[发明专利]一种电动拖拉机能量管理系统及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动拖拉机能量管理系统及控制方法，适用于电动拖拉机技术领域。

背景技术

我国是一个农业大国，拖拉机作为农业生产的主要动力机械，其保有量逐年增加，2013 年底，全国农用大中型拖拉机保有量为527万台，小型拖拉机保有量为1753万台。现阶段，我国农业生产使用的动力机械全部都是传统类型的燃油拖拉机，它们具有制造体系成熟、可靠性高以及价格便宜等优点。但传统燃油拖拉机能源消耗和污染物的排放问题已经成为了节能减排工作的重点和难点。

目前，我国的农用电动车还处在研究阶段，因此，对节能、环保和高效的纯电动拖拉机的关键技术进行研究，对于促进我国农用电动车辆的研究与开发，对于缓解能源危机和环境污染具有非常重大的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于多模式切换控制的电动拖拉机能量管理系统及控制方法，用于解决传统燃油拖拉机能耗大、污染严重的问题。

为实现上述目的，本发明的方案包括：一种电动拖拉机能量管理系统，包括车轮，前桥，整车控制器，动力电池，电动助力转向器，主电机控制器，调速电机控制器，主电机，调速电机，机械耦合器/变速箱，动力输出轴，液压泵，后桥，轮边减速器，制动器，悬挂系统；机械耦合器/变速箱的输入端分别与主电机和调速电机连接，机械耦合器/变速箱的输出端连接有动力输出轴、液压泵和后桥，电动助力转向器、前桥和前车轮机械连接，后桥、轮边减速器和制动器和后车轮机械连接，悬挂系统安装在后桥的上方；电池管理控制器与动力电池连接，动力电池用来为主电机、调速电机、电动助力转向器、主电机控制器和调速电机控制器供电；整车控制器用来将控制信号传送至主电机控制器、调速电机控制器和电池管理控制器。主电机控制器和调速电机控制器根据控制信号分别控制主电机和调速电机的运行；主电机的输出轴、调速电机的输出轴、动力输出轴、右驱动轮轴、左驱动轮轴都装有专局转速传感器，踏板和档杆上装有位置传感器，所述转矩转速传感器、所述位置传感器、所述整车控制器、所述电动助力转向器，主电机控制器，调速电机控制器，所述轮边减速器和所述制动器均与CAN总线连接。

上述方案中，所述动力电池为直流电供电动力电池。

上述方案中，所述动力电池与电池管理控制器连接，所述电池管理控制器与CAN总线连接，用来估测动力电池的荷电状态并监测动力电池的温度、放电电流、和电压的大小。

本发明还提供了电动拖拉机管理系统对电动拖拉机的工作过程进行控制的方法，将拖拉机的能量控制分为道路行驶模式、田间行驶模式和田间作业模式三种控制模式。

上述方案中，若工作模式是道路行驶，驱动轮转矩大于零，动力输出轴转矩等于零；整车控制器根据车辆所需功率判断结果启动调速电机，由调速电机单独提供驱动轮的动力；若工作模式是田间行驶，驱动轮转矩大于零，动力输出轴转矩等于零；拖拉机田间行驶阻力增大，速度减小，调整档位和控制电压，采用单电机驱动车轮并使其工作在高效区；若工作模式是田间作业，驱动轮转矩大于零，动力输出轴转矩大于零；主电机与调速电机耦合，驱动动力输出轴和车轮。

上述方案中，在三种控制模式下，整车控制器向电池管理器发出控制信号，对动力电池估计，并监测动力电池的温度，放电电流和电压。若当前电量低于预设最低阈值SOC_min或高于预设最高阈值SOC_max，电池管理系统作出警高处理并停止整个系统运行。

本发明通过对电动拖拉机作业模式进行划分，以达到细化蓄电池分组、降低充放电过程中的能量耗散，减少充电次数以提高动力电池使用寿命，提高电动拖拉机作业时的电能利用效率的效果。

附图说明

图1是本发明电动拖拉机能量管理系统实施例的结构示意图。

图2是本发明电动拖拉机能量管理系统实施例的信号传递图。

图3是本发明电动拖拉机能量管理系统控制方法简图。

图4是本发明整车控制器控制流程图。

具体实施方案

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。