[发明专利]一种两挡纯电动变速系统、纯电动工程车辆及其控制方法

说明书

本发明涉及车辆领域，具体公开了一种两挡纯电动变速系统、纯电动工程车辆及其控制方法，本发明提供的两挡纯电动变速系统，能够实现不同行驶条件下的动力输出调整和变化，在大负载情况下将制动器与齿圈分离且离合器结合，以一挡运行，实现大扭矩输出；在轻载情况下将制动器与齿圈结合且离合器分离，以二挡运行，以提高转速；而且在换挡过程中，由于离合器和制动器中始终有一个处于结合状态，能够实现换挡过程中无动力中断。本发明提供的纯电动工程车辆，包括上述的两挡纯电动变速系统，能够根据纯电动工程车辆的最佳动力性进行挡位切换，实现电机尽可能地在高效转速区运行，从而降低损耗、提高机械作业效率。

技术领域

本发明涉及车辆领域，尤其涉及一种两挡纯电动变速系统、纯电动工程车辆及其控制方法。

背景技术

现有的装载机均采用传统发动机动力输出，具体为发动机飞轮输出动力到变矩器再由超离合器到直接挡，再从直接挡到输出轴、传动轴、压包、半轴最后输出动力到轮边。随着电池储能材料的发展、充电基础设备发展建设和电控技术的突破，在工程机械上应用纯电动驱动已经具备条件。由于发动机的合理转速区间较窄(一般1000-4000rpm),转速过低时无法输出转矩，而转速过高则会处于低效工作状态。

发明内容

本发明的目的在于提供一种两挡纯电动变速系统、纯电动工程车辆及其控制方法，能够实现不同行驶条件下的动力输出调整和变化，使电机尽可能地在高效转速区运行。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种两挡纯电动变速系统，其特征在于，包括电机、壳体及设于所述壳体内的换挡机构，所述换挡机构包括：

行星轮系，其包括连接于所述电机输出轴的中心轮，套设于所述中心轮外的齿圈，设于所述中心轮和所述齿圈之间的多个行星轮，及行星架；所述行星架的一端伸入每个所述行星轮内且能够相对于所述行星轮转动，所述行星架的另一端连接有输出轴；

制动器，所述制动器能够通过与所述齿圈的结合或分离使所述齿圈能够相对于所述壳体固定或转动；

离合器，所述离合器结合或分离能够使所述电机的输出端与所述齿圈连接或分离，所述离合器和所述制动器中至多有一个处于结合状态。

本发明还提供了一种纯电动工程车辆，包括上述的两挡纯电动变速系统。

本发明还提供了一种上述纯电动工程车辆的控制方法，包括以下步骤：

在满足目标挡位对应的换挡条件时，将所述制动器与所述齿圈分离且所述离合器结合，或将所述制动器与所述齿圈结合且所述离合器分离，同时将当前车速作为目标车速，调节所述电机的转速使实际车速等于目标车速。

作为上述纯电动工程车辆的控制方法的一种优选技术方案，所述满足目标挡位对应的换挡条件指的是车速在目标挡位对应的换挡车速范围内且收到换挡信号且油门开度保持不变。

作为上述纯电动工程车辆的控制方法的一种优选技术方案，在换挡过程中，采用分数阶PID控制调节所述电机的转速。

作为上述纯电动工程车辆的控制方法的一种优选技术方案，在采用分数阶PID控制计算出的所述电机的转速对应的电流小于等于预设电流极限值时，采用分数阶PID控制调节所述电机的转速；

在采用分数阶PID控制计算出的所述电机的转速对应的电流大于所述预设电流极限值时，将所述电机的转速调节至与所述预设电流极限值对应的转速。

作为上述纯电动工程车辆的控制方法的一种优选技术方案，在换挡完毕时，根据负载大小匹配目标车速，调节所述电机的电流使实际车速达到目标车速。

作为上述纯电动工程车辆的控制方法的一种优选技术方案，收到所述制动器与所述齿圈已完全分离的信号且收到所述离合器已完全结合的信号，或收到所述制动器与所述齿圈已完全结合的信号且收到所述离合器已完全分离的信号，则换挡完毕。