[发明专利]一种露天矿重型自卸车油电液三元混动系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种露天矿重型自卸车油电液三元混动系统及其控制方法，发动机驱动部通过第一离合器与前轴驱动部连接，发动机驱动部通过第二离合器与双行星齿轮排传动部连接，发动机驱动部通过第三离合器与液压驱动部连接，液压驱动部通过第四离合器与双行星齿轮排传动部连接，双行星齿轮排传动部分别与电机驱动部、后轴驱动部连接；四个离合器、发动机驱动部、液压驱动部和电机驱动部均与整车控制器连接。本发明在满足车辆动力需求的前提下，可实现行驶在更多复杂的运行工况下，利用双行星排传动机构，让发动机尽可能少的参与工作，减少排放改善露天矿的工作环境，根据不同的行驶环境，车辆可自动进行工作模式的切换，降低驾驶员的操作复杂度。

技术领域

本发明涉及一种混合动力驱动系统，具体涉及一种露天矿重型自卸车油电液三元混动系统及其控制方法。

背景技术

随着社会经济的发展，各行业对能源资源的需求量不断增大。据统计，世界上约40％的煤矿和80％的铁矿采用露天矿方式开采，露天矿作为矿产资源开采的主要方式之一，其开采效率与社会发展息息相关。矿用自卸车是一种用于大型露天矿中运输煤炭、矿石、沙土的非公路型自卸车，是露天矿运输过程中必不可少的工具，通过与挖掘机、装载机、带式输送机等工程机械联合作业，构成露天矿装、运、卸生产系统。重型矿用自卸车具有装载量大、运行工况复杂、运输成本低、生产效率高等优点，可以大幅提高矿山生产率和经济效益，是矿山运输车辆的重要发展方向。目前，世界最大矿用自卸车的载重已达450t。

重型自卸车对驱动系统的技术要求很高，而混合动力是提升重型矿用自卸车驱动性能的首选方案。目前，混合动力系统从结构上主要分为串联、并联和混联三种类型，从能源上主要分为油液混合和油电混合两种类型。针对露天矿重型矿车动力技术需求，油液混合和油电混合模式较为单一，无法同时发挥电池与液压系统的优势，且能提供的动力较低，也不符合环保的发展潮流。

现有已提出的混合动力矿用自卸车驱动系统难以有效的实现在满足动力性要求的前提下，同时可以达到很高的效率，且大多采用油电的混合方式，容易导致车辆动力不足的情况，让发动机更多的参与工作对环境也有很大的影响。例如中国专利202010638946.6提出一种混合动力矿用自卸车的驱动系统，提出由蓄电池与发电机共同进行母线供能，发动机带动发电机进行发电，同时向蓄电池供电，该方案过度依赖蓄电池，容易导致驱动系统输出功率不够，难以达到矿用自卸车动力学与燃油经济性的要求。中国专利201711046232.0提出一种前后轴独立驱动的油-电-液混合动力系统及不同工作模式转换方法，提出前轴采用油电混合动力的方式，后轴采用电液混合动力的方式，该系统虽然可以进行多驱动方式的耦合，但对变速器如何进行挡位切换以及在不同工作环境下工作模式如何切换并没有提及，不能很好适应露天矿重型车结构特点及工况需求。中国专利201610651907.3提出一种工程机械混联动力系统，包括行走机构动力系统和工作装置动力系统两部分，其中，行走机构动力系统为并联式油液混合动力系统，工作装置动力系统为串联式油电液混合动力系统，两套混合动力系统使其结构较为复杂，所需空间大，实际应用较为困难。因此，需要提出一种工作更为可靠，动力性更好，实用性更强的，工作模式更为多样化，重载要求的新型矿用自卸车驱动系统，能灵活的面对复杂的露天矿环境的同时，还能有效的改善矿用自卸车的动力和效率。此外，如果在动力性和效率更好的前提下，还能改善车辆的废气排放，让发动机尽可能少的参与工作，这将大大改善露天矿的作业环境。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种露天矿重型自卸车油电液三元混动系统及其控制方法，动力性好，实用性强，工作模式更为多样化，可根据需要灵活切换工作模式。