一种重载下坡串联混动矿车装载发电时间计算及控制方法技术

为了解决混合动力矿车重载下坡工况下易达到电池SOC最高电量，导致多余能量对制动器、缓速器等部件产生损耗的问题，本发明专利技术提供了一种重载下坡串联混动矿车装载发电时间计算及控制方法，包括以下步骤：S1、标定重载下坡工况下能量回收系数K、车辆装卸间隔时间

【技术实现步骤摘要】
一种重载下坡串联混动矿车装载发电时间计算及控制方法


[0001]本专利技术涉及车辆
，特别涉及一种重载下坡串联混动矿车装载发电时间计算及控制方法。

技术介绍

[0002]随着非道路国Ⅳ法规的实施，越来越多混合动力矿用自卸车受到客户青睐。
[0003]矿用自卸车的运输路径相对固定，道路坡度大，运输工况较为单一，主要有重载上坡和重载下坡两种工况，在重载下坡工况下，混合动力矿车电池电量容易达到电池SOC的最高电量，驱动电机回收的多余能量只能通过缓速器、排气制动、制动器等途径消耗，不仅未能充分利用驱动电机的性能，对重载下坡工况下的能量进行充分回收，并且会加速缓速器、制动器等相关零部件的损耗。

技术实现思路

[0004]为了解决混合动力矿车重载下坡工况下易达到电池SOC最高电量，导致多余能量对制动器、缓速器等部件产生损耗的问题，本专利技术提供了一种重载下坡串联混动矿车装载发电时间计算及控制方法，采用的技术方案如下：
[0005]一种重载下坡串联混动矿车装载发电时间计算及控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006]S1、标定重载下坡工况下能量回收系数K、车辆装卸间隔时间
△
t1以及停车装载时间间隔
△
t2；
[0007]S2、设定重载下坡工况矿车运行循环电量a；
[0008]S3、建立重载下坡工况下混动矿车装载过程中发电机的发电时间t计算模型；
[0009]S4、计算混动矿车装载过程中发电机的发电时间t；
[0010]S5、基于步骤S4中计算得到的混动矿车装载过程中发电机的发电时间t，制定重载下坡工况下混动矿车发电机的控制策略；
[0011]S6、建立发电机发电时间t计算模型的模型精度提升方法。
[0012]优选的，所述步骤S1中，基于矿用自卸车的运输路径相对固定、道路坡度大、运输工况较为单一的特点，标定第i次重载下坡工况下能量回收系数K
i
，
[0013]K
i
＝W
i
/Mgh＝(Q
i
‑
U
i
)/Mgh，
[0014]其中，g为重力加速度，h为矿区道路下降高度，M为矿车满载质量，U
i
为第i次，矿车初始电量，Q
i
为矿车满载下坡返程到达卸载地的电量，且过程中电池电量位达到电池SOC的最高电量；
[0015]重复n次上述过程，对K进行标定：
[0016]K＝∑n i＝1K
i
/n。
[0017]优选的，判断某次循环中，定义车辆停车开始装载时刻t1、车辆装载完成车辆启动时刻t2、车辆卸载完成重新启动时刻t3，当检测到车辆速度v＝0m/s,加速度a＝0m/s2时，记
录下当前时刻r1，车辆的整车质量m1，当再次检测到v>0m/s,a>0m/s2，记录当前时刻r2，车辆的整车质量m2，计算
△
m＝m2‑
m1，当
△
m≈0时，则该工况为正常停车，矿车未进行装卸动作，
△
m≈m3，m3为车辆装载质量，则车辆在这一过程完成了物料装载，则r1为车辆停车开始装载时刻t1，r2为车辆装载完成车辆启动时刻t2，
△
m≈
‑
m3，则车辆在这一过程完成了物料卸载，r2车辆卸载完成车辆重新启动时刻t3；否则，则数据异常，不记录数据。
[0018]优选的，步骤S1中，标定车辆装卸间隔时间
△
t1，具体的，利用整车控制器VCU采集到的整车速度、加速度及车辆载荷等信息判断并记录第i次车辆装载完成车辆启动时刻t
2i
，车辆返程后，记录车辆卸载完成重新启动时刻t
3i
，车辆装卸间隔时间
△
t
1i
＝t
3i
‑
t
2i
，重复n次该过程，标定
△
t1有：
[0019][0020]标定停车装载时间间隔
△
t2，具体的，利用VCU采集到的整车速度、加速度等信息判断并记录第i次车辆停车开始装载时刻t
1i
，
△
t
2i
＝t
2i
‑
t
1i
，重复n次该过程，标定
△
t2：
[0021][0022]优选的，步骤S2中，设定重载下坡工况矿车运行循环电量a，电量a的设定应能确保车辆空载启动上坡时，车辆能够以最高车速上坡，到达装载位置时，电池电量不被消耗到电池SOC的最低电量e,并且应尽可能让电池工作在高效区间；
[0023]将矿区道路分割为若干段，第j段坡度为i
j
，坡长为s
j
，
[0024][0025][0026][0027]其中，p2为驱动电机持续输出功率，v
j
为当前坡度下驱动电机输出最高持续功率p2时的车速；m0为矿车空载质量；A为车辆迎风面积，C
D
为空气阻力系数，η为传动效率，t
j
为矿车经过第j段坡的时间，η1为电池放电效率；
[0028]通过上述公式计算出a的理论值，并根据矿车实际运行情况调整到合适值。
[0029]优选的，步骤S3中，建立重载下坡工况下混动矿车装载过程中发电机的发电时间t计算模型：
[0030][0031]其中，p为发电机高效工况下的输出功率，b为本次循环工况下VCU记录下的矿车t1时刻的电池电量，η2为发电机以高效功率p发电时，电池充电效率，可根据电池厂家标定数据获得，m为本次循环下矿车总质量。
[0032]优选的，步骤S4中，发电机发电时间t的控制策略如下：
[0033]当t≤0,则矿车装载过程发电机无需发电；
[0034]当0<t≤
△
t2时，则矿车装载过程发电机以p发电t秒；
[0035]当t>
△
t2时，则计算需求发电功率p1，具体的：
[0036][0037]对比p1与发电机最大发电功率p3：
[0038]若p1≤p3,则矿车装载过程发电机全程以p1进行发电；
[0039]若p1>p3,则矿车装载过程发电机以发电机最大发电功率p2进行发电。
[0040]优选的，步骤S5中，记录本次循环工况中相关数据，进一步标定
△
t1、
△
t2、K，以提高计算精度,具体的：
[0041][0042][0043][0044]其中，K1为根据本次循环中整车控制器VCU记录的数据计算得到的能量回收系数；
[0045]△
t
11
为根据本次循环中整车控制器VCU记录的数据计算得到的车辆装本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种重载下坡串联混动矿车装载发电时间计算及控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、标定重载下坡工况下能量回收系数K、车辆装卸间隔时间
△
t1以及停车装载时间间隔
△
t2；S2、设定重载下坡工况矿车运行循环电量a；S3、建立重载下坡工况下混动矿车装载过程中发电机的发电时间t计算模型；S4、计算混动矿车装载过程中发电机的发电时间t；S5、基于步骤S4中计算得到的混动矿车装载过程中发电机的发电时间t，制定重载下坡工况下混动矿车发电机的控制策略；S6、建立发电机发电时间t计算模型的模型精度提升方法。2.根据权利要求1所述的重载下坡串联混动矿车装载发电时间计算及控制方法，其特征在于，所述步骤S1中，基于矿用自卸车的运输路径相对固定、道路坡度大、运输工况较为单一的特点，标定第i次重载下坡工况下能量回收系数K
i
，K
i
＝W
i
/Mgh＝(Q
i
‑
U
i
)/Mgh，其中，g为重力加速度，h为矿区道路下降高度，M为矿车满载质量，U
i
为第i次，矿车初始电量，Q
i
为矿车满载下坡返程到达卸载地的电量，且过程中电池电量未达到电池SOC的最高电量；重复n次上述过程，对K进行标定：K＝∑n i＝1K
i
/n。3.根据权利要求1所述的重载下坡串联混动矿车装载发电时间计算及控制方法，其特征在于，判断某次循环中，定义车辆停车开始装载时刻t1、车辆装载完成车辆启动时刻t2、车辆卸载完成重新启动时刻t3，当检测到车辆速度v＝0m/s,加速度a＝0m/s2时，记录下当前时刻r1，车辆的整车质量m1，当再次检测到v>0m/s，a>0m/s2，记录当前时刻r2，车辆的整车质量m2，计算
△
m＝m2‑
m1，当
△
m≈0时，则该工况为正常停车，矿车未进行装卸动作，
△
m≈m3，m3为车辆装载质量，则车辆在这一过程完成了物料装载，则r1为车辆停车开始装载时刻t1，r2为车辆装载完成车辆启动时刻t2，
△
m≈
‑
m3，则车辆在这一过程完成了物料卸载，r2车辆卸载完成车辆重新启动时刻t3；否则，则数据异常，不记录数据。4.根据权利要求1所述的重载下坡串联混动矿车装载发电时间计算及控制方法，其特征在于，步骤S1中，标定车辆装卸间隔时间
△
t1，具体的，利用整车控制器VCU采集到的整车速度、加速度及车辆载荷等信息判断并记录第i次车辆装载完成车辆启动时刻t
2i
，车辆返程后，记录车辆卸载完成重新启动时刻t
3i
，车辆装卸间隔时间
△
t
1i
＝t
3i
‑
t
2i
，重复n次该过程，标定

【专利技术属性】
技术研发人员：赖延年，苏达，张邦为，栾会磊，王锟，代俊桐，王文亮，
申请(专利权)人：中国重汽集团济南动力有限公司，
类型：发明
国别省市：