靜液傳動混合動力輪邊驅動車輛節(jié)能與控制特性研究.pdf

1、隨著世界范圍內工業(yè)生產及交通運輸行業(yè)的迅速發(fā)展，能源短缺和環(huán)境污染問題日益嚴重。在新型清潔能源技術尚未取得重大突破之前，采用混合動力技術是緩解能源危機和環(huán)境惡化的有效途徑。利用液壓泵/馬達可以工作在四象限的特點，靜液傳動混合動力系統(tǒng)能夠回收系統(tǒng)制動時的動能，將其存儲起來以實現(xiàn)再次利用；并且靜液傳動混合動力系統(tǒng)儲能元件與主動力源的配合使用，便于實現(xiàn)主動力源工作點的優(yōu)化控制。因此，靜液傳動混合動力系統(tǒng)能夠提高系統(tǒng)對于能源的利用效率，減少由于

2、效率低下造成的環(huán)境污染。利用靜液傳動恒壓系統(tǒng)中并聯(lián)的驅動元件能夠相對獨立運行這一特性，將靜液傳動混合動力系統(tǒng)應用于混合動力輪邊驅動車輛中。靜液傳動混合動力輪邊驅動車輛能夠提高燃油經濟性、減少尾氣排放。其車體布局更加靈活合理，環(huán)境適應性增強。其控制方式更加靈活，并能加強對地面附著條件的利用效率，提高車輛操控穩(wěn)定性。本文以靜液傳動混合動力輪邊驅動車輛的節(jié)能和控制特性為主要內容，對相關關鍵技術進行了全面深入的研究。
　　在查閱大量國內外

3、相關文獻報道的基礎上，從能量轉化、環(huán)保效果和安全穩(wěn)定性等方面，對現(xiàn)有混合動力技術方案進行對比，分析靜液傳動混合動力技術的特點及優(yōu)勢；綜述了國內外靜液傳動混合動力車輛的研究現(xiàn)狀，對靜液傳動混合動力車輛的配置方式進行比較，分析不同配置方式的適用性，并選擇輪邊驅動配置形式作為本文的研究方向，總結其主要的關鍵技術并確定本文的研究內容。
　　對靜液傳動混合動力輪邊驅動車輛的工作原理進行分析，提出了新型的靜液傳動混合動力輪邊驅動車輛模型，并建

4、立相應的數(shù)學模型及仿真模型，推導車輛系統(tǒng)模型與模擬實驗臺系統(tǒng)模型的參數(shù)對應關系。
　　在對影響靜液傳動混合動力車輛節(jié)能效果的主要因素進行分析的基礎上，對靜液傳動混合動力輪邊驅動車輛驅動系統(tǒng)的主要元件規(guī)格及系統(tǒng)工作參數(shù)進行優(yōu)化匹配。針對優(yōu)化匹配中存在的設計變量與其約束條件存在復雜函數(shù)關系或非函數(shù)關系的情況，提出基于規(guī)則知識庫的自適應模擬退火遺傳算法。為驗證經過優(yōu)化匹配后的車輛在節(jié)能特性、動力性能等方面較傳統(tǒng)車輛的改進，對不同優(yōu)化重點

5、的優(yōu)化結果進行仿真研究。根據優(yōu)化結果，對特定工況下的靜液傳動混合動力車輛模型進行修正。
　　根據輪邊驅動車輛的特點，制定基于后向模型和準前向模型的靜液傳動混合動力輪邊驅動車輛制動控制策略；在基于后向模型的策略中主要考慮車輛節(jié)能效果，而在基于準前向模型的策略中重點關注駕乘人員的舒適和安全性，其次考慮節(jié)能效果。根據仿真結果對制動初始速度和制動強度對能量回收率的影響進行分析。
　　分析“恒溫器+功率跟隨”方式的發(fā)動機功率管理策略的

6、不足，針對靜液傳動混合動力輪邊驅動車輛的傳動系特點，提出基于隨機動態(tài)規(guī)劃方法的發(fā)動機功率管理策略。該策略能夠合理的調整發(fā)動機工作點，有效提高發(fā)動機燃油經濟性。仿真研究驗證了該策略對降低發(fā)動機燃油消耗率，減少 NOx和煙塵排放量的效果。
　　根據實際車輛控制特點，對靜液傳動混合動力車輛驅動輪進行轉速控制。針對混合動力車輛驅動系統(tǒng)參數(shù)大范圍攝動等特點，采用模糊預測控制器，能夠有效提高轉速控制系統(tǒng)對于系統(tǒng)參數(shù)攝動的魯棒性。為提高車輛操控