[发明专利]一种油电混合双增程式电动拖拉机及控制方法

说明书

本发明公开了一种油电混合双增程式电动拖拉机及控制方法，包括行走系统、作业系统和动力系统，动力系统分别给行走系统和作业系统提供动力；动力系统包括燃油发电系统、燃料电池发电系统、电池、能量管理控制器、驱动电机和电机控制器；所述燃油发电系统、燃料电池发电系统和电池相互并联接入能量管理控制器；所述能量管理控制器通过电机控制器给驱动电机供电。有益效果：本发明可以提升拖拉机持续作业时间，采用燃料电池发电系统可以满足大棚作业的需求，采用燃油发电系统可以有效提升燃油效率并降低污染物排放；通过能量管理策略可以提升电池和燃料电池的使用寿命；通过散热管理系统可以有效降低燃料电池冷启动时间，减少燃料电池辅件能耗。

技术领域

本发明涉及一种农用机械及控制方法，特别涉及一种油电混合双增程式电动拖拉机及控制方法，属于农用机械技术领域。

背景技术

随着石油等化石燃料过度使用，能源危机与环境污染日趋成为关系民生的重要难题，各国都在开始大力研究可替代的绿色能源。世界能源及经济结构开始了深度调整，能源正在向高效、清洁、多元化的方向加速转型，清洁能源已成为影响全球经济及生态环境的重要因素。当前全球主要发达国家都加快了低碳化乃至“去碳化”的能源转型步伐，近年来，我国也大力提倡在传统车辆上发展和应用新能源技术，并开始不遗余力的推进“碳中和”政策。在农业方面，也在大力发展“绿色农机”。我国是一个历史悠久的农业国家，虽然国家在不断加大现代化农业的投入，但是配套的基础农业机械研制还相对落后，机械化普及率与国外发达国家相比差距还较大。比如园艺、棚室、茶园劳动方式主要还是以人工劳动为主，这种作业方式不及机械作业工作效率高且劳动强度大。

拖拉机作为农业作业的主要工具，可以代替人工完成犁地、播种、收获等繁重劳作，现阶段市场上销售的拖拉机多采用内燃机作为动力源，内燃机技术成熟、可靠性高、寿命长，但内燃机工作时噪音大且会产生CO、NOx等严重威胁人身安全以及农作物品质的有害气体，因此传统燃油拖拉机无法在棚室内使用。纯电动拖拉机因其清洁无污染的优点可以工作在封闭、半封闭环境中，但电池工作时间短、充电速度慢是纯电动拖拉机的难以解决的一大难题。近年来氢燃料电池由于其发电效率高、无污染、比能量高、噪音低、燃料范围广等优点越来越受到人们的关注，但价格昂贵，使用寿命短，加氢设施不完善等也成为了限制其进一步推广的重要因素。但是氢气价格较高，燃料电池使用寿命也较短，长时间工作性能衰退严重。

发明内容

发明目的：为了解决背景技术中存在的不足，所以本发明提出了一种既能在田间作业又能在大棚中作业，且能够满足长时间作业需求的油电混合双增程式电动拖拉机及控制方法。

技术方案：一种油电混合双增程式电动拖拉机，包括行走系统、作业系统和动力系统，所述动力系统分别给行走系统和作业系统提供动力；所述动力系统包括燃油发电系统、燃料电池发电系统、电池、能量管理控制器、驱动电机和电机控制器；所述燃油发电系统、燃料电池发电系统和电池相互并联接入能量管理控制器；所述能量管理控制器通过电机控制器给驱动电机供电。

本发明采用燃油发电系统和燃料电池发电系统作为增程器大大提升了拖拉机持续作业时间，拖拉机采用燃料电池发电系统作为增程器作业时无污染物排放、噪音小，可以满足大棚作业的需求，拖拉机采用燃油发电系统作为增程器可以使燃油机工作在高效区，有效提升燃油效率并降低污染物排放；通过能量管理策略可以使系统按照需求稳定的输出，并且大大提升电池和燃料电池的使用寿命。

为了有效降低燃料电池冷启动时间，并且减少燃料电池辅件能耗，所述燃料电池发电系统与驱动电机之间设有散热管理系统，所述散热管理系统包括燃料电池冷却回路和电机冷却回路和散热控制器；