混合动力智能谷物联合收获机

发布时间: 2025-03-24

基本信息

合作方式：技术转让

成果类型：新技术

行业领域：

新能源产业,新能源产业

成果介绍

随着现代农业装备的转型升级，在化石能源逐渐匾乏的情景下，农业机械的新能源开发与利用正逐渐成为发展趋势。同时基于人工智能技术已在工业、安防、汽车行业等领域广泛应用，农业与人工智能技术的融合，可自主识别作物倒伏性状、收获物的含杂破碎情况、车辆前方障碍物等，自动调节作业参数，辅助机手作业，减轻作业强度。基于以上情况，中联农机公司开发了TG100-DH混合动力谷物联合收割机（以下简称TG100-DH），滚筒、风机、拨禾轮三大核心工作模块由皮带传动改为电机独立驱动与控制，行走系统由液压行走改为电机直接驱动，增加发电机由发动机直驱，并搭配大倍率电池，进行削峰填谷达到节能目的，也一并减少了多级皮带传动在动力传输过程中的功率损耗。并且由于电机对控制信号的响应相比机械传动非常迅速，因此中联农机的分布式电驱又带来了作业参数控制上的便利，有利于在收割机上实施各种智能控制策略。目前该型混合动力智能谷物联合收获机已在四川、河南、山东、陕西、青海、甘肃等省份进行了收割作业，经过对于收割地块情况的相关参数调整后，均能满足各地收割要求。

成果亮点

本成果创新点体现在: 1.创新设计了谷物联合收获机混动架构，通过匹配发动机-发电机混合动力系统和低电量大倍率动力电池，研制柴电-电池智能优化负载匹配控制系统，对比燃油机型，节油效果显著； 2.开发了滚筒、风机、拨禾轮电机直接驱动系统，省去多级传动部件，提高传动效率、降低了核心部件故障发生率和耳旁噪声； 3.开发了谷物联合收获作业损失、含杂破碎及倒伏检测装置，能够自适应进行滚筒、拨禾轮、风机等工作部件运动参数调整，提升谷物联合收获机作业适应性，经检测，较燃油动力机型作业效率提升19%。混合动力智能谷物联合收获机主要整机参数包括：发动机功率：129KW；喂入量：10kg/s；脱粒滚筒型式：纵轴流式；脱粒滚筒尺寸（外径×长度）：Φ620×3180。通过样机与整机验证，对比燃油机型，作业效率提升15%；能耗降低25%；滚筒传动核心部件故障率降低至1%；噪音降低2~3dB；自适应调整作业车速、防堵塞，降低机手操作难度及劳动强度。本成果总体技术水平国内领先，在混动节能和自适应协调控制方面达到国际先进水平。

团队介绍

本项目研发团队来自中联农业机械股份有限公司、安徽农业大学及湖南大学等单位，主要团队成员包括：郭岗正高级工程师、中联农业机械股份有限公司、项目总负责人；付新宇高级工程师、中联农机、项目实施管控；贡军高级工程师、中联农机、项目实施管控；徐锋工程师、中联农机、技术指导；杨志平工程师、中联农机、负责整机设计；余军工程师、中联农机、混动系统设计；陈超华工程师、中联农机、AI系统设计；陈黎卿教授、安徽农业大学、项目设计；杨洋教授、安徽农业大学、项目设计；严加芳工程师、中联农机、传动系统设计；葛帅工程师、中联农机、三电系统设计；刘熙工程师、中联农机、混动系统软件设计；朱延胜助理工程师、中联农机、负责项目管理等相关成员。

成果资料

产业化落地方案

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成果综合评价报告

评价单位：“科创中国”设施农业装备科技服务团 (中国农业机械学会) 评价时间：2025-03-26

张振新

中国农业机械化科学研究院集团有限公司

研究员

综合评价

一、本成果开展了混合动力谷物联合收获机滚筒、风机、拨禾轮三大核心工作模块由皮带传动改为电机独立驱动与控制，行走系统由液压行走改为电机直接驱动，搭配大倍率电池，进行收获作业效率、作业质量与三电协同控制技术研究，开发了混合动力智能谷物联合收获机产品。二、成果创新点体现在:1.创新设计了谷物联合收获机混动架构，通过匹配发动机-发电机混合动力系统和低电量大倍率动力电池，研制柴电-电池智能优化负载匹配控制系统，对比燃油机型，节油效果显著；2.开发了滚筒、风机、拨禾轮电机直接驱动系统，省去多级传动部件，提高传动效率、降低了核心部件故障发生率和耳旁噪声；3.开发了谷物联合收获作业损失、含杂破碎及倒伏检测装置，能够自适应进行滚筒、拨禾轮、风机等工作部件运动参数调整，提升谷物联合收获机作业适应性，经检测，较燃油动力机型作业效率提升19%。三、专家组一致认为：该产品采取整机混动行走电机驱动和割台、脱粒、清选装置电驱架构，显著降低作业油耗和故障率、提高整机作业效率，总体技术水平国内领先，在混动节能和自适应协调控制方面达到国际先进水平。