油电混合动力叉车系统若干控制问题研究

摘要

在工程车辆中应用混合动力技术是未来发展的一种趋势,叉车也不例外。传统内燃叉车在复杂工况下,内燃机工作点不稳定使得燃油燃烧不充分,影响其工作效率,造成尾气污染严重等问题。而混合动力叉车通过电动机能量补偿,与发动机共同为叉车提供转矩,解决了以上不足。与此同时,混合动力叉车还能通过电机回收货物下降时的重力势能、减速时的制动能量等,这使得能量利用率进一步提高。混合动力叉车的设计要求是在满足传统叉车功能的基础上,通过重新匹配叉车动力系统并制定一套合理的控制策略,使动力系统各组件处于高效率的工作状态,以实现节能减排,能量循环使用的效果。
　　本文是广西汽车零部件与整车技术重点实验室开放课题“插电式混合动力公交车能量优化调度研究”(编号:2013KFMS03)和“小型电动汽车永磁同步电机驱动系统的研究”(编号:2012KFMS10)的子课题,以混合动力叉车为研究对象,做了如下工作:
　　第一,论文对混合动力工程机械发展的背景与意义做了简单的介绍,分析了国内外相关方面的现状与今后的发展趋势,分析了混合动力叉车系统四大核心问题及其关键点与难点。
　　第二,在全面分析叉车运行工况的基础上,提出了叉车运行简化工况和运行特点。然后综合分析并比较了混合动力车辆各种构型特点,给出了单轴并联式叉车混合动力构型方案。
　　第三,给出了混合动力中重要的电源转换装置,分析了DC-DC、DC-AC、AC-DC三种拓扑电路,重点分析研究了 DC-AC电路要实现的同步控制部分,采用基于滞环电流的同步控制方法,在MATLAB中建模仿真结果表明实现了同步。
　　第四,介绍了混合动力系统常用的控制策略。在此基础上,结合叉车系统实际,给出了混合动力的双模糊控制方法。然后在 Simulink/Advisor中建立了叉车混合动力系统控制策略模型。通过将所建控制策略模型导入动力系统模型后进行仿真,并对电辅助控制与双模糊控制在动力性能、经济性能方面进行分析、比较仿真结果表明,本文所采用的混合动力叉车双模糊控制策略与传统的电辅助控制策略相比更佳,且有明显的节能效果。

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第1章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2混合动力工程机械国内外发展现状与趋势

1.3混合动力叉车系统的核心问题

1.4本文研究的主要内容与意义

第2章 混合动力叉车原理与动力系统分析

2.1混合动力叉车原理与运行工况分析

2.2混合动力叉车系统分类

2.3混合动力叉车动力系统构型设计

2.4本章小结

第3章 混合动力叉车逆变电路研究与仿真分析

3.1逆变电路实现同步控制原理

3.2 DC-DC转换器

3.3 AC-DC转换器

3.4 DC-AC转换器

3.5 锁相环技术

3.6 基于滞环比较法的同步控制策略

3.7 本章小结

第4章 混合动力叉车能量管理控制策略研究与仿真分析

4.1混合动力车辆常用能量控制策略

4.2基于模糊智能控制算法的能量控制研究

4.3混合动力叉车控制策略建模

4.4本章小结

第5章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

攻读学位期间的研究成果及发表的学术论文