油电混合动力挖掘机的关键技术研究

面对全球性的能源危机和环境污染,量大面广的挖掘机亟须在技术上寻求新的解决方案。油电混合动力技术采用发动机和电机复合驱动来改善发动机燃油经济性并可进行能量回收,是公认的节能减排最佳方案之一,已在车辆领域取得了卓有成效的进展。由于挖掘机与车辆在负载工况、能量回收途径、储能装置、操作性及可靠性等方面存在显著差异,须对挖掘机的混合动力技术开展专项研究。概述国内外、特别是浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室在动力复合模式与参数优化、动力系统控制、电动回转及制动能量回收、动臂势能回收及能量回收电机等油电混合动力挖掘机关键技术方面的解决方案及研究成果,并在研制的20 t混合动力挖掘机综合试验样机上得到充分验证。这些研究成果对油电混合动力技术在其他工程机械上的应用推广也具有重要意义。     

增程式油电混合动力叉车方案设计

随着叉车的广泛应用,人们越来越重视叉车的经济效益与其带来的环境问题,因此,传统叉车存在的问题也越来越引起人们的注意。虽然蓄电池叉车与内燃叉车相比具有节能、零污染、无噪声等优点,但同时也存在诸如电池电量限制蓄电池叉车工作时间和行驶距离等问题。增程式油电混合动力系统就是针对传统蓄电池叉车的缺点而提出的改进方案。文中主要研究增程式混合动力系统在蓄电池叉车上的应用。     

叉车混合动力系统研究

为节约能源,在分析叉车动力系统能量的消耗后,提出了结合燃料电池、蓄电池和超级电容混合动力的电动叉车驱动系统方案。详述了该混合动力系统的工作原理,并分析了该方案的工作模式。针对叉车举升系统与频繁制动的工况,总结出了关于重物势能回收与制动系统机械能再生利用的混合动力系统节能方案。     

混合动力叉车前向建模与仿真研究

介绍后向建模和前向建模的思想,根据前向建模思想,建立基于Matlab/Simulink平台的并联式混合动力叉车前向仿真模型,详细阐述驾驶员模型、VCU模型、发动机模型、电机模型、蓄电池模型、工作装置模型和整车动力学模型。并以某并联式混合动力叉车的参数为基准,在某一实测工况下进行仿真。结果表明,前向建模思想是合理有效的,所建立的模型是正确的,叉车在行驶和工作过程中能够根据控制策略实现控制功能,与同吨位内燃叉车相比,降低了油耗,达到了节能的目的。     

便携式无人测量船混合动力系统设计

为了解决目前市场上蓄电池动力无人船续航能力不足和柴油机动力无人船易造成空气污染的缺点,设计了便携式无人测量船的油电混合动力系统,并进行了选型设计。该混合动力系统采用串联式,负载大时由柴油发电机驱动,负载小时由蓄电池驱动,并通过仿真验证了系统的驱动功能。最后进行了水池实船验证,验证了混合动力系统的续航能力和节能减排的效果。通过仿真和实验验证可知,设计的混合动力系统无人船运行平稳,续航能力强,节能效果明显。     

一种新型混合动力城市客车的开发

针对城市公交客车的实际运行工况需要,开发出一种新型混合动力总成装置,用于混合动力城市公交客车。混合动力总成具有高低速双电机模式,能充分发挥串联式和并联式优点。混合动力客车具有纯电、混联、驻车发电和电网充电4种工作模式,使发动机、发电机、电机等部件更优化地匹配工作,在结构上保证了在复杂的工况下系统工作在最优状态,达到更高的节能和减排目标。     

基于超级电容的并联式混合动力车转矩控制

针对并联式混合动力车动力系统中发动机和电驱动系统之间存在的能量分配和转矩协调问题,以发动机高效率工作为目的,建立了混合动力车前向式动力系统模型,以发动机稳态特性图和超级电容的SOC值为主要依据,设计了发动机和电动机间的转矩分配控制策略,仿真结果表明所建立的系统模型和协调转矩控制策略能够实时动态的控制发动机和电机的转矩分配,可有效的控制混合动力系统在高效区工作,既满足了系统对动力性的需求,又优化提高燃油经济性.     

倾转旋翼无人机混合动力系统的建模与仿真研究

为了分析油电混合动力系统的工作性能,以燃气涡轮发动机为基础,建立倾转旋翼无人机的油电混合动力系统模型。根据倾转旋翼无人机的工作特点,给出油电混合动力系统的功率配置方案,计算分析混合动力系统在倾转旋翼无人机典型飞行任务剖面下的工作性能,为后续研究倾转旋翼无人机的动力系统奠定基础。     

基于AMESim的混合动力挖掘机动力匹配研究

探索了并联混合动力液压挖掘机的匹配方法,设计了一套基于某中型液压挖掘机的并联混合动力系统方案和一种基于分工况的综合控制策略。利用AMESim软件对发动机、电池组、液压系统和工作装置分别进行了建模和分析,最终建立了整个系统的仿真模型并对不同工况进行了仿真分析。仿真结果表明:该动力匹配方案和控制策略能够稳定发动机的工作点,可以对电池组进行有效管理和保护,获得较好的动力性指标和节能指标。     

基于MATLAB/Simulink的船舶混合动力系统能量管理策略研究

节能减排对于减少船舶运输成本具有重要意义,本文针对串联式船舶混合动力系统能量利用率低的问题,以混合动力船舶节能减排为目的,基于MATLAB/Simulink搭建了混合动力船舶的能量管理的控制策略模型。     

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.     

混合动力工程机械关键技术探讨

为了使工程机械取得更好的节能减排效果,通过对工程机械混合动力技术发展现状进行分析,并探讨了工程机械混合动力系统的关键技术,得出动力参数的匹配、能量的回收与控制及系统和关键元件的可靠性是影响混合动力系统性能的关键。     

串联式混合动力推土机控制策略的优化

根据推土机的结构和工况提出了串联式混合动力系统的设计方案,通过仿真平台对串联式混合动力推土机动力系统的能量管理策略和不同工作模式间相互切换的条件进行了研究及分析,应用模糊逻辑技术,构建模糊推理器,对控制策略进行了模糊优化,使系统的工况稳定性和效率得到了提高.计算结果表明:控制策略优化后,混合动力推土机的发动机工况点在高效区的比例增加了16.38%,燃油经济性提高了6.2%左右,效果显著.     

蓄电池混合动力系统在大型工程车辆上应用的分析

混合动力系统在汽车领域不断推广，其低能耗、低排放的特性不断受到用户的欢迎。对于大型工程车辆，是否可以采用混合动力方案呢？本文以港口大型集装箱起重机为例，探索大功率工程起重机采用混合动力系统的应用前景。通过对混合动力系统的原理、节能效果、储能元件的寿命和设备投入费用等的分析，以及运行中的百余套蓄电池混合动力的使用情况介绍。给工程车辆节能减排提供一种新的节能方案。     

ISG型混合动力系统滑动轴承液体动力润滑性能探讨

建立了包括滑动轴承、机电耦合轴和发动机缸体在内的混合动力系统轴系数学模型,依此模型对混合动力系统轴承液体动力润滑性能进行分析,分别计算了一个工作周期内不同混合动力工况和不同电机功率情况下滑动轴承的偏心率和油膜压力.计算结果的分析表明,混合动力工况改变和电机功率的增大不会明显影响混合动力系统轴承的偏心率和油膜压力;根据机电耦合轴电机端轴承的油膜压力和偏心率可以优化电机轴承以及电机的选型和设计.     

轮胎式起重机串联式混合动力系统研究

起重机提升的货物在下降时为防止自由落体通常使用能耗制动系统消耗大量的机械势能,造成能量的大量耗废。如何将大量耗废的能量进行回收再利用是起重机节能领域研究的热点问题。提出了基于势能回收再利用的轮胎式起重机的油电混合动力系统节能方案,采用简单可靠的串联式混合动力结构,选用超级电容作为储能装置,并描述了该起重机混合动力系统的工作原理。     

混合动力汽车发动机匹配的研究

混合动力汽车是电动汽车中最具市场化前景的车型,发动机匹配是混合动力汽车设计中最重要的内容之一。从发动机选型和发动机功率计算两个方面讨论了混合动力汽车发动机匹配的相关问题,认为混合动力汽车的发动机应在传统发动机的基础上进行改进,才能更大地发挥混合动力汽车的优势。混合动力汽车发动机功率的计算以路面负载和循环工况计算为基础,但需要考虑不同混合动力系统的结构和控制策略。     

混联式混合动力电动汽车动力系统能量控制策略瞬时优化方法

综合考虑发动机、发电机和电动机效率,提出了混联式混合动力电动汽车动力系统能量控制策略的瞬时优化方法。运用ADVISOR软件建立了混联式混合动力电动汽车动力系统能量控制策略瞬时优化控制器。在行驶工况条件下,对发动机、电动机和发电机功率进行了基于能量利用率的瞬时优化仿真分配。仿真结果表明,与ADVISOR的控制策略相比,能按行驶工况有效地调节混合动力电动汽车各动力的分配,使之具有较高能量利用率。     

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.     

气动-内燃混合动力系统的电液可变气门研究

针对气动-内燃混合动力在不同工作模式下顺利切换的关键问题,开展了电液驱动全可变气门开发研究.介绍了气动-内燃混合动力的不同工作模式,基于热力循环,分析了3种关键工作模式下的可变气门控制策略.以低速工况下混合动力系统气动模式为例,设计开发了无复位弹簧电液全可变气门原型样机,利用高速开关电磁阀控制可变气门液压油路通断,并基于NI-CompactRIO平台开发了可变气门控制系统,最后对电液气门进行了初步的试验分析.研究结果表明,电液全可变气门存在一定的响应延时,通过控制进油时间和保持时间,可以实现气门升程和正时的调整,满足气动模式常用转速范围工作要求.