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并联式混合动力拖拉机能量管理策略研究

王春光  
【摘要】:传统燃油拖拉机工作环境复杂多变,发动机工作状态不理想,使得拖拉机燃油经济性和排放比较差,同时随着资源日益短缺、环境污染严重,混合动力技术在拖拉机上的应用也成了解决这些问题的有效途径。混合动力拖拉机包括电力驱动系统和传统驱动系统,以不同能量转换装置作为动力源,驱动机组进行农业生产作业。在混合动力系统配置、选型一定的情况下,混合动力拖拉机的性能主要由混合动力系统的控制策略决定的,而能量管理控制策略是控制策略的重点。能量管理策略是依照驾驶员意图和拖拉机行驶工况,将拖拉机需求转矩进行协调与合理分配来获得良好的油耗和排放。制定能量管理策略还要兼顾各部件的可靠性、电池寿命以及成本等因素且拖拉机机组中很多参数存在着耦合作用,给控制策略的制定带来一定的难度,因此对混合动力拖拉机能量管理策略进行研究具有重要的理论意义和实用价值。 在对拖拉机动力学特性分析的基础上,对车辆仿真软件ADVISOR2003进行二次开发,建立混合动力拖拉机四驱结构控制模型,以及发动机、电机、蓄电池等拖拉机部件结构模型。对并联式混合动力系统的能量管理策略进行研究,制定并联式混合动力拖拉机模糊控制策略,将拖拉机整体需求转矩合理地分配给发动机和电机,使发动机工作在最佳燃油经济区域,以得到良好的经济性和排放性。基于Matlab/simulink建立模糊逻辑能量管理策略仿真模型,将其导入ADVISOR2003中,在运输工况下,对模糊控制策略进行仿真分析。对比分析电力辅助控制策略下拖拉机的燃油量、SOC变化和发动机工作点,仿真结果验证了模糊控制策略的正确性,表明模糊控制策略具有良好的鲁棒性,为模糊控制在混合动力拖拉机实车中的应用提供了理论基础。


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