一种混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统的制作方法_2

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4]图4为本发明的混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统网络连接示意图;
[0035]图5为本发明的混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统结构图;
[0036]图6为本发明的混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统结构图;
[0037]图7为本发明的混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统对拖循环效率示意图;
[0038]图8为本发明的混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统制动能量回收示意图。
[0039]图9为本发明的混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统动力传动机械连接示意图。
【具体实施方式】
[0040]为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
[0041]如图1所示,本发明的实施例一种混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统,所述混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统包括:
[0042]操作控制与显示模块101,用于输入动力和负载设备目标工作操作指令,获取并显示系统运行状态参数。
[0043]综合处理控制模块102,用于获取系统运行状态方式确定系统运行状态,接收操作控制与显示模块输入的动力和负载设备目标工作操作指令,根据试验内容和方案,通过所述动力和负载设备目标工作操作指令结合系统运行状态对系统能源输出和系统负载进行组合分配,确定每个组合的动力输出设备、动力输出设备的输出功率、负载设备、负载设备分配的负载和动力传动耦合方式,生成每个组合相应的控制指令。
[0044]动力输出模块103,用于根据所述控制指令选取动力输出设备,输出满足相应试验内容和方案所需的动力。
[0045]动力传动与耦合模块104,用于根据所述控制指令确定动力传动耦合方式,利用所述动力传动耦合方式控制传动耦合装置将负载设备分配的负载分配给对应的负载设备。
[0046]电能存储模块105,用于根据所述控制指令控制至少一种蓄电设备参与试验测试,进行存储电能或释放电能。
[0047]负载模拟模块106,用于根据所述控制指令输出试验工况中动力输出模块中液压工作机构或驱动电机所需的工作阻力。
[0048]本发明实施例的混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统,通过设置综合处理控制模块,根据所述动力和负载设备目标工作操作指令结合系统运行状态对系统能源输出和系统负载进行组合,确定每个组合的动力输出设备、动力输出设备的输出功率、负载设备、负载设备分配的负载和动力传动耦合方式,生成每个组合相应的控制指令,充分发挥系统各模块的优势,实现不同的系统能源输出和系统负载组合,达到不同的测试要求,优化多动力多负载分配,降低系统功率损耗,提高系统效率。
[0049]优选的,综合处理控制模块,用于获取系统运行状态参数确定系统运行状态,接收操作控制与显示模块输入的动力和负载设备目标工作操作指令,根据所述动力和负载设备目标工作操作指令结合系统运行状态计算系统功率,对系统能源输出和系统负载进行组合,确定动力输出设备和动力输出设备的输出功率,确定负载设备并对负载设备的负载进行分配,进行功率和转矩的分配,确定动力传动耦合方式,进行功率、转矩、转速和电流的控制。
[0050]优选的,所述动力输出设备包括发动机、发电机、电动机和蓄电设备中的至少一种;所述蓄电设备包括蓄电池和超级电容器中的至少一种,所述传动耦合机构包括分动箱、液压传动装置、发电机整流控制器、电动机逆变控制器和缓冲电路中的至少一种,所述负载设备包括电动机、飞轮、电力测功机、液压装置、发电机和蓄电设备中的至少一种。
[0051]优选的,所述动力传动与耦合模块在机械结构上利用分动箱将发动机动力分配给液压设备和发电机,发动机功率输出优先满足液压设备需求,剩余功率分配给发电机根据系统运行状态和效率决定发电机输出功率。
[0052]所述动力传动与耦合模块在电气上将发电机、电动机、蓄能模块耦合在一起,根据负载需求、蓄能装置电量以及系统运行状态控制蓄电设备进行充电或者放电。
[0053]发动机功率输出优先满足液压设备需求,剩余功率分配给发电机,根据发电机和电动机实际功率差控制蓄电设备进行充电或者放电,液压负载功率、电机驱动功率由试验工况决定,发电机功率由发动机工作效率和蓄电设备S0C决定、发电机工作效率、电动机工作效率以及工况等共同决定。
[0054]优选的,控制指令包括:发动机控制指令、发电机控制指令、液压控制指令、电动机控制指令和蓄电设备控制指令中的至少一个。
[0055]优选的,所述综合处理控制模块包括:
[0056]发动机控制单元,用于根据发动机控制指令控制调节发动机运行状态和发动机运行功率和转速;
[0057]发电机控制单元,用于根据发电机控制指令控制发电机输入转矩和输出电流;
[0058]液压控制单元,用于根据液压控制指令控制工作电磁阀动作;
[0059]电动机控制单元,用于根据电动机控制指令控制电动机输入电流和输出转矩或转速;
[0060]蓄电设备控制单元,用于根据蓄电设备控制指令控制蓄电设备工作状态。
[0061]具体的,如图2所示,本发明实施例的混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统,发动机控单元(ECU)负责监测发动机运行状态,接收控制指令,决定发动机的工作点。发电机控制单元(IPU)负责监测发电机运行状态及输入转速转矩、输出电压电流等信息,接收控制指令,控制发电机输入转矩和输出电流。电动机控制单元(MCU)负责监测电动机运行状态及输入电压电流、输出转速转矩等信息,接收控制指令,控制电动机输入电流和输出转矩或转速。液压控制单元(HCU)负责监测液压栗出口压力,接收工作手柄动作信号,控制工作电磁阀动作。蓄电设备控制单元(BMS)负责监测蓄电池的电流、电压、温度,均衡模组之间电压,计算蓄电池S0C值,接收控制指令,控制蓄电池工作状态。电容管理系统(CMS)负责监测超级电容器的电流、电压、温度,接收主控制器控制指令,控制超级电容器工作状态。
[0062]综合处理控制模块(VCU)负责接收系统各设备运行参数,并对各设备状态进行判断识别,并通过相关控制算法给出各设备运行状态控制指令,并对控制指令进行发送。
[0063]具体的,综合处理控制模块根据驾驶员(即实验员)通过操作控制与显示模块输入的动力和负载设备目标工作操作指令保持系统平台的正常启动、停止;根据驾驶员通过操作控制与显示模块输入的加速操作指令决定电机输出转矩,根据驾驶员通过操作控制与显示模块输入操纵手柄动作控制液压设备动作,并根据液压设备功率、牵引电机功率和蓄能器的荷电状态合理控制发电功率和发动机转速;并通过液压工作负载加载手柄控制液压负载溢流阀压力,通过行驶负载加载手柄控制电力测功机负载功率。
[0064]综合处理控制模块操作包括钥匙开关、紧急停止开关、加速踏板、工作手柄、液压工作负载加载手柄、行驶负载加载手柄。
[0065]钥匙开关:分为三档,第一档上24V控制系统用电,第二档上直流母线强电,第三档发动机启动。
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