本技術涉及混合動力系統(tǒng)的,尤其是涉及一種基于能量分配的混合動力系統(tǒng)、方法、裝置、設備及介質。
背景技術:
1、傳動系統(tǒng)作為連接發(fā)動機(或動力源)與車輛或機械設備驅動輪(或執(zhí)行機構)的關鍵裝置,其核心功能在于傳遞動力或扭矩,并實現(xiàn)速度、扭矩以及行駛方向的變化。這一系統(tǒng)對于確保各類交通、工農業(yè)機械的穩(wěn)定運行至關重要。在農業(yè)機械領域,特別是在拖拉機等設備的復雜作業(yè)環(huán)境中,先進的換擋技術成為保障其穩(wěn)定運行的重要因素。
2、拖拉機通過動力輸出軸(pto)驅動農機具進行田間作業(yè),這一過程中,農機具與土地之間的阻力受到多種因素的影響,包括輪胎與土壤的接觸面積、土壤條件、作業(yè)深度以及農機具的工作狀態(tài)等。這些因素導致阻力呈現(xiàn)出復雜的非線性動態(tài)變化,不僅隨時間波動,還隨作業(yè)環(huán)境的變化而顯著變化,且這種變化隨時間逐漸加劇。
3、在拖拉機作業(yè)過程中,pto端的負載變化尤為復雜且幅度大,對拖拉機的動力系統(tǒng)提出了嚴峻挑戰(zhàn)?,F(xiàn)有技術中,對于混合動力拖拉機的能量利用研究尚顯不足,特別是在如何確保拖拉機在不同負載條件下都能平穩(wěn)運行方面存在明顯空白,亟需一種能夠確保拖拉機工作平穩(wěn)的技術方案。
技術實現(xiàn)思路
1、為了確保拖拉機工作平穩(wěn),本技術提供一種基于能量分配的混合動力系統(tǒng)、方法、裝置、設備及介質。
2、第一方面,本技術提供一種基于能量分配的混合動力系統(tǒng),包括發(fā)動機、變速箱、第一驅動模塊、第二驅動模塊、pto軸和cvt模塊;
3、所述發(fā)動機和所述第一驅動模塊,用于分別為所述變速箱傳輸動力;所述變速箱,用于為所述cvt模塊傳輸動力;所述發(fā)動機,還用于為所述pto軸傳輸動力;
4、所述第二驅動模塊,用于在車輛處于勻速運行階段、所述發(fā)動機輸出的動力保持固定,且所述車輛搭載的農機具端的負荷上升時,為所述cvt模塊傳輸動力;
5、所述第二驅動模塊,還用于在所述車輛處于勻速運行階段、所述發(fā)動機輸出的動力保持固定,且所述車輛搭載的農機具端的負荷降低時,回收所述cvt模塊的多余動力。
6、本技術的有益效果為:在農機具端連接的農具產生負荷變化時,第二驅動模塊可以對cvt模塊的動力進行彌補或回收,從而可以根據實際的負載變化情況調整cvt模塊的輸出,實現(xiàn)了削峰填谷的效果,能夠將cvt模塊的輸出維持在穩(wěn)定值。通過第二驅動模塊完成能量再分配,使得cvt模塊輸出的動力能夠更為穩(wěn)定,進而拖拉機也能過更為穩(wěn)定的工作。
7、進一步,所述系統(tǒng)還包括控制模塊,所述第一驅動模塊包括第一離合器、第一電機、第一動力電池和第二電機;
8、所述控制模塊,用于當所述第一動力電池的剩余電量低于第一電量閾值時,控制所述第一離合器接合;所述第一電機,用于基于所述發(fā)動機輸出的動力進行發(fā)電;所述第一動力電池,用于存儲所述第一電機發(fā)電產生的電能,并為所述第二電機供電;所述第二電機,用于為所述變速箱傳輸動力。
9、采用上述進一步方案的有益效果是:采用基于第一動力電池電量監(jiān)測的控制可以有效避免第一動力電池的過度充放電,有利于維護第一動力電池的健康;此外,根據第一動力電池的容量監(jiān)測,實時控制發(fā)動機與第一電機的連接,可以一定程度上避免發(fā)動機動能的浪費,從而更合理地驅動拖拉機。
10、進一步,所述第二驅動模塊包括第三電機、第二動力電池和第四電機;所述第三電機,用于基于所述發(fā)動機輸出的動力進行發(fā)電;所述第二動力電池,用于存儲所述第二電機發(fā)電產生的電能;
11、所述控制模塊,還用于在所述車輛處于勻速運行階段、所述發(fā)動機輸出的動力保持固定,且所述車輛搭載的農機具端的負荷上升時,控制所述第四電機轉換為驅動模式;所述第二動力電池,還用于為所述第四電機傳輸動力,所述第四電機,用于為所述cvt模塊傳輸動力;
12、所述控制模塊,還用于在所述車輛處于勻速運行階段、所述發(fā)動機輸出的動力保持固定,且所述車輛搭載的農機具端的負荷降低時,控制所述第四電機轉換為發(fā)電模式;所述第四電機,還用于基于所述cvt模塊的多余動力進行發(fā)電,所述第二動力電池,還用于存儲所述第四電機發(fā)電產生的電能。
13、采用上述進一步方案的有益效果是:通過發(fā)動機、第三電機和第四電機的協(xié)同控制,實現(xiàn)了混合動力系統(tǒng)的油電協(xié)同工作,確保了拖拉機的平穩(wěn)工作。
14、進一步,所述發(fā)動機的輸出軸連接有第二離合器,所述第二離合器連接有動力軸,所述動力軸,用于分別為所述變速箱和所述pto軸傳輸動力;
15、所述控制模塊,還用于當所述車輛處于冷起動或怠速階段時,控制所述第二離合器斷開,并控制所述第一驅動模塊為所述變速箱傳輸動力;所述控制模塊,還用于當所述車輛處于勻速運行階段時,控制所述第二離合器接合,所述發(fā)動機和所述第一驅動模塊共同為所述變速箱傳輸動力。
16、采用上述進一步方案的有益效果是:針對冷起動或怠速階段、勻速運行階段等不同工況,對控制方法做出了相應改進,在全工況下改善了混合動力的無級變速系統(tǒng)的可靠性,提升了拖拉機的經濟性。
17、第二方面,本技術提供一種基于能量分配的混合動力系統(tǒng)的控制方法,采用如第一方面所述的一種基于能量分配的混合動力系統(tǒng),包括:
18、若車輛處于勻速運行階段,發(fā)動機輸出的動力保持固定,且所述車輛搭載的農機具端的負荷上升,則控制第二驅動模塊為cvt模塊傳輸動力;
19、若車輛處于勻速運行階段,所述發(fā)動機輸出的動力保持固定,且所述車輛搭載的農機具端的負荷降低,則控制所述第二驅動模塊回收所述cvt模塊的多余動力。
20、進一步,所述方法還包括:
21、若所述車輛處于冷起動或怠速階段,則控制所述發(fā)動機不為變速箱和pto軸傳輸動力,并控制第一驅動模塊為所述變速箱傳輸動力,其中,所述變速箱,用于為所述cvt模塊傳輸動力;
22、若所述車輛處于勻速運行階段,則控制所述發(fā)動機為所述變速箱和所述pto軸傳輸動力,并控制所述第一驅動模塊為所述變速箱傳輸動力。
23、進一步,所述第一驅動模塊包括第一離合器、第一電機、第一動力電池和第二電機;所述方法還包括:
24、若所述第一動力電池的剩余電量低于第一電量閾值,則控制所述第一離合器接合,控制第一電機基于所述發(fā)動機輸出的動力進行發(fā)電,并控制所述第一動力電池存儲所述第一電機發(fā)電產生的電能;
25、若所述第一動力電池的剩余電量高于第二電量閾值,則控制所述第一離合器斷開,控制第一電機不進行發(fā)電。
26、第三方面,本技術提供一種基于能量分配的混合動力系統(tǒng)的控制裝置,包括:
27、動力補充模塊,用于在車輛處于勻速運行階段,發(fā)動機輸出的動力保持固定,且所述車輛搭載的農機具端的負荷上升時,控制第二驅動模塊為cvt模塊傳輸動力;
28、動力回收模塊,用于在車輛處于勻速運行階段,所述發(fā)動機輸出的動力保持固定,且所述車輛搭載的農機具端的負荷降低時,控制所述第二驅動模塊回收所述cvt模塊的多余動力。
29、第四方面,本技術提供一種電子設備,包括處理器和存儲器,所述處理器與所述存儲器耦合;
30、所述處理器用于執(zhí)行所述存儲器中存儲的計算機程序,以使得所述電子設備執(zhí)行如第二方面任一項所述的方法。
31、第五方面,本技術提供一種計算機可讀存儲介質,包括計算機程序或指令,當所述計算機程序或指令在計算機上運行時,使得所述計算機執(zhí)行如第二方面任一項所述的方法。