阅读说明：本技术 一种电驱动摊铺机能量管理系统以及控制方法 (Energy management system and control method for electrically driven paver ) 是由 张超 张明年 井然 刘瑞 吴淑莹 于 2021-08-31 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种电驱动摊铺机能量管理系统以及控制方法,包括：动力电池、增程器、用电设备、直流母线和能量管理单元；所述的动力电池、增程器和用电设备均与直流母线连接,所述能量管理单元分别与动力电池、增程器、用电设备连接,所述的能量管理单元调节增程器功率,用于实现动力电池、增程器和用电设备之间能量分配管理；所述的能量管理单元调节用电设备功率,用于实现动力电池和用电设备之间能量分配管理。本发明实现增程器、动力电池和用电设备之间能量合理分配。(The invention discloses an energy management system and a control method of an electrically driven paver, comprising the following steps: the system comprises a power battery, a range extender, electric equipment, a direct current bus and an energy management unit; the power battery, the range extender and the electric equipment are all connected with the direct current bus, the energy management unit is respectively connected with the power battery, the range extender and the electric equipment, and the energy management unit adjusts the power of the range extender and is used for realizing energy distribution management among the power battery, the range extender and the electric equipment; the energy management unit adjusts the power of the electric equipment and is used for realizing energy distribution management between the power battery and the electric equipment. The invention realizes reasonable energy distribution among the range extender, the power battery and the electric equipment.)

一种电驱动摊铺机能量管理系统以及控制方法

技术领域

本发明公开了一种电驱动摊铺机能量管理系统以及控制方法，涉及属于摊铺机技术领域。

背景技术

摊铺机主要用于道路的稳定土和沥青混凝土摊铺施工，通过输料机构将施工材料送至熨平板前，再通过熨平板熨平和振捣机构初压实，实现施工料摊铺。

针对增程式混合动力电驱动摊铺机，其动力源有动力电池和增程器两部分组成，针对多动力系统，需要匹配好增程器、动力电池和用电设备之间的功率，由于功率匹配不合理，造成以下问题：

1.增程器功率仅根据动力电池允许充电功率工作；造成设备工作状态时，动力电池长期工作在放电状态，无法在工作过程将动力电池充到理想工作状态。必要的时候需要停机充电。

2.增程器功率不能跟随用电功率自动调节，在用电设备功率较大时，造车动力电池放电电流长期超过额定放电电流，影响动力电池寿命。

3.增程器功率不能跟随用电功率自动调节，在用电设备回馈制动时，造车动力电池充电电流超过其允许充电电流，影响动力电池寿命甚至造车动力电池永久性损伤。

发明内容

本发明针对上述背景技术中的缺陷，提供一种电驱动摊铺机能量管理系统以及控制方法，实现增程器、动力电池和用电设备之间能量合理分配。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种电驱动摊铺机能量管理系统，包括：动力电池、增程器、用电设备、直流母线和能量管理单元；所述的动力电池、增程器和用电设备均与直流母线连接，所述能量管理单元分别与动力电池、增程器、用电设备连接，

所述的能量管理单元调节增程器功率，用于实现动力电池、增程器和用电设备之间能量分配管理；

所述的能量管理单元调节用电设备功率，用于实现动力电池和用电设备之间能量分配管理。

进一步的，所述动力电池既可充电储存能量也可放电释放能量，即能量可从动力电池流向直流母线，也可以从直流母线流向动力电池。

进一步的，所述增程器包括：发动机和与其串联的发电机；通过发电机电动做功启动发动机，然后发电机退出电动工作模式，进入发电模式；能量仅在启动发动机时从直流母线流向增程器，其他均由增程器流向直流母线，实现为动力电池充电，或为用电设备提供电能。

进一步的，所述用电设备工作在电动状态时，能量从直流母线流向用电设备；所述用电设备工作在发电状态时，能量从用电设备流向直流母线，实现能量回馈制动。

一种电驱动摊铺机能量管理系统的控制方法，管理系统的工作模式包括：纯电动模式和混动模式，工作模式通过模式开关进行切换。

进一步的，混动模式具体控制方法包括以下模式：

（1）增程器功率自动跟随用电功率自动调节，系统以功率P_1C为动力电池充电，

其实现条件如下：当P₃＜P_2N - P_1c时 ，且P₂=P₁+P₃，P₁=P_1C；

（2）增程器以功率P_2N发电，系统以功率P₁为动力电池充电，

其实现条件如下：当P₃≥P_2N - P_1c，P₃＜P_2N时，且P₂= P_2N，P₁ = P₂ - P₃ ；

（3）增程器以功率P_2N发电，动力电池以P₁功率放电，

其实现条件如下：当P₃≥P_2N时，且P₂= P_2N，P₁ = P₃ - P₂ ；

其中：P_2N为增程器允许的发电功率，P_1c为动力电池允许的充电功率，P₁为动力电池实时功率，P₂为增程器实时功率，P₃为用电设备实时功率。

进一步的，纯电动模式具体控制方法包括以下模式：

（1）当能量从动力电池流向用电设备时，能量管理单元通过错峰用电或限制部分用电设备功率，保证系统各用电设备总功率不超过允许的放电功率；

（2）当能量从用电设备流向动力电池时，能量管理单元通过控制增程器中的发动机的制动扭矩，保证系统用电设备能量回馈总功率不超过动力电池允许的充电功率。

有益效果：

1.本发明的增程器柴油机工作在经济转速，实现节能。

2.本发明在混动模式下，通过增程器和动力电池的功率匹配，及动力电池可以在短时间内可以2C或更高的放电电流，实现设备极限负载下的功率需求，能量管系统自动调节增程器功率，实现动力电池、增程器、用电设备之间能量合理分配。本发明在纯电动模式下，能量管系统通过自动调节用电设备功率，实现动力电池、用电设备之间能量管理。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种电驱动摊铺机能量管理系统，包括：动力电池、增程器、用电设备、直流母线和能量管理单元；动力源1为动力电池，动力源2为增程器，所述的动力电池、增程器和用电设备均与直流母线连接，所述能量管理单元分别与动力电池、增程器、用电设备连接，

所述的能量管理单元调节增程器功率，用于实现动力电池、增程器和用电设备之间能量分配管理；

所述的能量管理单元调节用电设备功率，用于实现动力电池和用电设备之间能量分配管理。

所述动力电池既可充电储存能量也可放电释放能量，即能量可从动力电池流向直流母线，也可以从直流母线流向动力电池。

所述增程器包括：发动机和与其串联的发电机；通过发电机电动做功启动发动机，然后发电机退出电动工作模式，进入发电模式；能量仅在启动发动机时从直流母线流向增程器，其他均由增程器流向直流母线，实现为动力电池充电，或为用电设备提供电能。

所述用电设备工作在电动状态时，能量从直流母线流向用电设备；所述用电设备工作在发电状态时，能量从用电设备流向直流母线，实现能量回馈制动。

一种电驱动摊铺机能量管理系统的控制方法，管理系统的工作模式包括：纯电动模式和混动模式，工作模式通过模式开关进行切换。

进一步的，混动模式具体控制方法包括以下模式：

（1）增程器功率自动跟随用电功率自动调节，系统以功率P_1C为动力电池充电，

其实现条件如下：当P₃＜P_2N - P_1c时 ，且P₂=P₁+P₃，P₁=P_1C；

（2）增程器以功率P_2N发电，系统以功率P₁为动力电池充电，

其实现条件如下：当P₃≥P_2N - P_1c，P₃＜P_2N时，且P₂= P_2N，P₁ = P₂ - P₃ ；

（3）增程器以功率P_2N发电，动力电池以P₁功率放电，

其实现条件如下：当P₃≥P_2N时，且P₂= P_2N，P₁ = P₃ - P₂ ；

其中：P_2N为增程器允许的发电功率，P_1c为动力电池允许的充电功率，P₁为动力电池实时功率，P₂为增程器实时功率，P₃为用电设备实时功率。

进一步的，纯电动模式具体控制方法包括以下模式：

（1）当能量从动力电池流向用电设备时，能量管理单元通过错峰用电或限制部分用电设备功率，保证系统各用电设备总功率不超过允许的放电功率；

（2）当能量从用电设备流向动力电池时，能量管理单元通过控制增程器中的发动机的制动扭矩，保证系统用电设备能量回馈总功率不超过动力电池允许的充电功率。

本发明的增程器柴油机工作在经济转速，实现节能。

本发明在混动模式下，通过增程器和动力电池的功率匹配，及动力电池可以在短时间内可以2C或更高的放电电流，实现设备极限负载下的功率需求，能量管系统自动调节增程器功率，实现动力电池、增程器、用电设备之间能量合理分配。本发明在纯电动模式下，能量管系统通过自动调节用电设备功率，实现动力电池、用电设备之间能量管理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。