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液压节能汽车制动能量回收及动态调节控制策略的研究

赵金祥  
【摘要】: 液压节能技术是节能环保汽车技术的重要组成部分之一,在提高车辆的燃油性、减少污染物排放等方面已经得到越来越广泛的应用。液压节能汽车充分利用液压元件功率密度大、可靠性高等优点构建了以液压蓄能器、液压泵/马达为核心的能量回收单元,能够回收车辆制动过程中的惯性能量,并在车辆起动及加速过程释放能量以满足系统间歇性、大功率的要求。液压节能汽车的制动系统由能量回收制动单元和机械制动单元组成。制动能量回收控制策略可对上述两个单元进行多种效率优化的工作模式组合,在满足车辆制动系统制动效能以及平顺性的前提下,保证整车尽可能多的回收制动能量,提高车辆的燃油经济性。 本论文的研究工作是以吉林省科技厅基金项目“液压二次调节技术在汽车节能中的应用研究”以及校企合作项目“基于液压节能技术的混凝土式搅拌运输车研制”为背景,主要针对液压节能汽车的制动能量回收策略以及制动系统动态调节策略进行研究。制动能量回收策略包括前后轮转矩分配策略、复合制动转矩分配策略以及制动强度的动态调整,旨在依据车辆制动工况的实际需求进行系统各制动单元的转矩分配,提高整车的能量回收率。制动系统动态调节策略旨在利用能量回收单元动态响应快、控制精度高的特点,有效的补偿整车制动转矩的缺失,抑制工况切换点附近制动转矩变化的震荡,提高整车的制动效率及车辆行驶的平顺性。液压节能汽车动力学模型的建立是进行系统元件选择问题以及控制策略研究的良好方法,本文建立了液压节能汽车的整车仿真模型并针对元件的优化匹配、控制策略的修正以及控制器的设计等问题进行了仿真分析。 为了验证控制策略以及仿真分析的正确性、有效性,本文还建立了液压节能汽车的模拟试验台,并针对制动控制策略以及不同工况下整车的能量率进行了试验研究。试验结果表明液压节能汽车技术依据适当的控制策略可以高效的回收系统的制动能量,在中、重型车辆的节能环保技术应用方面具有重要的理论意义和实际应用价值。


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