[發(fā)明專利]一種非道路移動車輛的弱度混合動力系統和動力性控制方法

在審

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• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113147723A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設計）人: 趙長祿;呂航;張付軍;黃英;張智林
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B60W10/08
• 分類號: B60W10/08;B60W10/06;B60W20/14;B60W20/15
• 代理公司: 北京遠創(chuàng)理想知識產權代理事務所(普通合伙) 11513
• 代理人: 衛(wèi)安樂

本發(fā)明涉及一種非道路移動車輛的弱度混合動力系統和動力性控制方法，包括根據所述非道路移動車輛的運行狀態(tài)，所述ISG電機控制器通過切換所述ISG電機的工作模式，所述動力電池和所述超級電容配合所述ISG電機的模式，以使得所述渦輪增壓柴油機和所述ISG電機輸出達到預設功率或轉速數據。本發(fā)明能有效減小渦輪增壓器的響應滯后時間，從而提升發(fā)動機功率輸出的響應性，進而改善了車輛加速性。并在車輛制動時，進一步吸收了再生制動能量，提高能量利用率，同時保證了車輛的機動性能。

技術領域

本發(fā)明涉及混合動力車輛技術領域，尤其涉及一種非道路移動車輛的弱度混合動力系統和動力性控制方法。

背景技術

隨著環(huán)境污染和能源緊張問題日益突出，非道路移動車輛采用混合動力系統能夠充分利用各動力源的優(yōu)勢，可以在不降低車輛動力性的前提下減少油耗和降低排放。目前，混合動力非道路移動車輛多采用發(fā)動機－發(fā)電機組與動力電池構成的串聯式混合動力系統，由于受重量、空間約束，該動力系統具有瞬態(tài)功率大、電池容量小的特點，屬于弱度混合動力系統，其中發(fā)動機仍是系統的主要動力源。

由于弱混系統電池容量較小，在車輛加速過程中，電池功率會迅速達到其功率上限，而由于高度增壓的柴油機和發(fā)電機組成的發(fā)動機-發(fā)電機單元的動態(tài)響應差，在急加速工況不能迅速提供足夠功率來滿足驅動需求，導致電池過度放電甚至發(fā)動機冒黑煙而車速難以提升的情況，嚴重影響電池壽命并且嚴重制約著車輛的機動性能。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種非道路移動車輛的弱度混合動力系統和動力性控制方法。

本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案如下：

一種非道路移動車輛的弱度混合動力系統，所述系統包括渦輪增壓柴油機、發(fā)動機控制器、ISG電機、ISG電機控制器、超級電容、動力電池、DC/DC變換器、電機、電機控制器和側傳動：

所述渦輪增壓柴油機與所述ISG電機通過軸連接，所述ISG電機通過所述ISG電機控制器與直流母線連接，所述動力電池通過所述DC/DC變換器與所述超級電容并聯后與所述直流母線連接，所述直流母線的后端連接所述電機控制器，所述電機控制器驅動所述電機運轉，所述電機通過所述側傳動驅動車輪運轉；

根據所述非道路移動車輛的運行狀態(tài)，所述ISG電機控制器通過切換所述ISG電機的工作模式，所述動力電池和所述超級電容配合所述ISG電機的模式，以使得所述渦輪增壓柴油機和所述ISG電機輸出達到預設功率或轉速數據。

在上述技術方案的基礎上，本發(fā)明還可以做如下改進。

進一步地，當所述非道路移動車輛的運行狀態(tài)是車輛啟動時，所述ISG電機控制器切換所述ISG電機的工作模式為驅動模式，所述動力電池的額外功率用于驅動所述ISG電機，所述ISG電機拖動所述渦輪增壓柴油機啟動，所述發(fā)動機控制器傳遞噴油信號至所述渦輪增壓柴油機，使所述渦輪增壓柴油機在被拖動的過程中噴入適量的柴油燃燒做功，使所述渦輪增壓柴油機迅速達到指定轉速。

進一步地，當所述非道路移動車輛的運行狀態(tài)是加速狀態(tài)時，所述ISG電機控制器切換所述ISG電機的工作模式為發(fā)電模式，所述渦輪增壓柴油機帶動所述ISG電機輸出需求功率，所述動力電池及所述超級電容提供所述需求功率中瞬態(tài)變化的高頻部分。

進一步地，當所述非道路移動車輛的運行狀態(tài)是減速制動時，所述發(fā)動機控制器控制所述渦輪增壓柴油機斷油，所述ISG電機控制器切換所述ISG電機的工作模式為驅動模式，部分制動能量驅動所述ISG電機拖動所述渦輪增壓柴油機維持在預設轉速運轉，多余制動能量由所述動力電池和所述超級電容吸收。

進一步地，當所述非道路移動車輛的運行狀態(tài)是制動減速后需停車時，所述ISG電機控制器切換所述ISG電機的工作模式為發(fā)電模式，將所述渦輪增壓柴油機慣性轉動的動能轉化為電能給所述動力電池充電，同時所述渦輪增壓柴油機的轉速迅速下降為零，行駛結束。