本发明专利技术提供一种用于工程机械的多电机变速驱动系统及其控制方法，所述变速装置包括高压柜(2)，所述高压柜(2)一端分别连接能量源(1)和储能装置(6)以获得驱动能源，另一端通过驱动系统(4)连接液压负载(5)；其特征在于：还包括整车控制单元(3)，所述整车控制单元(3)分别与能量源(1)、高压柜(2)、驱动系统(4)及液压负载(5)信号连接；根据实际工况的不同有多个工作模式，功率需求较小的工况不需要全部电机进行驱动，可以让部分电机进行发电。这样不仅减少了能源浪费，还可以实现能量回收。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新能源工程机械控制系统及方法的，具体涉及一种用于工程机械的多电机变速驱动系统及其控制方法。
技术介绍
1、现有工程机械，例如挖掘机等，其驱动系统主要有两种：即采用发动机的驱动系统和采用大型工业电机的驱动系统。这两种驱动系统的缺点是体积较大，控制灵活性差且成本较高，而且发动机在过载时，还易发生掉速，影响工作效率。
2、因此，亟需提供一种用于工程机械的多电机变速驱动系统及其控制方法以解决上述现有技术中存在的缺陷与不足。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的缺陷与不足，本专利技术提供了一种用于变速装置的换挡调速控制系统及控制方法。
2、本专利技术提供的技术方案如下：
3、一种用于工程机械的多电机变速驱动系统，所述变速装置包括高压柜，所述高压柜一端分别连接能量源和储能装置以获得驱动能源，另一端通过驱动系统连接液压负载；其特征在于：还包括整车控制单元，所述整车控制单元分别与能量源、高压柜、驱动系统及液压负载信号连接。
4、作为本专利技术的进一步优选实施方式，所述驱动系统包括若干电机控制器，每一电机控制器与电机的一端连接，电机的另一端连接减速箱的输入端，减速箱的输出端与分动箱的输入端连接，所述分动箱的输出端连接液压负载，液压负载包括有若干液压系统。
5、作为本专利技术的进一步优选实施方式，所述电机控制器及电机均设置有对应的三组，且与第一、第二、及第三电机的输出轴同轴连接的动力输入轴环绕减速箱输出轴均匀布置。
6、作为本专利技术的进一步优选实施方式，所述减速箱输出轴与所述分动箱的输入端之间设置有联轴器。
7、作为本专利技术的进一步优选实施方式，所述系统包括以下工作模式：
8、1)三电机驱动模式动力传递路径：三电机的输出轴经动力输入轴与减速箱内齿轮副连接，并经减速箱输出轴及联轴器将电机输出动力传递至分动箱，再经分动箱将动力分配至若干液压系统；
9、2)两电机驱动一电机发电模式：两电机的输出轴经动力输入轴与减速箱内齿轮副连接，并在减速箱输出轴处实现动力分流，一部分动力经联轴器将电机输出动力传递至分动箱，再经分动箱将动力分配至若干液压系统；另一部分动力经减速箱内齿轮副传递至另一电机以驱动其空转或发电；
10、3)单电机驱动两电机发电模式：单电机的输出轴经动力输入轴与减速箱内齿轮副连接，并在减速箱输出轴处实现动力分流，一部分动力经联轴器将电机输出动力传递至分动箱，再经分动箱将动力分配至若干液压系统；另一部分动力经减速箱内齿轮副传递至另两电机以驱动它们空转或发电；
11、进一步地，本专利技术还提供一种用于工程机械的多电机变速驱动系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
12、1)根据驾驶员操作的挡位指令及液压系统工作转速计算电机需要工作转速
13、
14、式中，i为分动箱和减速箱的速比乘积；
15、speeds-nee为液压系统工作转速；
16、2)整车控制单元根据液压系统需求最大功率ps-max-nee计算三电机驱动系统实际总共需要的功率p4-need；
17、
18、式中η为减速箱和分动箱的总效率；
19、3)然后确定需要的工作电机的数量及每个电机的最大工作功率。
20、作为本专利技术的进一步优选实施方式，所述步骤3)中，当满足以下条件时
21、p411＜＜
22、式中p411、p412、p413对应为第一电机、第二电机、第三电机的额定功率；
23、p413-idlin为第三电机在speedmotor-nee转速下空载损耗功率；
24、确定需要两个电机工作，第一电机、第二电机实际工作最大功率为
25、
26、启动时，
27、整车控制单元给第一电机控制器发送运行驱动指令，控制模式为转速控制，目标转速设置为speedmotor-nee，电机输出轴逆时针转动；
28、整车控制单元给第二电机控制器发送运行驱动指令，控制模式为扭矩控制，转速上限设置为speedmotor-need；
29、此时第三电机被第一电机和第二电机驱动空转，整车控制单元给第三电机控制器发送运行指令，进行弱磁控制；随着负载的不断变化，当第一电机转速低于speedmotor-nee的预设值时，由整车控制单元依据以下公式计算第一电机和第二电机的实际功率p411-act、p41
30、p411-act＝p412-act＝t*speed/9549
31、式中，
32、p411-act、p412-act为第一电机和第二电机的实际功率；
33、t为对应电机的输出扭矩；
34、speed为对应电机的转速；
35、若第一电机的实际功率满足：p411-act≥p411-act-max，由第二电机输出扭矩，确保第一电机转速维持在speedmotor-need；
36、若第一电机的实际功率满足：p411-act＜p411-act-ma，第二电机维持目前工作状态。
37、作为本专利技术的进一步优选实施方式，所述步骤3)中，当驱动系统由剩余可利用功率启动，且剩余可利用功率psurpius满足以下条件时：
38、-p4-nee
39、确定此时需要两电机驱动，单电机发电：
40、整车控制单元给第一电机控制器发送运行驱动指令，控制模式为转速控制，目标转速为speedmotor-nee，电机输出轴逆时针转动；
41、整车控制单元给第二电机控制器发送运行驱动指令，控制模式为扭矩控制，转速上限设置为speedmotor-need；
42、当psurplus>x，
43、其中，x为预设值；
44、整车控制单元给第三电机控制器发送运行发电指令，控制模式为扭矩控制，第三电机需要输出发电扭矩为
45、
46、式中speed413-act为第三电机实际转速。
47、作为本专利技术的进一步优选实施方式，所述步骤3)中，当满足以下条件时
48、＜p4-nee＜
49、确定需要三个电机同时工作，第一电机、第二电机、第三电机实际工作最大功率为
50、
51、整车控制单元给第一电机控制器发送运行驱动指令，控制模式为转速控制，目标转速设置为speedmotor-nee，电机输出轴逆时针转动；
52、整车控制单元给第二电机控制器和第三电机控制器发送运行驱动指令，控制模式为扭矩控制，转速上限设置为speedmotor-need；
53、随着负载的不断变化，当第一电机转速下降时，由整车控制单元依据公式计算第一电机、第二电机和第三电机的实际功率p411-act、p412-act、p413-act；
54、若p411本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种用于工程机械的多电机变速驱动系统，所述变速装置包括高压柜(2)，所述高压柜(2)一端分别连接能量源(1)和储能装置(6)以获得驱动能源，另一端通过驱动系统(4)连接液压负载(5)；其特征在于：还包括整车控制单元(3)，所述整车控制单元(3)分别与能量源(1)、高压柜(2)、驱动系统(4)及液压负载(5)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统，其特征在于：所述驱动系统(4)包括若干电机控制器，每一电机控制器与电机的一端连接，电机的另一端连接减速箱的输入端，减速箱的输出端与分动箱的输入端连接，所述分动箱的输出端连接液压负载(5)，液压负载(5)包括有若干液压系统。
3.根据权利要求2所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统，其特征在于：所述电机控制器及电机均设置有对应的三组，且与第一、第二、及第三电机的输出轴同轴连接的动力输入轴环绕减速箱输出轴均匀布置。
4.根据权利要求3所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统，其特征在于：所述减速箱输出轴与所述分动箱的输入端之间设置有联轴器(405)。
5.根据权利要求4所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统，其特征在于：
6.根据权利要求2-5中任一项所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统的控制方法，其特征在于：
8.根据权利要求6所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统的控制方法，其特征在于：
9.根据权利要求6所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统的控制方法，其特征在于：
10.根据权利要求6所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统的控制方法，其特征在于：
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【技术特征摘要】
1.一种用于工程机械的多电机变速驱动系统，所述变速装置包括高压柜(2)，所述高压柜(2)一端分别连接能量源(1)和储能装置(6)以获得驱动能源，另一端通过驱动系统(4)连接液压负载(5)；其特征在于：还包括整车控制单元(3)，所述整车控制单元(3)分别与能量源(1)、高压柜(2)、驱动系统(4)及液压负载(5)信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统，其特征在于：所述驱动系统(4)包括若干电机控制器，每一电机控制器与电机的一端连接，电机的另一端连接减速箱的输入端，减速箱的输出端与分动箱的输入端连接，所述分动箱的输出端连接液压负载(5)，液压负载(5)包括有若干液压系统。
3.根据权利要求2所述的一种用于工程机械的多电机变速驱动系统，其特征在于：所述电机控制器及电机均设置有对应的三组，且与第一、第二、及第三电机的输出轴同轴连接的动...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜李明，石风雳，
申请(专利权)人：弗罗矿山科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：
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