混合动力推土机再生制动能量回收控制策略研究

发布时间：2020-11-13 13:29

　　 随着人们对环境和能源问题重视程度的日益增高,工程机械行业对节能减排技术的要求也随之提高。混合动力推土机作为常见的高排放、高油耗施工车辆便是其中的代表。为了进一步节能减排,对推土机的再生制动能量进行回收成为可行的关键技术之一。根据混合动力推土机的行驶作业特性,在车辆制动时通过对机械摩擦制动力和电机再生制动力的合理分配就可以实现对推土机制动能量的回收,因此不同得制动力分配策略将直接影响再生制动能量的回收效果。本文以串联式混合动力推推机为研究对象,对推土机的制动过程进行了认真分析,在对几种比较常见的制动力分配策略进行研究后,取得了以下成果:(1)通过对混合动力推土机部件组成的分析,建立了混合动力推土机再生制动能量回收系统结构形式,并对不同制动能量回收模式进行分析。(2)通过对推土机制动时影响因素的分析,提出了以车速、制动强度和超级电容SOC作为控制变量的再生制动能量回收控制策略。采用理论与数据相结合的方式,使用MATLAB/simulink模块建立了再生制动能量回收系统模型(3)通过对基于确定规则的再生制动能量回收控制策略的分析,确定车速、制动强度和超级电容SOC的门限值并建立基于确定规则的控制策略。经过仿真分析表明,在综合工况下基于确定规则的控制策略可以有效回收19.4%的再生制动能量。(4)结合推土机的工作特性提出基于模糊的再生制动能量回收控制策略,根据实际经验设计模糊控制器输入、输出以及模糊规则,并建立完整的控制策略。通过仿真分析表明,在综合工况下基于模糊的控制策略可以有效回收24%的再生制动能量。(5)将基于模糊和基于确定规则的控制策略进行仿真分析对比表明,基于模糊的再生制动控制策略可以更好的对再生制动力和机械制动力进行动态分配,在制动安全性能相当的情况下可以更加有效的对制动能量进行回收,显著提高了再生制动能量回收率。
【学位单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TU623.5
【部分图文】：

第一章 绪论大的发展，在实车应用方面也得到一定推广。而国积累不足，虽然混合动力技术在汽车行业已有所发成熟应用。量回收技术发展现状厂商自 2003 年开始混合动力工程机械的研究，并为基础对制动能量回收技术进行研究。图尔勒公司推出了 L-1150 混合动力装载机。其发动安装使用开关磁阻电机之后可以有效回收再生制载机如图 1.1 所示。

L-1150 混合动力装载机如图 1.1 所示。图 1.1 勒图尔勒 L-1150 混合动力装载机2011 年，日本川崎公司展出了 65ZHybrid 混合动力装载机，该装载机为了减小能量损失取消了液力变矩器，并研发了全新的 HYTCs 系统。HYTCs 系统不仅可以将作业时浪费的能量进行收集，并对装载机的再生制动能量进行回收。基于以上领先技术，川崎 65ZHybrid 混合动力装载机可以节油 35%左右。川崎 65ZHybrid 混合动力装载机及其结构如图 1.2 所示。

图 1.3 日立 ZW220HYB-5B 装载机及其结构示意图2017 年，沃尔沃建筑设备公司发布了其 LX1 混合动力装载机原型机的现场测试结果。LX1 拥有制动能量回收系统，可以对车辆制动能量进行回收利用而不是将其消散在空气中。根据自 2016 年底以来 LX1 数百小时实际工作数据，结果显示燃油效率平均分别提高了 50％和 45％左右，超过了项目设定的 35％燃油效率目标。沃尔沃 LX1 混合动力装载机原型机如图 1.4 所示。
【参考文献】

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本文编号：2882245