双转子电机在并联混合动力构型中的应用研究

随着人们对新能源汽车节能要求的提高,双转子电机因其功率/转矩密度高而逐步引起了人们在混合动力汽车开发方面的关注。以一种基于双转子电机和行星齿轮机构的并联混合动力系统为研究对象,结合双转子电机的工作原理及行星齿轮机构的工作特性,运用等效杠杆法对其功能原理进行了系统分析,结果表明,通过双转子电机和行星齿轮机构可以实现包括驻车启动发动机、驻车发电、纯电驱动行驶、纯电驱动启动发动机、发动机单独驱动、发动机驱动发电、联合驱动和制动能量回收在内的8种功能,研究成果可为双转子电机在混合动力汽车中的应用提供理论参考。     

国内叉车油电混合动力研究

近年,国内叉车销量快速增长,保有量已突破200万辆,其中70%以上为内燃叉车。内燃叉车实际使用工况范围大,动力系统难以高效匹配,使得发动机长期工作在非高效区,造成大量能量损耗,致使油耗高和排放差。利用油电混合动力技术,通过引入辅助电机,构造并联、串联或混联混合动力系统,可以有效改善工况波动对发动机的不利影响,提高燃油经济性,达到节能减排目的。概述国内叉车油电混合动力系统的结构特点、复合模式、控制策略和节能减排效果。     

混合动力液压挖掘机液压马达能量回收的仿真及试验

针对混合动力挖掘机提出利用液压马达对液压执行元件的回油进行能量回收的节能方案。建立液压挖掘机能量回收的仿真模型,对各执行元件的可回收能量所占比重和系统的节能效果进行仿真计算。搭建混合动力液压马达能量回收试验台,进行能量回收过程中的能量转化效率和操控性能的试验研究。试验和仿真结果表明,在混合动力液压挖掘机系统中采用马达能量回收和发电机转速控制执行元件运动速度的节能方案是可行的。     

新型行星混联式混合动力系统匹配与优化

以一种新型行星混联式混合动力系统作为研究对象,通过对电机、离合器与发动机的协调控制,可方便地实现高低速状态下的纯电驱动、发动机直驱、混合驱动及制动能量回收4种工作模式的切换.为了评估其燃油经济性和动力性,参照国内某品牌混合动力客车性能参数,对发动机、ISG电机、发电机和双行星排齿轮机构的基本性能参数进行匹配.通过集成了...     

“移花接木”可行吗? 与浙江大学王庆丰教授谈工程机械混合动力技术

王庆丰,工学博士,浙江大学教授、博士生导师。1995年赴日本日立建机(株)技术研究所进修。2001年7月至今任浙江大学机械电子控制工程研究所所长。王庆丰教授主要进行电液控制及节能技术、工程机械混合动力技术、精密机电控制等方面的科研与教学工作。在国际合作、教育部"985工程"和国家自然科学基金等的支持下,他在国内最早系统地开展了工程机械混合动力技术方面的研究工作,最早建立了工程机械混合动力系统的实验平台,在混合动力挖掘机的动力系统结构、仿真、参数匹配、控制、能量回收和总成等方面取得了一系列的研究成果     

液压混合动力在挖掘机上应用研究

挖掘机在工作过程中制动频繁,能量损耗大,为了回收制动回转过程中的的能量,设计了液压混合动力挖掘机的回转系统,利用蓄能器回收制动能量。阐述了液压混合动力的工作原理,并进行了试验研究和分析。结果表明:液压混合动力降低了液压泵的功率损耗和液压马达的压力波动;在节能方面,蓄能器的能量回收效率达到74.75%,达到了节能的目的。     

CNG-电混动公交车道路行驶工况与排放特性研究

CNG-电公交车以天然气作为发动机燃料,辅以电机共同驱动的混合动力车辆,车辆行驶速度低、启动频繁等特性,发动机实际运行工况与型式检验工况具有较大差异。为研究其实际行驶工况与排放特性,选取4辆国V排放标准的CNG-电混合动力公交车,往返于市区与城郊,使用PEMS(portable emission measurement system)实时收集车辆行驶及NO_X排放数据。结果表明,发动机运行工况集中于中低功率段,与型式检验工况差异较大,污染物排放集中于发动机切入车辆传动系统的临界车速附近。     

油液混合动力液压挖掘机原理及系统研究综述

该文从混合动力能量源的组成、系统结构型式、能量回收与释放方式等方面阐述了液压挖掘机混合动力系统原理,并对比分析其各自的特点。将油液混合动力液压挖掘机系统以能量释放方式分为扭矩耦合式、流量耦合式的油液混合动力系统,分析其系统原理及控制方法,总结其节能原理及技术难点。在流量耦合式油液混合动力系统分析中,以合流位置的不同,将其分为泵前供油与泵后合流的流量耦合,并针对不同能量源产生的流量耦合问题,阐明基于蓄能器—液压缸型式的油液混合动力系统原理及特性。油液混合动力液压挖掘机的发展方向包括开发适应挖掘机作业工况的高性能且高性价比的新元件、优化能量管理策略及对能量回收对象的进一步研究。     

液电混合驱动轮式挖掘机行走系统特性分析

轮式挖掘机行走时,行驶速度变化频繁,负载的剧烈变化导致发动机效率低下;制动时动能由机械制动器消耗,大量机械能转化为热能,能量损失严重。为此,提出液电混合驱动轮式挖掘机行走系统,采用高能效的伺服电机控制行走速度,液压泵/马达与蓄能器组合,回收制动动能,并在加速等大功率工况辅助电机驱动行走系统。对系统的工作原理进行参数设计,制定驱动与制动控制策略,建立原机行走系统与所提系统的多学科联合仿真模型,进行仿真分析。结果表明：相同工况下,与原机行走系统相比,液电混合驱动行走系统能耗降低了56.5%,高效回收了制动动能。     

动臂势能再生混合储能系统的设计与分析研究

液压蓄能器储能一直是液压系统唯一的储能方法,被广泛应用于混合动力液压挖掘机中,具有功率密度高、响应快、工作稳定、性价比高等优点。但是与电储能方式相比,液压蓄能器的能量密度低、吸放能压力波动大,限制其在混合动力液压挖掘机上的应用。提出了一种混合储能系统(HES),一部分能量按传统液压蓄能器储能方式,以保证功率密度;其他能量转换为电储能方式,以保证能量密度。基于一台1.7 t的微型液压挖掘机,建立了该混合储能系统的全尺寸仿真模型,实现了液压挖掘机动臂能量再生。研究结果表明,该混合储能系统能够有效回收动臂势能,且能量密度较高,吸放能压力波动小。     

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.     

并联混合动力电动汽车的模糊能量管理策略

为进一步优化并联的经济性，增强其能量管理策略的鲁棒性，针对高混合率，分析了常用的发动机最优曲线能量管理策略的不足，提出了以功率差、电池组荷电状态和电机转速为输入，以决定电机功率的比例系数为输出的模糊逻辑功率分配策略，在线计算电机所应承担的功率，达到了优化发动机工作点、电机效率和电池组荷电状态平衡的目的。通过整车循环工况前向仿真验证了该模糊策略对车辆经济性和工况适应性的改善。     

Hydraulic Accumulator-Motor-Generator Energy Regeneration System for a Hybrid Hydraulic Excavator

Though the traditional energy regeneration system(ERS) which used a hydraulic motor and a generator in hybrid excavators can regenerate part of the energy, the power of the motor and the generator should be larger and the time for regenerating energy is so short. At first, the structure of new ERS that combines the advantages of an electric and hydraulic accumulator is analyzed. The energy can be converted into both the electric energy and the hydraulic energy at the lowering of the boom and the generator can still works when the boom stops going down. Then, a method how to set the working pressure of the hydraulic accumulator is proposed. To avoid the excess loss, extra noise and shock pressure, a two-level pressure threshold method that the generator starts to work at the rising edge of the high pressure threshold and stops working at the falling edge of the low pressure threshold is presented to characterize the working mode of the generator. The control strategies on how to control the boom velocity at the lowering of the boom and how to improve the recovery efficiency when the boom stops going down are presented. The test bench of hybrid excavator with ERS is constructed, with which the studies on the influences of ERS on energy conversion efficiency and control performance are carried out. Experimental results show that the proposed ERS features better speed control performance of the boom than traditional ERS. It is also observed that an estimated 45% of the total potential energy could be regenerated at the lowering of the boom in the proposed ERS, and the power level of the generator and the hydraulic motor could be reduced by 60%. Hence, the proposed ERS has obvious advantages over the traditional ERS on the improvement of energy regeneration time, energy efficiency, control performance and economy.     

插电式混合动力汽车相关技术与前景展望

插电式混合动力汽车可以通过充电装置从电网获取电能,减少了对发动机的依赖.因其较多地使用网电,燃料消耗低,节能减排效果显著,被认为是一种当前最易接受的、市场前景乐观的混合动力电动汽车驱动模式.就插电式混合动力汽车相关技术进行阐述,旨在分析其产业化的技术瓶颈及其发展前景.     

电动汽车制动能量回收新设想

针对电动汽车发展的问题,阐述了电动汽车制动能量回收研究的必要性,分析了电动汽车制动能量回收技术的发展现状。在深入研究电动汽车制动能量回收技术的基础上,梳理出能够用于回收的能量、能量回收的效率、能量回收的经济性等关键因素,在此基础上提出了独立制动能量回收系统,并对关键技术作了阐述。     

新能源汽车维修技术分析

新能源汽车是我国贯彻落实生态环保理念所研发的新型汽车,该类汽车以混合动力或者电动力作为驱动,将环保能源作为主要燃烧材料。我国政策为购买新能源汽车提供了优惠便利,新能源汽车越来越多,随之兴起的新能源维修技术研究也越来越深入。维修人员需要仔细判断汽车故障因素以及故障原因,采取相应的维修技术对其进行维修。本文基于对新能源汽车故障因素分析,探讨该类汽车的维修技术的类型,希望为相关人员故障维修提供经验。     

汽车绿色技术“武装到了牙齿”

提到节能减排,很多人会立即联想到混合动力及电力驱动等新能源技术.专家表示,在未来相当长的一段时间内,传统的内燃机仍将是汽车动力的主流,而且其还有很大的节能减排潜力可挖.除了采用更高效的燃油喷射电子控制技术外,发动机的散热也可输入智能控制,“武装到牙齿”的先进电子控制技术无疑能让内燃机”绿色”更浓.为了让发动机的燃烧保持在适当的温度,就必须为其排除多余的热量,这便是发动机散热风扇的主要使命.对于重载的柴油机商用车而言,迫于排放法规的不断加严,需要为发动机增加废气再循环(EGR)或多级涡轮增压器等附加系统,也因此增加了发动机冷却系统的散热负荷.以商用车排放标准从欧Ⅳ升级至欧Ⅵ为例,发动机的冷却能力可能会增加15％～40％,如果不革新散热风扇驱动系统,那么散热器的体积可能需要增大20％以上,进而增加了在原本紧凑的发动机舱内布置散热器的难度.     

军用汽车混合电力驱动系统复合能源控制策略

电池技术是制约军用汽车混合电力驱动技术发展的关键因素之一.目前,广泛使用的各种单一储能源都难以满足军用汽车对能量和峰值功率的双重要求.采用复合能源结构,将高比功率能源与高比能量能源复合使用,能在现有的技术条件下,大大提高军用汽车能源系统的性能.为了充分发挥多种能源的优势,必须对复合能源功率分配进行合理控制.目前复合能源控制主要有加权法和滤波法,这两种方法各有侧重点,没有同时兼顾复合能源与发动机的特性.针对镍氢电池与超级电容的自身特性,提出一种加权控制和滤波器控制相结合的控制策略,首先细分复合能源控制模式,明确各个模式的切换条件,然后在具体的工作模式下采用滤波器控制,对复合能源输出功率进行分配.仿真分析和试验结果表明,超级电容起到了功率缓冲的作用,使得镍氢电池充放电过程得到了优化,避免了深充深放,复合能源的峰值功率大大提高.     

Evaluation strategy of regenerative braking energy for supercapacitor vehicle

In order to improve the efficiency of energy conversion and increase the driving range of electric vehicles, the regenerative energy captured during braking process is stored in the energy storage devices and then will be re-used. Due to the high power density of supercapacitors, they are employed to withstand high current in the short time and essentially capture more regenerative energy. The measuring methods for regenerative energy should be investigated to estimate the energy conversion efficiency and performance of electric vehicles. Based on the analysis of the regenerative braking energy system of a supercapacitor vehicle, an evaluation system for energy recovery in the braking process is established using USB portable data-acquisition devices. Experiments under various braking conditions are carried out. The results verify the higher efficiency of energy regeneration system using supercapacitors and the effectiveness of the proposed measurement method. It is also demonstrated that the maximum regenerative energy conversion efficiency can reach to 88%.     

STEADY-STATE AND IDLE OPTIMIZATION OF INTERNAL COMBUSTION ENGINE CONTROL STRATEGIES FOR HYBRID ELECTRIC VEHICLES

A novel steady-state optimization （SSO） of internal combustion engine （ICE） strategy is proposed to maximize the efficiency of the overall powertrain for hybrid electric vehicles, in which the ICE efficiency, the efficiencies of the electric motor （EM） and the energy storage device are all explicitly taken into account. In addition, a novel idle optimization of ICE strategy is implemented to obtain the optimal idle operating point of the ICE and corresponding optimal parking generation power of the EM using the view of the novel SSO of ICE strategy. Simulations results show that potential fuel economy improvement is achieved relative to the conventional one which only optimized the ICE efficiency by the novel SSO of ICE strategy, and fuel consumption per voltage increment decreases a lot during the parking charge by the novel idle optimization of ICE strategy.