一种增程式电动拖拉机控制方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种增程式电动拖拉机控制方法及其系统，该增程式的控制方法包括控制时间阈值判定过程、控制电量阈值判定过程等步骤；使动力电池组得到充分利用，并在作业结束时，电池SOC为25%，避免过放。从而既达到节能减排的效果，又保护了动力电池组，延长其使用寿命。并通过启动增程器，提供车辆的续驶里程，保证车辆的正常运行。本发明专利技术发挥电动机能量利用率高，控制灵活等特点，满足了在不同行驶工况时的电能需求，凸显节能减排的效果；采用双电机来驱动拖拉机可以有效的提高电动拖拉机整个驱动系统的性能。

【技术实现步骤摘要】
一种增程式电动拖拉机控制方法及其系统
本专利技术属于电动拖拉机
，涉及一种双动力耦合传动装置及其控制方法，具体涉及一种基于作业时间控制阈值的增程式电动拖拉机控制方法及其系统。
技术介绍
目前，市场上的电动拖拉机大多数仍以柴油机作为动力源，这种传统柴油拖拉机不仅噪声大、效率低而且严重污染环境。电动拖拉机是使用电能来驱动车辆，相比传统柴油拖拉机电动拖拉机具有低排放、清洁无污染、低噪音和能量利用率高等优点，而且电机具有灵活控制的优点，进一步简化拖拉机的传动结构，因此电动拖拉机已成为了拖拉机发展新趋势。在电动拖拉机的研究中，多采用单电机驱动，这种方式难以满足拖拉机的复杂工况，而混合动力拖拉机中电动机作为辅助动力，主要依靠柴油机作为主要动力，这种方式并未充分发挥电动机能量利用率高，控制灵活等特点。采用双电机来驱动拖拉机可以有效的提高电动拖拉机整个驱动系统的性能，双动力耦合机构可以有效的将双电机的动力进行汇流和分流，通过灵活控制双电机以满足拖拉机的复杂工况。
技术实现思路
有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供了一种增程式电动拖拉机控制方法及其系统，既达到节能减排的效果，又保护了动力电池组，延长其使用寿命。采用双电机来驱动拖拉机可以有效的提高电动拖拉机整个驱动系统的性能；并通过启动增程器，提供车辆的续驶里程，保证车辆的正常运行，发挥电动机能量利用率高，控制灵活等特点。为实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种增程式电动拖拉机控制方法，包括以下步骤：<br>S1：控制时间阈值判定过程：S11：第一检测模块检测此次作业预判完成时间t0与按照纯电动模式工作下电池消耗至SOC＝25％时所需要的时间t总；S12：第一检测模块比较t0与t总的大小：当t总≥t0时，则整车控制器控制车辆以纯电动模式运行，直至作业结束；当t总＜t0时，整车控制器控制增程器的开启与关闭，从而为车辆运行提供动力；S2：控制电量阈值判定过程：S21：定义电池总电量为C总、25％电池电量为C25，第二检测模块检测剩余电量需求C与当前实际SOC；S22：第二检测模块比较(C+C25)与(SOC×C总)的大小：当(C+C25)＞(SOC×C总)时，则整车控制器控制其进行再循环判断；当(C+C25)≤(SOC×C总)时，则整车控制器以纯电动模式运行，直至作业结束。进一步的，步骤S12中，当t总＜t0时，检测当前实际SOC的大小：若SOC＞90％，关闭增程器，以纯电动模式工作；若SOC≤90％，整车控制器控制增程器的开启与关闭，从而为车辆运行提供动力。进一步的，若当前实际SOC≤90％，判断当前实际SOC是否满足SOC＞50％：若当前实际SOC≤50％，增程器开启，进入增程模式；若当前实际SOC＞50％，检测剩余电量需求C与当前实际SOC，进入控制电量阈值判定过程。进一步的，步骤S11中，检测此次作业预判完成时间t0的步骤包括：A1：驾驶员在外界输入面板上输入作业目标，即作业面积S；A2：根据平均作业速度得此次作业总时间其中，平均作业速度根据电动拖拉机每次作业平均速度的平均值而进行更新，其中第一次作业，则根据出厂作业平均时速设置。进一步的，步骤S11中，其中，前15min平均每秒耗电量的计算步骤包括：A1：获取前15min的能量总损耗En；A2：根据前15min的能量总损耗En，得出前15min的平均每秒耗电量(1)根据前15min的当前能量损耗En，求得前15min的总电量消耗值Cn；其中，Cn＝En/Vf，Vf是放电过程中，平均放电电压；(2)根据前15min的总电量消耗值Cn，可求得前15min平均每秒耗电量其中，进一步的，获取前15min的能量总损耗En的步骤包括：(1)在电动拖拉机行驶过程中，通过电流传感器和电压传感器，周期性获取动力电池组的放电电压U和放电电流I；(2)根据放电电压U和放电电流I，更新动力电池组的当前能量损耗En：其中，En-1为前此更新后的动力电池组的能量损耗，T1为获取动力电池组的放电电压U和放电电流I的获取周期；(3)根据动力电池组(5)的当前能量损耗En，得出前15min的当前能量损耗En。进一步的，步骤S11中，按照纯电动模式工作下电池消耗至SOC＝25％时所需要的时间t总，其计算步骤如下：A1：在电动拖拉机上电时，获取动力电池组的总电量C总；A2：根据动力电池组的总电量C总以及前15min平均每秒耗电量求得当前纯电动工作模式下电池消耗至25％时所需的时间t总：进一步的，步骤S21中，剩余电量需求C的计算步骤包括：A1：通过计时器面板显示已工作时间t1，根据预判完成作业时间t0，计算剩余工作时间t2＝t0-t1；A2：根据剩余工作时间t2与放电量平均值得剩余电量需求C：一种增程式电动拖拉机控制系统，包括机械传动系统、驱动电动机、驱动电动机控制器、功率变换器、动力电池组、BMS、整车控制器、充电机、增程器、时间阈值处理器、信号箱，还包括用于完成控制时间阈值判定过程的第一检测模块、用于完成控制电量阈值判定过程的第二检测模块；所述时间阈值处理器、信号箱、增程器、驱动电动机控制器均与整车控制器相连，所述驱动电动机与机械传动系统相连，增程器与动力电池组电性连接，充电机通过电性连接的方式连接所述动力电池组。本专利技术的有益效果是：一种增程式电动拖拉机控制方法及其系统，既达到节能减排的效果，又保护了动力电池组，延长其使用寿命。并通过启动增程器，提供车辆的续驶里程，保证车辆的正常运行。具体表现在：本专利技术的系统中，各个模块相互配合，逻辑紧密，特别是整车控制器和增程器的紧密配合，使得电动拖拉机在双驱动模式下自由切换，发挥电动机能量利用率高，控制灵活等特点，满足了在不同行驶工况时的电能需求，凸显节能减排的效果；采用双电机来驱动拖拉机可以有效的提高电动拖拉机整个驱动系统的性能，双动力耦合机构可以有效的将双电机的动力进行汇流和分流，通过灵活控制双电机以满足拖拉机的复杂工况；本专利技术的增程式控制方法中，首先预估本次作业总时间，采集前15min平均每秒耗电量并求得以纯电动模式运行至SOC＝25％的时间t总。对本次作业总时间t0与纯电动模式运行最大时间进行t总判断。根据剩余工作时间与平均每秒耗电量计算剩余电量需求C。再由剩余电量需求C与25％电池总电量C25之和同当前实际SOC与电池总电量C总乘积的大小，判断剩余作业路程是否可以由纯电动模式单独完成。其中，控制SOC维持在50％～90％之间，使电池在大多数时间可以维持在放电高效率区，提高电池的使用效率。当电池SOC大于90％时，控制车辆以纯电动模式运行，达到节能减排避免过充的效果；当电池SOC小于50％时，控制车辆以增程模式运行，即控制增程器启动，为车辆提供运行动力的同时为动力电池组充电。根据此控制方法，可以使动力电池组得到充本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增程式电动拖拉机控制方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1：控制时间阈值判定过程：/nS11：第一检测模块检测此次作业预判完成时间t

【技术特征摘要】
1.一种增程式电动拖拉机控制方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：控制时间阈值判定过程：
S11：第一检测模块检测此次作业预判完成时间t0与按照纯电动模式工作下电池消耗至SOC＝25％时所需要的时间t总；
S12：第一检测模块比较t0与t总的大小：当t总≥t0时，则整车控制器(7)控制车辆以纯电动模式运行，直至作业结束；
当t总＜t0时，整车控制器(7)控制增程器(9)的开启与关闭，从而为车辆运行提供动力；
S2：控制电量阈值判定过程：
S21：定义电池总电量为C总、25％电池电量为C25，第二检测模块检测剩余电量需求C与当前实际SOC；
S22：第二检测模块比较(C+C25)与(SOC×C总)的大小：
当(C+C25)＞(SOC×C总)时，则整车控制器(7)控制其进行再循环判断；
当(C+C25)≤(SOC×C总)时，则整车控制器(7)以纯电动模式运行，直至作业结束。


2.根据权利要求1所述的一种增程式电动拖拉机控制方法，其特征在于：步骤S12中，当t总＜t0时，检测当前实际SOC的大小：若SOC＞90％，关闭增程器(9)，以纯电动模式工作；若SOC≤90％，整车控制器(7)控制增程器(9)的开启与关闭，从而为车辆运行提供动力。


3.根据权利要求2所述的一种增程式电动拖拉机控制方法，其特征在于：若当前实际SOC≤90％，判断当前实际SOC是否满足SOC＞50％：若当前实际SOC≤50％，增程器(9)开启，进入增程模式；若当前实际SOC＞50％，检测剩余电量需求C与当前实际SOC，进入控制电量阈值判定过程。


4.根据权利要求1所述的一种增程式电动拖拉机控制方法，其特征在于：步骤S11中，检测此次作业预判完成时间t0的步骤包括：
A1：驾驶员在外界输入面板上输入作业目标，即作业面积S；
A2：根据平均作业速度得此次作业总时间其中，平均作业速度根据电动拖拉机每次作业平均速度的平均值而进行更新，其中第一次作业，则根据出厂作业平均时速设置。


5.根据权利要求1所述的一种增程式电动拖拉机控制方法，其特征在于：步骤S11中，其中，前15min平均每秒耗电量的计算步骤包括：
A1：获取前15min的能量总损耗En；
A2：根据前15min的能量总损耗En，得出前15min的平均每秒耗电量...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐立友，李妍颖，刘孟楠，雷生辉，闫祥海，陶倩文，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41