[發(fā)明專利]一種基于整車VCU控制的能量分配系統(tǒng)算法

有效

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• 申請日: 2020-08-25
• 公開（公告）號: CN111959415B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李宗;張亮;謝和平;李斌;房康寧;毛家松;張亞鵬;張莉;王冠;于振華;顧程鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州徐工礦業(yè)機械有限公司
• 主分類號: B60R16/023
• 分類號: B60R16/023;B60P1/04
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 潘顯端

本發(fā)明公開了一種基于整車VCU控制的能量分配系統(tǒng)算法，該系統(tǒng)算法通過整車VCU控制器讀取動力系統(tǒng)、變流系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和耗散系統(tǒng)的參數(shù)信息，獲得整車能量流的分布狀態(tài)，并且本系統(tǒng)算法輔以稱重系統(tǒng)、傾角傳感器、加速度傳感器和溫度傳感器，達到精準控制車輛的能量分配工作目的。相比傳統(tǒng)的電傳動自卸車能量控制，本次發(fā)明的能量分配系統(tǒng)算法可以最大限度的發(fā)揮發(fā)動機輸出功率，合理調(diào)配能量分布，充分利用車輛制動時產(chǎn)生的回饋能量，起到節(jié)能減排，降低燃油使用成本的目的。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于工程機械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于整車VCU控制的能量分配系統(tǒng)算法。

背景技術(shù)

礦用自卸車是露天礦山開采和大規(guī)模土方建設(shè)中的重要關(guān)鍵設(shè)備之一，主要用于各種松散物料的運輸。礦用自卸車的運輸路徑相對固定，道路坡度大，運輸路徑長，運輸工況較為單一，多為滿載上坡，空載下坡。在這種運輸工況下，采用電傳混合動力的礦用自卸車能夠較好的發(fā)揮能量回收再利用的優(yōu)勢，達到節(jié)能減排，降低燃油使用成本的目的。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提供一種基于整車VCU控制的能量分配系統(tǒng)算法，最大限度的發(fā)揮發(fā)動機輸出功率，合理調(diào)配能量分布，充分利用車輛制動時產(chǎn)生的回饋能量，起到節(jié)能減排，降低燃油使用成本的目的。

一種基于整車VCU控制的能量分配系統(tǒng)算法，包括整車VCU控制器，整車VCU控制器通過讀取動力系統(tǒng)、變流系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和耗散系統(tǒng)的參數(shù)信息來獲得整車能量流的分布狀態(tài)；整車VCU控制器再根據(jù)稱重系統(tǒng)、傾角傳感器、加速度傳感器和溫度傳感器反饋的信息進一步精準控制車輛的能量分配工作；

動力系統(tǒng)由柴油發(fā)動機和三相無刷勵磁同步發(fā)電機構(gòu)成；冷卻系統(tǒng)包括鼓風機，鼓風機的冷卻風用于變流系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)的冷卻散熱；驅(qū)動系統(tǒng)由三相交流異步電機和輪邊減速機構(gòu)成；儲能系統(tǒng)包括蓄電池；耗散系統(tǒng)包括電阻柵和風機。

進一步地，整車VCU控制器采集加速踏板和制動踏板的開合度可以獲知司機的操作意圖；整車VCU控制器采集發(fā)動機及發(fā)電機提供的轉(zhuǎn)速、電流和電壓可以獲知能量產(chǎn)生的額度；整車VCU控制器采集變流系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)返回的參數(shù)狀態(tài)可以獲知能量的消耗額度。

進一步地，通過獲取的車輛通路阻力、加速阻力、傳動效率、驅(qū)動效率、冷卻系統(tǒng)使用情況和儲能系統(tǒng)的充放電情況，整車VCU控制器控制動力系統(tǒng)的能量輸出，以達到最佳的燃油經(jīng)濟性。

進一步地，根據(jù)儲能系統(tǒng)的當前狀態(tài)以及司機操作意圖，當蓄電池即將過度充電時，斷開儲能系統(tǒng)充電電路或使其擔任動力輸出源；當蓄電池即將過度放電時，發(fā)動機將額外輸出功率對蓄電池充電。

進一步地，整車VCU控制器通過獲取傾角傳感器的參數(shù)，能夠判別車輛的當前姿態(tài)；若車輛在行駛中，結(jié)合稱重系統(tǒng)的載重量能夠計算車輛當前的通路阻力；若車輛在舉升卸貨狀態(tài)，能夠提供防側(cè)翻報警信息。

進一步地，采用制動能量回饋裝置，當車輛在長下坡路況下，可以對儲能系統(tǒng)充電。

進一步地，當車輛在長下坡路況下，整車VCU控制器對蓄電池達到過度充電臨界值時采取制動充電限制，并將多余能量通過電阻柵消耗釋放。

進一步地，整車VCU控制器通過獲取加速度傳感器的參數(shù)，能夠計算車輛當前的加速阻力和顛簸程度；若車輛顛簸程度超過限定值，整車VCU控制器能夠決定是否短時斷開儲能系統(tǒng)以提高車輛的安全性。

進一步地，整車VCU控制器通過獲取溫度傳感器的參數(shù)，以決定低溫啟動時儲能系統(tǒng)參與的百分比。