[发明专利]一种串联式油电混合动力联合收获机和方法

说明书

本发明提供一种串联式油电混合动力联合收获机和方法，包括串联式油电混合动力系统、割台系统、控制系统、脱粒系统和清选系统；串联式油电混合动力系统包括发动机、分动箱、发电机、动力电池；发动机的动力输入分动箱，分动箱分别与发动机和动力输出轴PTO连接，分动箱将发动机的动力分别输入动力输出轴PTO和发电机，发电机和分动箱之间设有离合器；动力电池与发电机连接；动力输出轴PTO分别与脱粒系统的滚筒、清选系统的风机连接；动力电池与行驶系统连接；本发明针对联合收获机功率大、能耗高的特点，采用串联式油电混合动力技术兼顾整机续航和节能，结合采用分布式电驱动技术，使联合收获机具有结构布局灵活、能源利用率高等优点。

技术领域

本发明属于农业收获装备技术领域，具体涉及一种串联式油电混合动力联合收获机和方法。

背景技术

目前，伴随着收获机械化水平不断的提高，能源的大量消耗和环境污染问题也日益突出，随着全球各国对节能减排和生态文明建设的重视，现代农业对生态、节能、环保提出了越来越高的要求，对低排放、低污染、低噪音的绿色动力农机的需求越来越迫切。由于作物品种的多样化，以及株型、产量、草谷比、含水量等因素的差异，使得联合收获机作业时作业负荷波动大、工况复杂多变。传统联合收获机采用柴油发动机+机械传动的方式驱动底盘、割台、脱粒清选等部件，传动系统部件多、路径长，作业参数无法实时调整，导致机器作业性能不稳定、低负荷时能耗浪费严重，致使油耗和污染大大增加。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种串联式油电混合动力联合收获机和方法，本发明针对联合收获机功率大、能耗高的特点，采用串联式油电混合动力技术兼顾整机续航和节能，结合采用分布式电驱动技术，使联合收获机具有结构布局灵活、能源利用率高等优点，作为直接产生动力的部分，驱动系统与动力系统减少机械连接，易于实现两者的控制解耦。此外，利用发电系统和储能模块的不同特性，让供电系统和动力系统工作在高效区，当在轻负荷作业工况时，发动机系统可以根据实际功耗动态按需分配，大大减少能量损失，解决了传统联合收获机油耗、污染大、传动功率损失严重的问题。

本发明油电混合动力联合收获机，本发明中的串联式油电混合动力系统是一种由发动机、分动箱、发电机、电池等部件构成的一种串联式油电混合动力系统，其输出的动力通过分动箱分别输入动力输出轴PTO(Power-Take-Off)和发电机，发动机和发电机是解耦，结合联合收获机的结构特点和工作特点，本发明中功率消耗最大的脱粒系统以及请选系统的部分部件由PTO直接驱动，功率消耗较低的割台系统、行驶系统、清选系统、碎草系统等工作系统及其部分子部件均由独立的电机驱动。本发明中的电机均由动力电池或发电机提供能源，并且控制系统可以按需对各电机的转速进行单独控制，发动机在输出动力的同时，也带动发电机向电池充电。本发明采用了串联式油电混合动力技术，使得整机的续航和节能得以兼顾，同时，本发明通过分布式电驱动实现联合收割机各工作系统之间的机械解耦，解决了传统联合收获机传动系统部件多、路径长，作业参数无法实时调节的问题，具有结构布局灵活、能源利用率高等优点。

本发明是利用以下技术手段达到上述目的的：

一种串联式油电混合动力联合收获机，包括串联式油电混合动力系统、割台系统、控制系统、脱粒系统和清选系统；

所述串联式油电混合动力系统包括发动机、分动箱、发电机、动力电池；所述发动机的动力输入分动箱，分动箱分别与发动机和动力输出轴PTO连接，分动箱将发动机的动力分别输入动力输出轴PTO和发电机，发电机和分动箱之间设有离合器；动力电池与发电机连接；动力输出轴PTO分别与脱粒系统的滚筒、清选系统的风机连接；动力电池与行驶系统连接；所述控制系统分别与串联式油电混合动力系统、割台系统、脱粒系统和清选系统连接。

上述方案中，所述割台系统包括拨禾轮、割刀、割台搅龙和输送带；所述拨禾轮与第一电机11a连接，割台搅龙和割刀分别与第二电机13a连接，输送带与第三电机14a连接。