[發明專利]一種串聯式重度混合動力工程機械傳動系統及其控制方法

有效

• 申請號: 201911296500.3
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN111976458B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 張志文;李曉杰;董小瑞;杜文杰
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B60K6/26
• 分類號: B60K6/26;B60K6/46;B60W10/06;B60W10/08;B60W20/10;B60W50/00
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本發明涉及新能源工程機械領域，具體涉及一種串聯式重度混合動力工程機械傳動系統及其控制方法，該系統包括機械傳動系統、電氣連接系統和控制系統，發動機輸出軸與離合器相連，ECU系統分別與發動機、離合器、液壓系統、電動發電機、電機控制器、動力電池、電動機、變速箱等系統連接。ECU系統實時采集信號進行數據分析處理，結合工程機械自身工況特點，制定模糊邏輯控制策略，規劃發動機、電動發電機及電動機的工作模式，解決在線實時自適應性和魯棒性控制問題。

技術領域

本發明涉及新能源工程機械領域，具體涉及一種串聯式重度混合動力工程機械傳動系統及其控制方法，適用于多路動力輸出的鏟運工程機械。

背景技術

工程機械存在能耗高、排放差、發動機效率低、噪音大的缺點，節能問題受到越來越多的關注，因此混合動力技術、新型傳動技術、智能控制技術等相關新技術需要廣泛推廣與應用。

工程機械工作環境復雜多變，經常需要工作于如礦井下、易燃易爆區、低噪區、空氣稀薄區、室內作業等特殊工況。

混合動力系統能夠實現節能減排，但系統功率與能量流變得更加錯綜復雜，亟需要新思路解決多模式能量分流關系，制定高效合理的能量管理與優化策略，才能充分發揮復合儲能系統的性能和優勢，也是打破車載儲能技術瓶頸的關鍵。

發明內容

為了解決上述問題，本發明提供了一種串聯式重度混合動力工程機械傳動系統及其控制方法，結構簡單，提高系統傳動效率的同時進行制動能量回收，混合動力控制策略需要解決復雜非線性系統能量分配問題，結合串聯式重度混合動力工程機械自身特點，模糊邏輯具有較好的自適應性和魯棒性，能夠解決在線實時控制問題。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

本發明提供一種串聯式重度混合動力工程機械傳動系統，包括機械傳動系統、電氣連接系統及控制系統。

所述機械傳動系統包括發動機、離合器、分動箱、液壓系統、電動發電機、電動機、變速箱和主減速器與差速器，其中發動機輸出軸與離合器一端相連，離合器另一端與分動箱輸入Ⅰ軸連接，分動箱輸入Ⅱ軸與電動發電機輸出軸相連，分動箱輸出軸與液壓系統連接，電動機作為行駛系統的動力元件，電動機輸出軸與變速箱的輸入軸同軸相連，變速箱的輸出軸連接主減速器及差速器；

所述離合器控制發動機動力的通斷；

所述分動箱調整動力系統的功率合成與分配；

所述液壓系統為混合動力工程機械傳動系統的工作系統與轉向系統提供液壓動力；

所述控制器控制電動發電機與電動機的工作；

動力電池是整車的第二能源系統，負責電能的儲存與釋放，通過動力電池的SOC值調整動力系統的功率分配，提高發動機燃油經濟性與整車效率；

所述變速器實現降速增距的作用，提高傳動系統效率與電動機的工作效率；

所述主減速器與差速器實現傳動系統降速與差速功能；

所述ECU系統采集工況信號并進行數據分析及處理，將數據信號輸入到模糊邏輯控制器中，根據控制規則制定合理的控制方案，規劃發動機、電動發電機及電動機的工作模式。

所述電氣連接系統包括發動機、離合器、液壓系統、電動發電機、電機控制器、動力電池、電動機、變速箱和ECU系統，其中動力電池作為電系統的能量源，與電機控制器輸入端相連，電機控制器輸出端分別連接電動發電機和電動機，ECU系統分別與發動機、離合器、液壓系統、電動發電機、電機控制器、動力電池、電動機及變速箱連接，ECU系統實時在線采集信號、監控并控制各元件工作模式。