送控制指令；所述微控制单元根据所述控制指令来控制所述电机的运行。10.如权利要求9所述的车辆动力装置的控制方法，其特征在于，所述车辆控制单元根据所述电机的转速、扭矩和功率来控制所述电机的运行数量，包括：在驱动模式下，判断所述电机的转速是否小于等于额定转速；当所述电机的转速小于等于所述额定转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于等于额定扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于所述额定扭矩的（x-1）/n并且小于等于所述额定扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于所述额定扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当所述电机的转速大于所述额定转速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于等于额定功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于所述额定功率的（x-1）/n并且小于等于所述额定功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于所述额定功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；
n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。11.如权利要求9所述的车辆动力装置的控制方法，其特征在于，所述车辆控制单元根据所述电机的转速、扭矩和功率来控制所述电机的运行数量，包括：在制动模式下，判断所述电机的转速是否小于等于峰值扭矩拐点转速；当所述电机的转速小于等于所述峰值扭矩拐点转速时，对电机的扭矩所处区间进行判断，当电机的扭矩小于峰值扭矩的1/n时，使1台电机运行，当电机的扭矩大于等于所述峰值扭矩的（x-1）/n并且小于所述峰值扭矩的x/n时，使x台电机运行，当电机的扭矩大于等于所述峰值扭矩的（n-1）/n时，使n台电机运行；当所述电机的转速大于所述峰值扭矩拐点转速时，对电机的功率所处区间进行判断，当电机的功率小于峰值功率的1/n时，使1台电机运行，当电机的功率大于等于所述峰值功率的（x-1）/n并且小于所述峰值功率的x/n时，使x台电机运行，当电机的功率大于等于所述峰值功率的（n-1）/n时，使n台电机运行；n和x为自然数，n大于等于3，x大于1并且小于n。12.如权利要求9所述的车辆动力装置的控制方法，其特征在于，每个动力系统还包括：电池管理系统，分别与所述车辆控制单元和所述电池连接；所述车辆动力装置的控制方法还包括：所述电池管理系统将所述电池的电荷状态值传输给所述车辆控制单元；所述车辆控制单元根据所述电池的电荷状态值来控制所述电机的运行。13.如权利要求12所述的车辆动力装置的控制方法，其特征在于，所述车辆动力装置包括三个动力系统，所述车辆控制单元根据所述电池的电荷状态值来控制所述电机的运行，包括：在驱动模式下，当所述电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最大的电池对应的电机用于驱动；当所述电机的运行数量为2台时，选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对大的2个电池分别对应的电机用于驱动；在制动模式下，当所述电机的运行数量为1台时，选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动，并且在中间电荷状态值与最小电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值最小的电池对应的电机用于制动；当所述电机的运行数量为2台时，选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动，并且在最大电荷状态值与中间电荷状态值之间的差值大于等于第一阈值时，重新选择与电荷状态值相对小的2个电池分别对应的电机用于制动。14.如权利要求12所述的车辆动力装置的控制方法，其特征在于，所述车辆动力装置包括三个动力系统，所述车辆控制单元根据所述电池的电荷状态值来控制所述电机的运行，包括：对电池的电荷状态值所处区间进行判断，使电荷状态值小于第二阈值的电池所对应的电机在正向驱动模式下不被运行，使电荷状态值大于等于第三阈值的电池所对应的电机在制动模式下不被运行。
15.如权利要求12所述的车辆动力装置的控制方法，其特征在于，所述车辆动力装置包括三个动力系统，所述车辆动力装置的控制方法还包括：所述微控制单元将所述电机的电机温度传输给所述车辆控制单元；所述车辆控制单元使电机温度处于第一温度区间的电机正常运行，使电机温度处于第二温度区间的电机降功率运行，使电机温度处于第三温度区间的电机不运行。

技术总结
本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆动力装置、车辆动力装置的控制方法及车辆。该车辆动力装置包括：车辆控制单元和多个动力系统，每个动力系统包括：电池，用于提供电力；电机，用于利用电池的电力来提供动力；微控制单元，分别与电池、电机和车辆控制单元连接，用于将电池的电力提供给电机，将电机的转速、扭矩和功率传输给车辆控制单元；各个动力系统的电机串联连接，车辆控制单元用于根据电机的转速、扭矩和功率来控制电机的运行数量，并且向微控制单元发送控制指令，以使微控制单元根据控制指令来控制电机的运行。可解决不能灵活控制电机运行数量的问题；可在一定程度上提高效率，减少电机和电池损耗，提高使用寿命。提高使用寿命。提高使用寿命。


技术研发人员：程乐 司政勇 李博 武永亮 张玉源
受保护的技术使用者：三一智能装备有限公司
技术研发日：2023.08.29
技术公布日：2023/9/23