一种电动挖掘机功率自适应控制方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种电动挖掘机功率自适应控制方法、系统及装置，控制方法包括：获取液压主泵进、出口油路上的实际压力值；根据电动挖掘机设定的档位获取驱动电机的初始转速和液压主泵电磁阀的初始电流；基于获取到的初始转速、初始电流和获取到的实际压力值计算液压主泵的瞬时功率；基于预先设定的转速区间设定值和液压主泵的瞬时功率，计算得到驱动电机的计算转速和液压主泵电磁阀的计算电流；计算得到驱动电机的实时设定转速和液压主泵电磁阀的实时设定电流；将设定转速输出值电机控制器，将设定电流输出至液压主泵电磁阀，由液压主泵电磁阀控制液压主泵，实现自适应调节。本发明专利技术能够有效节省能量损耗，延长电池续航时间。延长电池续航时间。延长电池续航时间。

【技术实现步骤摘要】
一种电动挖掘机功率自适应控制方法、系统及装置


[0001]本专利技术涉及一种电动挖掘机功率自适应控制方法、系统及装置，属于挖掘机


技术介绍

[0002]随着尾气污染的日益严重，排放标准日益严格。电动挖掘机逐渐成为未来挖掘机发展方向。受制于电池能量密度，重量大、体积大的特征，中大型电动挖掘机在发展过程中受到续航时间不足等难题困扰。
[0003]传统挖掘机受限于柴油发动机低响应特性，发动机工作转速变化区间小，功率落点在能耗高效区范围小，该问题使电动挖掘机能耗并非最优。
[0004]现有技术中，在实现电机和液压系统的匹配过程中，根据档位给电机控制器发固定转速请求，液压系统设定液压系统功率上限，功率调整过程中转速恒定不变，功率调整依赖负载变化，这样电机工作区域受限于转速，功率落点在以转速为横坐标，扭矩为纵坐标的一条直线上。现有技术中，功率落点局限性大，无法工作在电机能耗高效区，能量利用率并非最高，造成一部分能量浪费，降低了整车电池续航时间。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种电动挖掘机功率自适应控制方法、系统及装置，能够有效节省能量损耗，延长电池续航时间。为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：第一方面，本专利技术提供了一种电动挖掘机功率自适应控制方法，包括：获取液压主泵进、出口油路上的实际压力值；根据电动挖掘机设定的档位获取驱动电机的初始转速S0和液压主泵电磁阀的初始电流C0；基于获取到的初始转速S0、初始电流C0和获取到的实际压力值计算液压主泵的瞬时功率；基于预先设定的转速区间设定值和液压主泵的瞬时功率，计算得到驱动电机的计算转速S3和液压主泵电磁阀的计算电流C3；根据S1=Min(S0, S3)，C1=Min(C0,C3)，计算得到驱动电机的实时设定转速S1和液压主泵电磁阀的实时设定电流C1；将设定转速S1输出至电机控制器VCU，由电机控制器VCU控制驱动电机，将设定电流C1输出至液压主泵电磁阀，由液压主泵电磁阀控制液压主泵，实现自适应调节。
[0006]结合第一方面，进一步地，所述计算液压主泵的瞬时功率，通过下式计算：Pinstant=(P1+P2) *S0*D/60
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）式（1）中，Pinstant表示液压主泵的瞬时功率；P1表示液压主泵进口油路上的实际压力值；P2表示液压主泵出口油路上的实际压力值；S0表示驱动电机的初始转速；D表示液压主泵排量，基于获取到的液压主泵电磁阀的初始电流C0通过下式计算：
D= D
min
+( C0‑
C
min
)*(D
max
‑ D
min
)/ ( C
max
‑
C
min
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）式（2）中，D
min
表示液压主泵最小排量；D
max
表示液压主泵最大排量；C
min
表示液压主泵电磁阀最小电流；C
max
表示液压主泵电磁阀最大电流。
[0007]结合第一方面，进一步地，所述基于预先设定的转速区间设定值和液压主泵的瞬时功率，计算得到驱动电机的计算转速S3和液压主泵电磁阀的计算电流C3，包括：基于液压主泵的瞬时功率和设定转速区间设定值，在不同转速、不同扭矩下拟合得到相同功率的等功率曲线；在液压主泵的瞬时功率确定时，初始转速S0在转速区间设定值的范围内波动，基于等功率曲线得到使瞬时功率工作在电机系统效率高效区所对应的电流值以及驱动电机的实时扭矩限制，输出瞬时转速S2、瞬时电流C2、瞬时转速加速度S
a
、瞬时电流加速度C
a
；根据瞬时转速加速度S
a
、瞬时电流加速度C
a
限制转速、电流加载过程，计算得到驱动电机的计算转速S3和液压主泵电磁阀的计算电流C3。
[0008]结合第一方面，进一步地，所述驱动电机的计算转速S3和液压主泵电磁阀的计算电流C3，通过下式计算：S3=S2+S
a
*TC3=C2+C
a
*T
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（3）式（3）中，S2表示瞬时转速，C2表示瞬时电流，S
a
表示瞬时转速加速度，C
a
表示瞬时电流加速度；T表示执行电动挖掘机功率自适应控制方法的控制器的扫描周期。
[0009]第二方面，本专利技术提供了一种电动挖掘机功率自适应控制系统，包括：第一获取模块：用于获取液压主泵进、出口油路上的实际压力值；第二获取模块：用于根据电动挖掘机设定的档位获取驱动电机的初始转速S0和液压主泵电磁阀的初始电流C0；第一计算模块：用于基于获取到的初始电流C0和获取到的实际压力值计算液压主泵的瞬时功率；基于初始转速S0、预先设定的转速区间设定值和液压主泵的瞬时功率，计算得到驱动电机的计算转速S3和液压主泵电磁阀的计算电流C3；第二计算模块：用于根据S1=Min(S0, S3)，C1=Min(C0,C3)，计算得到驱动电机的实时设定转速S1和液压主泵电磁阀的实时设定电流C1；执行模块：用于将设定转速S1输出至电机控制器VCU，将设定电流C1输出至液压主泵电磁阀，实现自适应调节。
[0010]第三方面，本专利技术提供了一种电动挖掘机功率自适应控制装置，包括：整机控制器BCU、液压模块和电机模块；所述整机控制器BCU包括权利要求5所述的电动挖掘机功率自适应控制系统，用于执行权利要求1所述的电动挖掘机功率自适应控制方法的步骤；所述液压模块包括液压主泵以及与所述液压主泵连接的液压主泵电磁阀；所述整机控制器BCU连接液压主泵电磁阀，通过控制液压主泵电磁阀的电流实现对液压主泵的控制；所述电机模块包括驱动电机以及与所述驱动电机双向通信连接的电机控制器VCU；所述电机控制器VCU接收整机控制器BCU的设定转速并输出至驱动电机、将驱动电机的实时扭矩发送至整机控制器BCU。
[0011]结合第三方面，进一步地，所述液压模块还包括设于液压主泵进、出口油路上的主油路压力采集单元，所述主油路压力采集单元与所述整机控制器BCU通信连接。
[0012]结合第三方面，优选地，所述主油路压力采集单元与第二方面所述的获取模块连接。
[0013]结合第三方面，进一步地，所述主油路压力采集单元与所述整机控制器BCU通过电气线束连接。
[0014]结合第三方面，进一步地，还包括监控器，与所述整机控制器BCU通信连接，用于显示液压模块参数和电机模块参数。
[0015]结合第三方面，进一步地，所述整机控制器BCU与所述监控器、所述液压主泵电磁阀、所述电机控制器VCU通过CAN总线通信连接。
[0016]与现有技术相比，本专利技术实施例所提供的一种电动挖掘机功率自适应控制方法、系统及装置，所达到的有益效果包括：本专利技术获取液压主泵进、出口油路上的实际压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动挖掘机功率自适应控制方法，其特征在于，包括：获取液压主泵进、出口油路上的实际压力值；根据电动挖掘机设定的档位获取驱动电机的初始转速S0和液压主泵电磁阀的初始电流C0；基于获取到的初始转速S0、初始电流C0和获取到的实际压力值计算液压主泵的瞬时功率；基于预先设定的转速区间设定值和液压主泵的瞬时功率，计算得到驱动电机的计算转速S3和液压主泵电磁阀的计算电流C3；根据S1=Min(S0, S3)，C1=Min(C0,C3)，计算得到驱动电机的实时设定转速S1和液压主泵电磁阀的实时设定电流C1；将设定转速S1输出至电机控制器VCU，由电机控制器VCU控制驱动电机，将设定电流C1输出至液压主泵电磁阀，由液压主泵电磁阀控制液压主泵，实现自适应调节。2.根据权利要求1所述的电动挖掘机功率自适应控制方法，其特征在于，所述计算液压主泵的瞬时功率，通过下式计算：Pinstant=(P1+P2) *S0*D/60
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（1）式（1）中，Pinstant表示液压主泵的瞬时功率；P1表示液压主泵进口油路上的实际压力值；P2表示液压主泵出口油路上的实际压力值；S0表示驱动电机的初始转速；D表示液压主泵排量，基于获取到的液压主泵电磁阀的初始电流C0通过下式计算：D= D
min
+( C0‑
C
min
)*(D
max
‑ D
min
)/ ( C
max
‑
C
min
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
（2）式（2）中，D
min
表示液压主泵最小排量；D
max
表示液压主泵最大排量；C
min
表示液压主泵电磁阀最小电流；C
max
表示液压主泵电磁阀最大电流。3.根据权利要求1所述的电动挖掘机功率自适应控制方法，其特征在于，所述基于预先设定的转速区间设定值和液压主泵的瞬时功率，计算得到驱动电机的计算转速S3和液压主泵电磁阀的计算电流C3，包括：基于液压主泵的瞬时功率和设定转速区间设定值，在不同转速、不同扭矩下拟合得到相同功率的等功率曲线；在液压主泵的瞬时功率确定时，初始转速S0在转速区间设定值的范围内波动，基于等功率曲线得到使瞬时功率工作在电机系统效率高效区所对应的电流值以及驱动电机的实时扭矩限制，输出瞬时转速S2、瞬时电流C2、瞬时转速加速度S
a
、瞬时电流加速度C
a
；根据瞬时转速加速度S
a
、瞬时电流加速度C
a

【专利技术属性】
技术研发人员：王顶，牛东东，吕传伟，王绪通，王禄，王青，卞清荣，赵玉德，郑桂凡，王超，
申请(专利权)人：徐州徐工挖掘机械有限公司，
类型：发明
国别省市：