[發(fā)明專利]一種雙變速箱混合動(dòng)力礦車及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011021106.1
• 申請(qǐng)日: 2020-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN112078355A
• 公開（公告）日: 2020-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李宗;謝和平;張亮;房康寧;張亞鵬;張莉;李斌;毛家松;王冠;于振華;顧程鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 徐州徐工礦業(yè)機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): B60K6/54
• 分類號(hào): B60K6/54;B60K6/24;B60K6/26;B60K6/28;B60K17/06
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 陳曉璐

一種雙變速箱混合動(dòng)力礦車及控制方法，包括電驅(qū)系統(tǒng)，電驅(qū)系統(tǒng)連接有電機(jī)Ⅰ、電機(jī)Ⅱ和蓄電池，電機(jī)Ⅰ通過分動(dòng)箱連接有變速箱Ⅰ，分動(dòng)箱還連接有發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵；電機(jī)Ⅱ連接有變速箱Ⅱ，變速箱Ⅰ和變速箱Ⅱ連接有齒輪驅(qū)動(dòng)箱，齒輪驅(qū)動(dòng)箱連接有驅(qū)動(dòng)橋。包括啟步階段、加速階段、高速階段和制動(dòng)四個(gè)運(yùn)行工況。本發(fā)明的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速由電機(jī)Ⅰ調(diào)節(jié)，工作在高效率區(qū)間，同時(shí)制動(dòng)能量可回收利用；變速箱Ⅰ、變速箱Ⅱ和齒輪驅(qū)動(dòng)箱連接可控，搭配靈活；合理利用電機(jī)電磁特性，提高車輛低速區(qū)間轉(zhuǎn)矩；電池容量結(jié)合車輛運(yùn)行特點(diǎn)科學(xué)匹配，不額外增加車輛自重。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程車輛控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種雙變速箱混合動(dòng)力礦車及控制方法。

背景技術(shù)

礦車露天礦山開采運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備，主要分為百噸級(jí)以下的機(jī)械傳動(dòng)礦車和百噸級(jí)以上的電傳動(dòng)礦車，礦車主要承擔(dān)礦山剝離物的運(yùn)輸工作，主要是裝載、運(yùn)輸、卸載、返回，在一個(gè)完整的工作循環(huán)中一定會(huì)有下坡狀態(tài)，而目前礦車在下坡過程中主要靠液力緩行或者電制動(dòng)緩行來控制車速，減少液壓制動(dòng)系統(tǒng)的磨損，下坡能量沒有得到有效利用，造成能量流失，還要保持發(fā)動(dòng)機(jī)在較高轉(zhuǎn)速，為散熱系統(tǒng)提供能量，增加車輛運(yùn)營成本。

現(xiàn)在在運(yùn)行的機(jī)械傳動(dòng)礦用自卸車大都采用發(fā)動(dòng)機(jī)連接分動(dòng)箱，經(jīng)過變速箱驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行。由于工作環(huán)境的特殊性，車輛大部分運(yùn)行在低速大扭矩區(qū)域，為了獲得較大的扭矩，發(fā)動(dòng)機(jī)必須工作在低速區(qū)，但是發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率受到限制且油耗較高、效率較低，輸出轉(zhuǎn)矩也不是很理想，在高速段，發(fā)動(dòng)機(jī)功率較大、轉(zhuǎn)速較高，但是輸出扭矩有限。在一個(gè)工作循環(huán)里，發(fā)動(dòng)機(jī)大部分運(yùn)行在效率較低階段，高油耗、低效率，造成浪費(fèi)，影響發(fā)動(dòng)機(jī)壽命，造成礦山開采成本高、競爭力低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、效果良好的雙變速箱混合動(dòng)力礦車及控制方法。

本發(fā)明是以如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種雙變速箱混合動(dòng)力礦車，包括電驅(qū)系統(tǒng)，所述電驅(qū)系統(tǒng)連接有電機(jī)Ⅰ、電機(jī)Ⅱ和蓄電池，所述電機(jī)Ⅰ通過分動(dòng)箱連接有變速箱Ⅰ，所述分動(dòng)箱還連接有發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓泵；所述電機(jī)Ⅱ連接有變速箱Ⅱ，所述變速箱Ⅰ和變速箱Ⅱ連接有齒輪驅(qū)動(dòng)箱，所述齒輪驅(qū)動(dòng)箱連接有驅(qū)動(dòng)橋。

其進(jìn)一步是：所述變速箱Ⅰ和變速箱Ⅱ通過離合器與驅(qū)動(dòng)變速箱連接在一起。

包括啟步階段、加速階段、高速階段和制動(dòng)四個(gè)運(yùn)行工況，具體步驟如下：

步驟一：啟步階段，蓄電池通過電驅(qū)系統(tǒng)向電機(jī)Ⅱ提供能量，驅(qū)動(dòng)車輛運(yùn)行；

步驟二：加速階段，發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)過分動(dòng)箱帶動(dòng)變速箱Ⅰ工作向齒輪驅(qū)動(dòng)箱提供能量；電機(jī)Ⅰ處于發(fā)電狀態(tài)，依次經(jīng)過分動(dòng)箱、電機(jī)Ⅰ和電驅(qū)系統(tǒng)控制電機(jī)Ⅱ，電機(jī)Ⅱ經(jīng)過變速箱Ⅱ向齒輪驅(qū)動(dòng)箱提供能量；

步驟三：高速階段，電機(jī)Ⅰ通過電驅(qū)系統(tǒng)向電機(jī)Ⅱ提供能量，同時(shí)向蓄電池充電；

步驟四：制動(dòng)階段，變速箱Ⅰ和驅(qū)動(dòng)橋脫開，驅(qū)動(dòng)橋帶動(dòng)變速箱Ⅱ轉(zhuǎn)動(dòng)，電驅(qū)系統(tǒng)向電機(jī)Ⅱ施加制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，電機(jī)Ⅱ發(fā)電向蓄電池充電，控制車速。

步驟一中，發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)由電機(jī)Ⅰ帶動(dòng)，并由電機(jī)Ⅰ調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，在轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)過程中發(fā)動(dòng)機(jī)不噴油。

步驟二中，發(fā)動(dòng)機(jī)分別為變速箱Ⅰ、液壓泵和電機(jī)Ⅰ輸送能量。

步驟二中，當(dāng)電機(jī)Ⅱ需求功率小于電機(jī)Ⅰ提供功率時(shí)，電機(jī)Ⅰ通過電驅(qū)系統(tǒng)向蓄電池充電，電機(jī)Ⅱ需求功率大于電機(jī)Ⅰ提供功率時(shí)，蓄電池通過電驅(qū)系統(tǒng)向電機(jī)Ⅱ提供能量，電機(jī)Ⅱ需求功率等于電機(jī)Ⅰ提供功率時(shí)，蓄電池不充電也不輸出能量。

步驟三中，電機(jī)Ⅰ調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速至較高轉(zhuǎn)速。

所述變速箱Ⅰ和變速箱Ⅱ通過驅(qū)動(dòng)變速箱中的離合器斷開。