[發明專利]一種串聯式混合動力的拖拉機及其控制方法

有效

• 申請號: 201410175420.3
• 申請日: 2014-04-28
• 公開（公告）號: CN104029590B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 周志立;時輝;徐立友;方樹平;張曉瑞;吳依偉;侯海源;劉孟楠
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: B60K6/22
• 分類號: B60K6/22;B60W10/06;B60W10/08;B60W20/15;B60W40/105;B60W40/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 胡泳棋

1.一種串聯式混合動力的拖拉機，其特征在于，包括前橋、后橋、傳動系統和串聯式混合動力系統，串聯式混合動力系統包括發動機、發電機、蓄電池和電動機，發動機傳動連接發電機，發電機與蓄電池電連接，蓄電池供電連接電動機。

2.根據權利要求1所述的一種串聯式混合動力的拖拉機，其特征在于，發動機與發電機之間設有第一離合器(C₁)，電動機通過第二離合器(C₂)連接變速器。

3.根據權利要求2所述的一種串聯式混合動力的拖拉機，其特征在于，拖拉機還包括控制系統，控制系統包括整機ECU、發動機控制單元、電動機控制單元，發電機控制單元，變速器控制單元，電池管理系統和離合器控制單元，以及驅動輪轉速傳感器(S₁)，驅動輪轉矩傳感器(S₂)，實際速度傳感器(S₃)，動力輸出轉矩傳感器(S₄)和動力輸出轉速傳感器(S₅)。

4.根據權利要求3所述的一種串聯式混合動力的拖拉機，其特征在于，所述的發動機為柴油機，所述的電動機為永磁同步電動機，所述的發電機為永磁同步發電機；蓄電池為鉛酸蓄電池。

5.一種串聯式混合動力拖拉機的控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)若動力輸出軸轉矩為0，拖拉機實際速度大于或等于0，驅動輪轉矩大于0，拖拉機速度逐漸增大，則整機ECU判斷出拖拉機當前處于起步/加速模式；整機控制系統則根據判斷結果啟動電動機，驅動拖拉機完成起步和加速過程，關閉發動機和發電機，電動機控制單元控制電動機工作在高效區，且電動機輸出轉矩T_m大于滾動阻力矩；

(2)若動力輸出軸轉矩為0，拖拉機實際速度大于0，驅動輪轉矩大于0，且驅動輪速度越來越小，則整機ECU判斷出拖拉機當前處于減速/制動/停機模式；整機控制系統則根據判斷結果啟動電動機，關閉發動機和發電機；電動機控制單元控制電動機使其進行制動能量的回收，且工作在高效區；

(3)若整機ECU判斷出拖拉機不處于起步/加速模式和減速/制動/停機模式，那么拖拉機就處于正常作業模式：

判斷當前選電池電量與系統預設的電量最高閥值SOC_max和最低閥值SOC_min之間的關系；判斷當前需求的轉矩T_req、轉速r_req及功率P_req與發動機和電動機輸出的轉矩T_e，T_m、轉速r_e，r_m及功率P_e，P_m之間的關系；

若當前電量大于或等于SOC_max(電量最高閥值)，控制關閉發動機和電機，啟動電動機驅動拖拉機正常作業，并使電動機工作在高效區，且電動機輸出轉矩T_m＝T_req；

若當前電量小于SOC_max(電量最高閥值)，控制啟動發動機、電機及電動機，電動機驅動拖拉機正常作業，并使電動機工作在高效區，且電動機輸出轉矩T_m＝T_req，使發動機工作在最佳燃油經濟性曲線上。