[發(fā)明專利]一種混合動力機(jī)械的儲能裝置能量控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310202567.2
• 申請日: 2013-05-27
• 公開（公告）號: CN103255801A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊國勛;董希文;劉華勝
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華興數(shù)字科技有限公司
• 主分類號: E02F9/20
• 分類號: E02F9/20;E02F9/00
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 竺路玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)械控制方法，尤其涉及一種適用于混合動力建筑機(jī)械的儲能裝置的能量控制方法。

背景技術(shù)

目前，由于超級電容本身的特性，在混合動力機(jī)械中多選用其為儲能單元，且超級電容的應(yīng)用技術(shù)相對成熟。而對于整機(jī)系統(tǒng)而言，安全性和節(jié)油率至關(guān)重要，因此對超級電容的能量即SOC（state?of?charge）以及SOC狀態(tài)與負(fù)載功率的能量匹配的協(xié)調(diào)控制尤為關(guān)鍵。

現(xiàn)有技術(shù)中有直接將超級電容的SOC值作為控制對象，提高了控制精度，避免算法切換帶來的系統(tǒng)不穩(wěn)定性，可靠性高，適用性廣。

但是現(xiàn)有技術(shù)中存在如下問題：

1、控制目標(biāo)為僅為SOC值，而不考慮負(fù)載情況，導(dǎo)致有時會出現(xiàn)電機(jī)與主泵同時為發(fā)動機(jī)負(fù)載以至于發(fā)動機(jī)由于過載熄火的狀況；

2、過分追求SOC值的控制精度忽略了最終節(jié)油的目的。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提出一種混合動力機(jī)械的儲能裝置能量控制方法，通過對SOC值進(jìn)行實(shí)時控制同時對負(fù)載功率進(jìn)行動態(tài)計(jì)算，以SOC值和負(fù)載功率的結(jié)合判斷發(fā)電/電動機(jī)的工作狀態(tài)，防止發(fā)動機(jī)過載提高整機(jī)節(jié)油率。

為達(dá)到上述目的，具體技術(shù)方案如下：

一種混合動力機(jī)械的儲能裝置能量控制方法，所述混合動力機(jī)械包括依次相連的發(fā)動機(jī)、發(fā)電/電動機(jī)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以及通過控制器與發(fā)電/電動機(jī)連接的超級電容，所述控制器控制所述發(fā)電/電動機(jī)的工作狀態(tài)包括電動狀態(tài)、發(fā)電狀態(tài)和既不電動也不發(fā)電狀態(tài)，所述方法包括：

步驟1，計(jì)算所述混合動力機(jī)械的負(fù)載功率和超級電容的SOC值；

步驟2，將所述超級電容的SOC值劃分為低、中、高；將所述負(fù)載功率劃分為大、小；

步驟3，通過所述SOC值與負(fù)載功率的匹配情況判斷確定所述發(fā)電/電動機(jī)的工作狀態(tài)：當(dāng)SOC值低，負(fù)載功率大時，所述電動/發(fā)電機(jī)處于既不電動也不發(fā)電狀態(tài)；負(fù)載功率小時，所述電動/發(fā)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)SOC值中，負(fù)載功率大時，所述電動/發(fā)電機(jī)處于電動狀態(tài)；負(fù)載功率小時，所述電動/發(fā)電機(jī)處于發(fā)電狀態(tài)；當(dāng)SOC值高，負(fù)載功率大或小時，所述電動/發(fā)電機(jī)處于電動狀態(tài)；

步驟4，所述控制器根據(jù)步驟3的判斷控制所述發(fā)電/電動機(jī)的工作狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述步驟2中的SOC值處于0～30%、30%～60%、60%～1時，分別劃分為低、中、高。

優(yōu)選的，所述混合動力機(jī)械中還設(shè)有數(shù)據(jù)傳感器，所述步驟1中通過所述數(shù)據(jù)傳感器采集的數(shù)據(jù)計(jì)算負(fù)載功率。

優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)傳感器包括電壓傳感器、電流傳感器和壓力傳感器。

優(yōu)選的，所述控制器為驅(qū)動逆變器。

優(yōu)選的，所述步驟4中控制器通過控制轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)矩控制所述發(fā)電/電動機(jī)的工作狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述發(fā)電/電動機(jī)為感應(yīng)電機(jī)或同步電機(jī)。

優(yōu)選的，所述混合動力機(jī)械還包括依次相連的回轉(zhuǎn)逆變器、回轉(zhuǎn)電機(jī)和回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，所述回轉(zhuǎn)逆變器與所述超級電容相連。

優(yōu)選的，所述執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括液壓泵、與液壓泵相連的工作裝置和行走裝置，所述液壓泵與所述發(fā)電/電動機(jī)相連。

優(yōu)選的，所述工作裝置包括動臂、斗桿、鏟斗。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有以下優(yōu)勢：

（1）通過直接控制SOC值，并將負(fù)載信息作為輔助控制，有效防止了發(fā)動機(jī)過載，提高精度和系統(tǒng)安全性；

（2）直接對電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制，不需要DC/DC，降低成本、提高系統(tǒng)的可靠性；

（3）自適應(yīng)發(fā)動機(jī)調(diào)速特性，提高系統(tǒng)通用性。

附圖說明

構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明的實(shí)施例的混合動力挖掘機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的實(shí)施例的流程示意圖。

其中，101為發(fā)動機(jī)、102為電/電動機(jī)、103為液壓泵、104為驅(qū)動逆變器、105為回轉(zhuǎn)逆變器、106為回轉(zhuǎn)電機(jī)、107為回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、108為超級電容、109為電壓傳感器、110為比例閥電流傳感器、111為壓力傳感器，112為工作裝置和行走裝置。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。