[0001] 本申请涉及矿用车技术领域，特别地涉及一种混合电驱动系统、方法、存储介质、计算机程序产品以及电子设备。

[0002] 此处提供的背景技术描述的目的是总体地给出本申请的背景，本部分的陈述仅仅是提供了与本申请相关的背景，并不必然构成现有技术。

[0003] 目前，交通运输业在节能减排技术上也取得了巨大的进步，代表之一就是就是混合动力传动技术。

[0004] 混合动力传动技术因其高效的传动效率，较低的二氧化碳排放量等特点迅速成为了目前的研究热点。尤其是在乘用车领域，一些车企的常规泡合动力和插电式混合动力也均已经取得了很大的成功，也证明了混合动力技术已经能够成为节能减排的有效解决方案之一。

[0005] 当前，随着电传动技术的不断应用，以交流异步电机为主流的柴油－电传动矿用自却车占据了市场，矿用自卸车亟需更高效的传动系统，以此来达到改善排放性能并降低单位质量矿石燃油成本的目的。

[0006] 虽然当前有一些针对汽车、重卡的混合动力驱动技术研究的，但均是适用于中小功率和普通道路工况，并利用卫星图像导航自动驾驶功能实现能耗降低。但是，针对矿山道路工况的非公路矿用自卸车这一领域，却未见与适用混动电驱动技术和节能性技术相关的技术方案。

[0022] 以下将结合附图及实施例来详细说明本申请的实施方式，借此对本申请如何应用技术手段来解决技术问题，并达到相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突的前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本申请的保护范围之内。

[0023] 应当明确的是，以下所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，所属领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围内。

[0024] 传统电动轮矿用车的电驱系统动力系统通常由柴油机和发电机组成，由柴发机组发出的三相交流电经过二极管不控整流器整流成直流电，再经过逆变器逆变成三相电压幅值和频率可调的交流电驱动负载牵引电机。

[0025] 本申请所公开的混合电驱动系统，可适用于兆瓦级以上大功率混动应用场景。更具体的，在此基础上可以设计为一种大功率混合动力电驱动系统，其动力源可由内燃机发电机组（比如柴发机组）和动力电池组成；其中，通过柴发机组和动力电池的能量管理控制策略决定着混动电驱系统的节能性。由于矿山道路工况的随机多样性与传统汽车公路工况存在显著差异，本申请在公开的混合电驱动系统基础上，还公开了一种基于工况识别的自适应混动能量调控的混合电驱动方法，可有效提升混动系统的节能效率。

[0026] 实施例一本实施例提供一种混合电驱动系统，适用于兆瓦级以上大功率混动应用场景。图1为本申请实施例提供的一种混合电驱动系统的结构图，如图1所示，本申请所公开的混合电驱动系统包括：
车体；
动力系统，用于提供三相交流电；
主传动系统，与所述动力系统电连接，用于将所述三相交流电整流为第一直流电，以及将所述第一直流电逆变为用于电机驱动的第一交流电；
储能系统，与所述主传动系统电连接，用于储存所述第一直流电，以及输出第二直流电以使所述主传动系统将所述第二直流电逆变为用于电机驱动的第二交流电；
辅助传动系统，与所述主传动系统电连接，用于将所述主传动系统输出的直流电逆变为用于为所述混合电驱动系统进行散热的第三交流电；
控制系统，分别与所述主传动系统和所述储能系统电连接，用于根据所述车体的油门踏板深度确定所述车体的当前牵引功率；并根据所述当前牵引功率、所述储能系统的当前荷电状态、所述储能系统的瞬时放电功率以及所述车体的当前车速中的一项或多项，确定协同控制策略；以及根据所述协同控制策略调节所述动力系统三相交流电的输入功率，和/或调节所述储能系统的当前充放电状态。

[0027] 在一些实施例中，所述动力系统包括：内燃机发电机组或电网架空线路；其中，
所述内燃机发电机组包括：柴油机发电机组和励磁控制器。

[0028] 其中，内燃机发电机组可为柴油机发电机组。

[0029] 可选地，主传动系统输出的交流电包括频率和幅值均可调的三相交流电，通过频率、幅值可调的三相交流电来驱动电机，实现变频调速。

[0030] 在一些实施例中，所述辅助传动系统包括：辅助变流模块和辅助负载。

[0031] 可选地，辅助传动系统通过主传系统内的直流母线侧取电，然后再变换成幅值和频率均可调的三相交流电，进而驱动各辅助散热类负载，以对各负载所对应的部件进行散热。

[0032] 在一些实施例中，所述储能系统包括：动力电池，双向DC/DC（DC‑to‑DCconverter）单元以及电池管理系统。

[0033] 其中，储能系统的动力电池也可以为锂电池、超级电容、氢氧原料电池等。

[0034] 作为一个示例，还可参考图2，图2为本申请实施例提供的另一种混合电驱动系统的结构图。

[0035] 柴发机组发出的三相交流电经二极管整流成直流电，逆变模块逆变成频率、幅值均可调的用于驱动电机1和2的三相交流电，实现变频调速；辅助传动系统通过主传系统内直流母线侧取电，变换成幅值和频率可调的三相交流电，驱动辅助散热类负载，主要用于驱动辅助负载为电驱动系统提供散热功能；动力电池通过DC/DC变换器与变流器直流侧母线连接，同时DC/DC低压输出侧直流母线与辅助传动系统连接。

[0036] 储能系统包含电池本体pack包、双向DC/DC单元、高压盒及电池管理系统等；动力系统用于为系统提供主要动力源，包括：柴发、电网架空线路等；储能系统、主传动系统和辅助传动系统之间没有机械结构上的直接连接，而是通过电能进行耦合，它们的工作性能和协同性影响混合动力系统的整体性能。本申请所公开的系统可以工作在内燃机驱动模式、混合驱动模式和充电模式等模式下，且在运行过程中可根据实际情况在上述各模式中进行灵活的切换。

[0037] 主传动系统的结构可根据容量的不同可用单管、双管等，模块间连接方式也可存在差异；不同的整流和逆变模块结构或连接方式也可以。另外，辅助传动系统的电路不局限于特定的器件、电路拓扑结构形式等，不同的辅助传动系统电路拓扑结构并不影响接地故障检测和保护功能，不同辅传电路拓扑结构也可作为为替代方案。

[0038] 实施例二本实施例提供一种混合电驱动方法，可以应用于/应用在如前述实施例所述的混合电驱动系统中。

[0039] 图3为本申请实施例提供的一种混合电驱动方法的流程图，如图3所示，本实施例所公开的方法包括以下步骤：步骤310、根据车体的油门踏板深度，确定所述车体的当前牵引功率。

[0040] 步骤320、根据所述当前牵引功率、所述储能系统的当前荷电状态、所述储能系统的瞬时放电功率以及所述车体的当前车速中的一项或多项，确定协同控制策略。

[0041] 在一些实施例中，所述协同控制策略包括：内燃机驱动策略下，纯电驱动策略，混合驱动策略以及能量回收策略；其中，在所述内燃机驱动策略下，通过所述内燃机发电机组为所述混合电驱动系统提供电能；其中，在所述动力系统为内燃机发电机组且所述储能系统的当前荷电状态满足第一预设条件的情况下，确定为所述内燃机驱动策略；
在所述纯电驱动策略下，通过所述储能系统为所述混合电驱动系统提供电能；其中，在所述储能系统的当前荷电状态满足第二预设条件、所述当前车速小于预设阈值以及所述当前牵引功率不大于所述储能系统的瞬时放电功率的情况下，确定为所述纯电驱动策略；
在所述混合驱动策略下，通过所述储能系统和所述动力系统共同为所述混合电驱动系统提供电能；其中，在所述储能系统的当前荷电状态满足第二预设条件、所述当前车速不小于所述预设阈值以及所述当前牵引功率大于所述储能系统的瞬时放电功率的情况下，确定为所述混合驱动策略；
在所述能量回收策略下，通过所述动力系统为所述储能系统提供电能；其中，在所述油门踏板深度为0且未施加电制动、所述动力系统为内燃机发电机组且内燃机处于怠速状态、所述油门踏板深度为0且已施加电制动的情况下，确定为所述能量回收策略；且在所述油门踏板深度为0且已施加电制动的情况下，所述储能系统按照预设回充能力吸收制动能量。

[0042] 步骤330、根据所述协同控制策略调节所述动力系统三相交流电的输入功率，和/或调节所述储能系统的当前充放电状态。

[0043] 在一些实施例中，还包括：在所述动力系统为内燃机发电机组且处于所述混合驱动策略下，根据所述当前牵引功率和所述储能系统的瞬时放电功率确定功率差；
根据所述功率差，通过所述内燃机的预设燃油工作曲线控制所述内燃机的工作状态。

[0044] 在一些实施例中，还包括：在所述动力系统为内燃机发电机组且处于所述能量回收策略下，根据所述内燃机的预设燃油工作曲线确定所述内燃机在怠速状态下的怠速功率；
根据所述怠速功率控制所述内燃机的工作状态。

[0045] 作为一个示例，在内燃机驱动策略下运行于内燃机驱动模式，在该模式下储能系统不工作，完全依靠内燃机组输出电能驱动整车运行。在正常工作情况下，系统一般不工作于该状态，只有当电池系统出现异常无法工作或者储能系统电量处于亏电和满电状态，即电池的SOC（剩余电量或荷电状态State Of Charge，简称SOC）满足第一预设条件时才处于内燃机驱动模式。其中，第一预设条件可设为：SOC小于20%或者SOC大于80%，具体也可根据实际需求进行调整。

[0046] 作为一个示例，在纯电驱动策略下运行于纯电驱动模式，在该模式下通过储能系统（比如动力电池）输出的电能驱动整车运行。纯电驱动策略一般用于低速且牵引功率需求为中小阶段，整车满足纯电驱动需同时满足以下3个条件即进入纯电驱动模式：条件1：SOC不小于20%且不大于80%（即第二预设条件）；
条件2：V条件3：P1

[0047] 其中，SOC是指储能系统的剩余容量（储能系统的当前荷电状态）；V是指整车的车速，单位为km/h；P1是指整车牵引需要的总功率（也成称之为当前牵引功率）可由电驱动系统根据司机踩踏油门踏板深度实时计算可得出；P0是指储能系统端的瞬时放电功率功率，可通过下式确定：P0=A*U*C；其中，C表示储能系统的充放电倍率，为常数；U表示储能系统端的电压；
A表示储能系统可持续放电电流；P0为瞬时放电功率功率，用三者之积来表示。

[0048] 作为一个示例，在混合驱动策略下运行于混合驱动模式，在该模式下通过所述储能系统和所述动力系统共同为所述混合电驱动系统提供电能。混合驱动策略一般为整车长期工作模式应用于中高速且牵引功率需求较大阶段，整车满足纯电驱动需同时满足以下3个条件即进入混合驱动模式：条件1：20%条件2：V不小于Vmin；
条件3：P1>P0。

[0049] 其中，P2=P1‑P0，P2是指内燃机（比如，柴油机）工作在最佳燃油经济曲线的功率，一般内燃机有多条工作曲线；P0=A*U*C；通过电驱动系统DC/DC调节储能系统的电流A，使得内燃机实时输出功率P2工作在最佳燃油曲线点。

[0050] 作为一个示例，在能量回收策略下运行于能量回收模式，在该模式下通过动力系统为储能系统提供电能以进行能量回收。在该模式下包括以下这几种子模式：子模式1：整车滑行状态，在该状态下油门踏板和电制动未施加，柴油机按照怠速对应的最佳燃油曲线下的功率运行；
子模式2：整车停止运行（比如，柴油机怠速）等待状态，可保持与模式1一样的处理方式；
子模式3：电制动状态—油门踏板未施加和制动踏板实施，电制动回馈能量给蓄电池；蓄电池按照最大回充能力P0=A*U*C吸收制动能量。

[0051] 可以理解的是，在储能系统的动力电池不是满电状态且动力系统产生了多余的电能的情况下，才进行能量回收。

[0052] 需要说明的是，在实际的应用过程中，以上这几种模式之间可实时进行切换。比如，在混合驱动模式下，速度持续降低，如果满足纯电驱动模式前述的那3个条件，则会切换至纯电驱动；如果速度再持续升高，如果又满足混合驱动模式前述的那3个条件，那么则会再重新切换至混合驱动模式。

[0053] 实施例三本实施例提供一种计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质中存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可以实现如前述方法实施例中的方法步骤，本实施例在此不再重复赘述。

[0054] 其中，计算机可读存储介质还可单独包括计算机程序、数据文件、数据结构等，或者包括其组合。计算机可读存储介质或计算机程序可被计算机软件领域的技术人员具体设计和理解，或计算机可读存储介质对计算机软件领域的技术人员而言可以是公知和可用的。计算机可读存储介质的示例包括：磁性介质，例如硬盘、软盘和磁带；光学介质，例如，CDROM盘和DVD；磁光介质，例如，光盘；和硬件装置，具体被配置以存储和执行计算机程序，例如，只读存储器（ROM）、随机存取存储器（RAM）、闪存；或服务器、app应用商城等。计算机程序的示例包括机器代码（例如，由编译器产生的代码）和包含高级代码的文件，可由计算机通过使用解释器来执行高级代码。所描述的硬件装置可被配置为用作一个或多个软件模块，以执行以上描述的操作和方法，反之亦然。另外，计算机可读存储介质可分布在联网的计算机系统中，可以分散的方式存储和执行程序代码或计算机程序。

[0055] 实施例四本实施例提供一种计算机程序产品。该计算机程序产品包括计算机程序或指令，该计算机程序或指令被处理器执行时实现如前述方法实施例中方法的全部或部分步骤，本实施例在此不再重复赘述。

[0056] 进一步地，该计算机程序产品可以包括在运行程序时被配置为执行实施例的一个或多个计算机可执行组件；该计算机程序产品还可包括有形地包含在及其可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行本公开实施方式中任一方法的程序代码。在这样的实施方式中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。

[0057] 实施例五本实施例提供一种电子设备，该电子设备可以包括：一个或多个处理器，存储器，多媒体组件，输入/输出（I/O）接口，以及通信组件。

[0058] 其中，一个或多个处理器用于执行如前述方法实施例中的全部或部分步骤。存储器用于存储各种类型的数据，这些数据例如可以包括电子设备中的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据。

[0059] 一个或多个处理器可以是专用集成电路（Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC）、数字信号处理器（Digital Signal Processor，简称DSP）、数字信号处理设备（Digital Signal Processing Device，简称DSPD）、可编程逻辑器件（Programmable Logic Device，简称PLD）、现场可编程门阵列（Field Programmable Gate Array，简称FPGA）、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行如前述方法实施例中的方法。

[0060] 存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器（Static Random Access Memory，简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable Programmable Read‑Only Memory，简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable Programmable Read‑Only Memory，简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Read‑Only Memory，简称PROM），只读存储器（Read‑Only Memory，简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

[0061] 多媒体组件可以包括屏幕和音频组件，该屏幕可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器或通过通信组件发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。

[0062] I/O接口为一个或多个处理器和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。

[0063] 通信组件用于该电子设备与其他设备之间进行有线或无线通信。有线通信包括通过网口、串口等进行通信；无线通信包括：Wi‑Fi、蓝牙、近场通信（Near Field Communication，简称NFC）、2G、3G、4G、5G，或它们中的一种或几种的组合。

[0064] 另外应该理解到，在本申请所提供的实施例中所揭露的方法或系统，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的方法或系统实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的方法和系统的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、计算机程序段或计算机程序的一部分，模块、计算机程序段或计算机程序的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的计算机程序。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生，实际上也可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机程序的组合来实现。

[0065] 在本申请中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、装置或者设备中还存在另外的相同要素；如果有描述到“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系；在本申请的描述中，除非另有说明，术语“多个”、“多”的含义是指至少两个；如果有描述到服务器，需要说明的是，服务器可以是独立的物理服务器或终端，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群，可以是能够提供云服务器、云数据库、云存储和CDN等基础云计算服务的云服务器；在本申请中如果有描述到智能终端或移动设备，需要说明的是，智能终端或移动设备可以是手机、平板电脑、智能手表、上网本、可穿戴电子设备、个人数字助理（Personal Digital Assistant，简称PDA）、增强现实技术设备（Augmented Reality，简称AR）、虚拟现实设备（Virtual Reality，简称VR）、智能电视、智能音响、个人计算机（Personal Computer，简称PC）等，但并不局限于此，本申请对智能终端或移动设备的具体形式不做特殊限定。

[0066] 最后需要说明的是，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“一个示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式进行结合。

[0067] 尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例都是示例性的，所述的内容只是为了便于理解本申请而采用的实施方式，并非用以限定本申请。任何本申请所属技术领域内的技术人员，在不脱离本申请所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本申请的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。