本发明专利技术涉及一种电动拖拉机双电机多模式驱动系统及控制方法。包括电磁离合器、A电动机、B电动机、A切换电机、PTO高低挡切换电机、差速锁切换电机、I挡和II挡换挡电机、III挡和IV挡换挡电机、B切换电机和差速锁。电动拖拉机采用A电动机和B电动机进行驱动，双电机经过切换挡后由齿轮啮合传动，分别提供动力输出和驱动车轮动力。根据驱动系统中控制开关的不同位置，使所述驱动系统处于不同的动力传动模式。根据整机控制器给予的作业机组信息，确定所述驱动系统的动力传动模式。本发明专利技术所述的系统和方法，能够充分发挥基于双电机的拖拉机动力驱动系统的性能，依据作业工况和电动机状态灵活切换，达到增强续航能力和高效传动的目的。
【技术实现步骤摘要】
一种电动拖拉机双电机多模式驱动系统及控制方法
本专利技术涉及农业机械领域，特别针对电动拖拉机提出一种电动拖拉机双电机多模式驱动系统及控制方法。
技术介绍
日益严峻的能源问题和环境问题促使交通运输和农业装备朝着高效、清洁和可持续的方向发展，从新能源的发展方向和新技术的应用领域来看，农业装备将逐渐实现电动化。目前，对于温室大棚等作业精度要求高的场合和庭院维护、草坪修剪、轻负荷农田作业等领域以及在对环境污染要求较高的场合，电动拖拉机替代传统内燃机型拖拉机进行作业将是一个明智的选择，并且纯电动拖拉机在作业时产生的噪声也比较小，驾驶人员的工作环境更加舒适。近年来随着与电动拖拉机相关技术的发展，电机驱动、动力电池管理、整机控制、智能化等先进技术在电动拖拉机上逐步运用，研究重点逐渐转变为突破电动拖拉机关键技术方面。在电动拖拉机总体组成和工作原理上方面，参考文献[1-3]中给出了双电机的动力传动布置方案、多电机独立控制的电动拖拉机结构。参考文献[1]通过整机集成控制器根据实际作业工况协调行走电机、动力电机(PTO)、提升电机的控制；参考文献[2]强调多电机的独立控制；参考文献[3]电动拖拉机用一体式传动箱中在耕作和运输区段的动力传递路径。上述文献偏向整机功能的划分，缺乏对具体拖拉机作业的控制方法进行论述。在控制方法方面，参考文献[4]提出了拖拉机的电动机高效运行控制方法，通过采集拖拉机油门踏板开度及档杆位置信号，求得期望牵引力和期望输出转矩，以电动机效率的数学模型为优化目标进行搜索寻优，得到电动机效率最大工作区域。由于拖拉机的作业工况复杂且负载多变，而参考文献[4]只是基于台架试验提出了电动机高效运行控制方法，缺乏对多种作业模式的具体对策。
技术实现思路
针对现有技术中电动拖拉机在耕、耙、播及运输等多种作业时双电机动力如何进行分配，保证电动机负载良好的匹配特性和整机续航能力的问题，本专利技术提出了一种电动拖拉机双电机多模式驱动系统及控制方法。为达到以上目的，本专利技术采取的技术方案是：一种电动拖拉机双电机多模式驱动系统，包括电磁离合器1、A输入轴齿轮2、A一轴3、A电动机4、A二轴减速输入齿轮5、A二轴输入齿轮6、A电动机切换器7、A二轴8、A切换电机9、A三轴减速齿轮10、A三轴11、液压泵12、A三轴高挡固定齿轮13、A三轴低挡固定齿轮14、PTO高挡拨动齿轮15、PTO高低挡啮合套16、A四轴17、PTO高低挡切换电机18、PTO输入锥齿轮19、PTO低挡拨动齿轮20、PTO输出锥齿轮21、差速锁切换电机22、右半轴23、动力输出轴24、差速锁25、差速器壳体26、中央传动大齿轮27、左半轴28、I挡输出齿轮29、II挡输出齿轮30、III挡输出齿轮31、IV挡输出齿轮32、I挡和II挡啮合套33、III挡和IV挡换挡电机34、B四轴35、III挡和IV挡啮合套36、I挡和II挡换挡电机37、中央传动小齿轮38、IV挡输入齿轮39、III挡输入齿轮40、B三轴41、II挡输入齿轮42、I挡输入齿轮43、B三轴减速输出齿轮44、B切换电机45、B二轴46、B电动机切换器47、B二轴减速输入齿轮48、B二轴输入齿轮49、B电动机50、B一轴51和B输入轴齿轮52；A一轴3通过花键与A电动机4相连，A输入轴齿轮2通过花键与A一轴3相连，A输入轴齿轮2与A二轴输入齿轮6相啮合，A二轴输入齿轮6与A电动机切换器7相连，A切换电机9通过拨杆与A电动机切换器7相连，A电动机切换器7通过花键与A二轴8相连，电磁离合器1的上侧和A二轴减速输入齿轮5通过花键与A二轴8相连，A三轴减速齿轮10与A二轴减速输入齿轮5常啮合，A三轴11通过花键与A三轴减速齿轮10、A三轴高挡固定齿轮13和A三轴低挡固定齿轮14相连，液压泵12与A三轴11相连，PTO高挡拨动齿轮15、PTO低挡拨动齿轮20与PTO高低挡啮合套16相连，PTO高低挡啮合套16通过花键与A四轴17相连，PTO高低挡切换电机18通过拨杆与PTO高低挡啮合套16相连，PTO输入锥齿轮19与A四轴17相连，PTO输出锥齿轮21与PTO输入锥齿轮19常啮合，动力输出轴24与PTO输出锥齿轮21相连；B一轴51通过花键与B电动机50相连，B输入轴齿轮52通过花键与B一轴51相连，B输入轴齿轮52与B二轴输入齿轮49相啮合，B二轴输入齿轮49与B电动机切换器47相连，B电动机切换器47通过花键与B二轴46相连，B切换电机45通过拨杆与B电动机切换器47相连，电磁离合器1的下侧和B二轴减速输入齿轮48通过花键与B二轴46相连，B三轴减速输出齿轮44与B二轴减速输入齿轮48常啮合，B三轴41通过花键与B三轴减速输出齿轮44、I挡输入齿轮43、II挡输入齿轮42、III挡输入齿轮40和IV挡输入齿轮39相连，I挡输出齿轮29和II挡输出齿轮30与I挡和II挡啮合套33相连，III挡输出齿轮31和IV挡输出齿轮32与III挡和IV挡啮合套36相连，I挡和II挡啮合套33、III挡和IV挡啮合套36和中央传动小齿轮38通过花键与B四轴35相连，I挡和II挡换挡电机37通过拨杆与I挡和II挡啮合套33相连，III挡和IV挡换挡电机34通过拨杆与III挡和IV挡啮合套36相连，中央传动小齿轮38与中央传动大齿轮27常啮合，差速器壳体26与中央传动大齿轮27固联，差速锁切换电机22通过拨杆与差速锁25相连，差速锁25通过花键与右半轴23的一端相连，右半轴23的另一端与所述驱动系统的右驱动车轮相连，左半轴28的一端与差速锁25相连，左半轴28的另一端与所述驱动系统的左驱动车轮相连。在上述方案的基础上，所述驱动系统还包括控制开关K1、控制开关S1、控制开关S2、控制开关S3、控制开关S4、控制开关S5和控制开关S6；电磁离合器1与控制开关K1相连，A切换电机9与控制开关S1相连，PTO高低挡切换电机18与控制开关S2相连，差速锁切换电机22与控制开关S3相连，B切换电机45与控制开关S4相连，I挡和II挡换挡电机37与控制开关S5相连，III挡和IV挡换挡电机34与控制开关S6相连。在上述方案的基础上，所述驱动系统还包括控制器C1、控制器C2和控制器C3；控制器C1为A电动机控制器，与A电动机4连接；控制器C2为B电动机控制器，与B电动机50连接；控制器C3为动力总成控制器，控制器C3的一端与控制器C1和控制器C2连接，控制器C3的另一端通过CANBUS与整机控制器连接。一种电动拖拉机双电机驱动系统的控制方法：控制器C3采集所述驱动系统的状态参数，并通过CANBUS获取整机控制器给予的作业机组信息，确定所述驱动系统的动力传动模式，根据确定的动力传动模式，控制器C3在合适的时刻自动切换控制开关；所述驱动系统的动力传动模式包括以下几种：1)当控制开关K1＝0、控制开关S1＝1、控制开关S4＝1时，A电动机4和B电动机50独立工作，分别为动力输出和驱动车轮的转动提供动力；A电动机4提供的动力经过A二轴减速输入齿轮5和A三轴减速齿轮10后，由PTO高低挡切换电机18在控制开关S2＝H时输出高转速1000rpm动力，在控制开关S2＝L时输出低转速540rpm动力，在控制开关S2＝0时不输出动力；B电动机50提供的动力本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电动拖拉机双电机多模式驱动系统，其特征在于：包括电磁离合器(1)、A输入轴齿轮(2)、A一轴(3)、A电动机(4)、A二轴减速输入齿轮(5)、A二轴输入齿轮(6)、A电动机切换器(7)、A二轴(8)、A切换电机(9)、A三轴减速齿轮(10)、A三轴(11)、液压泵(12)、A三轴高挡固定齿轮(13)、A三轴低挡固定齿轮(14)、PTO高挡拨动齿轮(15)、PTO高低挡啮合套(16)、A四轴(17)、PTO高低挡切换电机(18)、PTO输入锥齿轮(19)、PTO低挡拨动齿轮(20)、PTO输出锥齿轮(21)、差速锁切换电机(22)、右半轴(23)、动力输出轴(24)、差速锁(25)、差速器壳体(26)、中央传动大齿轮(27)、左半轴(28)、I挡输出齿轮(29)、II挡输出齿轮(30)、III挡输出齿轮(31)、IV挡输出齿轮(32)、I挡和II挡啮合套(33)、III挡和IV挡换挡电机(34)、B四轴(35)、III挡和IV挡啮合套(36)、I挡和II挡换挡电机(37)、中央传动小齿轮(38)、IV挡输入齿轮(39)、III挡输入齿轮(40)、B三轴(41)、II挡输入齿轮(42)、I挡输入齿轮(43)、B三轴减速输出齿轮(44)、B切换电机(45)、B二轴(46)、B电动机切换器(47)、B二轴减速输入齿轮(48)、B二轴输入齿轮(49)、B电动机(50)、B一轴(51)和B输入轴齿轮(52)；A一轴(3)通过花键与A电动机(4)相连，A输入轴齿轮(2)通过花键与A一轴(3)相连，A输入轴齿轮(2)与A二轴输入齿轮(6)相啮合，A二轴输入齿轮(6)与A电动机切换器(7)相连，A切换电机(9)通过拨杆与A电动机切换器(7)相连，A电动机切换器(7)通过花键与A二轴(8)相连，电磁离合器(1)的上侧和A二轴减速输入齿轮(5)通过花键与A二轴(8)相连，A三轴减速齿轮(10)与A二轴减速输入齿轮(5)常啮合，A三轴(11)通过花键与A三轴减速齿轮(10)、A三轴高挡固定齿轮(13)和A三轴低挡固定齿轮(14)相连，液压泵(12)与A三轴(11)相连，PTO高挡拨动齿轮(15)、PTO低挡拨动齿轮(20)与PTO高低挡啮合套(16)相连，PTO高低挡啮合套(16)通过花键与A四轴(17)相连，PTO高低挡切换电机(18)通过拨杆与PTO高低挡啮合套(16)相连，PTO输入锥齿轮(19)与A四轴(17)相连，PTO输出锥齿轮(21)与PTO输入锥齿轮(19)常啮合，动力输出轴(24)与PTO输出锥齿轮(21)相连；B一轴(51)通过花键与B电动机(50)相连，B输入轴齿轮(52)通过花键与B一轴(51)相连，B输入轴齿轮(52)与B二轴输入齿轮(49)相啮合，B二轴输入齿轮(49)与B电动机切换器(47)相连，B电动机切换器(47)通过花键与B二轴(46)相连，B切换电机(45)通过拨杆与B电动机切换器(47)相连，电磁离合器(1)的下侧和B二轴减速输入齿轮(48)通过花键与B二轴(46)相连，B三轴减速输出齿轮(44)与B二轴减速输入齿轮(48)常啮合，B三轴(41)通过花键与B三轴减速输出齿轮(44)、I挡输入齿轮(43)、II挡输入齿轮(42)、III挡输入齿轮(40)和IV挡输入齿轮(39)相连，I挡输出齿轮(29)和II挡输出齿轮(30)与I挡和II挡啮合套(33)相连，III挡输出齿轮(31)和IV挡输出齿轮(32)与III挡和IV挡啮合套(36)相连，I挡和II挡啮合套(33)、III挡和IV挡啮合套(36)和中央传动小齿轮(38)通过花键与B四轴(35)相连，I挡和II挡换挡电机(37)通过拨杆与I挡和II挡啮合套(33)相连，III挡和IV挡换挡电机(34)通过拨杆与III挡和IV挡啮合套(36)相连，中央传动小齿轮(38)与中央传动大齿轮(27)常啮合，差速器壳体(26)与中央传动大齿轮(27)固联，差速锁切换电机(22)通过拨杆与差速锁(25)相连，差速锁(25)通过花键与右半轴(23)的一端相连，右半轴(23)的另一端与所述驱动系统的右驱动车轮相连，左半轴(28)的一端与差速锁(25)相连，左半轴(28)的另一端与所述驱动系统的左驱动车轮相连。...
【技术特征摘要】
1.一种电动拖拉机双电机多模式驱动系统，其特征在于：包括电磁离合器(1)、A输入轴齿轮(2)、A一轴(3)、A电动机(4)、A二轴减速输入齿轮(5)、A二轴输入齿轮(6)、A电动机切换器(7)、A二轴(8)、A切换电机(9)、A三轴减速齿轮(10)、A三轴(11)、液压泵(12)、A三轴高挡固定齿轮(13)、A三轴低挡固定齿轮(14)、PTO高挡拨动齿轮(15)、PTO高低挡啮合套(16)、A四轴(17)、PTO高低挡切换电机(18)、PTO输入锥齿轮(19)、PTO低挡拨动齿轮(20)、PTO输出锥齿轮(21)、差速锁切换电机(22)、右半轴(23)、动力输出轴(24)、差速锁(25)、差速器壳体(26)、中央传动大齿轮(27)、左半轴(28)、I挡输出齿轮(29)、II挡输出齿轮(30)、III挡输出齿轮(31)、IV挡输出齿轮(32)、I挡和II挡啮合套(33)、III挡和IV挡换挡电机(34)、B四轴(35)、III挡和IV挡啮合套(36)、I挡和II挡换挡电机(37)、中央传动小齿轮(38)、IV挡输入齿轮(39)、III挡输入齿轮(40)、B三轴(41)、II挡输入齿轮(42)、I挡输入齿轮(43)、B三轴减速输出齿轮(44)、B切换电机(45)、B二轴(46)、B电动机切换器(47)、B二轴减速输入齿轮(48)、B二轴输入齿轮(49)、B电动机(50)、B一轴(51)和B输入轴齿轮(52)；A一轴(3)通过花键与A电动机(4)相连，A输入轴齿轮(2)通过花键与A一轴(3)相连，A输入轴齿轮(2)与A二轴输入齿轮(6)相啮合，A二轴输入齿轮(6)与A电动机切换器(7)相连，A切换电机(9)通过拨杆与A电动机切换器(7)相连，A电动机切换器(7)通过花键与A二轴(8)相连，电磁离合器(1)的上侧和A二轴减速输入齿轮(5)通过花键与A二轴(8)相连，A三轴减速齿轮(10)与A二轴减速输入齿轮(5)常啮合，A三轴(11)通过花键与A三轴减速齿轮(10)、A三轴高挡固定齿轮(13)和A三轴低挡固定齿轮(14)相连，液压泵(12)与A三轴(11)相连，PTO高挡拨动齿轮(15)、PTO低挡拨动齿轮(20)与PTO高低挡啮合套(16)相连，PTO高低挡啮合套(16)通过花键与A四轴(17)相连，PTO高低挡切换电机(18)通过拨杆与PTO高低挡啮合套(16)相连，PTO输入锥齿轮(19)与A四轴(17)相连，PTO输出锥齿轮(21)与PTO输入锥齿轮(19)常啮合，动力输出轴(24)与PTO输出锥齿轮(21)相连；B一轴(51)通过花键与B电动机(50)相连，B输入轴齿轮(52)通过花键与B一轴(51)相连，B输入轴齿轮(52)与B二轴输入齿轮(49)相啮合，B二轴输入齿轮(49)与B电动机切换器(47)相连，B电动机切换器(47)通过花键与B二轴(46)相连，B切换电机(45)通过拨杆与B电动机切换器(47)相连，电磁离合器(1)的下侧和B二轴减速输入齿轮(48)通过花键与B二轴(46)相连，B三轴减速输出齿轮(44)与B二轴减速输入齿轮(48)常啮合，B三轴(41)通过花键与B三轴减速输出齿轮(44)、I挡输入齿轮(43)、II挡输入齿轮(42)、III挡输入齿轮(40)和IV挡输入齿轮(39)相连，I挡输出齿轮(29)和II挡输出齿轮(30)与I挡和II挡啮合套(33)相连，III挡输出齿轮(31)和IV挡输出齿轮(32)与III挡和IV挡啮合套(36)相连，I挡和II挡啮合套(33)、III挡和IV挡啮合套(36)和中央传动小齿轮(38)通过花键与B四轴(35)相连，I挡和II挡换挡电机(37)通过拨杆与I挡和II挡啮合套(33)相连，III挡和IV挡换挡电机(34)通过拨杆与III挡和IV挡啮合套(36)相连，中央传动小齿轮(38)与中央传动大齿轮(27)常啮合，差速器壳体(26)与中央传动大齿轮(27)固联，差...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢斌，程喜臣，刘觅知，李同辉，娄秀华，宋正河，
申请(专利权)人：中国农业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。