【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种矿用自卸车驱动系统，具体涉及一种纯电动矿用自卸车分布式线控轮边驱动系统及驱动方法。
技术介绍
1、重视环境问题、减少能源消耗已成为各企业尤其是煤矿行业愈发重视的问题。目前矿用自卸车一般采用柴油-电传动系统，而柴油-电传动系统存在能量的多次转换(机械能→电能→机械能)，同时该传动系统所使用的机械部件较多，导致传动系统总体效率低下，因此对矿用自卸车驱动系统的改善势在必行。纯电动矿用自卸车能效高、尾气污染较轻、操作灵活、瞬时扭矩高、运输成本及保养费用低，有着传统自卸车不可比拟的优势，对于推动露天矿运输车辆向着高效节能、绿色环保的方向发展具有重要现实意义。然而，我国纯电动矿用自卸车刚刚起步，依然处于产业前期化，受驱动系统设计、电池重量、循环寿命、充电速度及电池性能等因素的制约，目前投入应用的纯电动矿用自卸车主要为总重量90t、载重60t左右的宽体车，真正投入批量生产及实际应用的百吨级重型纯电动新能源矿用自卸车产品较少。
2、目前纯电动矿用自卸车的驱动系统主要有集中式和分布式两种，集中式由电机和行星齿轮传动系统组成，变速器、离合器等机械部件较多，传递效率低，故障发生风险及维护成本较高。分布式驱动系统与线控底盘技术相结合，可以取消驱动系统的机械连接，驱动信息通过can总线以电信号的形式进行传递，车辆的每个车轮配备有独立驱动的电机，不仅可以简化车辆底盘结构，提高控制精度与传动效率，同时具有易于实现底盘模块化设计与主动安全控制等特点，分布式线控驱动在矿山驱动领域目前并无相关研究。
3、纯电动矿用自卸车一
技术实现思路
1、针对上述现有技术存在的问题，本专利技术提供一种纯电动矿用自卸车分布式线控轮边驱动系统及驱动方法，综合了纯电动驱动及分布式线控驱动的优势，提高了载重量和传动效率，减少动力电池组多次充放电所带来的冲击，提高能源系统效率以及动力电池组的使用寿命。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种纯电动矿用自卸车分布式线控轮边驱动系统，包括分布式线控驱动系统、复合能源系统和动力切换系统；
3、分布式线控驱动系统包括四组驱动单元和整车控制器vcu，驱动单元包括电机ecu、dc/ac逆变器、轮边驱动电机和减速器，电机ecu通过dc/ac逆变器与轮边电机连接，轮边电机与减速器连接，减速器与车轮连接，四个电机ecu均与整车控制器vcu连接；
4、复合能源系统包括动力电池组、超级电容、dc/dc转换器、制动控制器和制动电阻柜，动力电池组、超级电容均与dc/dc转换器连接，制动电阻柜与制动控制器连接，dc/dc转换器、制动控制器均与整车控制器vcu连接；
5、动力切换系统包括imu传感器、车载gps、车速传感器和无人驾驶系统，四者均与整车控制器vcu连接。
6、进一步的，所述轮边驱动电机采用永磁同步电机，轮边驱动电机安装在车轮外部。
7、进一步的，所述动力电池组和超级电容组成复合能源，整车控制器vcu内置复合能源控制策略。
8、一种纯电动矿用自卸车分布式线控驱动系统的驱动方法，通过基于转矩的逻辑门限值控制策略，根据复合能源的soc值、整车需求转矩t，纯电动矿用自卸车共有四种工作模式，分别为后置双驱模式、分时四轮驱动模式、超级电容储能模式和制动电阻消耗模式；
9、当车辆在刚起步、空载回程或者正常行驶时，车辆处于后置双驱模式；整车控制器vcu控制两后车轮的电机ecu工作，驱动车辆行驶，直至车速达设定目标车速后切换其他模式；此模式下，由主能源动力电组向车辆提供驱动能量，当检测到超级电容soc值低于20％时，动力电池组同时对超级电容进行充电，当超级电容soc值大于95％时，充电停止；
10、当车辆在爬坡或者重载行驶时，车辆处于分时四轮驱动模式；整车控制器vcu控制四个车轮的电机ecu全部工作，驱动车辆行驶，此模式下，由动力电池组和超级电容同时向车辆提供驱动能量，其中，动力电池组提供平稳状态下的功率，超级电容提供突变峰值状态的功率；
11、当检测到超级电容soc值低于95％，此时车辆处于超级电容储能模式；当整车控制器vcu向轮边电机发布制动电信号时，车辆产生的制动力矩带动轮边电机反转进行发电，所有的轮边电机变为发电机，发出的电能经dc/ac逆变器转化后存储进超级电容中；当车辆下坡行驶且轮边电机未接收到制动信息时，前车轮不产生驱动力矩，带动带动轮边电机反转进行发电，前车轮的轮边电机变为发电机，达到为超级电容充电的效果；当超级电容soc值达到95％时，由动力电池组进行回收；
12、当检测到超级电容的soc值达到95％、动力电池组soc值饱和时，此时车辆处于制动电阻消耗模式；整车控制器vcu控制轮边电机停止充电，此时回收多余的制动电能将在制动电阻柜上以热能的形式消耗掉。
13、进一步的，当整车控制器vcu检测到轮边电机负载系数超过设定的最大负载系数时，整车控制器vcu控制车辆进入分时四轮驱动模式。
14、进一步的，整车控制器vcu内置复合能源控制策略由整车控制器vcu根据车辆需求总功率pr、动力电池组实时输出功率pm、动力电池组最大输出功率pmax、超级电容最大可提供功率pa、超级电容实时输出功率pb、超级电容充电时的功率pc、超级电容可充电功率pch进行控制；
15、当pr>pmax>0时，如果超级电容soc值大于20％，若超级电容最大可提供功率pa>pr-pmax，则车辆需求功率pr由动力电池组提供pmax，由超级电容提供功率pr-pmax；若超级电容可提供功率pa<pr-pmax，则由超级电容提供其最大功率pa，其余功率由动力电池组提供；若超级电容soc值小于20％，则全部功率均由动力电池组提供，同时以pc的功率向超级电容充电；
16、当0≤pr<pmax时，若超级电容soc值大于95％，则超级电容不工作，由动力电池组提供全部功率；若超级电容soc值小于95％，则由动力电池组提供全部功率，同时以pc的功率向超级电容充电；
17、当pr<0时，此时通过超级电容进行再生制动能量回收；当超级电容soc值大于95％时，则超级电容不工作，由动力电池组回收全部功率；当超级电容soc值小于95％时，若pr<pch，则由超级电容回收全部功率，若pr>pch，则由超级电容回收pch，其余由动力电池组回收。
18、与现有技术相比，本专利技术使用复合能源纯电动分布式线控驱动系统取代了传统柴油-电机械驱动，综合了纯电动驱动及分布式线控驱动本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种纯电动矿用自卸车分布式线控轮边驱动系统，包括分布式线控驱动系统、复合能源系统和动力切换系统，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种纯电动矿用自卸车分布式线控轮边驱动系统，其特征在于，所述轮边驱动电机(9)采用永磁同步电机，轮边驱动电机(9)安装在车轮(11)外部。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动矿用自卸车分布式线控轮边驱动系统，其特征在于，所述动力电池组(3)和超级电容(4)组成复合能源，整车控制器VCU(1)内置复合能源控制策略。
4.根据权利要求1-3任一所述一种纯电动矿用自卸车分布式线控驱动系统的驱动方法，其特征在于，通过基于转矩的逻辑门限值控制策略，根据复合能源的SOC值、整车需求转矩T，纯电动矿用自卸车共有四种工作模式，分别为后置双驱模式、分时四轮驱动模式、超级电容储能模式和制动电阻消耗模式；
5.根据权利要求4所述的一种纯电动矿用自卸车分布式线控驱动系统的驱动方法，其特征在于，当整车控制器VCU(1)检测到轮边电机(9)负载系数超过设定的最大负载系数时，整车控制器VCU(1)控制车辆进入分时四轮驱动模式。
6.根据权利要求4所述的一种纯电动矿用自卸车分布式线控驱动系统的驱动方法，其特征在于，整车控制器VCU(1)内置复合能源控制策略由整车控制器VCU(1)根据车辆需求总功率Pr、动力电池组(3)实时输出功率Pm、动力电池组(3)最大输出功率Pmax、超级电容(4)最大可提供功率Pa、超级电容(4)实时输出功率Pb、超级电容(4)充电时的功率Pc、超级电容(4)可充电功率Pch进行控制；
...【技术特征摘要】
1.一种纯电动矿用自卸车分布式线控轮边驱动系统，包括分布式线控驱动系统、复合能源系统和动力切换系统，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的一种纯电动矿用自卸车分布式线控轮边驱动系统，其特征在于，所述轮边驱动电机(9)采用永磁同步电机，轮边驱动电机(9)安装在车轮(11)外部。
3.根据权利要求1所述的一种纯电动矿用自卸车分布式线控轮边驱动系统，其特征在于，所述动力电池组(3)和超级电容(4)组成复合能源，整车控制器vcu(1)内置复合能源控制策略。
4.根据权利要求1-3任一所述一种纯电动矿用自卸车分布式线控驱动系统的驱动方法，其特征在于，通过基于转矩的逻辑门限值控制策略，根据复合能源的soc值、整车需求转矩t，纯电动矿用自卸车共有四种工作模式，分别为后...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲍久圣，颉浩浩，胡德平，阴妍，朱晨钟，张磊，张航，杨瑞，潘国宇，于宗源，
申请(专利权)人：徐州徐工重型车辆有限公司，
类型：发明
国别省市：
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