一种增程式混合动力矿卡驱动系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种增程式混合动力矿卡驱动系统及方法，包括

【技术实现步骤摘要】
一种增程式混合动力矿卡驱动系统及方法


[0001]本专利技术涉及矿用卡车领域，具体为一种增程式混合动力矿卡驱动系统及方法
。

技术介绍

[0002]目前，在新能源宽体矿用车领域，主要有两类产品
。
一是纯电宽体矿用车，一是混合动力宽体矿用车
。
但纯电宽体矿用车在重载上工况，有着天生的缺陷：续驶里程不足
。
这对于矿区这种对于效率需求高，长时间持续工作，人歇车不歇的需求，是无法满足的
。
由此，本专利技术公布了一种增程式混合动力矿卡的驱动系统，通过混合动力，克服了纯电系统的缺点，使得新能源矿卡的工况适应性更宽泛，同时也提升了整车的性能优势
。
[0003]另外目前混合动力宽体矿用车产品序列内，又存在几种形式：串联式混合动力即本专利技术所提出的增程式混合动力
、
并联式混合动力
、
串并联式混合动力
。
并联式混合动力即发动机与电动机共同参与驱动车辆的工作，一般采用轻度混合，储能系统需采用超级电容，但由于超级电容能量密度低，储存能量较少，不能长时间爬坡和纯电动行驶，因此不符合宽体矿用车的使用工况及使用需求
。
面对这种情况，工程师们又提出了串并联式混合动力，又称混联式混合动力
。
即发动机
+
自动离合器
+
电机
+
变速箱这种形式结构，发动机与电动机同时驱动车辆的同时，还能为电动机进行充电，很符合宽体矿用车的使用需求
。
但由于这种形式技术先进却垄断严重，在乘用车领域都无法普及开来，宽体矿用车领域更是少之又少
。
复杂的结构使得控制技术及极为复杂，在矿车这样工况严苛的领域需要长时间去开发和验证
。
成本和投入上又是一个很庞大的数字，限制了广泛的应用
。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种增程式混合动力矿卡驱动系统及方法
。
[0005]为达成上述目的，本专利技术提出如下技术方案：一种增程式混合动力矿卡驱动系统，包括
VCU
整车控制器
、RCU
增程系统控制器
、ECU
发动机控制器
、
发动机
、GCU
发电机控制器
、FISG
发电机
、PDU
电源分配单元
、MCU
电机控制器
、
驱动总成
、LNG
气瓶
、BMS
电池管理系统和电池箱；
[0006]所述
VCU
整车控制器通过整车
CAN
线直接与
RCU
增程系统控制器
、MCU
电机控制器
、BMS
电池管理系统连接交互，所述的
ECU
发动机控制器与发动机通过增程系统内部
CAN
连接交互，
GCU
发电机控制器与
FISG
发电机通过增程系统内部
CAN
连接交互，所述的
BMS
电池管理系统与电池箱内部通过
CAN
线交互；
[0007]所述
PDU
电源分配单元分别与
GCU
发电机控制器
、MCU
电机控制器
、BMS
电池管理系统通过高压电路连接，
GCU
发电机控制器和
FISG
发电机通过高压电路连接，
MCU
电机控制器和驱动总成通过高压电路连接，电池管理系统和电池箱通过高压电路连接
。
[0008]优选的，所述发动机为气体式发动机，燃料为
LNG
气瓶储藏的
LNG。
[0009]优选的，所述驱动总成包括双电机和变速箱，双电机为驱动电机1和驱动电机2，变速箱为
7AMT
变速箱
。
[0010]优选的，所述电池箱内设置有动力电池
。
[0011]根据上述的一种增程式混合动力矿卡驱动系统的驱动方法，发动机和发动机在控制策略上具备单点
、
多点
、
功率跟随发电模式，增程器系统控制模式包括：
[0012]模式1：纯电驱动模式，动力电池电量充足时，增程器停机，驱动电机从动力电池取电；
[0013]驱动车辆模式2：功率跟随模式，整车需求功率稳定且发动机工作在高效区，增程器发电直接给驱动电机，不经过动力电池减少效率转换；
[0014]模式3：行车动力增强模式：当车辆急加速或者爬坡工况需求大功率时，增程器与动力电池同时提供能量驱动车辆，满足动力需求；
[0015]模式4：行车充电模式，动力电池电量较低且增程器功率富余，增程器同时提供能量驱动车辆及给电池充电；
[0016]模式5：驻车充电模式：整车
SOC
电量低，且整车在停车状态，增程器给电池补电；
[0017]所述的动力系统在
VCU
整车控制器的控制下，在制动工况下通过驱动电机将车体的动能转换为电能充至动力电池并进行储存，即需要进行制动能量的回收
。
[0018]回馈策略包括制动回馈和滑行回馈；
[0019]制动回馈：根据踏板的开度大小，输出到特定的扭矩，
MCU
根据
VCU
发出的指令产生回馈电流，能量回收的条件：油门开度等于
0、
电池
soc
低于
95
％
、
车速大于
5km/h
，回馈的大小取决于踏板的深度，且回馈电流值的上限按照
BMS
发出的最大可用短时充电电流执行；
[0020]滑行回馈：车辆行驶中不踩制动踏板和油门踏板，车辆进入滑行模式，在滑行条件下电池
SOC
大于
95
％且车速大于
5km/h
有三种能量回馈：0档：制动扭矩
0Nm
；1档：制动
‑
1700Nm
；2档：制动扭矩
‑
3800Nm。
当任意踩油门踏板或者刹车踏板时，退出滑行模式；
[0021]所述的动力系统在
VCU
整车控制器的控制下，在制动工况下通过驱动电机将车体的动能转换为电能充至动力电池并进行储存，即需要进行制动能量的回收；并能够根据在发动机增程器在不工作或者工作状态下，使驱动电机分别以不同的发电功率为动力电池充电，既能够实现对整车的制动能量进行最大化的回收，以提升汽车的节油率；还能够保证发动机增程器不会频繁启动，且使发动机增程器的发电功率能够位于其最优油耗功率曲线上，以使发动机增程器的工作平稳性较好，从而使发动机增程器的可靠性较高，以使本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种增程式混合动力矿卡驱动系统，其特征在于：包括
VCU
整车控制器
、RCU
增程系统控制器
、ECU
发动机控制器
、
发动机
、GCU
发电机控制器
、FISG
发电机
、PDU
电源分配单元
、MCU
电机控制器
、
驱动总成
、LNG
气瓶
、BMS
电池管理系统和电池箱；所述
VCU
整车控制器通过整车
CAN
线直接与
RCU
增程系统控制器
、MCU
电机控制器
、BMS
电池管理系统连接交互，所述的
ECU
发动机控制器与发动机通过增程系统内部
CAN
连接交互，
GCU
发电机控制器与
FISG
发电机通过增程系统内部
CAN
连接交互，所述的
BMS
电池管理系统与电池箱内部通过
CAN
线交互；所述
PDU
电源分配单元分别与
GCU
发电机控制器
、MCU
电机控制器
、BMS
电池管理系统通过高压电路连接，
GCU
发电机控制器和
FISG
发电机通过高压电路连接，
MCU
电机控制器和驱动总成通过高压电路连接，电池管理系统和电池箱通过高压电路连接
。2.
根据权利要求1所述的一种增程式混合动力矿卡驱动系统，其特征在于：所述发动机为气体式发动机，燃料为
LNG
气瓶储藏的
LNG。3.
根据权利要求1所述的一种增程式混合动力矿卡驱动系统，其特征在于：所述驱动总成包括双电机和变速箱，双电机为驱动电机1和驱动电机2，变速箱为
7AMT
变速箱
。4.
根据权利要求1所述的一种增程式混合动力矿卡驱动系统，其特征在于：所述电池箱内设置有动力电池
。5.
根据权利要求1所述的一种增程式混合动力矿卡驱动系统的驱动方法，其特征在于：发动机和发动机在控制策略上具备单点<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王璐，刘昊，陆宽，郭立仁，武东升，
申请(专利权)人：内蒙古山河巨鼎矿用机械制造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：