基于混合动力技术的液压挖掘机节能方案研究

为进一步提高液压挖掘机的节能效果,提出了以混合动力源代替单一柴油机动力系统的新型节能方法.通过分析液压挖掘机的工况特点和发动机工作点波动情况,证明了混合动力技术在液压挖掘机节能中的必要性和可行性.建立了5 t级串、并联混合动力挖掘机的仿真模型,并以采集的同等级动力配置的液压挖掘机工作负载作为仿真的载荷谱.以模型仿真和试验测试为研究手段,对比分析了原型系统和串/并联混合动力系统的节能效果、系统成本和动力性能,得出了并联式混合动力系统是目前最适合液压挖掘机的节能方案的结论.仿真和试验结果表明,该方案能进一步提高液压挖掘机的节能效果.     

基于AMEsim的混合动力液压挖掘机系统建模及控制策略研究

为了能够从理论上对混合动力液压挖掘机进行研究,并找出有利于系统节能和降低排放的有效途径,以某20t液压挖掘机为原型,分析其动力系统各元件特性,并利用AMEsim软件建立并联式混合动力挖掘机系统的整机仿真模型.通过试验采集挖掘机在典型工况下的功率谱.根据挖掘机的工况特点,提出一种基于工况预测的准定工作点控制策略,并应用于仿真模型.仿真结果表明,所提出的控制策略能有效地减小超级电容电荷状态(SOC)波动,稳定发动机工作点,提高燃油经济性.     

基于工况识别和动态混合度优化的控制策略

混合动力技术给液压挖掘机节能注入了新的生机,但挖掘机工况复杂,负载波动剧烈,给控制策略的制定带来极大挑战。研究了动态工作点控制策略的不足,针对液压挖掘机工况特点,提出了一种基于工况识别和动态混合度优化的并联混合动力挖掘机控制策略。该策略根据负载和电池组的荷电状态(SOC)确定当前工况下双动力源的功率组合,实现动力性能和节能效果的综合优化。试验表明,该策略克服了动态工作点控制策略的不足,优化了发动机工作点和电池SOC工作区间,较大幅度地提高了整机的燃油经济性。     

混合动力挖掘机动力系统方案设计与仿真研究

基于公理设计(axiomatic design,AD)与发明问题解决原理(theory of inventive problem solving,TRIZ)的集成模型进行混合动力挖掘机动力系统方案设计,优选以超级电容和ISG(integrated starter generator)电机组成辅助动力源的并联混合动力系统方案.提出了发动机双模式转矩均衡控制策略,实现发动机工作点的自适应调节.混合动力挖掘机系统的SIMULINK建模仿真结果表明,方案及控制策略具有显著的节能效果.     

一种液压挖掘机并联式混合动力系统结构及控制策略

为了能够从理论上对混合动力液压挖掘机进行研究,并从中找出有利于系统节能和降低排放的有效途径,以山河智能SWE230液压挖掘机为原型,分析其动力系统各元件特性,并利用AMEsim软件建立并联式混合动力挖掘机系统的整机仿真模型.通过试验采集挖掘机在典型工况下的功率谱.根据挖掘机的工况特点,提出1种基于工况预测的准定工作点控制策略,并应用于仿真模型.仿真结果表明,所提出的控制策略能有效减小超级电容荷状态(SOC)波动,稳定发动机工作点,提高燃油经济性.     

基于混合动力液压挖掘机系统优化设计的研究

本文分析了我国对混合动力的液压挖掘机系统的研究情况,以此探讨工程机械中采用混合动力技术能否有效适用,在此基础上对液压挖掘机系统优化设计中混合动力技术的具体应用进行了相应的探讨,明确了基于混合动力液压挖掘机系统在串联和并联两种方式上的运行原理,同时评价并对比了串联和并联两种方式下混合动力液压挖掘机系统的性能、经济性及其节能效果。     

混合动力液压挖掘机动力控制策略的研究

设计了一套液压挖掘机的节能液压系统,并且提出了具有超级电容混合动力液压挖掘机的全新结构和动力控制策略。通过计算机仿真,得出了对22吨并联式混合动力液压挖掘机的最优配置。     

基于动态规划的挖掘机混合动力系统优化与试验

为了提高液压挖掘机混合动力系统的效率,研究了挖掘机混合动力系统的控制策略与参数优化方法。通过分析挖掘机混合动力系统的工作原理与各元件的特性,建立挖掘机混合动力系统的仿真模型。针对挖掘机工况特点,以系统燃油经济性为目标,提出一种基于动态规划的能量管理控制策略,实现能量管理的全局优化。在前述动态规划算法基础上,对系统进行参数匹配分析,并通过MATLAB对优化结果进行仿真。最后,通过样机进行试验,对系统优化方法的可行性与有效性进行验证。     

基于单片机的HEV动力耦合策略仿真分析

本文针对并联式混合动力汽车在满足驾驶性能和车辆动力要求的前提下提高经济性及减少排放污染,在不同工况下发挥发动机和电机的最佳工作效率区间,对HEV动力匹配参数计算及分析。建立系统模型,结合实际设定车辆各种模式动力参数匹配,根据设定目标值制定HEV动力耦合控制策略,基于单片机、Keil等软件技术进行编写程序并进行系统仿真分析。     

挖掘机并联式混合动力系统建模及控制策略研究

针对液压挖掘机的并联式混合动力系统,基于其工作机理,建立了包括电池组、电动/发电机、以及柴油机在内的整个系统的动力学模型。重点建立了四缸柴油发动机的瞬态模型,以准确反映发动机转速及扭矩对外负载的动态响应情况。为了提高系统的节能效果,基于系统动力学模型及负载状况,以优化发动机工作点、提高燃油效率为目标,设计了一种多点控制策略。仿真结果表明,柴油机发动机模型合理有效,设计的控制方法能使混合动力挖掘机燃油效率得到了明显提高。     

基于静液压传动的蓄电池轨道车电液混合加速策略

为了解决蓄电池轨道车瞬时加速大扭矩引起的大电流冲击对蓄电池寿命和整车续航里程的不利影响,基于传统的静液压传动系统设计了一套新型的电液混合动力系统。首先,建立了电液混合动力系统的功率流数学模型,并根据轨道车的行驶特点对电液混合动力系统的工作模式进行划分;其次,基于加速工况仿真了不同电液功率分配比下的动力耦合特性,并指出研究轨道车能量管理策略的必要性;最后,理论分析了电液混合动力系统中影响蓄电池放电电流强度的因素,并据此制定了最小放电电流冲击的加速策略。运用AMESim-Simulink联合仿真平台对加速策略的可行性进行分析,仿真结果表明所设计的控制策略对轨道车加速时蓄电池的放电电流冲击有良好的抑制作用,且控制简单,实用性强。     

纯电动汽车800 V高电压复合电源能量分配策略研究

基于逻辑门限控制策略,将动力电池和带有理想开关的DC/DC变换器串联,并将串联后的系统与超级电容并联,形成新型复合电源系统,利用低成本小容量超级电容,增大充放电电压,减少系统线路上的能量损耗.同时,采用Matlab/Simulink仿真平台,搭建控制策略模型,结合基于ADVISOR2002建立的复合电源纯电动汽车模型,...     

混联式混合动力客车能量管理实时优化算法研究

为提高新型混联式混合动力客车的燃油经济性,制定了一种功率均衡能量管理控制策略。建立动力系统模型并针对其结构特点设计了模式切换规则。通过确定各个功率需求下的电池荷电状态与发动机燃油消耗的关系,将电池功率转化为相应的油耗,以每一时刻的综合燃油消耗量最小为目标,对电池与发动机功率进行实时优化均衡控制。仿真结果表明：电池荷电状态控制在预定的区域内保持平衡,发动机运行工作点在高效区域内,且整车燃油经济性与原型客车和采用规则控制策略相比分别提高了34.18%和13.61%。     

Power-balancing instantaneous optimization energy management for a novel series-parallel hybrid electric bus

Energy management(EM) is a core technique of hybrid electric bus(HEB) in order to advance fuel economy performance optimization and is unique for the corresponding configuration. There are existing algorithms of control strategy seldom take battery power management into account with international combustion engine power management. In this paper, a type of power-balancing instantaneous optimization(PBIO) energy management control strategy is proposed for a novel series-parallel hybrid electric bus. According to the characteristic of the novel series-parallel architecture, the switching boundary condition between series and parallel mode as well as the control rules of the power-balancing strategy are developed. The equivalent fuel model of battery is implemented and combined with the fuel of engine to constitute the objective function which is to minimize the fuel consumption at each sampled time and to coordinate the power distribution in real-time between the engine and battery. To validate the proposed strategy effective and reasonable, a forward model is built based on Matlab/Simulink for the simulation and the dSPACE autobox is applied to act as a controller for hardware in-the-loop integrated with bench test. Both the results of simulation and hardware-in-the-loop demonstrate that the proposed strategy not only enable to sustain the battery SOC within its operational range and keep the engine operation point locating the peak efficiency region, but also the fuel economy of series-parallel hybrid electric bus(SPHEB) dramatically advanced up to 30.73% via comparing with the prototype bus and a similar improvement for PBIO strategy relative to rule-based strategy, the reduction of fuel consumption is up to 12.38%. The proposed research ensures the algorithm of PBIO is real-time applicability, improves the efficiency of SPHEB system, as well as suite to complicated configuration perfectly.     

并联式混合动力汽车模糊逻辑驱动控制策略研究

针对并联式混合动力汽车,建立以提高燃油经济性及延长动力电池寿命为主要目标的模糊逻辑控制策略,并在Matlab/Simulink环境下搭建该控制策略模型后,通过Advisor2002仿真软件进行对比仿真,仿真结果表明其控制效果具有一定的优越性。     

纯电动汽车动力系统参数匹配与仿真研究

根据某款电动汽车的整车性能指标设计要求,在理论分析的基础上,对驱动电机和动力电池进行参数匹配。基于ADVISOR建立了整车性能仿真模型,分析了驱动系统和电池管理的控制策略。仿真结果显示,电动汽车的动力性指标和续驶里程均达到了设计要求,验证了动力系统参数理论匹配方法、仿真模型以及控制策略是合理可行的。     

液压挖掘机电容蓄能式并联混合动力系统结构及控制策略研究

分析了以电容器为蓄能装置的液压挖掘机并联混合动力系统的结构,在此基础上,针对液压挖掘机的工况,提出了以发动机工作点和电容器荷电状态（state of charge,SOC）值为优化变量的控制策略,并建立了试验系统对该控制策略进行试验研究。研究结果表明,采用该控制策略后,改善了发动机工作点的分布区域,抑制了电容器SOC的变化幅度,且基本不影响系统的响应性能。     

基于随机动态规划的混合动力履带车辆能量管理策略

混合动力履带车辆采用发动机—发电机组和电池组混合供电,必须设计满足车辆动力性和燃油经济性约束的能量管理策略。针对串联式混合动力履带车辆,提出一种基于随机动态规划的能量管理策略设计方法。以实车行驶试验数据为目标工况,将驾驶员功率需求抽象为随车速变化的马尔科夫过程。建立发动机—发电机组、电池组以及直流母线功率平衡动态模型。以目标工况中燃油消耗及电池最终荷电状态的偏差作为车辆的优化控制成本函数,建立车辆能量管理最优控制问题。采用策略迭代法求解以发动机转速、电池组荷电状态、车速和驾驶员功率需求为输入、发动机电子节气门为输出的最优控制策略。所得控制策略通过基于前向车辆模型的仿真以及行驶试验验证。结果表明,相对于原发动机多点控制策略,所得最优控制在满足目标工况同时,燃油经济性明显提高。