锂电池驱动拖拉机动力系统优化与设计

发布时间：2021-11-26 04:03

　　针对传统拖拉机动力系统采用燃油作为主要的能量供应且动力不足的问题,基于动力锂电池对拖拉机的动力系统进行了设计和优化。动力系统以锂电池作为驱动,主要包括电池管理系统、控制器及变速系统等。通过对拖拉机动力系统的内部锂电池进行建模和分析,并计算锂电池的荷电状态,以预测拖拉机的动力特性。对拖拉机的动力系统进行试验,结果表明:该动力系统可以满足拖拉机的使用要求。 

【文章来源】：农机化研究. 2020,42(12)北大核心

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

动力系统主要流程图

拖拉机的锂电池管理系统如图2所示。该锂电池可以完成智能充放电控制、低温补偿和拖拉机负载管理等功能。锂电池的控制核心为单片机,采集到的所有数据都传递给单片机进行处理,处理结果通过单片机以命令的形式传递。锂电池的电量控制和充放电管理通过电能管理芯片进行测量,芯片采用DS2438型号。该芯片与霍尔传感器、电压表、温度传感器连接,用于实时监测锂电池的电流、电压和温度[5],并将测量的结果通过电能管理芯片实时传递给单片机。单片机与二极管显示器相连,用于显示锂电池的各项工作数据;与报警器相连,当有参数超过锂电池安全范围时,报警器报警;通过串口与上位机连接,在上位机内部编制通信软件,通过通信软件向单片机下达控制命令,并由相关单元执行。

变速系统主要由变速器、动力耦合机构和主减速器组成。其中,变速器采用组合式变速器,动力换挡采用电子液压的方式实现。由于拖拉机在进行换挡时容易出现动力中断的情况,为保证拖拉机的顺利工作,采用用多离合器进行换挡控制,方案如图3所示。该离合器具有制作成本较低、制作难度小、容易实现且能够满足拖拉机要求的特点[6]。动力耦合机构为多级转速的齿轮装置,由太阳齿轮、行星齿轮及齿轮架齿圈构成。在进行动力传动时,通过制动以上4个控制元件中的任意一个即可完成对拖拉机的制动。在拖拉机进行变速控制过程中,利用液压控制系统使离合器、制动器和耦合机构均为结合状态,此时该耦合机构即可按照一定的传动比将动力输出。

【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车大容量锂电池管理系统设计[J]. 邓淑贤.  国外电子测量技术. 2013(09)
[2]拖拉机变速箱发展综述[J]. 徐立友,曹青梅,周志立,牛毅.  农机化研究. 2009(12)
[3]电控机械式自动变速器在拖拉机上的应用[J]. 白鹤,张文春,周志立.  农业机械学报. 2007(04)
[4]工程机械液力变速器(第二讲) 定轴式动力换挡变速器[J]. 黄宗益,李兴华.  工程机械. 2007(01)

博士论文
[1]串联混合动力汽车能量管理策略优化研究[D]. 许世景.天津大学 2013

硕士论文
[1]并联式混合动力客车建模与能量管理优化策略研究[D]. 魏光璞.南京理工大学 2015
[2]串联动力蓄电池均衡充电技术的研究[D]. 林俊.浙江理工大学 2010



本文编号：3519359