[發明專利]一種電動拖拉機雙電機多模式驅動系統及控制方法

有效

• 申請號: 201710033661.8
• 申請日: 2017-01-17
• 公開（公告）號: CN106828064B
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 謝斌;程喜臣;劉覓知;李同輝;婁秀華;宋正河
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: B60K1/02
• 分類號: B60K1/02;B60K17/08
• 代理公司: 北京衛平智業專利代理事務所(普通合伙) 11392
• 代理人: 董琪

本發明涉及一種電動拖拉機雙電機多模式驅動系統及控制方法。包括電磁離合器、A電動機、B電動機、A切換電機、PTO高低擋切換電機、差速鎖切換電機、I擋和II擋換擋電機、III擋和IV擋換擋電機、B切換電機和差速鎖。電動拖拉機采用A電動機和B電動機進行驅動，雙電機經過切換擋后由齒輪嚙合傳動，分別提供動力輸出和驅動車輪動力。根據驅動系統中控制開關的不同位置，使所述驅動系統處于不同的動力傳動模式。根據整機控制器給予的作業機組信息，確定所述驅動系統的動力傳動模式。本發明所述的系統和方法，能夠充分發揮基于雙電機的拖拉機動力驅動系統的性能，依據作業工況和電動機狀態靈活切換，達到增強續航能力和高效傳動的目的。

技術領域

本發明涉及農業機械領域，特別針對電動拖拉機提出一種電動拖拉機雙電機多模式驅動系統及控制方法。

背景技術

日益嚴峻的能源問題和環境問題促使交通運輸和農業裝備朝著高效、清潔和可持續的方向發展，從新能源的發展方向和新技術的應用領域來看，農業裝備將逐漸實現電動化。目前，對于溫室大棚等作業精度要求高的場合和庭院維護、草坪修剪、輕負荷農田作業等領域以及在對環境污染要求較高的場合，電動拖拉機替代傳統內燃機型拖拉機進行作業將是一個明智的選擇，并且純電動拖拉機在作業時產生的噪聲也比較小，駕駛人員的工作環境更加舒適。

近年來隨著與電動拖拉機相關技術的發展，電機驅動、動力電池管理、整機控制、智能化等先進技術在電動拖拉機上逐步運用，研究重點逐漸轉變為突破電動拖拉機關鍵技術方面。

在電動拖拉機總體組成和工作原理上方面，參考文獻[1-3]中給出了雙電機的動力傳動布置方案、多電機獨立控制的電動拖拉機結構。參考文獻[1]通過整機集成控制器根據實際作業工況協調行走電機、動力電機(PTO)、提升電機的控制；參考文獻[2]強調多電機的獨立控制；參考文獻[3]電動拖拉機用一體式傳動箱中在耕作和運輸區段的動力傳遞路徑。上述文獻偏向整機功能的劃分，缺乏對具體拖拉機作業的控制方法進行論述。

在控制方法方面，參考文獻[4]提出了拖拉機的電動機高效運行控制方法，通過采集拖拉機油門踏板開度及檔桿位置信號，求得期望牽引力和期望輸出轉矩，以電動機效率的數學模型為優化目標進行搜索尋優，得到電動機效率最大工作區域。由于拖拉機的作業工況復雜且負載多變，而參考文獻[4]只是基于臺架試驗提出了電動機高效運行控制方法，缺乏對多種作業模式的具體對策。

發明內容

針對現有技術中電動拖拉機在耕、耙、播及運輸等多種作業時雙電機動力如何進行分配，保證電動機負載良好的匹配特性和整機續航能力的問題，本發明提出了一種電動拖拉機雙電機多模式驅動系統及控制方法。

為達到以上目的，本發明采取的技術方案是：

一種電動拖拉機雙電機多模式驅動系統，包括電磁離合器1、A輸入軸齒輪2、A一軸3、A電動機4、A二軸減速輸入齒輪5、A二軸輸入齒輪6、A電動機切換器7、A二軸8、A切換電機9、A三軸減速齒輪10、A三軸11、液壓泵12、A三軸高擋固定齒輪13、A三軸低擋固定齒輪14、PTO高擋撥動齒輪15、PTO高低擋嚙合套16、A四軸17、PTO高低擋切換電機18、PTO輸入錐齒輪19、PTO低擋撥動齒輪20、PTO輸出錐齒輪21、差速鎖切換電機22、右半軸23、動力輸出軸24、差速鎖25、差速器殼體26、中央傳動大齒輪27、左半軸28、I擋輸出齒輪29、II擋輸出齒輪30、III擋輸出齒輪31、IV擋輸出齒輪32、I擋和II擋嚙合套33、III擋和IV擋換擋電機34、B四軸35、III擋和IV擋嚙合套36、I擋和II擋換擋電機37、中央傳動小齒輪38、IV擋輸入齒輪39、III擋輸入齒輪40、B三軸41、II擋輸入齒輪42、I擋輸入齒輪43、B三軸減速輸出齒輪44、B切換電機45、B二軸46、B電動機切換器47、B二軸減速輸入齒輪48、B二軸輸入齒輪49、B電動機50、B一軸51和B輸入軸齒輪52；