[发明专利]一种用于码头牵引车的混合动力系统和驱动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及码头牵引车混合动力系统设计，尤其涉及一种用于码头牵引车的混合动力系统和驱动控制方法。

背景技术

集装箱运输以其方便、安全、快捷的特点已成为货物运输的发展重点。随着世界经济发展，自2003年以来，集装箱运输每年以超过10％的幅度增长，2006年上半年，我国主要港口完成集装箱吞吐量4212.11万TEU，同比增长22.4％，并依然保持着较高增长态势。

随着集装箱吞吐量的增长，码头牵引车的需求也同步增长，与其他汽车相比，码头牵引车的运行工况有如下特点：(1)速度低，码头内的速度小于40km/h；(2)不需要爬坡，码头内部及码头之间几乎没有坡度；(3)怠速时间长，多辆拖车排队等候装货和卸货期间怠速运行(基本不停车)，怠速时间超过50％。原码头牵引车设计的后备功率很大，但是根据分析码头牵引车的实际运行工况发现，其工况基本没有坡度，而且对加速性能要求不高，因此大的后备功率是极大的浪费，而且现有码头牵引车在工作过程中大部分时间发动机工作在低效区，燃油经济性差，污气排放高。所以就需要对其进行进一步的改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于码头牵引车的混合动力系统和驱动控制方法，其采用串联结构的驱动方式可以使发动机始终工作在最佳经济转速区域，极大提高燃油经济性能和减少排放，大约可以减少一半现有发动机的排量。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的用于码头牵引车的混合动力系统，其包括发动机及其控制器、发电机及发电机控制器、驱动电机装置及驱动电机控制器、动力电池及其电池管理系统、以及整车控制器；所述发电机与所述发动机同轴连接，用以由所述发动机带动所述发电机发电；所述动力电池与所述电池管理系统相连，所述电池管理系统的多个电源端分别连接所述发电机控制器和驱动电机控制器，所述整车控制器的电信号端分别与所述发动机发电机控制器、驱动电机控制器和所述电池管理系统相连，所述发电机控制器与驱动电机控制器相连；所述整车控制器实时接收来自各个控制器的通讯信号，并向所述发动机、发电机控制器、驱动电机控制器、电池管理系统发出指令信号，用于设定发动机或驱动电机装置的工作模式，并控制所述发电机控制器将所述发电机输出的电能通过所述驱动电机控制器提供给所述驱动电机装置，或者控制所述电池管理系统将所述动力电池输出的电能通过所述驱动电机控制器提供给所述驱动电机装置，或者控制所述驱动电机控制器将所述驱动电机装置刹车制动的能量反馈给所述动力电池。

其中，所述驱动电机装置采用双驱动电机的结构，两个驱动电机通过变速箱连接车辆车轮的转动轴，用以为车辆车轮提供可变档的动力源。

其中，所述的驱动电机装置采用永磁同步电机。

其中，所述变速箱为两档电控变速箱，且为双输入结构，根据整车功率需求可选装单输入驱动电机或双输入驱动电机。其实现方式为：

整车控制器计算整车驱动功率需求；如果整车功率需求小于单电机最大持续输出功率，则整车控制器执行单电机驱动控制策略；如果整车功率需求大于单电机最大持续输出功率，则整车控制器执行双电机驱动控制策略。

本发明还提供了一种用于码头牵引车混合动力系统的驱动控制方法，其按照以下步骤进行：

A、系统上电初始化；

B、设定纯电动启动模式；

C、整车控制器接收关于发电机和驱动电机装置的工况数据，并判断车速是否稳定；若是则执行步骤D；

D、整车控制器实时接收关于驾驶员输入的油门信息和档位数据，并判断驱动电机装置当前的功率需求是否在一预设范围内；若是则执行步骤E；若否则执行步骤F；

E、切换为第一电驱动模式，由发电机单独为驱动电机装置提供电能；

F、切换为第二电驱动模式，由发电机和动力电池联合为驱动电机装置提供电能。

其中，所述步骤E和步骤F中，所述第一电驱动模式和第二驱动模式在启动时，包括以下步骤：

E1、由动力电池为发电机提供工作电压，启动发电机；

E2、启动发动机；

E3、切断动力电池为发电机供电，并将发电机输出的电能通过所述发电机控制器提供给所述驱动电机控制器，控制驱动电机装置工作。

其中，在所述步骤F的执行过程中，还包括以下步骤：

F1、整车控制器计算发电机的现行发电功率；