基于CAN总线的液压混合动力车控制系统设计

液压混合动力车是一种新型环保节能车辆,液压辅助驱动单元与车辆的原有驱动系统共同组成了混合动力驱动系统.由于涉及到制动能量的回收和两种动力共同驱动车辆行驶的情况,带来了混合动力分配策略的复杂性,因此必须具有一个高效的能量管理系统即控制系统.笔者基于CAN总线技术,采用CAN2.0B通讯协议对该系统进行设计,其硬件核心选用由PC/104计算机 CAN通信卡组成的系统,液压辅助驱动单元关键节点采用DSP芯片TMS320LF2407构成的系统.试验表明系统具有较高的通讯可靠性,实时保证了车辆的安全性和最佳的能源匹配.     

前置式并联液压混合动力车辆控制系统研究

并联式液压混合动力车辆因涉及内燃机、液压混合动力2种动力源协同工作,所以车辆的控制系统更加复杂。针对此问题,在车辆结构上引入前置式并联结构,通过对液压混合动力车辆的功能和目标进行分析,确定了液压混合动力车辆的工作模式,在此基础上采用MATLAB/Simulink和dSPACE控制器,建立车辆控制系统,进行仿真分析,并在实验车上采用该控制系统进行相应测试实验。结果表明：在重型车辆上应用前置式并联液压混合动力系统,节油效果明显;通过引入缓冲系数的控制策略,可有效减少混合动力系统介入或分离车辆运行所带来的冲击;在制动性能方面采用恒转矩控制策略,可以在更短的时间内减速至目标车速。     

液压混合动力车辆传动方案与关键元件匹配

为了进一步提高液压混合动力车辆的性能,以功率分流式液压混合动力车辆为研究对象,针对某车型,对比了分速汇矩、分矩汇速液压混合动力系统传动方案的速比特性、功率特性,提出了一种适合于混合动力车辆的分速汇矩液压混合动力传动方案。对传动系统的液压泵/马达、蓄能器等关键元件进行了参数匹配;建立了车辆动力学模型,分析了再生制动、蓄能器单独驱动等工况下液压泵/马达排量、蓄能器压力、容积等参数对车辆性能的影响,确定了液压泵/马达和蓄能器的主要参数,为液压混合动力汽车系统方案设计以及合理参数匹配提供了理论依据。     

基于控制导向模型的液压混合动力车辆能量管理控制研究

为了提高轻型卡车串联型液压混合动力车辆的燃油经济性,提出一种液压混合动力车辆系统控制导向非线性数学模型。该系统数学模型将串联型液压混合动力车辆视为多端输入和多端输出系统:输入由发动机节气门开度、液压泵排量和最大排量以及机械制动转矩组成;输出由发动机速度、发动机转矩、蓄电池压力、车辆速度和燃油流量组成。设计线性二次型积分控制器并且应用于提出的串联型液压混合动力车辆模型上,能够实现低液面控制器输出随动控制。仿真结果表明所设计的数学模型和控制策略能有效节约发动机燃油消耗,操纵性能良好。     

车辆液压混合动力传动技术发展及应用前景

能源危机的加剧,车辆亟待提高燃油经济性水平.采用混合动力传动,显著提高了车辆的燃油经济性.与电混合动力相比,液压混合动力传动具有更高的功率密度,在能量交换频繁的场合其优势尤为突出.作者对液压混合动力传动的工作原理和不同传动形式的工作性能进行分析;研究了其适用场合;对国外不同形式的液压混合动力传动发展和技术现状进行论述,对发展前景进行了展望.     

基于对置活塞发动机的液压混合动力系统仿真研究

基于对置活塞二冲程(OP2S)发动机独特的结构特点,新型液压混合动力系统将OP2S发动机与液压泵集成在一起,取消了传统液压混合动力车辆的动力分流机构,驱动过程中根据不同的行驶工况同时或分时输出机械能或液压能来驱动车辆,在液压混合动力车辆上具有独特的应用优势。运用AMESim仿真软件搭建系统仿真模型进行了能量管理策略的仿真分析。研究结果表明:在一个NEDC循环工况内,新型混合动力车辆可以实现驾驶员对车速的控制要求,并在车辆减速制动时回收制动能用于车辆的再次启动加速,为同时兼顾车辆制动能回收与燃油经济性的优化目标,最优切换车速点为25 km/h。     

串联式液压混合动力车辆能量管理策略的设计与分析

以重型串联式液压混合动力汽车为研究对象,提出了基于规则的能量管理策略,并对整车设计了4种工作模式。搭建了其Matlab／Simulink整车仿真模型,对液压混合动力车辆总需求功率、发动机功率、液压系统回收功率、蓄能器流量、 SOC （ State of Charge）等参数进行了仿真,分析对比了传统汽车和液压混合动力汽车发动机扭矩工作点。仿真结果表明：液压混合动力汽车发动机和液压系统提供的功率可以满足总需求功率要求,其燃油经济性显著提高, SOC保持在合理范围内,发动机工作平稳,所设计的能量管理策略可靠有效。     

液驱混合动力车辆制动过程能量损耗仿真研究

混合动力车辆节能的主要途径之一是回收车辆制动能量.建立了液驱混合动力车辆制动过程中能量回收的数学模型并进行了仿真研究,定义了能量回收系统的评价参数.详细分析了液驱混合动力车辆制动能量回收过程中能量损耗的构成,并对影响制动能量回收效率及车辆制动性能的主要设计参数进行了分析.所得结论对液驱混合动力车辆液压系统的设计和优化具有参考意义.     

液驱混合动力车辆液压系统试验台设计与试验研究

在分析液驱混合动力车辆试验装置的原理和组成方案的基础上,利用二次调节静液传动技术和虚拟仪器技术建立液驱混合动力车辆的液压系统和测控系统,分析高速开关阀工作特性对双向变量马达转速响应的影响,针对高速开关阀的响应滞后特性设计控制器。试验结果表明,该试验装置能够满足液驱混合动力车辆动态特性试验的需要。     

基于前置并联式结构的液压混合动力节能特性研究

传统后置式并联液压混合动力车辆中二次元件在运行时会出现长时间超速或低速工况。为尽可能提高车辆燃油经济性,同时使二次元件尽可能工作在高效区间,提出将转矩耦合器置于发动机与变速器之间,并称此种结构为前置并联结构。其特点是液压混合动力系统通过变速器调速增扭后,再将动力传递至驱动桥。通过建立液压混合动力汽车的仿真模型,对车辆发动机做功、油耗、起步加速性能等进行对比分析,并进行了实验车验证。结果表明:前置并联混合动力结构能量回收再利用率高,节能效果明显;该结构可以有效提升车辆的动力性能和爬坡性能。     

四驱电动车液压再生制动系统制动能效的研究

为定量分析四驱电动汽车液压制动能量再生系统的制动效能和蓄能能力,设置再生制动系统单独制动仿真。液压二次元件以泵的形式运行,建立蓄能器数学建模,对汽车制动时的受力进行运动学分析,然后在AMESim软件上搭建仿真模型。由于蓄能器最低工作压力是影响蓄能器效能的关键参数,进而也是影响液压制动能量再生系统制动效能的关键因素,所以赋予蓄能器不同的最低工作压力进行对比仿真分析。仿真结果表明:当蓄能器最低工作压力为17 MPa时,在保证四驱电动车液压再生制动系统有较高的制动能效的同时,可以获得较高的蓄能器效能。     

基于AMESim的串联型液压混合动力传动系统建模与仿真

针对频繁启停运行汽车设计了一种串联型液压混合动力传动系统,以此为基础设计了该混合动力系统能量管理策略,该控制策略通过设定发动机介入压力以保证储能器能量耗尽时发动机及时介入供能。运用AMESim系统仿真软件建立了系统仿真模型进行仿真分析,并对储能器充气压力、发动机介入压力等设计参数对节能效果的影响进行研究,仿真结果表明:所设计的混合动力系统能够有效回收与再利用车辆制动能,保证储能器能量消尽时发动机及时供能,降低汽车行驶过程中的能源消耗。     

并联式液压混合动力车辆制动能量回收与再利用研究

以并联式液压混合动力节能车辆为研究对象,针对其制动能量回收与再利用,分析液压再生系统工作原理以及二次元件、蓄能器和转矩耦合器的参数,并制定动态分配转矩的能量管理策略。基于AMESim仿真软件,搭建液压再生系统模型并进行仿真分析。结果表明:利用能量管理策略的再生制动与驱动过程,在不损失制动效果前提下,能有效改善车辆动力性,加大制动能量回收与再利用程度,提高燃油经济性。     

牙轮钻机静液压制动系统仿真分析及能量回收方案设计

牙轮钻机采用静液压制动,需要避免系统压力波动对泵产生的冲击,同时钻机的动能或者势能可以回收再利用。通过对静液压制动系统的计算与仿真分析,对闭式泵高压溢流阀参数进行调整,减小系统压力冲击;提出了制动系统能量回收方案,并对能量回收系统进行了数学建模与仿真分析,获得了蓄能器气腔压力随时间的增长关系,揭示了节流阀开度大小与制动时间的关系;对制动系统能量回收效率进行了计算。证明了牙轮钻机采用静液压制动系统的正确性以及能量回收方案的可行性,实现了将钻机动能或者势能转换为蓄能器压力能的能量回收,为大型车辆制动系统能量回收提供了参考。     

液压蓄能式车辆制动能量回收系统的AMESim仿真研究

建立车辆液压蓄能式制动能量回收装置的AMESim仿真模型,对其工作过程中的能量损耗情况和制动性能的影响因素进行仿真研究。仿真结果表明:能量回收制动过程中,由于车辆行驶阻力造成的损失占车辆总动能的16%,是能量损失的主要方面;提高能量回收效率的办法是提高蓄能器预充气压力或减小蓄能器体积;改变液压泵/马达排量对提高能量回收效率的影响不大,但可显著影响车辆的起动和制动时间。     

采用蓄能器的大负载液压缸制动系统设计及其能量回收率仿真分析

为有效减缓大负载液压缸制动阶段产生的冲击影响,并且有效减少能量损耗,采用液压蓄能器构建重力势能回收系统,通过AMESim仿真平台对动态制动过程和能量回收率进行分析。研究结果表明:在前0.5 s大负载液压缸处于匀速运动,后续系统进入制动并开始回收能量;从1.4 s开始,系统出现泄漏,蓄能器无法继续回收能量,需要利用切断阀将制动回路切断;在切断阀最初产生制动效果时,回油路流量已处于很低的状态,因此缓冲腔并不会受到较大冲击;不同的蓄能器体积并不会引起系统制动状态的变化,可达到基本相同的能量回收率。提高蓄能器初始压力后,在更短时间内可完成制动过程,并且回收的能量基本不变。     

电动汽车液压再生制动系统模糊控制策略的研究

针对纯电动汽车提出一种基于液压再生制动系统的模糊控制策略,综合考虑制动踏板深度、蓄能器压力、蓄电池SOC值等因素对再生制动力分配的影响,并对再生制动力进行合理的分配,在保证制动安全性的前提下,尽可能多地回收制动能量,提高能量利用效率。仿真结果表明:基于液压再生制动系统的模糊控制策略提高了整车能量存储系统的能量使用效率,降低了汽车因制动而带来的能量损失,提高了电动机工作效率。