本发明涉及一种装载机行走驱动，更具体地说，涉及一种电动装载机行走驱动系统及控制方法。
背景技术：
目前装载机的传动系统主要由发动机、液力变矩器、变速箱总成部分组成。动力源来自于发动机，经由液力变矩器、变速箱总成的调整扭矩和转速后，再传递到驱动桥车轮，以实现装载机行走及铲装作业功能。
这种传动系统存在以下不足：
1、能量转化和效率比较低，动力传动过程中有两次能量转换，机械能转化液体的内能，然后再次转换为机械能的，液力传动的效率低于机械传动。
2、动力制动能力较弱，液力传动变速箱的动力制动能力是较差的，最大制动转矩大约只有驱动转矩的三分之一，因此液力传动装载机车轮上的机械制动器使用的频率很高，磨损也较快。
3、布置的灵活性差，液力传动变速箱对于输入和输出轴的空间位置关系有比较严格的关系。
4、制动能量回收和再利用：液力传动变速箱的暂无制动能量回用的技术方案。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是针对现有发动机驱动装载机的行走驱动系统传动效率低的问题，而提供一种电动装载机行走驱动系统及控制方法，实现双电动机驱动装载机行走的控制。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种电动装载机行走驱动系统，
包括前驱动桥和后驱动桥，其特征在于包括第一电动机、第二电动机、变速箱、控制单元，所述变速箱具有第一输入轴、第二输入轴和输出轴，第一电动机和第二电动机分别与变速箱的第一输入轴和第二输入轴连接，变速箱的第一输入轴和第二输入轴与输出轴之间的传动路线上对应设置有第一离合器和第二离合器；所述变速箱的输出轴两端分别与前驱动桥和后驱动桥传动连接；
所述控制单元用于控制第一、第二电动机和第一、第二离合器，其包括：
整机控制模块，用于监测装载机运行状态，并确定整机牵引力与车速需求；
行走控制模块，依据整机控制模块输出的控制信号控制第一、第二电动机的电压电流和第一、第二离合器工作状态。
上述电动装载机行走驱动系统中，所述整机控制模块包括整机控制器和与整机控制器连接用于监测动臂油缸压力的压力传感器；所述行走控制模块包括与所述第一、第二电动机和第一、第二离合器连接的二合一电机控制器。
上述电动装载机行走驱动系统中，所述第一输入轴至输出轴的传动比与第二输入轴至输出轴的传动比不等。所述第一电动机的额定功率大于第二电动机的额定功率。
本发明为实现其目的的技术方案是这样的：提供一种电动装载机行走驱动系统的控制方法，其特征在于，
所述驱动系统包括分别与变速箱的第一输入轴和第二输入轴连接的第一、第二电动机；变速箱第一输入轴和第二输入轴与输出轴之间的传动路线上对应设置有第一离合器和第二离合器；控制方法如下：
依据所监测到的负载和整机设计参数计算牵引力需求，依据牵引力需求计算电动机的输出转速并得出车速需求；依据牵引力需求和车速需求输出控制信号控制第一、第二电动机的电压电流和第一、第二离合器状态。
上述电动装载机行走驱动系统的控制方法中，当牵引力需求＞30％最大牵引力且车速需求≤25％最大车速时，所述行走控制模块控制第一、第二离合器均处于接合状态且第一、第二电动机均处于转动工作状态；
当车速需求＞25％最大车速且牵引力需求＜30％最大牵引力时，第一离合器处于脱开状态且第一电动机处于断电状态，所述第二离合器处于接合状态且第二电动机处于工作状态；
当车速需求≤25％最大车速且牵引力需求＜30％最大牵引力或者车速需求＞25％最大车速且牵引力需求＞30％最大牵引力时，第二离合器处于脱开状态且第二电动机处于断电状态，所述第一离合器处于接合状态且第一电动机处于工作状态。
进一步地，上述电动装载机行走驱动系统的控制方法中，当牵引力需求≥70％最大牵引力时所述行走控制模块按照峰值扭矩输出控制第一电动机和第二电动机；当30％最大牵引力＜牵引力需求＜70％最大牵引力时所述行走控制模块按照额定扭矩输出控制第一电动机和第二电动机；
当车速需求＜25％最大车速且牵引力需求≤30％最大牵引力时所述行走控制模块按额定扭矩输出控制第一电动机；
当50％最大车速≥车速需求≥25％最大车速且牵引力需求≤30％最大牵引力时所述行走控制模块按峰值扭矩输出控制第二电动机；当车速需求＞50％最大车速所述行走控制模块按额定扭矩输出控制第二电动机。
本发明与现有技术相比，本发明采用双电动机驱动，电机控制器根据负载控制量电动机，实现单电动机驱动或双电动机耦合驱动，确保各动力源能在高效区工作。而且采用双电动机配置，方便部件布置，且电机可以用于实现制动能量再回收利用。
附图说明
图1是本发明电动装载机行走驱动系统的原理图。
图2是本发明双电机纯电动装载机工作过程控制逻辑顺序图。
图3是本发明双电机纯电动装载机工作过程控制流程图。
图4是本发明双电机纯电动装载机的牵引力-车速曲线图。
图5是本发明电动机的扭矩-转速输出特性曲线图。
图中零部件名称及序号：
车轮1、二合一电机控制器2、整机控制器3、第一电动机4、变速箱5、第一离合器51、第二离合器52、第二电动机6、前驱动桥7、后驱动桥8。
具体实施方式
下面结合附图说明具体实施方案。
如图1所示，本实施例中的电动装载机行走驱动系统包括前驱动桥7和后驱动桥8、第一电动机4、第二电动机6、变速箱5、控制单元。变速箱5具有第一输入轴、第二输入轴和输出轴，第一电动机4和第二电动机6分别与变速箱5的第一输入轴和第二输入轴连接，变速箱的第一输入轴和第二输入轴与输出轴之间的传动路线上对应设置有第一离合器51和第二离合器52；变速箱5的输出轴两端分别通过传动装置与前驱动桥7和后驱动桥8传动连接。在前驱动桥和后驱动桥的两端分别安装车轮1，行走驱动系统通过前驱动桥7和后驱动桥8驱动车轮转动，实现装载机行走。
控制单元用于控制第一电动机4、第二电动机6的转动与停止和第一离合器51、第二离合器52的接合或断开，其包括：整机控制模块、行走控制模块等。
整机控制模块用于监测装载机的负载并依据所检测到的负载和整机设计参数计算牵引力需求和车速需求，其包括整机控制器3(简称vcu)、与整机控制器连接用于检测动臂油缸压力的压力传感器、装载机动臂姿态传感器。计算模块
行走控制模块包括与第一、第二电动机的电压和第一、第二离合器连接的二合一电机控制器2。二合一电机控制器(mcu)依据牵引力需求和车速需求输出控制信号控制第一、第二电动机的电压和第一、第二离合器状态。
第一输入轴至输出轴的传动比与第二输入轴至输出轴的传动比不等。第一电动机的额定功率大于第二电动机的额定功率。
在本实施例中，第一电动机和第二电动机均为永磁同步电机，永磁同步电机采用转矩控制模式，电压矢量是控制系统里的唯一的输入，通过电压矢量，直接控制转矩和磁链的增加或减少，控制结构简单，能够获得极佳的动态性能。
本实施例中的电动装载机行走驱动系统的控制方法如下：
整机控制模块通过检测模块检测装载机的负载，比如通过检测动臂油缸压力的压力传感器、动臂姿态传感器检测动臂的姿态和动臂油缸压力，再加上装载机的一些设计几何参数，得到装载机的负载。
装载机一旦设计定型，其最大牵引力fmax和最大车速vmax即为确定。
整机控制模块依据所检测到的负载和整机设计参数计算牵引力需求和车速需求；
根据轮式工程机械的行驶理论，牵引平衡表达式如下：ft＝p
总负载方程:切削阻力：pq＝106kbbh；
滚动阻力：pf＝mgfrcosα；
风阻：
其中，kb为切削比阻力，b为切削刃宽度，h为切削层厚度，m为整机工作重量，g为重力加速度，fr为滚动阻力系数，α为坡度与平面的角度，kw为空气阻力系数，a为整机迎风面积，v为整机车速。
牵引力方程:
tp为电机输出扭矩，ig为传动装置的总传动比，i0为驱动桥传动比，η为传动效率。
根据整机车速方程:
根据电机功率守恒方程：
其中n为驱动电机的最高转速，ig为总传动比，rd为轮胎滚动半径。
行走控制模块依据牵引力需求和车速需求输出控制信号控制第一、第二电动机的电压和第一、第二离合器状态。两电动机的控制逻辑如图2所示，控制策略如图3和下表所示。
当牵引力需求＞30％最大牵引力时，所述行走控制模块控制第一、第二离合器均处于接合状态且第一、第二电动机均处于转动工作状态；第一电动机和第二电动机同时工作，并通过变速箱耦合两电动机输出扭矩，实现装载机由双电动机驱动，在图3中的动力输出区域为a区和b区。
当车速需求＞25％最大车速且牵引力需求＜30％最大牵引力时，第一离合器处于脱开状态且第一电动机处于断电状态，所述第二离合器处于接合状态且第二电动机处于工作状态。此时第一离合器断开，第一电动机也不处于工作状态，装载机仅由第二电动机驱动，在图3中的动力输出区域为d区和e区
当车速需求≤25％最大车速且牵引力需求＜30％最大牵引力时，第二离合器处于脱开状态且第二电动机处于断电状态，第一离合器处于接合状态且第一电动机处于工作状态。在图3中的动力输出区域为c区。
更进一步地，当牵引力需求≥70％最大牵引力时所述行走控制模块按照峰值扭矩输出控制第一电动机和第二电动机，在图3中的动力输出区域为a区；当30％最大牵引力＜牵引力需求＜70％最大牵引力时所述行走控制模块按照额定扭矩输出控制第一电动机和第二电动机，在图3中的动力输出区域为b区。
当车速需求＜25％最大车速且牵引力需求≤30％最大牵引力时所述行走控制模块按额定扭矩输出控制第一电动机，在图3中的动力输出区域为c区。
当50％最大车速≥车速需求≥25％最大车速且牵引力需求≤30％最大牵引力时所述行走控制模块按峰值扭矩输出控制第二电动机，在图3中的动力输出区域为d区；当车速需求＞50％最大车速所述行走控制模块按额定扭矩输出控制第二电动机，在图3中的动力输出区域为e区。动力输出控制策略如下表。
表1动力输出控制策略表