CN114013262A - 一种双电机驱动纯电动装载机四驱结构及控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种双电机驱动纯电动装载机四驱结构及控制系统，包括用于驱动车轮的驱动桥一和驱动桥二，驱动桥一和驱动桥二分别被驱动电机一和驱动电机二驱动，驱动电机一和驱动电机二连接不同的电机控制器。电机控制器包括电机控制器一和电机控制器二，电机控制器一和电机控制器二均通讯连接有整车控制器并被整车控制器控制。本发明的四驱结构取消了所有变速箱，也取消了发动机、离合器等传统部件，实现了最佳的无变速箱四驱无极变速，整车控制器作为整车大脑，根据载荷、驾驶员意图及整车节能需求等综合信息实时控制两个驱动电机，可大大提高装载机的工作响应速度、能耗等综合性能，结构简单、安装方便的同时也大大提高了整车的可靠性。

Description

一种双电机驱动纯电动装载机四驱结构及控制系统
技术领域
本发明属于装载机技术领域，具体来说是一种双电机驱动纯电动装载机四驱结构及控制系统。
背景技术
装载机用于土壤、砂石、煤炭等等散装物料的装卸、推运以及施工等等作业，其广泛应用于各类施工场所。目前，轮式装载机驱动控制系统大量采用的是以内燃机用动力，传动装置为液力传动，其主要由发动机、变矩器、动力换档变速器、传动轴、驱动桥等组成。该方式的动力传动系统技术成熟，发动机一般以柴油发动机为主。随着近几年电动汽车行业的发展，慢慢也出现了电动机为动力的装载机，但是无论是传统的柴油发动机还是新兴的电动机为核心的装载机都是通过变速箱或者串联电机来实现四驱，存在系统复杂、故障点过多的问题。
经检索。中国发明专利：一种串联双电机动力系统(申请号为CN202011528093.7，申请日为2020.12.22)，该申请案包括前驱动桥、前桥传动轴、前驱动电机、中间连接件、后驱动电机、后桥传动轴、后驱动桥、前驱动电机控制器、后驱动电机控制器、整车控制器，所述前桥传动轴的一端与所述前驱动桥连接，另一端与所述前驱动电机连接，所述后桥传动轴的一端与所述后驱动桥连接，另一端与所述后驱动电机连接，所述中间连接件的两端分别与所述前驱动电机、后驱动电机连接，所述前驱动电机控制器与所述前驱动电机连接，所述后驱动电机控制器与所述后驱动电机连接，所述整车控制器与所述前驱动电机控制器、后驱动电机控制器连接。但是该申请案的不足之处在于靠中间传动轴连接两个电机，增加了系统复杂性和故障点，且电机需要两端接传动轴，装配上也造成了较大的难度。
发明内容
1.发明要解决的技术问题
本发明的目的在于解决现有的四驱结构存在系统复杂、故障点过多的问题。
2.技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
本发明的一种双电机驱动纯电动装载机四驱结构，包括用于驱动车轮的驱动桥一和驱动桥二，所述驱动桥一和驱动桥二分别被驱动电机一和驱动电机二驱动，所述驱动电机一和驱动电机二连接不同的电机控制器。
优选的，所述电机控制器包括电机控制器一和电机控制器二，所述电机控制器一和电机控制器二均通讯连接有整车控制器并被整车控制器控制。
一种双电机驱动纯电动装载机控制系统，采用上述所述的四驱结构，还包括电池管理系统，所述电池管理系统同时与电机控制器一、电机控制器二、整车控制器电连接。
优选的，还包括动力电池，所述动力电池与电池管理系统通讯连接，所述动力电池与电机控制器一、电机控制器二电连接。
优选的，所述整车控制器根据车辆速度数据、驾驶控制数据和车辆载荷数据计算驱动总扭矩数据以及最优系统效率并分别向驱动电机一和驱动电机二下发转速控制命令，对驱动电机一和驱动电机二的扭矩进行控制。
优选的，所述驾驶控制数据包括加速踏板开度数据、制动踏板开度数据、档位状态和驾驶模式。
优选的，所述驱动总扭矩的计算方式为
根据车辆速度数据和MAP查表获得基础驱动总扭矩；
根据驾驶控制数据获得驾驶意图修正系数K1；
根据车辆载荷数据和载荷修正MAP获得车辆载荷修正系数K2；
获得车辆变速箱速比i；
驱动总扭矩T＝基础驱动总扭矩×K1×K2×i。
优选的，所述最优系统效率的计算方式为
实时查表结合驱动电机一和驱动电机二的效率map实时计算不同扭矩分配下的系统效率，得到不同车速的驱动总扭矩T所对应的驱动电机一的最优驱动扭矩T1和驱动电机二的最优驱动扭矩T2。
3.有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
本发明的一种双电机驱动纯电动装载机四驱结构及控制系统，包括用于驱动车轮的驱动桥一和驱动桥二，驱动桥一和驱动桥二分别被驱动电机一和驱动电机二驱动，驱动电机一和驱动电机二连接不同的电机控制器。电机控制器包括电机控制器一和电机控制器二，电机控制器一和电机控制器二均通讯连接有整车控制器并被整车控制器控制。本发明的四驱结构取消了所有变速箱，也取消了发动机、离合器等传统部件，实现了最佳的无变速箱四驱无极变速，整车控制器作为整车大脑，根据载荷、驾驶员意图及整车节能需求等综合信息实时控制两个驱动电机，可大大提高装载机的工作响应速度、能耗等综合性能尤其是整车油耗，结构简单、安装方便的同时也大大提高了整车的可靠性。
附图说明
图1为本发明的一种双电机驱动纯电动装载机四驱结构的结构示意图；
图2为实施例2的控制逻辑框图；
图3为实施例2的驱动总扭矩计算流程图；
图4为实施例2的最优系统效率的计算过程示意图；
图5为实施例2的不同车辆载荷下的修正系数案例。
示意图中的标号说明：
100、车轮；210、驱动桥一；220、驱动桥二；310、驱动电机一；320、驱动电机二；410、电机控制器一；420、电机控制器二；500、动力电池；600、电池管理系统；700、整车控制器。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
参照附图1，本实施例的一种双电机驱动纯电动装载机四驱结构，包括用于驱动车轮100的驱动桥一210和驱动桥二220，所述驱动桥一210和驱动桥二220分别被驱动电机一310和驱动电机二320驱动，所述驱动电机一310和驱动电机二320连接不同的电机控制器。所述电机控制器包括电机控制器一410和电机控制器二420，所述电机控制器一410和电机控制器二420均通讯连接有整车控制器700并被整车控制器700控制。本实施例的四驱结构取消了所有变速箱，也取消了发动机、离合器等传统部件，实现了最佳的无变速箱四驱无极变速，整车控制器作为整车大脑，根据载荷、驾驶员意图及整车节能需求等综合信息实时控制两个驱动电机，可大大提高装载机的工作响应速度、能耗等综合性能尤其是整车油耗，结构简单、安装方便的同时也大大提高了整车的可靠性。
实施例2
参照图1、图2、图3，本实施例的一种双电机驱动纯电动装载机控制系统，采用实施例1所述的四驱结构，还包括电池管理系统600，所述电池管理系统600同时与电机控制器一410、电机控制器二420、整车控制器700电连接。
还包括动力电池500，所述动力电池500与电池管理系统600通讯连接，所述动力电池500与电机控制器一410、电机控制器二420电连接。
所述整车控制器700根据车辆速度数据、驾驶控制数据和车辆载荷数据计算驱动总扭矩数据以及最优系统效率并分别向驱动电机一310和驱动电机二320下发转速控制命令，对驱动电机一310和驱动电机二320的扭矩进行控制。
所述驾驶控制数据包括加速踏板开度数据、制动踏板开度数据、档位状态和驾驶模式。
所述驱动总扭矩的计算方式为
根据车辆速度数据和MAP查表获得基础驱动总扭矩；
根据驾驶控制数据获得驾驶意图修正系数K1；
根据车辆载荷数据和载荷修正MAP获得车辆载荷修正系数K2；
获得车辆变速箱速比i；
驱动总扭矩T＝基础驱动总扭矩×K1×K2×i。
所述最优系统效率的计算方式为
实时查表结合驱动电机一310和驱动电机二320的效率map实时计算不同扭矩分配下的系统效率，得到不同车速的驱动总扭矩T所对应的驱动电机一310的最优驱动扭矩T1和驱动电机二320的最优驱动扭矩T2。
参照图4、图5，不同载荷数据下对应不同的修正系数。
以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种双电机驱动纯电动装载机四驱结构，其特征在于：包括用于驱动车轮(100)的驱动桥一(210)和驱动桥二(220)，所述驱动桥一(210)和驱动桥二(220)分别被驱动电机一(310)和驱动电机二(320)驱动，所述驱动电机一(310)和驱动电机二(320)连接不同的电机控制器。
2.根据权利要求1所述的一种双电机驱动纯电动装载机四驱结构，其特征在于：所述电机控制器包括电机控制器一(410)和电机控制器二(420)，所述电机控制器一(410)和电机控制器二(420)均通讯连接有整车控制器(700)并被整车控制器(700)控制。
3.一种双电机驱动纯电动装载机控制系统，其特征在于：采用上述权利要求2所述的四驱结构，还包括电池管理系统(600)，所述电池管理系统(600)同时与电机控制器一(410)、电机控制器二(420)、整车控制器(700)电连接。
4.根据权利要求3所述的一种双电机驱动纯电动装载机控制系统，其特征在于：还包括动力电池(500)，所述动力电池(500)与电池管理系统(600)通讯连接，所述动力电池(500)与电机控制器一(410)、电机控制器二(420)电连接。
5.根据权利要求4所述的一种双电机驱动纯电动装载机控制系统，其特征在于：所述整车控制器(700)根据车辆速度数据、驾驶控制数据和车辆载荷数据计算驱动总扭矩数据以及最优系统效率并分别向驱动电机一(310)和驱动电机二(320)下发转速控制命令，对驱动电机一(310)和驱动电机二(320)的扭矩进行控制。
6.根据权利要求5所述的一种双电机驱动纯电动装载机控制系统，其特征在于：所述驾驶控制数据包括加速踏板开度数据、制动踏板开度数据、档位状态和驾驶模式。
7.根据权利要求5所述的一种双电机驱动纯电动装载机控制系统，其特征在于：所述驱动总扭矩的计算方式为
根据车辆速度数据和MAP查表获得基础驱动总扭矩；
根据驾驶控制数据获得驾驶意图修正系数K1；
根据车辆载荷数据和载荷修正MAP获得车辆载荷修正系数K2；
获得车辆变速箱速比i；
驱动总扭矩T＝基础驱动总扭矩×K1×K2×i。
8.根据权利要求5所述的一种双电机驱动纯电动装载机控制系统，其特征在于：所述最优系统效率的计算方式为
实时查表结合驱动电机一(310)和驱动电机二(320)的效率map实时计算不同扭矩分配下的系统效率，得到不同车速的驱动总扭矩T所对应的驱动电机一(310)的最优驱动扭矩T1和驱动电机二(320)的最优驱动扭矩T2。
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