CN105365601A - 一种工程运输车的辅助电驱控制系统 - Google Patents

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陈朝华
牟均发
庞亚娜
张旭
林一楠
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Abstract

本发明涉及一种工程运输车的辅助电驱控制系统，是在传统机械传动驱动的基础上，在非驱动桥上增设一个辅助电驱动系统，该辅助电驱动系统包括：执行部分、动力源部分及控制部分。执行部分由电动机和减速装置机械连接而成；动力源部分为多组电芯串并联组成电池包；控制部分，由整车控制器分别与电机控制器、电池管理系统电连接而成。整车控制器通过电池管理系统适时控制电池包，为系统提供能源；整车控制器通过电机控制器适时控制电动机的转速和扭矩，继而驱动非驱动桥。该工程运输车辅助电驱控制系统的工作状态包括：辅助电牵引状态、上坡助力状态、制动回收状态。改进后工程运输车,很好地克服了复杂工况下车辆启步难，爬坡难，打滑等问题，大大提高了车辆的工作效率。

Description

一种工程运输车的辅助电驱控制系统
技术领域
本发明涉及工程运输车的技术，具体地说是工程运输车的辅助驱动技术。
背景技术
工程运输车是目前露天矿的主要运输工具，其运输特点和工况是：短距离循环运输、重载启步、重载爬坡、道路湿滑等。传统工程运输车在使用过程中，存在诸多难以克服的问题，如伴随着露天矿剥离层不断加深和雨雪天的路况时：当车辆空载时，因附着力小于驱动力（驱动力富裕），车辆会出现打滑现象；当重载爬坡时，因驱动力不足，造成车辆打滑甚至原地不动，类似现象，在雨后或洒水路面尤为明显，严重制约着车辆的正常运行。
发明内容
本发明的目的是：解决工程运输车在启步、爬坡时驱动力不足和雨季、洒水路面附着力不足的难题。
本发明的解决方案是：在传统工程运输车的非驱动桥上增加辅助驱动装置，其能在既定时刻发挥辅助驱动作用，以克服复杂工况下启步难，爬坡难，打滑等现象，提高运输车辆的工作效率。
本发明是这样实现的:
本发明之工程运输车的辅助电驱动系统，系在传统机械驱动的基础上，在车的非驱动桥上增设一个辅助电驱动系统，该辅助电驱动系统有执行部分、动力源部分及控制部分组成；
所述执行部分，由电动机1和减速装置2前后连接而成，减速装置2另一端机械连接在车辆的非驱动桥上；
所述动力源部分，系多组电芯串并联组成的电池包3，给系统提供能源；
所述控制部分，主要由整车控制器4、电机控制器5、电池管理系统6组成，整车控制器4分别与电机控制器5、电池管理系统6电连接，电机控制器5与电动机1电连接，电池管理系统6与电池包3电连接；整车控制器4通过电机控制器5适时控制电动机1的转速和扭矩，继而驱动非驱动桥：整车控制器4通过电池管理系统6适时控制电池包3，使电池包3适时为辅助电驱系统供电；
所述电机控制器5，主要由逆变器、主控制芯片、采集电路组成，对电动1输出转速和扭矩,适时控制；电池管理系统6对电池包3内各电芯电量检测、电芯的充放电状态检测及对管控电池包3内的热平衡。
所述电机控制器5，主要由逆变器、主控制芯片、采集电路组成，对电动1输出转速和扭矩,适时控制；电池管理系统6对电池包3内各电芯电量检测、电芯的充放电状态检测及对管控电池包3内的热平衡。
所述电池管理系统6，用于完对电池状态检测、电池充放电状态检测，并管控电池包内的热平衡。
所述整车控制器4，用于检测车辆运行参数，实现辅助电牵引、上坡助力、制动回收三类
工作状态。该整车控制器4通过采集车上的制动气压信号、节气门信号和车速信号等，经综合判定后向电机控制器5发送指令，控制电机完成期望动作。同时整车控制器4与电池6确保正常通讯，便于将电池信息状态在整车控制器上适时显示，使操作人员随时掌握电池使用情况。
本发明之在传统工程运输车的非驱动桥上增加该辅助驱动系统后，可使非驱动桥适时做出辅助驱动，以克服车辆在复杂工况下的启步难、爬坡难、打滑等问题，提高了车辆的工作效率。
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明。
附图说明
图1是本发明实施例之工程运输车辅助电驱系统的构造示意图；
图2是本实施例之工程运输车辅助电驱控制系统的结构原理框图；
图3是本实施例之工程运输车辅助电驱控制系统的流程示意图。
图1中，1—电动机，2—减速装置，3—电池包，4—整车控制器，5—电机控制器，6—电池管理系统，L1—机械连接装置A，L2—机械连接装置B。
具体实施方式
实施例一种工程运输车辅助电驱控制系统
图1显示了该辅助电驱系统的构造
该辅助电驱动系统安装在工程运输车只起承载作用的非驱动桥上，其由三部分组成：
一是执行部分，由电动机1通过机械连接装置A(L1)与减速装置2连接，减速装置2继而通过机械连接装置B(L2)连接在非驱动桥上；
二是动力源部分，系多组电芯串并联组成的电池包3，给辅助电驱控制系统提供能源；
三是控制部分，整车控制器4分别通过数据线缆n1、n2与电机控制器5、电池管理系统6电连接在一起。整车控制器4采集到车辆的制动气压信号、节气门信号和车速信号(分别就辅助电牵引、上坡助力、制动回收三类工作状态)后，经综合判定，向电机控制器5发送指令,继而控制电动机1完成期望动作。同时，整车控制器4与电池管理系统6确保正常通讯，电池信息状态在整车控制器1上适时显示，操作人员可掌握电池使用情况。
电机控制器5主要由逆变器、主控制芯片、采集电路组成，对电动机输出转速和扭矩适时控制。
电池管理系统6实施对电池包3内各电芯电量检测、电芯的充放电状态检测及管控电池包3内的热平衡。
图2之框图显示了辅助电驱控制系统的结构原理
整车控制器4根据车辆反馈的制动气压信号、节气门信号和车速信号等，由整车控制器4对这些信号进行处理，并按照设定的要求向电机控制器5发送指令，电机控制器5结合该指令，控制电动机1输出扭矩、转速。
图3显示了本实施例之辅助电驱控制系统各工作状态下的运作流程示意图
本实施例之辅助电驱控制系统的工作状态主要有三种：辅助电牵引状态Ⅰ、上坡助力状态Ⅱ、制动回收状态Ⅲ。
车辆上电后，该辅助电驱控制系统进入系统查询状态：整车控制器4检测到车辆有启动信号输出，驻车信号输出，档位信号输出，该系统即确定为辅助电牵引状态Ⅰ，此时该整车控制器4根据反馈的油门信号大小判定向电机控制器5的输出指令大小：
油门信号大于K1，则电机控制器5控制电动机1的输出力T1，转速n1与车速保持一定函数关系；
油门信号小于等于K1，则继续判定该油门信号及K2数值大小：若油门信号大于K2，则电机控制器5控制电动机1的输出力T2，转速n2与车速保持一定函数关系；若油门信号小于等于K2，则系统进入查询状态，电机控制器5依据反馈的车速、电动机1转速,对电动机1实施控制,确保电机输出转速与实际车速相对应，以消除轴间的差速。
当油门信号小于K0，并且制动信号大于Z0，判定车辆为制动能量回收状态Ⅲ，该整车控制器1依据制动气压P的大小，如P大于P0，向该电动机控制器5发送指令，电动机控制器5即控制电动机1做发电机给电池包3充电，电池管理系统6控制电池包将电能做回收，若P小于P0，需检查主制动系统状态。
车辆上电后，辅助电驱控制系统进入查询等待状态，该系统中整车控制器1检测到车辆有启动信号输出，驻车信号输出，档位信号输出，此时该整车控制器1根据反馈的节气门位置信号、坡度信号判定系统是否需工作在上坡助力状态Ⅱ。当节气门位置信号不为0，同时坡度信号数值为正，该系统既定在上坡助力状态Ⅱ，整车控制器4依据节气门信号大小向电机控制器5发送指令，如节气门信号大于S1，电机控制器5控制电动机1输出力T3，转速n3与车速保持一定函数关系。该电机控制器5依据反馈的车速、电动机1转速，对电动机1实施控制。
当该系统中整车控制器1检测到有离合器执行信号输出，该系统不做任何动作、系统既定在等待工作状态，确保车辆顺利换挡。

Claims (2)

1.一种工程运输车的辅助电驱系统，其特征在于：由执行部分、动力源部分和控制部分组成，动力源部分为系统提供能源，控制部分控制执行部分输出动力;
所述执行部分，由电动机（1）和减速装置（2）前后连接而成，减速装置（2）另一端机械连接在车辆的非驱动桥上；
所述动力源部分，系多组电芯串并联组成的电池包（3），给辅助电驱系统提供能源；
所述控制部分，主要由整车控制器（4）、电机控制器（5）、电池管理系统（6）组成，整车控制器（4）分别与电机控制器（5）、电池管理系统（6）电连接，电机控制器（5）与电动机（1）电连接，电池管理系统（6）与电池包（3）电连接；整车控制器（4）通过电机控制器（5）适时控制电动机（1）的转速和扭矩，继而驱动非驱动桥：整车控制器（4）通过电池管理系统（6）适时控制电池包（3），使电池包（3）适时为辅助电驱系统供电；
所述电机控制器（5），主要由逆变器、主控制芯片、采集电路组成，对电动机（1）输出转速和扭矩,适时控制；
所述电池管理系统（6）,对电池包（3）内各电芯电量检测、电芯的充放电状态检测及管控电池包（3）内的热平衡。
2.一种工程运输车辅助电驱系统的运作流程，其特征在于：该辅助电驱系统的工作状态主要有三种：辅助电牵引状态Ⅰ、上坡助力状态Ⅱ、制动回收状态Ⅲ，三种状态的运行流程如下：
1）车辆上电后，该辅助电驱控制系统进入系统查询状态：整车控制器（4）检测到车辆有启动信号输出、驻车信号输出、档位信号输出，该系统即确定为辅助电牵引状态Ⅰ，整车控制器（4）根据反馈的油门信号的大小判定向电机控制器（5）的输出指令的大小，即：
油门信号大于K1，则电机控制器（5）控制电动机（1）的输出力T1，转速n1与车速保持一定函数关系；
油门信号小于等于K1，则继续判定该油门信号及K2数值大小：若油门信号大于K2，则电机控制器（5）控制电动机（1）的输出力T2，转速n2与车速保持一定函数关系；若油门信号小于等于K2，则系统进入查询状态，电机控制器（5）依据反馈的车速、电动机（1）转速,对电动机（1）实施控制,确保电机输出转速与实际车速相对应，以消除轴间的差速；
当油门信号小于K0，并且制动信号大于Z0，判定车辆为制动能量回收状态Ⅲ，该整车控制器（1）依据制动气压P的大小：如P大于P0，向该电机控制器（5）发送指令，电机控制器（5）即控制电动机（1）做发电机给电池包（3）充电，电池管理系统（6）控制电池包（3）将电能回收；若P小于P0，系统继续查询；
2）车辆上电后，辅助电驱控制系统进入查询状态，该系统中整车控制器（1）检测到车辆有启动信号输出，驻车信号输出，档位信号输出，此时该整车控制器（1）根据反馈的节气门位置信号、坡度信号判定系统是否需工作在上坡助力状态Ⅱ：当节气门位置信号不为0，同时坡度信号数值为正，该系统便定在上坡助力状态Ⅱ，整车控制器（4）依据节气门信号大小向电机控制器（5）发送指令：如节气门信号大于S1，电机控制器（5）控制电动机（1）输出力T3，转速n3与车速保持一定函数关系；节气门信号小于或等于S1，系统进入查询状态；
3）当该系统中整车控制器（1）检测到有离合器执行信号输出，该系统不做任何动作、系统便定在等待工作状态，确保车辆顺利换挡。
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