一種混合動(dòng)力礦用電動(dòng)輪自卸車的能量控制方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力礦用電動(dòng)輪自卸車的能量控制方法，其包括以下步驟：1、車輛起動(dòng)后，電動(dòng)輪中的輪速傳感器開(kāi)始工作，輪速傳感器將輪速信號(hào)輸入至電傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行判斷；2、電傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流母線電壓大?。?、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小；4、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小；5、如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不小于設(shè)定的SOC最大值，電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量由制動(dòng)電阻消耗掉；如果監(jiān)測(cè)的SOC值小于設(shè)定的SOC最大值，多余的電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量由制動(dòng)電阻消耗掉。本發(fā)明起到“削峰填谷”的作用,使柴油機(jī)經(jīng)常工作在高效區(qū)，同時(shí)，車輛的電制動(dòng)能量得以回收再利用。
【專利說(shuō)明】—種混合動(dòng)力礦用電動(dòng)輪自卸車的能量控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種混合動(dòng)力礦用電動(dòng)輪自卸車的能量控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，礦用電動(dòng)輪自卸車?yán)么蠊β实牟裼蜋C(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，包括柴電動(dòng)力系統(tǒng)、電傳動(dòng)控制系統(tǒng)、電動(dòng)輪，還包括超級(jí)電容輔助電源，所述的柴電動(dòng)力系統(tǒng)包括柴油機(jī)和同步發(fā)電機(jī)，柴油機(jī)帶動(dòng)同步發(fā)電機(jī)發(fā)電，柴電動(dòng)力系統(tǒng)為電動(dòng)輪提供電源，也為超級(jí)電容輔助電源進(jìn)行充電，所述的電動(dòng)輪包括輪轂電機(jī)和輪速傳感器，輪轂電機(jī)安裝在車輪中，輪轂電機(jī)為直流電動(dòng)機(jī)，還能為異步電動(dòng)機(jī)，輪速傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)車輛輪胎轉(zhuǎn)速，將轉(zhuǎn)速信號(hào)輸入至電傳動(dòng)控制系統(tǒng)，所述電傳動(dòng)控制系統(tǒng)包括變流器、車輛能量控制單元，依據(jù)能量控制策略，通過(guò)監(jiān)測(cè)直流母線電壓值和超級(jí)電容輔助電源的SOC值，SOC表示是超級(jí)電容輔助電源的荷電狀態(tài)值，車輛能量控制單元保證超級(jí)電容的能量得到及時(shí)補(bǔ)充，超級(jí)電容輔助電源也能及時(shí)為電動(dòng)輪補(bǔ)充功率，起到“削峰填谷”的作用，同時(shí)，通過(guò)能量控制策略，控制輪轂電機(jī)電制動(dòng)能量的回收，所述的超級(jí)電容輔助電源包括超級(jí)電容組和電壓變換器，超級(jí)電容輔助電源和柴電動(dòng)力系統(tǒng)并聯(lián)在直流母線上。
[0003]現(xiàn)有一種利用超級(jí)電容輔助能源的混合動(dòng)力礦用電動(dòng)輪自卸車，其能量控制方法是該車型的技術(shù)難點(diǎn)之一，在現(xiàn)有的超級(jí)電容式混合動(dòng)力車輛的控制策略中，只針對(duì)公交車輛、軌道車輛，挖掘機(jī)，此類非輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力車輛，而這類車輛的運(yùn)行工況不同于非公路運(yùn)輸?shù)牡V用電動(dòng)輪自卸車，礦用電動(dòng)輪自卸車的主要運(yùn)行工況是持續(xù)重載上坡和持續(xù)空載下坡，超級(jí)電容輔助電源充放電的間隔周期較長(zhǎng)，有限的超級(jí)電容布置空間，使得須充分提高超級(jí)電容輔助電源的利用率以滿足經(jīng)濟(jì)性，而混合動(dòng)力公交車輛和挖掘機(jī)運(yùn)行工況決定了超級(jí)電容輔助電源的充放電周期較短，軌道車輛中超級(jí)電容輔助電源的能量一部分來(lái)源與電網(wǎng)，超級(jí)電容輔助電源的能量來(lái)源方式不同于礦用電動(dòng)輪自卸車，所以現(xiàn)有的超級(jí)電容式輔助電源能量控制方法不能直接應(yīng)用到礦用電動(dòng)輪自卸車上。
[0004]混合動(dòng)力礦用電動(dòng)輪自卸車的本質(zhì)是利用超級(jí)電容輔助電源充分吸收車輛電制動(dòng)回收能量，同時(shí)在車輛重載上坡過(guò)程中，超級(jí)電容提供輔助功率，以提高車輛爬坡速度，提高工作效率，為了使超級(jí)電容式混合動(dòng)力車輛充分發(fā)揮輔助能源的效果，提高電制動(dòng)回收能量的利用率，有效的提高車輛運(yùn)行速度，制定一個(gè)適用于礦用電動(dòng)輪自卸車能量控制方法是非常有意義的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種混合動(dòng)力礦用電動(dòng)輪自卸車的能量控制策略。
[0006]為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種混合動(dòng)力礦用電動(dòng)輪自卸車的能量控制方法，其包括以下步驟:
步驟1、車輛起動(dòng)后，電動(dòng)輪中的輪速傳感器開(kāi)始工作，輪速傳感器將輪速信號(hào)輸入至電傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行判斷，如果輪速?zèng)]有下降，則表示車輛的運(yùn)行工況為牽引工況，進(jìn)入步驟2，如果輪速下降，則表示車輛進(jìn)入電制動(dòng)工況，進(jìn)入步驟5 ；
步驟2、電傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流母線電壓大小，并將監(jiān)測(cè)的直流母線電壓與設(shè)定的直流母線電壓值相比較，如果監(jiān)測(cè)的直流母線電壓小于設(shè)定的直流母線電壓值，則表示當(dāng)前系統(tǒng)功率不能滿足車輛需求，需超級(jí)電容輔助電源向電動(dòng)輪補(bǔ)充功率，進(jìn)入步驟3，如果監(jiān)測(cè)的直流母線電壓不小于設(shè)計(jì)的直流母線電壓值，則表示當(dāng)前系統(tǒng)功率能滿足車輛需求，超級(jí)電容輔助電源不需要向電動(dòng)輪補(bǔ)充功率，進(jìn)入步驟4 ；
步驟3、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值大于設(shè)定的SOC最小值，則表示超級(jí)電容輔助電源能提供能量輸出，柴電動(dòng)力系統(tǒng)和超級(jí)電容輔助電源共同為電動(dòng)輪提供電源；如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不大于設(shè)定的SOC最小值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量不足，則柴電動(dòng)力系統(tǒng)單獨(dú)為電動(dòng)輪提供電源，同時(shí)柴電動(dòng)力系統(tǒng)為超級(jí)電容輔助電源充電；
步驟4、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量充足，柴電動(dòng)力系統(tǒng)只為電動(dòng)輪提供電源，不需要為超級(jí)電容輔助電源充電，；如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量不足，柴電動(dòng)力系統(tǒng)單獨(dú)為電動(dòng)輪提供電源，同時(shí)柴電動(dòng)力系統(tǒng)為超級(jí)電容輔助電源充電；
步驟5、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量充足，電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量由制動(dòng)電阻消耗掉；如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量不足，電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量為超級(jí)電容輔助電源充電，同時(shí)能量管理單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，當(dāng)監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量充足，多余的電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量由制動(dòng)電阻消耗掉。
[0007]本發(fā)明的有益效果是，嚴(yán)密的能量管理控制策略對(duì)礦用電動(dòng)輪自卸車的能量需求和分配進(jìn)行合理的控制，使超級(jí)電容輔助電源的能量得到及時(shí)補(bǔ)充，超級(jí)電容能及時(shí)為電動(dòng)輪進(jìn)行功率補(bǔ)充，這種控制方法起到“削峰填谷”的作用，使柴油機(jī)經(jīng)常工作在高效區(qū)，同時(shí)，車輛的電制動(dòng)能量得以回收再利用，減少了柴油機(jī)的能量輸出，降低了燃油消耗，特別是顯著改善了車輛的動(dòng)力性，達(dá)到提高工作效率和降低車輛使用成本的目的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是本發(fā)明的能量控制方法程序框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0010]如圖所示，一種混合動(dòng)力礦用電動(dòng)輪自卸車的能量控制方法，其包括以下步驟: 步驟1、車輛起動(dòng)后，電動(dòng)輪中的輪速傳感器開(kāi)始工作，輪速傳感器將輪速信號(hào)輸入至
電傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行判斷，如果輪速?zèng)]有下降，則表示車輛的運(yùn)行工況為牽引工況，進(jìn)入步驟2，如果輪速下降，則表示車輛進(jìn)入電制動(dòng)工況，進(jìn)入步驟5 ； 步驟2、電傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流母線電壓大小，并將監(jiān)測(cè)的直流母線電壓與設(shè)定的直流母線電壓值相比較，如果監(jiān)測(cè)的直流母線電壓小于設(shè)定的直流母線電壓值，則表示當(dāng)前系統(tǒng)功率不能滿足車輛需求，需超級(jí)電容輔助電源向電動(dòng)輪補(bǔ)充功率，進(jìn)入步驟3，如果監(jiān)測(cè)的直流母線電壓不小于設(shè)計(jì)的直流母線電壓值，則表示當(dāng)前系統(tǒng)功率能滿足車輛需求，超級(jí)電容輔助電源不需要向電動(dòng)輪補(bǔ)充功率，進(jìn)入步驟4 ；
步驟3、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值大于設(shè)定的SOC最小值，則表示超級(jí)電容輔助電源能提供能量輸出，柴電動(dòng)力系統(tǒng)和超級(jí)電容輔助電源共同為電動(dòng)輪提供電源；如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不大于設(shè)定的SOC最小值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量不足，則柴電動(dòng)力系統(tǒng)單獨(dú)為電動(dòng)輪提供電源，同時(shí)柴電動(dòng)力系統(tǒng)為超級(jí)電容輔助電源充電；
步驟4、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量充足，柴電動(dòng)力系統(tǒng)只為電動(dòng)輪提供電源，不需要為超級(jí)電容輔助電源充電，；如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量不足，柴電動(dòng)力系統(tǒng)單獨(dú)為電動(dòng)輪提供電源，同時(shí)柴電動(dòng)力系統(tǒng)為超級(jí)電容輔助電源充電；
步驟5、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量充足，電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量由制動(dòng)電阻消耗掉；如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量不足，電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量為超級(jí)電容輔助電源充電，同時(shí)能量管理單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，當(dāng)監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量充足，多余的電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量由制動(dòng)電阻消耗掉。
【權(quán)利要求】
1.一種混合動(dòng)力礦用電動(dòng)輪自卸車的能量控制方法，其包括以下步驟: 步驟1、車輛起動(dòng)后，電動(dòng)輪中的輪速傳感器開(kāi)始工作，輪速傳感器將輪速信號(hào)輸入至電傳動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行判斷，如果輪速?zèng)]有下降，則表示車輛的運(yùn)行工況為牽引工況，進(jìn)入步驟2，如果輪速下降，則表示車輛進(jìn)入電制動(dòng)工況，進(jìn)入步驟5 ； 步驟2、電傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)直流母線電壓大小，并將監(jiān)測(cè)的直流母線電壓與設(shè)定的直流母線電壓值相比較，如果監(jiān)測(cè)的直流母線電壓小于設(shè)定的直流母線電壓值，則表示當(dāng)前系統(tǒng)功率不能滿足車輛需求，需超級(jí)電容輔助電源向電動(dòng)輪補(bǔ)充功率，進(jìn)入步驟3，如果監(jiān)測(cè)的直流母線電壓不小于設(shè)計(jì)的直流母線電壓值，則表示當(dāng)前系統(tǒng)功率能滿足車輛需求，超級(jí)電容輔助電源不需要向電動(dòng)輪補(bǔ)充功率，進(jìn)入步驟4 ； 步驟3、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值大于設(shè)定的SOC最小值，則表示超級(jí)電容輔助電源能提供能量輸出，柴電動(dòng)力系統(tǒng)和超級(jí)電容輔助電源共同為電動(dòng)輪提供電源；如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不大于設(shè)定的SOC最小值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量不足，則柴電動(dòng)力系統(tǒng)單獨(dú)為電動(dòng)輪提供電源，同時(shí)柴電動(dòng)力系統(tǒng)為超級(jí)電容輔助電源充電； 步驟4、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量充足，柴電動(dòng)力系統(tǒng)只為電動(dòng)輪提供電源，不需要為超級(jí)電容輔助電源充電，；如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量不足，柴電動(dòng)力系統(tǒng)單獨(dú)為電動(dòng)輪提供電源，同時(shí)柴電動(dòng)力系統(tǒng)為超級(jí)電容輔助電源充電； 步驟5、能量管理單元監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量充足，電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量由制動(dòng)電阻消耗掉；如果監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量不足，電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量為超級(jí)電容輔助電源充電，同時(shí)能量管理單元實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)超級(jí)電容輔助電源的SOC大小，當(dāng)監(jiān)測(cè)的超級(jí)電容輔助電源SOC值不小于設(shè)定的SOC最大值，則表示超級(jí)電容輔助電源的能量充足，多余的電動(dòng)輪電制動(dòng)回饋能量由制動(dòng)電阻消耗掉。
【文檔編號(hào)】B60L7/22GK103832286SQ201410115798
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月26日
【發(fā)明者】朱光輝, 夏云清, 張彥燁, 柳微舒, 何娟 申請(qǐng)人:湘潭電機(jī)股份有限公司