【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电动矿卡驱动控制系统及方法，具体涉及一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统及方法。
技术介绍
1、传统电动轮矿用卡车(简称矿卡)主要由车体、柴油发动机、电驱动控制系统三大件组成，其驱动方式为：用柴油发动机带动发电机发电，再通过电驱动控制系统变频驱动牵引电机，经减速模块带动轮胎行驶。电驱动控制系统是电动轮矿用车的“心脏”，由发电机、牵引变流器、电动轮、制动电阻等部件构成，其核心技术和关键部件长期被少数国外企业垄断，例如德国西门子。现有主要矿用电动轮整机厂商虽然经过近20年的国产化发展，但是目前主流大功率柴油发动机还是选择国外进口或合资公司产品，例如卡特彼勒、小松、康明斯及利勃海尔等，导致其进口采购价位居高不下，大大增加了整车成本。
2、中国专利cn213472806u提供的“一种增程式矿卡电气系统”，包括发动机、交流发电机、控制器、蓄电池模块、锂电池模块、整流器、变频器、电阻栅、励磁调节器及电动轮；交流发电机分别与发动机、整流器连接；变频器分别与整流器、电动轮电连接；控制器分别与蓄电池模块、锂电池模块、发动机、励磁调节器及变频器电连接；励磁调节器与交流发电机电连接；电阻栅与锂电池模块连接。该增程式矿卡电气系统在使用过程中通过控制器对励磁调节器、锂电池模块、发动机转速进行协同控制，使发动机一直处于高效区运转，存在燃油消耗成本高、发动机损耗大、污染排放严重，造成能量浪费的现象。
3、现有的矿卡尤其在下坡时驱动模块发出交流电，由于未配备大容量电池模块，所发出的电不能被存储到电池模块中，以供重复使用，而
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有大功率柴油发动机进口采购价位居高不下、矿卡发出的电能难以储存，造成大量能量浪费与环境污染的技术问题，而提供了一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统及方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，其特殊之处在于：包括驱动单元和电气单元；驱动单元包括分别与左右两侧矿卡轮毂连接的两个驱动机构，驱动机构包括驱动模块、减速模块以及两个驱动逆变器；电气单元包括整车vcu、发电模块、电池模块、发电机逆变器以及pdu配电模块；发电模块包括rcu控制器、依次连接的发动机与发电机。
4、发电机的输出端通过发电机逆变器与pdu配电模块的输入端连接；电池模块的输出端与pdu配电模块的输入端连接；发动机用于带动发电机发电；发电机用于发出三相交流电；发电机逆变器用于将发电机的三相交流电转化为直流电；pdu配电模块用于将发电机逆变器转化的直流电和/或电池模块的直流电整合后输送到驱动模块的驱动逆变器；驱动模块为双定子绕组电机，每个定子绕组分别通过一个驱动逆变器与pdu配电模块的输出端连接；减速模块的输入轴与驱动模块的转子转轴连接，减速模块的输出齿轮用于连接对应的矿卡轮毂；
5、整车vcu用于判断车辆运行工况，并实时调整发电模块、电池模块的能量输入；整车vcu与发电模块的rcu控制器通信连接，用于向发电模块发送缸内制动请求及驱动功率请求；整车vcu与发电机逆变器通信连接，用于控制发电机逆变器将三相交流电转化为直流电；整车vcu与pdu配电模块通信连接，用于发送电流控制指令给pdu配电模块；整车vcu与电池模块通信连接，用于控制电池模块充电或放电；整车vcu与驱动逆变器通信连接，用于控制驱动逆变器将驱动模块的三相交流电转化为直流电，或通过驱动逆变器向驱动模块发送目标扭矩，用于驱动减速模块，进而驱动矿卡整车运动。
6、进一步地，所述发动机、发电机、发电机逆变器均为两个；
7、驱动模块为2y型同相位三相交流异步电机；
8、两个驱动逆变器的输出端分别与驱动模块的其中两个定子绕组1y、2y连接。
9、进一步地，所述发电机与驱动模块均采用foc矢量控制方式。
10、进一步地，所述发动机为570kw柴油发动机；
11、发电机为集成式永磁同步发电机；
12、发电机逆变器、驱动逆变器均为dc800v电压平台逆变器；
13、减速模块为两级ngw型轮边减速器。
14、同时，本专利技术还提供了一种大吨位电动轮矿卡驱动控制方法，基于上述大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，其特殊之处在于：包括驱动控制与能量回收控制；
15、发电模块与电池模块共同驱动控制具体为：
16、a1)整车vcu通过rcu控制器控制发电模块发出三相交流电，发电机逆变器将三相交流电转变为直流电；和/或，整车vcu控制电池模块输出直流电；
17、a2)整车vcu根据运行所需驱动功率对pdu配电模块发送实时电流控制指令，pdu配电模块根据电流控制指令将直流电输送至驱动模块；
18、a3)整车vcu通过驱动逆变器对驱动模块发送实时目标扭矩，驱动模块根据实时目标扭矩控制减速模块驱动矿卡整车运动；
19、能量回收控制具体为：
20、整车vcu实时监控电池模块的回充阈值及驱动模块产生的电能；当驱动模块产生三相交流电时，如果电池模块的电能小于等于回充阈值，则整车vcu控制驱动逆变器将三相交流电转化为直流电，并通过pdu配电模块对电池模块充电；否则，使电池模块的电量稳定在动态平衡区域，驱动模块产生的三相交流电则由整车vcu控制发动机缸内制动消耗掉。
21、本专利技术的有益效果：
22、(1)本专利技术一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，驱动模块能量回收时所产生的电能部分可以实时被存储到电池模块中，以供整车(即矿卡)重复使用，超出电池模块回充阈值的由发动机缸内制动消耗，防止电池模块过充，进而降低整车能耗。
23、(2)本专利技术一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，整车采用两台570kw并联式国产柴油发动机、两台集成式永磁同步发电机、dc800v电压平台逆变器、可快速充电、放电的电池模块、pdu配电模块、两台2y型同相位三相交流异步电机以及两级ngw型减速模块，可以实现整车重载爬坡时发电模块与电池模块协同工作，以发动机为主，电池模块为辅，与传统电动轮矿卡单纯采用进口大功率柴油发动机相比，可大大降低整车电气系统的采购成本，使整车电气系统配套选择性更灵活。
24、(3)本专利技术一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，驱动模块采用2y型同相位三相交流异步电机，其两套绕组单独工作互不影响，两套绕组既可以同时工作，即功率、扭矩耦合后同时输出，又可以择一工作，假如其中一套绕组出现问题，另外一套绕组仍可以单独工作用于驱动整车，避免车辆因驱动模块问题趴窝。
25、(4)本专利技术一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，驱动逆变器与发电机逆变器均采用dc800v直流电压平台，发电机与驱动模块均采用现有中央驱动模式foc矢量控制方式，与传统电动轮大功率高压平台变流器vvvf开式控制相比，大大降低整车电气系统成本，更易于整车控制。
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【技术保护点】
1.一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，其特征在于：包括驱动单元和电气单元；
2.根据权利要求1所述一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，其特征在于：
4.根据权利要求3所述一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，其特征在于：
5.一种大吨位电动轮矿卡驱动控制方法，基于权利要求1至4任一所述一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，其特征在于：包括驱动控制与能量回收控制；
【技术特征摘要】
1.一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，其特征在于：包括驱动单元和电气单元；
2.根据权利要求1所述一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，其特征在于：
3.根据权利要求1或2所述一种大吨位电动轮矿卡驱动控制系统，其特征在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张震，刘义，陈记春，王鹏，刘强，周思全，王瑞男，张平，
申请(专利权)人：陕西法士特汽车传动集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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