[发明专利]一种用于混动矿山卡车能量管理的控制方法

说明书

本发明涉及工程机械辅助驾驶技术领域，公开了一种用于混动矿山卡车能量管理的控制方法，包括，步骤1：首先进行系统初始化，对混动矿山卡车的电池SOC目标值设定；步骤2：混动矿山卡车进行全路线往返，根据车辆行驶过程能耗情况路况进行节点分割并记录各节点的GPS，确认节点间路况为上坡、下坡还是水平路段，同时对各节点进行能耗标定，计算各路段间的能耗；步骤3：根据步骤2各节点标定及能耗信息，混动矿山卡车全路线往返进行能量控制。本发明通节点与能耗标定，根据上坡、下坡、水平路况分别进行能量控制，通过控制电池、发动机协同工作，完成下坡的能量回收工作，对于提高运输效率、降低运输成本、减少废气排放有重要的意义。

技术领域

本发明涉及工程机械辅助驾驶技术领域，具体涉及一种用于混动矿山卡车能量管理的控制方法。

背景技术

近年来煤矿露天开采取得了较大发展，为煤炭稳定供应提供了重要保障。运输是露天矿开采工艺中主要的生产环节之一，运输系统投资约占矿山总投资的40％～60％，运输成本约占矿石成本的30％～40％，部分露天矿的运输成本在露天矿生产总成本中的比例甚至已经超过了60％。由于卡车运输具有机动灵活、工况适应性强、运输系统建设周期短等特点，一直以来是我国露天矿运输的主导方式，每年由卡车完成的矿岩运输量约占全国露天矿采剥总量的85％以上。因此矿卡在煤矿资源开采过程中起到非常重要的作用。

传统矿用卡车因其吨位越来越大、耗油量大，且卡车排放尾气含有二氧化硫等有毒有害气体，严重污染矿区周边环境。传统卡车的变速箱的尺寸越来越大，难以制造和布置；下坡时的制动力要求随之增大，容易造成制动失效等安全问题。因此对于矿卡能耗、环保、安全问题成为当务之急。

随着新能源技术的发展及其在矿山卡车的应用，矿山卡车出现了混合动力矿山卡车、纯电动矿山卡车，大吨位卡车难以制造的问题得到了解决。其中串联混合动力驱动轮式矿山卡车，是驱动力完全由电机提供的矿山卡车，除此之外还有混联式混合动力矿山卡车、纯电动矿山卡车等，但是依旧存在共性问题：下坡时能量回收问题没有得到有效解决。对于运输过程中，尤其是矿山卡车下坡过程中产生的能量没能够进行有效回收，造成一定的能量浪费。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种用于混动矿山卡车能量管理的控制方法，以实现运输过程中能量的高效率利用。

技术方案：本发明提供了一种用于混动矿山卡车能量管理的控制方法，包括如下步骤：

步骤1：首先进行系统初始化，混动矿山卡车的电池SOC出厂设定最佳工作状态值A、最大容量值B以及最小容量值C；

步骤2：混动矿山卡车进行全路线往返，根据车辆行驶过程能耗情况路况进行节点分割并记录各节点的GPS，确认节点间路况为上坡、下坡还是水平路段，同时对各节点进行能耗标定，计算各路段间的能耗；

步骤3：根据步骤2各节点GPS标定、路况及能耗信息，混动矿山卡车全路线往返进行能量控制，以Q_Bi-1表示第i-1个节点时的电池SOC所具有的能量，即降至最佳工作状态值A前电池SOC所具有的能量，第i个路段第i-1个节点到第i个节点之间的路段所需消耗的能量为Qs_i，下一个路段(第i+1个路段)即第i个节点到第i+1个节点之间的路段所需能耗Qs_i+1，以Q_Ei表示第i-1和第i个节点之间的发动机能耗，F_G为发电机额定功率时矿卡驱动轮牵引力， P_G为发电机额定功率，V₀为矿卡常规速度，F_G＝P_G/V₀，F’代表当前路段驱动轮上的驱动力， Q_Bm为电池由满电状态达到出厂设定的最小容量值C时消耗的能量，Q_B0为电池由满电状态达到最佳工作状态值A时消耗的能量，Q_Bn为电池由满电状态达到出厂设定的最大容量值B时消耗的能量，则当前路段具体能量控制过程为：