[发明专利]一种非道路移动车辆的弱度混合动力系统和动力性控制方法

说明书

本发明涉及一种非道路移动车辆的弱度混合动力系统和动力性控制方法，包括根据所述非道路移动车辆的运行状态，所述ISG电机控制器通过切换所述ISG电机的工作模式，所述动力电池和所述超级电容配合所述ISG电机的模式，以使得所述涡轮增压柴油机和所述ISG电机输出达到预设功率或转速数据。本发明能有效减小涡轮增压器的响应滞后时间，从而提升发动机功率输出的响应性，进而改善了车辆加速性。并在车辆制动时，进一步吸收了再生制动能量，提高能量利用率，同时保证了车辆的机动性能。

技术领域

本发明涉及混合动力车辆技术领域，尤其涉及一种非道路移动车辆的弱度混合动力系统和动力性控制方法。

背景技术

随着环境污染和能源紧张问题日益突出，非道路移动车辆采用混合动力系统能够充分利用各动力源的优势，可以在不降低车辆动力性的前提下减少油耗和降低排放。目前，混合动力非道路移动车辆多采用发动机－发电机组与动力电池构成的串联式混合动力系统，由于受重量、空间约束，该动力系统具有瞬态功率大、电池容量小的特点，属于弱度混合动力系统，其中发动机仍是系统的主要动力源。

由于弱混系统电池容量较小，在车辆加速过程中，电池功率会迅速达到其功率上限，而由于高度增压的柴油机和发电机组成的发动机-发电机单元的动态响应差，在急加速工况不能迅速提供足够功率来满足驱动需求，导致电池过度放电甚至发动机冒黑烟而车速难以提升的情况，严重影响电池寿命并且严重制约着车辆的机动性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种非道路移动车辆的弱度混合动力系统和动力性控制方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种非道路移动车辆的弱度混合动力系统，所述系统包括涡轮增压柴油机、发动机控制器、ISG电机、ISG电机控制器、超级电容、动力电池、DC/DC变换器、电机、电机控制器和侧传动：

所述涡轮增压柴油机与所述ISG电机通过轴连接，所述ISG电机通过所述ISG电机控制器与直流母线连接，所述动力电池通过所述DC/DC变换器与所述超级电容并联后与所述直流母线连接，所述直流母线的后端连接所述电机控制器，所述电机控制器驱动所述电机运转，所述电机通过所述侧传动驱动车轮运转；

根据所述非道路移动车辆的运行状态，所述ISG电机控制器通过切换所述ISG电机的工作模式，所述动力电池和所述超级电容配合所述ISG电机的模式，以使得所述涡轮增压柴油机和所述ISG电机输出达到预设功率或转速数据。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步地，当所述非道路移动车辆的运行状态是车辆启动时，所述ISG电机控制器切换所述ISG电机的工作模式为驱动模式，所述动力电池的额外功率用于驱动所述ISG电机，所述ISG电机拖动所述涡轮增压柴油机启动，所述发动机控制器传递喷油信号至所述涡轮增压柴油机，使所述涡轮增压柴油机在被拖动的过程中喷入适量的柴油燃烧做功，使所述涡轮增压柴油机迅速达到指定转速。

进一步地，当所述非道路移动车辆的运行状态是加速状态时，所述ISG电机控制器切换所述ISG电机的工作模式为发电模式，所述涡轮增压柴油机带动所述ISG电机输出需求功率，所述动力电池及所述超级电容提供所述需求功率中瞬态变化的高频部分。

进一步地，当所述非道路移动车辆的运行状态是减速制动时，所述发动机控制器控制所述涡轮增压柴油机断油，所述ISG电机控制器切换所述ISG电机的工作模式为驱动模式，部分制动能量驱动所述ISG电机拖动所述涡轮增压柴油机维持在预设转速运转，多余制动能量由所述动力电池和所述超级电容吸收。

进一步地，当所述非道路移动车辆的运行状态是制动减速后需停车时，所述ISG电机控制器切换所述ISG电机的工作模式为发电模式，将所述涡轮增压柴油机惯性转动的动能转化为电能给所述动力电池充电，同时所述涡轮增压柴油机的转速迅速下降为零，行驶结束。