纯电驱动工程机械动力总成控制策略研究

发布时间：2020-06-25 07:52

【摘要】：纯电驱动是工程机械实现零排放、无污染的最终驱动方式。当前,纯电驱动工程机械多采用电机替代发动机,仅简单地模拟发动机的功能,虽取得一定的节能减排效果,但并未真正发挥电机的优良调速性能和强过载能力,且动力总成的控制策略并未与液压系统的工作特点相结合,整机的节能性、操控性、动力性和安全性都有待提高。为了充分发挥纯电驱动工程机械高效节能环保的优势,有必要探寻适用于工程机械复杂工况的动力总成结构方案及其控制策略,对纯电驱动工程机械的推广具有重要意义。论文以一台8吨液压挖掘机为研究对象,通过分析其负载特性和工况特点,提出了一种以锂电池作为储能单元,采用永磁同步电机驱动内啮合齿轮泵的动力总成结构方案;为实现动力总成与液压系统相互融合,设计了一种基于变转速控制的定量泵负载敏感系统;构建了基于变转速控制的定量泵负载敏感系统的数学模型,并分析了系统的稳定性;以整机的续航能力和动力性能为要求,提出了一种动力总成参数匹配方法;提出了变压差控制策略,在低速小流量场合,通过减小系统压差来提高系统节能性,在高速大流量场合,通过增大系统压差来提高系统的操控性;提出了分段恒功率控制策略,根据动力电池组的放电特性和电机驱动系统运行状态,设置不同最大功率点,保证动力系统安全稳定运行的前提下提高动力性能;通过创建AMESim模型,验证了变压差控制和分段恒功率控制的可行性。根据系统的原理和元件参数设置,搭建了新型纯电驱动挖掘机动力总成及液压系统试验平台,结合挖掘机不同工况下的压力流量特性,对基于变转速控制的定量泵负载系统的节能性、操控性、动力性和安全性进行研究,试验验证了变压差控制和分段恒功率控制的可行性。与传统纯电驱动挖掘机负载敏感系统对比,新型纯电驱动挖掘机基于变转速控制的负载敏感系统的节能性和操控性更加优越。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU60
【图文】：

传统柴油发动机工程机械能量流图

蓝力电动移动供电型挖掘机

【参考文献】

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本文编号：2729078