1.本发明属于新能源汽车技术领域，尤其涉及一种串并联混合动力系统的双阈值工作模式切换控制方法。
背景技术：
2.混合动力汽车是汽车产业节能减排的重要发展方向，一方面其具有多个动力源，通过模式切换控制，在不同工况下选择合适的动力源及动力传递路径，能够充分发挥不同动力源在不同工况下的工作效率，另一方面能够实现制动能量回收，实现能量的二次利用。因此，针对不同的工况判断并选择合适的工作模式，实现动力的高效输出与能量回收，是保证混合动力汽车驾驶性能与经济性能的重点内容。
3.专利申请公开号cn113320522a，公开了一种混合动力车辆工作模式切换方法，从发动机比油耗的角度出发可通过选择并联工作模式和串联工作模式中发动机油耗较低的工作模式，来最大效能的利用发动机高效区，从而降低整车的油耗，提升整车的经济性水平。
4.专利申请公开号cn110949368a，定义了混动车辆的整车工作模式，并根据工作状态信息确定目标工作模式，设置了不同模式之间相互切换的工作状态阈值，但当整车的工作状态信息在阈值附近上下波动时，会导致整车工作模式在两种模式之间来回切换，影响整车驾驶稳定性与驾驶舒适性。
技术实现要素：
5.为了解决上述已有技术存在的不足，本发明提出一种串并联混合动力系统的双阈值工作模式切换判定条件及控制方法，以实现混动系统工作模式的判定与切换控制，满足混合动力汽车全工况驾驶需求。本发明的具体技术方案如下：一种串并联混合动力系统双阈值工作模式切换控制方法，包括纯电模式、串联模式和并联模式三种工作模式，其中，纯电模式包括纯电驾驶模式和纯电制动能量回收模式，串联模式包括串联驾驶模式和串联制动能量回收模式，并联模式包括并联驾驶模式和并联制动能量回收模式；纯电驾驶模式、串联驾驶模式和并联驾驶模式为驾驶驱动模式，纯电制动能量回收模式、串联制动能量回收模式和并联制动能量回收模式为制动能量回收模式；设置用于模式切换控制的模式判断阈值即车速值，包括：纯电模式进入阈值和纯电模式退出阈值，串联模式进入阈值和串联模式退出阈值，并联模式进入阈值和并联模式退出阈值，不同电池soc状态与加速踏板开度值对应不同的模式进入阈值和模式退出阈值组合，通过双阈值模式切换控制，判断工作模式需求并进行切换，所述模式切换控制方法为：在驾驶驱动模式下的步骤为：s1：车辆启动后，进入工作状态，判断当前工况是否满足强制进入并联模式的判断
条件，若满足，则直接进入并联模式，若不满足，则执行步骤s2；s2：根据加速踏板开度及电池soc状态，选择对应的模式判断阈值，对比当前车速与模式判断阈值判断驾驶驱动模式的控制需求，输出纯电驾驶模式、串联驾驶模式或并联驾驶模式控制指令，控制相应的执行元件进入相应模式；在制动能量回收模式下的步骤为：step1：当踩下制动踏板，若满足制动能量回收模式的判断条件，则切换到制动能量回收模式；step2：按照加速踏板开度为0与电池soc状态，选择对应的模式判断阈值，比较当前车速与模式判断阈值，结合制动能量回收模式前的工作模式，输出纯电制动能量回收模式、串联制动能量回收模式或并联制动能量回收模式的控制指令，控制相应的执行元件进入相应模式。
6.进一步地，工作模式的优先级为并联模式最高，串联模式次之，纯电模式最低，即在模式判断过程中，首先判断并联模式判断条件，若不满足，再判断串联模式判断条件，最后判断纯电模式判断条件。
7.进一步地，所述步骤s1中，强制进入并联模式的判断条件为：整车扭矩需求过高，即驱动电机最大可输出扭矩无法满足整车需求扭矩，强制进入并联模式，控制发动机输出驱动扭矩，以满足整车驾驶需求。
8.进一步地，所述步骤s2中，判断驾驶驱动模式的控制需求的方法为：s2-1：读取当前电池soc值与加速踏板开度值，根据电池soc值与加速踏板开度值，查询模式判断阈值；s2-2：比较当前车速与并联模式进入阈值，若当前车速高于并联模式进入阈值，则满足并联模式进入条件，输出并联驾驶模式控制指令，进入并联驾驶模式；若不满足，则比较当前车速与并联模式退出阈值，若当前车速高于并联模式退出阈值，则保持当前模式；若当前车速低于并联模式退出阈值，则退出并联模式判断，执行步骤s2-3；s2-3：比较当前车速与串联模式进入阈值，若当前车速高于串联模式进入阈值，则满足串联模式进入条件，输出串联驾驶模式控制指令，进入串联驾驶模式；若不满足，则比较当前车速与串联模式退出阈值，若当前车速高于串联模式退出阈值，则保持当前模式；若当前车速低于串联模式退出阈值，则退出串联模式判断，执行步骤s2-4；s2-4：比较当前车速与纯电模式进入阈值，若当前车速高于纯电模式进入阈值，则满足纯电模式进入条件，输出纯电驾驶模式控制指令，进入纯电驾驶模式；若不满足，则比较当前车速与纯电模式退出阈值，若当前车速高于纯电模式退出阈值，则保持当前模式；若当前车速低于纯电模式退出阈值，则退出纯电模式判断。
9.进一步地，所述步骤step1中，制动能量回收模式的判断条件为：制动踏板踩下且持续时间高于设定值；车速高于设定车速；当前挡位为前进挡；无驾驶异常状况，电机、电池均处于正常工作状态；同时满足上述四个条件时，触发制动能量回收模式。
10.进一步地，所述步骤step2的过程为：step2-1：当前加速踏板开度值为0，读取当前soc值，查询模式判断阈值；step2-2：若制动能量回收模式前的工作模式为并联驾驶模式，则满足制动能量回收模式的条件后，首先进入并联制动能量回收模式，直到车速低于并联模式退出阈值；
step2-3：若电池soc高于设定值或车速低于串联模式退出阈值，则进入纯电制动能量回收模式，否则进入串联制动能量回收模式；step2-4：若制动能量回收模式前的工作模式为串联驾驶模式，则满足制动能量回收模式的条件后，首先进入串联制动能量回收模式，直到电池soc高于设定值或车速低于串联模式退出阈值，转入纯电制动能量回收模式；step2-5：若制动能量回收模式前的工作模式为纯电驾驶模式，则满足制动能量回收模式的条件后，直接进入纯电制动能量回收模式，直到退出制动能量回收模式；在制动能量回收模式下，整车工作模式切换方式只能由并联制动能量回收模式到串联制动能量回收模式，再到纯电制动能量回收模式，或由并联制动能量回收模式直接到纯电制动能量回收模式，不能进行反向切换。
11.本发明的有益效果在于：1.本发明的串并联构型混合动力系统的模式切换判定条件及控制方法，能够根据车速、加速踏板开度以及电池soc状态判定常规工况下的模式切换判定条件；2.本发明考虑到特殊工况下强制进入并联模式工况的判断条件，满足了整车驾驶需求；3.本发明针对纯电模式、串联模式和并联模式都设置了模式进入阈值和模式退出阈值，一方面避免了车速在阈值附近上下波动时模式来回切换的现象，提高车辆驾驶舒适性，另一方面，通过设置不同工况下进入阈值与退出阈值的区间范围，可以合理的分配车辆在不同模式下的工作区间，满足不同工况的使用需求；4.本发明针对纯电模式、串联模式和并联模式均设置了制动能量回收模式的判定方法并制定了三种制动能量回收模式的切换逻辑，能够实现最大程度的制动能量回收，提高整车经济性能。
附图说明
12.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据这些附图获得其他的附图。其中：图1为本发明的混动系统模式切换工作流程图；图2为本发明的驾驶驱动模式判断逻辑图；图3为本发明的制动能量回收模式判断逻辑图；图4为本发明所应用的串并联混动系统结构示意图。
具体实施方式
13.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
14.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开
的具体实施例的限制。
15.如图4所示，串并联构型混动系统结构包括驱动电机，发电机、发动机、离合器、齿轮z1、齿轮z2、齿轮z3、齿轮z4、齿轮z5、齿轮z6以及差速器，其中，齿轮z1与齿轮z2相啮合，齿轮z3与齿轮z4相啮合，齿轮z5与齿轮z6相啮合，齿轮z2、齿轮z4和齿轮z5三者共轴，驱动电机与齿轮z3相连接，发动机与发电机相连接，发电机经离合器与齿轮z1相连接，齿轮z6作为动力输出齿轮和差速器相连接。
16.如图1-3所示，一种串并联混合动力系统双阈值工作模式切换控制方法，包括纯电模式、串联模式和并联模式三种工作模式，其中，纯电模式包括纯电驾驶模式和纯电制动能量回收模式，串联模式包括串联驾驶模式和串联制动能量回收模式，并联模式包括并联驾驶模式和并联制动能量回收模式；纯电驾驶模式、串联驾驶模式和并联驾驶模式为驾驶驱动模式，纯电制动能量回收模式、串联制动能量回收模式和并联制动能量回收模式为制动能量回收模式；各模式具体为：纯电驾驶模式：整车驱动仅由驱动电机提供动能，发电机与发动机均不参与工作，离合器处于分离状态；纯电制动能量回收模式：在仅有驱动电机处于工作状态时进行制动能量回收，此时驱动电机处于发电模式，发电机与发动机均不参与工作，离合器处于分离状态；串联驾驶模式：整车驱动由驱动电机提供动能，同时发动机带动发电机转动，产生电能用于驱动电机工作；发动机仅用于发电机发电，不参与整车驱动，离合器处于分离状态；串联制动能量回收：驱动电机处于工作状态，同时发动机带动发电机发电过程中进行制动能量回收，此时，制动能量由驱动电机进行回收，驱动电机处于发电模式，发电机与发动机工作状态与串联驾驶模式保持不变，离合器处于分离状态；并联驾驶模式：整车驱动由驱动电机和发动机同时提供动能，此时，离合器处于闭合状态，发动机通过离合器与驱动电机实现耦合，共同作用于传动系统；发电机根据整车驱动需求，既能够由发动机带动发电，也能够作为第二驱动电机参与整车驱动；并联制动能量回收模式：发动机与驱动电机通过离合器保持耦合的状态下进行制动能量回收，制动能量首选由驱动电机进行回收，也能够根据整车控制需求由驱动电机与发电机共同回收；此时发动机仅作为负载输出负扭矩，离合器处于闭合状态；设置用于模式切换控制的模式判断阈值即车速值，包括：纯电模式进入阈值和纯电模式退出阈值，串联模式进入阈值和串联模式退出阈值，并联模式进入阈值和并联模式退出阈值，不同电池soc状态与加速踏板开度值对应不同的模式进入阈值和模式退出阈值组合，通过双阈值模式切换控制，判断工作模式需求并进行切换，模式切换控制方法为：在驾驶驱动模式下的步骤为：s1：车辆启动后，进入工作状态，判断当前工况是否满足强制进入并联模式的判断条件，若满足，则直接进入并联模式，若不满足，则执行步骤s2；s2：根据加速踏板开度及电池soc状态，选择对应的模式判断阈值，对比当前车速与模式判断阈值判断驾驶驱动模式的控制需求，输出纯电驾驶模式、串联驾驶模式或并联驾驶模式控制指令，控制相应的执行元件进入相应模式；在制动能量回收模式下的步骤为：
step1：当踩下制动踏板，若满足制动能量回收模式的判断条件，则切换到制动能量回收模式；step2：按照加速踏板开度为0与电池soc状态，选择对应的模式判断阈值，比较当前车速与模式判断阈值，结合制动能量回收模式前的工作模式，输出纯电制动能量回收模式、串联制动能量回收模式或并联制动能量回收模式的控制指令，控制相应的执行元件进入相应模式。
17.在一些实施方式中，工作模式的优先级为并联模式最高，串联模式次之，纯电模式最低，即在模式判断过程中，首先判断并联模式判断条件，若不满足，再判断串联模式判断条件，最后判断纯电模式判断条件。
18.在一些实施方式中，步骤s1中，强制进入并联模式的判断条件为：整车扭矩需求过高，即驱动电机最大可输出扭矩无法满足整车需求扭矩，强制进入并联模式，控制发动机输出驱动扭矩，以满足整车驾驶需求。
19.如图2所示，在一些实施方式中，步骤s2中，判断驾驶驱动模式的控制需求的方法为：s2-1：读取当前电池soc值与加速踏板开度值，根据电池soc值与加速踏板开度值，查询模式判断阈值；s2-2：比较当前车速与并联模式进入阈值，若当前车速高于并联模式进入阈值，则满足并联模式进入条件，输出并联驾驶模式控制指令，进入并联驾驶模式；若不满足，则比较当前车速与并联模式退出阈值，若当前车速高于并联模式退出阈值，则保持当前模式；若当前车速低于并联模式退出阈值，则退出并联模式判断，执行步骤s2-3；s2-3：比较当前车速与串联模式进入阈值，若当前车速高于串联模式进入阈值，则满足串联模式进入条件，输出串联驾驶模式控制指令，进入串联驾驶模式；若不满足，则比较当前车速与串联模式退出阈值，若当前车速高于串联模式退出阈值，则保持当前模式；若当前车速低于串联模式退出阈值，则退出串联模式判断，执行步骤s2-4；s2-4：比较当前车速与纯电模式进入阈值，若当前车速高于纯电模式进入阈值，则满足纯电模式进入条件，输出纯电驾驶模式控制指令，进入纯电驾驶模式；若不满足，则比较当前车速与纯电模式退出阈值，若当前车速高于纯电模式退出阈值，则保持当前模式；若当前车速低于纯电模式退出阈值，则退出纯电模式判断。
20.如图3所示，在一些实施方式中，步骤step1中，制动能量回收模式的判断条件为：制动踏板踩下且持续时间高于设定值；车速高于设定车速；当前挡位为前进挡；无驾驶异常状况，电机、电池均处于正常工作状态；同时满足上述四个条件时，触发制动能量回收模式。
21.在一些实施方式中，步骤step2的过程为：step2-1：当前加速踏板开度值为0，读取当前soc值，查询模式判断阈值；step2-2：若制动能量回收模式前的工作模式为并联驾驶模式，则满足制动能量回收模式的条件后，首先进入并联制动能量回收模式，直到车速低于并联模式退出阈值；step2-3：若电池soc高于设定值或车速低于串联模式退出阈值，则进入纯电制动能量回收模式，否则进入串联制动能量回收模式；step2-4：若制动能量回收模式前的工作模式为串联驾驶模式，则满足制动能量回收模式的条件后，首先进入串联制动能量回收模式，直到电池soc高于设定值或车速低于串
联模式退出阈值，转入纯电制动能量回收模式；step2-5：若制动能量回收模式前的工作模式为纯电驾驶模式，则满足制动能量回收模式的条件后，直接进入纯电制动能量回收模式，直到退出制动能量回收模式；在制动能量回收模式下，整车工作模式切换方式只能由并联制动能量回收模式到串联制动能量回收模式，再到纯电制动能量回收模式，或由并联制动能量回收模式直接到纯电制动能量回收模式，不能进行反向切换。
22.为了方便理解本发明的上述技术方案，以下通过具体实施例对本发明的上述技术方案进行详细说明。
23.实施例1表1中所示为某加速踏板开度下，soc为60%与soc为20%时下三种模式的进入阈值与退出阈值设置情况。其中，soc=60%时，电池电量充足，属高soc工况，soc=20%时，电池电量不足，属低soc工况。
24.表1 某加速踏板开度下，不同工况下不同模式的进入阈值与退出阈值在soc=60%时，车辆加速过程中，根据图2所示判断方法，当车速区间位于0-60km/h时，模式为纯电模式；当车速超过60km/h但低于70km/h时，为串联模式；当车速高于70km/h时，为并联模式；车辆减速过程中，当车速高于70km/h时，为并联模式；当车速为65-70km/h时，保持当前模式，为并联模式；当车速为60-65 km/h时，为串联模式；当车速为55-60km/h时，保持当前模式，为串联模式；当车速低于55km/h时，为纯电模式。
25.在soc=20%时，当车辆加速至15km/h时，即从纯电模式切换至串联模式，同soc=60%工况下加速到60km/h才切换至串联模式对比可以看出，本发明的模式切换控制方法，可以通过设置不同的阈值，实现在低soc工况下缩小纯电模式区间，增大串联模式区间，尽快启动发动机发电，满足电机功率需求，而在高soc工况下尽量扩大纯电模式使用区间,以充分发挥电机在低速时的驱动性能；通过设置不同工况下进入阈值与退出阈值的区间范围，可以合理的分配车辆在不同模式下的工作区间，满足不同工况的使用需求。
26.另一方面，本发明的模式切换控制方法，同单一阈值判断方法相比，能够有效避免车速在阈值附近上下波动时模式来回切换的现象，提高车辆驾驶舒适性；以表1中所示高soc工况为例，当车速在纯电模式下加速至55-60km/h时，保持当前模式为纯电模式，超出60km/h时，切换至串联模式；此时，若车速重新降至55-60km/h区间范围内，保持当前模式为串联模式，直至降至55km/h以下，才切换至纯电模式。同理，若此时车速重新上升至55-60km/h区间范围内，保持当前模式为纯电模式。因此，该方法可有效避免工作模式随车速在
阈值附近的上下波动而来回切换现象，保证了工作模式的稳定性与驾驶舒适性。
27.表2 某soc工况下，不同加速踏板开度时不同模式的进入阈值与退出阈值表2所示为同一soc工况下，不同加速踏板开度下模式判断阈值的设置情况，考虑加速踏板开度为80%时的整车扭矩需求高于加速踏板开度20%时的扭矩需求，同时考虑电池容量与电机扭矩输出能力限制，因此，当加速踏板开度为80%时，需要扩大并联模式的工作区间，以尽快启动发动机，满足整车扭矩需求。
28.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。