叉车混合动力系统设计及控制策略研究

发布时间：2017-09-30 19:24

  本文关键词：叉车混合动力系统设计及控制策略研究

  更多相关文章： 叉车 混合动力 能量回收 参数匹配 控制策略

【摘要】：近年来,随着叉车市场的繁荣发展,叉车所面临的节能减排压力也曰益严峻,混合动力技术可实现能量流的多样化,具有低排放、低能耗的优点,因此,采用混合动力技术对叉车进行节能研究具有非常重要的意义。论文针对混合动力叉车的研究,主要开展如下工作： 在分析现有混合动力系统结构、动力耦合装置以及能量回收系统的基础上结合叉车工况特点设计了一种叉车混合动力驱动及能量回收系统,结合叉车工况特点,以满足叉车工作动力性需求为目标,完成了发动机、电机、超级电容等主要元器件的参数设计。 建立了叉车混合动力系统的数学模型,并基于AMEsim软件建立叉车混合动力系统的仿真模型,验证本文提出的叉车混合动力系统的有效性与可行性,在此基础上提出了混合动力叉车整机控制策略,仿真结果表明该控制策略可有效降低油耗20.8%,为进一步优化叉车混合动力系统,提出了以动力系统效率为优化目标函数,以满足系统动力性要求和最小装机功率为约束条件函数的基于遗传算法的参数优化方法,并在混合动力叉车仿真模型上进行优化结果分析,结果表明优化后可进一步提高效率降低油耗。 最后,对叉车在测试作业中进行数据采集,将实验样机数据与仿真数据进行对比,验证模型的准确性；对叉车势能回收系统进行试验研究,分析了系统中能量损失以及势能回收效率,结果表明,在测试循环工况下,势能回收系统具有34.6%的能量回收效率,占整个叉车测试循环所需能量的16.08%,是混合动力叉车提高整机燃油经济性的主要因素。 经过以上研究工作,表明本文所设计的混合动力叉车与传统混合动力叉车相比具有显著的节能效果,为混合动力叉车样机的开发提供理论指导和借鉴。
【关键词】：叉车 混合动力 能量回收 参数匹配 控制策略
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH242
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 课题背景及选题意义10-11
• 1.2 普通叉车节能研究现状11-14
• 1.2.1 内燃叉车节能技术11-12
• 1.2.2 电动叉车节能技术12-14
• 1.3 混合动力技术研究现状14-18
• 1.3.1 混合动力技术在汽车领域的研究现状14
• 1.3.2 混合动力技术在工程机械领域的研究现状14-15
• 1.3.3 混合动力技术在叉车领域的研究现状15-18
• 1.4 课题的提出与本文研究的主要内容18-20
• 1.4.1 课题提出18
• 1.4.2 论文主要研究内容18-20
• 2 叉车混合动力系统分析与设计20-37
• 2.1 传统平衡重式叉车的结构组成及工况特点20-22
• 2.1.1 叉车的结构组成20
• 2.1.2 叉车的工况分析20-22
• 2.2 叉车混合动力系统总体方案设计22-29
• 2.2.1 驱动系统机构分析22-24
• 2.2.2 动力耦合机构分析24-26
• 2.2.3 能量回收系统分析26-28
• 2.2.4 混合动力叉车系统方案28-29
• 2.3 动力元件的选型和参数范围确定29-36
• 2.3.1 发动机29-31
• 2.3.2 ISG电机31-34
• 2.3.3 行走电机34-35
• 2.3.4 储能装置35-36
• 2.4 本章小结36-37
• 3 混合动力叉车系统建模37-51
• 3.1 发动机建模37-41
• 3.1.1 发动机外特性模型37-38
• 3.1.2. 发动机调速特性模型38-39
• 3.1.3. 万有特性模型39-41
• 3.2 电机模型41-45
• 3.3 超级电容45-47
• 3.4 叉车行走受力分析及建模47-49
• 3.5 叉车混合动力系统仿真模型49-50
• 3.6 本章小结50-51
• 4 混合动力叉车系统控制策略研究51-59
• 4.1 控制目标51
• 4.2 混合动力叉车整车控制策略51-55
• 4.2.1 控制策略结构51-52
• 4.2.2 控制规则52-55
• 4.3 控制策略仿真分析55-58
• 4.4 本章小结58-59
• 5 元件参数优化研究59-66
• 5.1 参数优化的目标与条件59-60
• 5.1.1 参数优化的目标59
• 5.1.2 参数优化的假设条件59-60
• 5.1.3 约束条件60
• 5.2 基于遗传算法的参数优化方法60-64
• 5.3 参数优化结果分析64-65
• 5.4 本章小结65-66
• 6 混合动力叉车系统的实验66-74
• 6.1 实验平台原始数据测试66-69
• 6.1.1 实验目的和内容66
• 6.1.2 实验设备与仪器66-67
• 6.1.3 实验方案67-68
• 6.1.4 实验结果和分析68-69
• 6.2 势能回收系统实验研究69-73
• 6.2.1 实验原理69-70
• 6.2.2 实验方法70
• 6.2.3 实验结果70-73
• 6.3 本章小结73-74
• 7 总结和展望74-76
• 7.1 全文总结74-75
• 7.2 工作展望75-76
• 参考文献76-80
• 附录1 AMEsim模型仿真模型主要参数列表80-82
• 附录2 控制器算法程序82-84
• 攻读硕士学位期间的主要研究成果84-85
• 致谢85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 刘旭东;范青武;段建民;周大森;;基于混合自适应遗传算法HEV系统参数的优化[J];北京工业大学学报;2009年07期

2 颜超;连志伟;;基于遗传算法的串联混合动力汽车参数优化[J];北京汽车;2008年04期

3 陈永超;;电动叉车发展方向[J];叉车技术;1999年04期

4 刘化博;房生贤;;混合动力技术是叉车发展的方向[J];叉车技术;2011年03期

5 刘良臣;;混合动力工程机械的现状及展望[J];工程机械与维修;2010年01期

6 李春林;孙骏;;混合动力叉车研究现状与未来前景[J];装备制造技术;2012年06期

7 张硕;张承宁;王志福;;电动汽车多动力耦合系统结构与分析[J];大功率变流技术;2012年05期

8 俞剑波;何仁;;混合动力电动汽车混合制动技术分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2013年04期

9 吴艳苹;刘旭东;段建民;;基于混合遗传算法的混合动力汽车优化设计研究[J];机械设计与制造;2008年09期

10 张昕;宋建峰;田毅;张欣;;基于多目标遗传算法的混合动力电动汽车控制策略优化[J];机械工程学报;2009年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 肖清;液压挖掘机混合动力系统的控制策略与参数匹配研究[D];浙江大学;2008年

，

本文编号：949972