本发明涉及混合动力拖拉机驱动,特别是涉及一种混合动力拖拉机ecvt驱动系统及其控制方法。
背景技术:
::1、传统大马力拖拉机动力来源单一,其作业需求动力全部来源于柴油发动机,进而导致柴油发动机工作点不可被灵活调节,拖拉机无法实现无级变速,从而由于拖拉机所处的变载荷工况环境的恶劣而直接导致柴油发动机工作点需不断随着载荷波动而波动,最终导致柴油发动机长期工作于经济性较差的工作点区间,使得传统拖拉机排放问题严重,严重污染大气环境,进而使得发展拖拉机的节能环保技术迫在眉睫。混合动力拖拉机摒弃了传统拖拉机由柴油发动机单独提供需求动力的弊端,通过协调控制电机与发动机输出动力为实现对发动机工作点的灵活调节提供了解决方案。2、混合动力拖拉机的驱动系统共有串联式、并联式与混联式三种。其中,串联式混合动力拖拉机驱动系统的柴油发动机起增程作用,一般用于驱动发电机进行发电,进而导致拖拉机的需求动力全部来源于驱动电机,导致大马力串联式混合动力拖拉机需装备大容量电池,增加了拖拉机的整体体积,同时,动力来源仍然单一,虽然在一定程度上驱动电机能够进行电动无级调速,进而能够实现ecvt,但调速范围有限。3、并联式混合动力拖拉机驱动系统可以实现发动机动力与驱动电机动力的耦合,有效增加了拖拉机的动力性,但驱动系统的功率分流与ecvt性能较差,整体效率仍然较低,且在面对复杂载荷工况时,驱动电机需长时间消耗电能输出动力,导致整机的续航性较差。4、混联式混合动力拖拉机驱动系统结合了串联式与并联式的优点,能够利用周转轮系多节点的布置使得驱动系统具备更广泛的无级变速性能与功率分流性能,同时,周转轮系的多节点为发电机的布置提供更加紧凑的方案,保证了整机的续航性。5、传统拖拉机旋耕作业时,pto输出转速与拖拉机行驶速度通过分动箱实现,使得整机无法独立于轮胎转速对pto转速进行独立控制,而周转轮系式混合动力驱动系统的多节点布置使得pto转速与拖拉机行驶车速的解耦输出成为可能。目前,周转轮系式混合动力拖拉机驱动系统在实现ecvt功能时,频繁陷入功率循环变速段,使得整机的效率大大降低。技术实现思路1、本发明的目的是提供一种混合动力拖拉机ecvt驱动系统及其控制方法,能够保证在满足动力性的前提下,提升混合动力拖拉机的燃油经济性。2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:3、一种混合动力拖拉机ecvt驱动系统,包括:动力电池组、电池管理系统、柴油发动机、整机控制器、电机a控制器、发动机离合器、电机b控制器、电机a、电磁制动器a、电机b、电磁制动器b、前行星齿轮机构、后行星齿轮机构、定轴齿轮副、pto离合器、pto输出轴、高低挡齿轮箱、右后驱动轮、右后轮边减速器、差速器、主减速器、左后轮边减速器和左后驱动轮;4、各组成部件之间采用机械连接、电气连接和信号连接中的任一一种或几种组合的连接方式;其中,所述动力电池组通过电气连接与电池管理系统相连;所述电池管理系统通过电气连接分别与整机控制器、电机a控制器、电机b控制器和电机a相连;所述电池管理系统、整机控制器和电机a控制器相互信号连接;所述电池管理系统用于实时监测动力电池组的运行状态,并将运行状态转化为电信号发送于整机控制器;所述运行状态包括监测动力电池组的soc、soh及sop;所述整机控制器通过信号连接分别与柴油发动机、发动机离合器、电机b控制器、电磁制动器a、电磁制动器b和pto离合器相连;所述电机a控制器分别通过电气连接和信号连接与电机a相连;所述电机b控制器分别通过电气连接和信号连接与电机b相连;所述差速器通过机械连接分别与右后轮边减速器、主减速器和左后轮边减速器相连;所述右后轮边减速器通过机械连接与右后驱动轮相连;所述左后轮边减速器通过机械连接与左后驱动轮相连。5、可选地,所述前行星齿轮机构包括齿圈a、太阳轮a、行星架a;所述齿圈a固定,使得前行星齿轮机构不具备周转轮系特性;所述太阳轮a与电磁制动器b相连;所述电磁制动器b与电机b相连;6、可选地,所述后行星齿轮机构包括齿圈b、行星架b、太阳轮b;所述后行星齿轮机构无固定端,为周转轮系;所述齿圈b与前行星齿轮机构的行星架a相连;所述行星架b为ecvt驱动系统输出端;所述太阳轮b与柴油发动机、发动机离合器、电机a、电磁制动器a、pto离合器、pto输出轴同轴连接;7、可选地,所述高低挡齿轮箱包括低挡齿轮副、变速箱动力输入轴、低挡、低挡离合器、高挡离合器、高挡、高挡齿轮副、变速箱动力输出轴;所述变速箱动力输入轴通过定轴齿轮副的齿轮传动与ecvt驱动系统输出端行星架b相连;所述变速箱动力输入轴分别与低挡的主动齿轮、高挡的主动齿轮通过滑动轴承支撑连接;分别与低挡离合器、高挡离合器同轴紧固连接;所述低挡的主动齿轮与低档离合器的外壳紧固连接;所述高挡的主动齿轮与高挡离合器的外壳紧固连接;所述低挡的主动齿轮通过低挡齿轮副与低挡的从动齿轮传动连接;所述高挡的主动齿轮通过高挡离合器与高挡的从动齿轮传动连接;所述高低挡齿轮箱的变速箱动力输出轴与主减速器相连;所述低挡离合器通过信号连接与整机控制器相连;所述高挡离合器通过信号连接与整机控制器相连;所述变速箱动力输出轴分别与低挡、高挡的从动齿轮同轴紧固连接。8、可选地,所述由发动机离合器控制柴油发动机是否参与拖拉机的驱动工作,当柴油发动机参与拖拉机的驱动工作时,整机控制器输出控制信号控制发动机离合器接合,当柴油发动机不参与拖拉机的驱动工作时,整机控制器输出控制信号控制发动机离合器断开;所述由pto离合器控制拖拉机是否处于旋耕作业模式,当拖拉机处于旋耕作业模式时,整机控制器输出控制信号控制pto离合器接合,当拖拉机处于非旋耕作业模式时,整机控制器输出控制信号控制pto离合器断开;所述由低挡离合器与高挡离合器决定拖拉机所处的挡位,当拖拉机需求处于低挡时,整机控制器输出控制信号控制低挡离合器接合,此时,高挡离合器断开;当拖拉机需求处于高挡时,整机控制器输出控制信号控制高挡离合器接合,此时,低挡离合器断开。9、可选地,所述ecvt驱动系统具有如下工作模式:10、纯电动模式i:该模式下,柴油发动机与电机a均不工作,由电机b满足负载需求动力;11、纯电动模式ii:该模式下,柴油发动机不工作,由电机与电机共同满足负载需求动力;12、发动机驱动模式:该模式下,电机a和电机b均不工作,由柴油发动机满足负载需求动力;13、串联式增程模式:该模式下,电机b不工作,由柴油发动机与电机a共同满足负载需求动力;14、混合动力ecvt模式:该模式下,由柴油发动机、电机a、电机b协调配合共同满足负载需求动力;15、所述纯电动模式i、纯电动模式ii、发动机驱动模式、串联式增程模式与混合动力ecvt模式根据工况需求进行切换,保证驱动系统无功率循环现象,进而保证拖拉机高效运转,提升拖拉机整机的燃油经济性;16、可选地,所述电机a可作为发电机或驱动电机或空转的不工作状态使用,当拖拉机工作于串联式增程模式时,电机a为发电机,电机a消耗柴油发动机的正向功率向电池管理系统发电,进而为动力电池组充电;当拖拉机工作于纯电动模式ii时,电机a为驱动电机,此时,电机a输出正向功率输入于太阳轮b中;当拖拉机工作于混合动力ecvt模式时,电机a既可作为发电机使用,也可作为驱动电机使用,也可以处于空转的不工作状态,当电机a作为发电机使用时,电机a消耗柴油发动机输出的正向功率向电池管理系统发电,进而为动力电池组充电;当电机a作为驱动电机使用时,电机a输出正向功率与柴油发动机输出的正向功率同轴耦合后输入于太阳轮b中;当电机a处于空转的不工作状态时,电机a仅被柴油发动机带动进行空转;17、可选地,所述电机b为驱动电机,当拖拉机工作于纯电动模式ii时,电机b输出正向功率输入于太阳轮a中,并由行星架a输出后经齿圈b输入于后行星齿轮机构中,与电机a输出的经太阳轮b输入于后行星齿轮机构中的正向功率汇流后经行星架b输出,此时,系统发挥电机b的大范围调速特性,使得系统具备高效的ecvt性能及功率输出分流性能;当拖拉机工作于混合动力ecvt模式时,电机b输出正向功率输入于太阳轮a中,并由行星架a输出后经齿圈b输入于后行星齿轮机构中,与柴油发动机输出的经太阳轮b输入于后行星齿轮机构中的正向功率汇流后经行星架b输出,此时,电机b实时调节柴油发动机的转速工作点,电机a实时调节柴油发动机的转矩工作点,电机a处于发电状态或驱动状态或空转的不工作状态,柴油发动机、电机a与电机b三者协调配合工作,充分发挥后行星齿轮机构的周转轮系特性,进而提升整机的燃油经济性,同时,使系统具备高效的ecvt性能及功率输出分流性能;18、可选地,所述pto输出轴的输出转速由柴油发动机直接控制,进而摒弃传统拖拉机在旋耕作业模式下pto输出转速与拖拉机行驶速度通过分动箱实现,而无法使pto输出转速与拖拉机行驶速度解耦输出的弊端,保证pto输出转速可独立于拖拉机轮胎转速进行单独控制,保证旋耕作业模式下拖拉机具备高效的无级变速性能及功率输出分流性能;19、可选地,本发明的一种混合动力拖拉机ecvt驱动系统的控制方法,其特征在于:具体包括如下步骤:20、s1、首先确定拖拉机作业模式,可选作业模式包括旋耕作业模式与非旋耕作业模式;21、s2、整机控制器接收动力电池组的soc信号,进而确定ecvt驱动系统可选工作模式:当soc≥0.35时,ecvt驱动系统可工作于所述纯电动模式i、所述纯电动模式ii、所述发动机驱动模式、所述串联式增程模式与所述混合动力ecvt模式;当soc≤0.35时,ecvt驱动系统可工作于所述发动机驱动模式、所述串联式增程模式;22、s3、根据拖拉机当前作业模式及动力电池组的soc值进一步确定ecvt驱动系统的可选工作模式:当拖拉机当前作业模式为非旋耕作业时,且soc≥0.35时,ecvt驱动系统可工作于所述纯电动模式i、所述纯电动模式ii、所述发动机驱动模式、所述串联式增程模式与所述混合动力ecvt模式;当拖拉机当前作业模式为非旋耕作业时,且soc≤0.35时,ecvt驱动系统可工作于所述发动机驱动模式、所述串联式增程模式;当拖拉机当前作业模式为旋耕作业时,且soc≥0.35时,ecvt驱动系统可工作于所述发动机驱动模式、所述串联式增程模式与所述混合动力ecvt模式;当拖拉机当前作业模式为旋耕作业时,且soc≤0.35时,ecvt驱动系统可工作于所述发动机驱动模式与所述串联式增程模式;23、s4、根据步骤s3确定的拖拉机当前作业模式及soc值进一步确定拖拉机需求车速工作范围:若soc≥0.35,且为非旋耕作业时,拖拉机的需求车速范围为:vminstablespeed<vdesire<vmaxspeed;若soc≥0.35,且为旋耕作业时,拖拉机的需求车速范围为:vminptospeed<vdesire<vmaxptospeed;若soc≤0.35,且为非旋耕作业时,拖拉机的需求车速范围为:vminsenspeed<vdesire<vmaxenspeed;若soc≤0.35,且为旋耕作业时,拖拉机的需求车速范围为:vminsenspeed<vdesire<vmaxenspeed;24、其中,vminstablespeed为所述纯电动模式i的最小稳定行驶速度;vdesire为拖拉机请求行驶速度;vmaxspeed为拖拉机最大稳定行驶速度;vminptospeed为拖拉机旋耕作业最小稳定行驶速度;vmaxptospeed为拖拉机旋耕作业最大稳定速度;vminsenspeed为所述发动机驱动模式最小稳定行驶速度;vmaxenspeed为发动机驱动模式最大稳定行驶速度。25、s5、根据步骤s3确定的soc值及ecvt驱动系统可选工作模式,进一步细分拖拉机需求行驶速度,并结合拖拉机需求行驶速度进一步确定ecvt驱动系统的工作模式:若soc≥0.35,且为非旋耕作业时,可进行如下判断:当vminstablespeed<vdesire<vminosecvt时,ecvt驱动系统工作于所述纯电动模式i;当vminosecvt<vdesire<vmaxosecvt时,ecvt驱动系统可工作于所述发动机驱动模式或串联式增程模式或混合动力ecvt模式,确切的工作模式由智能高效节能控制策略实时确定;当vmaxosecvt<vdesire<vmaxspeed时,ecvt驱动系统工作于纯电动模式ii;若soc≤0.35,且为非旋耕作业时,ecvt驱动系统可工作于所述发动机驱动模式或串联式增程模式,确切的工作模式由智能高效节能控制策略实时确定;若soc≥0.35,且为旋耕作业时,拖拉机于vminptospeed<vdesire<vmaxptospeed范围内行驶,ecvt驱动系统可工作于所述发动机驱动模式或串联式增程模式或混合动力ecvt模式,确切的工作模式由智能高效节能控制策略实时确定;若soc≥0.35,且为旋耕作业时,拖拉机于vminsenspeed<vdesire<vmaxenspeed范围内行驶,ecvt驱动系统可工作于所述发动机驱动模式或串联式增程模式,确切的工作模式由智能高效节能控制策略实时确定;26、其中,vminosecvt为所述混合动力ecvt模式的最小稳定行驶速度;vmaxosecvt为所述混合动力ecvt模式的最大稳定行驶速度。27、可选地,所述步骤s5中的纯电动模式i的具体控制流程为:整机控制器分别向发动机离合器、电磁制动器a、电磁制动器b、低挡离合器与高挡离合器输出控制信号,控制发动机离合器不接合,电磁制动器a接合,电磁制动器b不接合,低挡离合器接合,高挡离合器不接合,此时,高低挡齿轮箱置于低挡,柴油发动机与电机a不工作,整机控制器向电机b控制器输出控制信号,进而电机b控制器向电机b输出控制信号,电机b输出正向功率输入于前行星齿轮机构的太阳轮a中,并由行星架a输出后经齿圈b输入于后行星齿轮机构中,然后经行星架b输出,经定轴齿轮副输入于高低挡齿轮箱中,经低挡离合器与低挡齿轮副输出,分别经主减速器、差速器输入于右后轮边减速器、左后轮边减速器中,最后分别驱动右后驱动轮与左后驱动轮,进而驱动拖拉机行驶;28、可选地,所述步骤s5中的纯电动模式ii的具体控制流程为:整机控制器分别向发动机离合器、电磁制动器a、电磁制动器b、低挡离合器与高挡离合器输出控制信号,控制发动机离合器不接合,电磁制动器a不接合,电磁制动器b不接合,低挡离合器不接合,高挡离合器接合,此时,高低挡齿轮箱置于高挡,柴油发动机不工作,整机控制器分别向电机a控制器、电机b控制器输出控制信号,进而电机a控制器与电机b控制器分别向电机a与电机b输出控制信号,电机b输出正向功率输入于前行星齿轮机构的太阳轮a中,并由行星架a输出后经齿圈b输入于后行星齿轮机构中,然后与电机a经太阳轮b输入于后行星齿轮机构中的正向功率汇流,并经行星架b输出,经定轴齿轮副输入于高低挡齿轮箱中,经高挡离合器与高挡齿轮副输出,分别经主减速器、差速器输入于右后轮边减速器、左后轮边减速器中,最后分别驱动右后驱动轮与左后驱动轮,进而驱动拖拉机行驶;29、可选地,所述步骤s5中的发动机驱动模式的具体控制流程为:整机控制器分别向发动机离合器、电磁制动器a、电磁制动器b、低挡离合器与高挡离合器输出控制信号,控制发动机离合器接合,电磁制动器a不接合,电磁制动器b接合,低挡离合器与高挡离合器的状态由智能高效节能控制策略求解得出,此时,柴油发动机工作,电机a与电机b均不工作,整机控制器向柴油发动机输出控制信号,柴油发动机输出正向功率输入于后行星齿轮机构的太阳轮b中,并由行星架b输出,经定轴齿轮副输入于高低挡齿轮箱中,经对应挡位离合器与对应挡位齿轮副输出,分别经主减速器、差速器输入于右后轮边减速器、左后轮边减速器中,最后分别驱动右后驱动轮与左后驱动轮,进而驱动拖拉机行驶;30、可选地,所述步骤s5中的串联式增程模式的具体控制流程为:整机控制器分别向发动机离合器、电磁制动器a、电磁制动器b、低挡离合器与高挡离合器输出控制信号,控制发动机离合器接合,电磁制动器a不接合,电磁制动器b接合,低挡离合器与高挡离合器的状态由智能高效节能控制策略求解得出,此时,柴油发动机工作,电机a为发电机,电机b不工作,整机控制器向柴油发动机输出控制信号,柴油发动机输出正向功率,一部分正向功率被电机a消耗用于发电,剩余正向功率输入于后行星齿轮机构的太阳轮b中,并经行星架b输出,经定轴齿轮副输入于高低挡齿轮箱中,经对应挡位离合器与对应挡位齿轮副输出,分别经主减速器、差速器输入于右后轮边减速器、左后轮边减速器中,最后分别驱动右后驱动轮与左后驱动轮,进而驱动拖拉机行驶;31、可选地,所述步骤s5中的混合动力ecvt模式的具体控制流程为:整机控制器分别向发动机离合器、电磁制动器a、电磁制动器b、低挡离合器与高挡离合器输出控制信号,控制发动机离合器接合,电磁制动器a不接合,电磁制动器b不接合,低挡离合器与高挡离合器的状态由智能高效节能控制策略求解所得出,此时,柴油发动机、电机a与电机b均工作,电机a起发电或驱动作用或空转的不工作状态,具体由智能高效节能控制策略求解得出,整机控制器向柴油发动机输出控制信号,柴油发动机输出正向功率,与电机a输出的正向或负向功率同轴耦合后于后行星齿轮机构的太阳轮b中,并与电机b经太阳轮a输入于后行星齿轮机构的齿圈b中的正向功率汇流,并经行星架b输出,经定轴齿轮副输入于高低挡齿轮箱中,经对应挡位离合器与对应挡位齿轮副输出,分别经主减速器、差速器输入于右后轮边减速器、左后轮边减速器中,最后分别驱动右后驱动轮与左后驱动轮,进而驱动拖拉机行驶;32、可选地,所述步骤s5中的智能高效节能控制策略实时求解步骤包括:33、m1、若为非旋耕作业时,以柴油发动机的输出转矩、电机b的输出转速、挡位切换及工作模式切换为控制变量,以动力电池组的soc为状态变量;若为旋耕作业时,以柴油发动机的输出转矩、挡位切换及工作模式切换为控制变量,以动力电池组的soc为状态变量。34、m2、系统的状态方程为:35、36、系统的控制变量为:37、38、系统的哈密顿函数为:39、40、其中,x为系统的状态变量;soc(t)为t时刻动力电池组的soc值;u为系统控制变量;te为柴油发动机输出转矩;nmg2为电机b的输出转速;δmode为工作模式切换系数;δgear为挡位切换系数;qe(t)为t时刻柴油发动机的燃油消耗率;λ(t)为t时刻协态变量。41、m3、在控制变量可行域内求解所有控制变量组合的控制序列,并进而求解所有控制序列对应的状态变量soc的值,最终求解使得哈密顿函数值最小的控制变量与状态变量序列,即最优控制变量与状态变量满足:42、43、其中,u为最优控制量;x为最优状态量;ω1为使得哈密顿函数最小的可行域。44、m4、进一步,根据步骤m3得到的使得哈密顿函数值最小的状态变量序列,进一步求解满足设定极小值条件的控制变量与状态变量序列,保证动力电池组1的soc利用率,即最优控制变量与状态变量进一步满足:45、46、其中,soc(t+1)为t+1时刻动力电池组1的soc值;ε为一极小值常数;ω2满足极小值条件的可行域。47、m5、进一步,根据步骤m4得到的满足设定极小值条件的控制变量与状态变量序列,根据成本函数求解系统等效燃油消耗量,最终求出系统等效燃油消耗量最小的控制量,保证系统以高经济性运转,即最优控制变量与状态变量进一步满足:48、49、其中,j为系统成本函数;ω3为满足系统成本函数最小的可行域。50、完成步骤m1~m5后,整机控制器根据u输出控制信号,ecvt驱动系统所处的工作模式唯一确定。51、根据本发明提供的具体实施例,本发明公开了以下技术效果:52、本发明公开了一种混合动力拖拉机ecvt驱动系统及其控制方法,所述系统包括动力电池组、电池管理系统、柴油发动机、整机控制器、电机a控制器、发动机离合器、电机b控制器、电机a、电磁制动器a、电机b、电磁制动器b、前行星齿轮机构、后行星齿轮机构、定轴齿轮副、pto离合器、pto输出轴、高低挡齿轮箱、右后驱动轮、右后轮边减速器、差速器、主减速器、左后轮边减速器和左后驱动轮;并通过工作模式切换控制使混合动力拖拉机满足不同的作业需求。本发明能够保证在满足动力性的前提下,提升混合动力拖拉机的燃油经济性,并且还能够提升动力电池组soc的利用率,保证各工作模式与档位切换的平稳性。当前第1页12当前第1页12
技术特征:1.一种混合动力拖拉机ecvt驱动系统,其特征在于,包括:动力电池组、电池管理系统、柴油发动机、整机控制器、电机a控制器、发动机离合器、电机b控制器、电机a、电磁制动器a、电机b、电磁制动器b、前行星齿轮机构、后行星齿轮机构、定轴齿轮副、pto离合器、pto输出轴、高低挡齿轮箱、右后驱动轮、右后轮边减速器、差速器、主减速器、左后轮边减速器和左后驱动轮;
2.根据权利要求1所述的混合动力拖拉机ecvt驱动系统,其特征在于,所述前行星齿轮机构,具体包括:齿圈a、太阳轮a和行星架a;
3.根据权利要求1所述的混合动力拖拉机ecvt驱动系统,其特征在于,所述后行星齿轮机构,具体包括:齿圈b、行星架b和太阳轮b;
4.根据权利要求1所述的混合动力拖拉机ecvt驱动系统,其特征在于,所述高低挡齿轮箱,具体包括:低挡齿轮副、变速箱动力输入轴、低挡、低挡离合器、高挡离合器、高挡、高挡齿轮副和变速箱动力输出轴;
5.一种混合动力拖拉机ecvt驱动系统的控制方法,作用于如权利要求1-4中任一项所述的混合动力拖拉机ecvt驱动系统,其特征在于,包括:
6.根据权利要求5所述的混合动力拖拉机ecvt驱动系统,其特征在于,所述s5步骤中的纯电动模式i的具体控制流程为:
7.根据权利要求5所述的混合动力拖拉机ecvt驱动系统,其特征在于,所述s5步骤中的纯电动模式ii的具体控制流程为:整机控制器分别向发动机离合器、电磁制动器a、电磁制动器b、低挡离合器与高挡离合器输出控制信号,控制发动机离合器不接合,电磁制动器a不接合,电磁制动器b不接合,低挡离合器不接合,高挡离合器接合,此时,高低挡齿轮箱置于高挡,柴油发动机不工作,整机控制器分别向电机a控制器和电机b控制器输出控制信号,进而电机a控制器与电机b控制器分别向电机a与电机b输出控制信号,电机b输出正向功率输入于前行星齿轮机构的太阳轮a中,并由行星架a输出后经齿圈b输入于后行星齿轮机构中,然后与电机a经太阳轮b输入于后行星齿轮机构中的正向功率汇流,并经行星架b输出,经定轴齿轮副输入于高低挡齿轮箱中,经高挡离合器与高挡齿轮副输出,分别经主减速器和差速器输入于右后轮边减速器和左后轮边减速器中,最后分别驱动右后驱动轮与左后驱动轮,进而驱动拖拉机行驶。
8.根据权利要求5所述的混合动力拖拉机ecvt驱动系统,其特征在于,所述s5步骤中的发动机驱动模式的具体控制流程为:整机控制器分别向发动机离合器、电磁制动器a、电磁制动器b、低挡离合器与高挡离合器输出控制信号,控制发动机离合器接合,电磁制动器a不接合,电磁制动器b接合,低挡离合器与高挡离合器的状态由智能高效节能控制策略求解得出,此时,柴油发动机工作,电机a与电机b均不工作,整机控制器向柴油发动机输出控制信号,柴油发动机输出正向功率输入于后行星齿轮机构的太阳轮b中,并由行星架b输出,经定轴齿轮副输入于高低挡齿轮箱中,经对应挡位离合器与对应挡位齿轮副输出,分别经主减速器和差速器输入于右后轮边减速器和左后轮边减速器中,最后分别驱动右后驱动轮与左后驱动轮,进而驱动拖拉机行驶。
9.根据权利要求5所述的混合动力拖拉机ecvt驱动系统,其特征在于,所述s5步骤中的串联式增程模式的具体控制流程为:整机控制器分别向发动机离合器、电磁制动器a、电磁制动器b、低挡离合器与高挡离合器输出控制信号,控制发动机离合器接合,电磁制动器a不接合,电磁制动器b接合,低挡离合器与高挡离合器的状态由智能高效节能控制策略求解得出,此时,柴油发动机工作,电机a为发电机,电机b不工作,整机控制器向柴油发动机输出控制信号,柴油发动机输出正向功率,一部分正向功率被电机a消耗用于发电,剩余正向功率输入于后行星齿轮机构的太阳轮b中,并经行星架b输出,经定轴齿轮副输入于高低挡齿轮箱中,经对应挡位离合器与对应挡位齿轮副输出,分别经主减速器和差速器输入于右后轮边减速器和左后轮边减速器中,最后分别驱动右后驱动轮与左后驱动轮,进而驱动拖拉机行驶。
10.根据权利要求5所述的混合动力拖拉机ecvt驱动系统,其特征在于,所述s5步骤中的混合动力ecvt模式的具体控制流程为:整机控制器分别向发动机离合器、电磁制动器a、电磁制动器b、低挡离合器与高挡离合器输出控制信号,控制发动机离合器接合,电磁制动器a不接合,电磁制动器b不接合,低挡离合器与高挡离合器的状态由智能高效节能控制策略求解所得出,此时,柴油发动机、电机a与电机b均工作,电机a起发电或驱动作用或空转的不工作状态,具体由智能高效节能控制策略求解得出,整机控制器向柴油发动机输出控制信号,柴油发动机输出正向功率,与电机a输出的正向或负向功率同轴耦合后于后行星齿轮机构的太阳轮b中,并与电机b经太阳轮a输入于后行星齿轮机构的齿圈b中的正向功率汇流,并经行星架b输出,经定轴齿轮副输入于高低挡齿轮箱中,经对应挡位离合器与对应挡位齿轮副输出,分别经主减速器和差速器输入于右后轮边减速器和左后轮边减速器中,最后分别驱动右后驱动轮与左后驱动轮,进而驱动拖拉机行驶。
技术总结本发明公开一种混合动力拖拉机ECVT驱动系统及其控制方法,涉及混合动力拖拉机驱动技术领域。所述系统包括:动力电池组、电池管理系统、柴油发动机、整机控制器、电机A控制器、发动机离合器、电机B控制器、电机A、电磁制动器A、电机B、电磁制动器B、前行星齿轮机构、后行星齿轮机构、定轴齿轮副、PTO离合器、PTO输出轴、高低挡齿轮箱、右后驱动轮、右后轮边减速器、差速器、主减速器、左后轮边减速器和左后驱动轮;并通过工作模式切换控制使混合动力拖拉机满足不同的作业需求。本发明能够保证在满足动力性的前提下,提升混合动力拖拉机的燃油经济性,并且还能够提升动力电池组SOC的利用率,保证各工作模式与档位切换的平稳性。
技术研发人员:鲁植雄,张凯,邓晓亭,张渤衢,孙晓旭,杨萌
受保护的技术使用者:南京农业大学
技术研发日:技术公布日:2024/10/24