[发明专利]一种混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统

说明书

技术领域

本发明涉及混合动力工程机械技术领域，特别是指一种混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统。

背景技术

近年来，多年来我国基建行业、矿山开采、农业自动化的快速发展，使得工程机械行业成为工业增长最快的产业之一。工程机械大多需求功率高，能源消耗大，并且工作环境复杂，工作效率低造成的污染严重，是继汽车之后又一主要的污染源与能耗源，节能高效的混合动力工程机械是当前研究的重点。

现有的混合动力工程机械在采用多种动力运行时，无法充分考虑各种动力之间的优化协调，造成了大量的能量消耗，降低了系统效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统，基于系统运行状态，实现系统多动力多负载运行控制。

为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统，所述混合动力工程机械多输入多负载模块化平台系统包括：

操作控制与显示模块，用于输入动力和负载设备目标工作操作指令，获取并显示系统运行状态参数；

综合处理控制模块，用于获取系统运行状态方式确定系统运行状态，接收操作控制与显示模块输入的动力和负载设备目标工作操作指令，根据试验内容和方案,通过所述动力和负载设备目标工作操作指令结合系统运行状态对系统能源输出和系统负载进行组合分配，确定每个组合的动力输出设备、动力输出设备的输出功率、负载设备、负载设备分配的负载和动力传动耦合方式，生成每个组合相应的控制指令；

动力输出模块，用于根据所述控制指令选取动力输出设备，输出满足相应试验内容和方案所需的动力；

动力传动与耦合模块，用于根据所述控制指令确定动力传动耦合方式，利用所述动力传动耦合方式控制传动耦合装置将负载设备分配的负载分配给对应的负载设备；

电能存储模块，用于根据所述控制指令控制至少一种蓄电设备参与试验测试，进行存储电能或释放电能；

负载模拟模块，用于根据所述控制指令输出试验工况中动力输出模块中液压工作机构或驱动电机所需的工作阻力。

优选的，所述综合处理控制模块，用于获取系统运行状态参数确定系统运行状态，接收操作控制与显示模块输入的动力和负载设备目标工作操作指令，根据所述动力和负载设备目标工作操作指令结合系统运行状态计算系统功率，对系统能源输出和系统负载进行组合，确定动力输出设备和动力输出设备的输出功率，确定负载设备并对负载设备的负载进行分配，进行功率和转矩的分配，确定动力传动耦合方式，进行功率、转矩、转速和电流的控制。

优选的，所述动力输出设备包括发动机、发电机、电动机和蓄电设备中的至少一种；所述蓄电设备包括蓄电池和超级电容器中的至少一种，所述传动耦合机构包括分动箱、液压传动装置、发电机整流控制器、电动机逆变控制器和缓冲电路中的至少一种，所述负载设备包括飞轮、电力测功机、液压装置、发电机和蓄电设备中的至少一种。

优选的，所述动力传动与耦合模块在机械结构上利用分动箱将发动机动力分配给液压设备和发电机，根据系统运行状态和效率决定发电机输出功率；

所述动力传动与耦合模块在电气上将发电机、电动机、蓄能模块耦合在一起，根据负载需求、蓄能装置电量以及系统运行状态控制蓄电设备进行充电或者放电。

发动机功率输出优先满足液压设备需求，剩余功率分配给发电机，根据发电机和电动机实际功率差控制蓄电设备进行充电或者放电,液压负载功率、电机驱动功率由试验工况决定,发电机功率由发动机工作效率和蓄电设备SOC决定、发电机工作效率、电动机工作效率以及工况等共同决定。

优选的，当所述综合处理控制模块接收操作控制与显示模块输入的加速操作指令和行驶负载操作指令时，所述综合处理控制模块生成控制指令，控制电动机输出转速和电力测功机加载功率。

优选的，当所述综合处理控制模块接收操作控制与显示模块输入的减速操作指令和行驶负载操作指令时，所述综合处理控制模块控制电动机输出转速和电力测功机加载功率，并控制电动机由电动状态转变成发电状态，控制蓄电设备进行充电。

优选的，控制指令包括：发动机控制指令、发电机控制指令、液压控制指令、电动机控制指令和蓄电设备控制指令中的至少一个；

所述综合处理控制模块包括：

发动机控制单元，用于根据发动机控制指令控制发动机油门开度或转速调节发动机输出转矩和转速，实现发动机输出功率调节；

发电机控制单元，用于根据发电机控制指令控制发电机输入转矩和输出电流,调节发电机输出功率；