履帶車輛雙電機(jī)耦合驅(qū)動系統(tǒng)效率與能量管理技術(shù)研究.pdf

1、現(xiàn)代履帶車輛已成為陸軍的機(jī)動作戰(zhàn)平臺，是高性能、高緊湊、高功率的綜合裝置。隨著高新技術(shù)在軍事工業(yè)上的應(yīng)用發(fā)展，以及未來戰(zhàn)爭特點的變化，履帶車輛機(jī)電復(fù)合傳動技術(shù)成為各國競相研發(fā)的熱點。本文以一種履帶車輛新型雙電機(jī)功率耦合驅(qū)動系統(tǒng)為研究對象，重點分析該新型傳動系統(tǒng)中的功率耦合機(jī)構(gòu)的運動特性和效率特征，建立了混合動力履帶車輛的整車仿真模型，制定出基于規(guī)則的能量管理策略，全面地分析了各典型工況下的系統(tǒng)效率，以系統(tǒng)效率最優(yōu)為目標(biāo)，針對傳動系統(tǒng)參數(shù)

2、以及控制參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化分析。主要研究如下：
　?、俜治鲂滦凸β蜀詈蠙C(jī)構(gòu)的運動學(xué)和動力學(xué)以及效率特征。利用圖論理論基本回路法建立了功率耦合機(jī)構(gòu)的圖論模型，推導(dǎo)出基本回路中各構(gòu)件的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩關(guān)系式，進(jìn)而推導(dǎo)出功率耦合機(jī)構(gòu)的效率計算公式。研究該機(jī)構(gòu)在不同輸入條件下齒輪、軸承效率以及攪油損失特征，建立起較為精確的雙側(cè)電機(jī)功率耦合機(jī)構(gòu)的效率數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用Matlab/Simulink平臺進(jìn)行仿真計算。
　?、诖罱ɑ旌蟿恿β膸к囕v系統(tǒng)的

3、后向仿真模型，制定功率跟隨式控制策略。對雙電機(jī)耦合驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)鍵部件進(jìn)行數(shù)值建模，建立混合動力履帶車輛系統(tǒng)后向仿真模型，為能量管理策略仿真奠定基礎(chǔ)；根據(jù)履帶車輛行駛工況劃分工作模式，以燃油經(jīng)濟(jì)和低排放為目的，同時要減少動力電池組充放電帶來的能量損失，制定了負(fù)載功率跟隨控制策略。
　　③依據(jù)履帶車輛的行駛特點，分別選取直線和轉(zhuǎn)向行駛工況，分析不同轉(zhuǎn)向半徑下的外力和外力矩以及履帶受到的牽引力或制動力以及兩側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩。根據(jù)功率平衡的原

4、理，區(qū)別于已有的雙電機(jī)獨立驅(qū)動系統(tǒng)，分析了不同轉(zhuǎn)向半徑下雙電機(jī)耦合驅(qū)動系統(tǒng)兩側(cè)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩和功率需求。分析直線行駛和轉(zhuǎn)向行駛工況下系統(tǒng)關(guān)鍵部件的效率，對比各關(guān)鍵部件的工作狀態(tài)和效率特征，同時也為系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化提供依據(jù)。
　?、芤韵到y(tǒng)效率最優(yōu)作為目標(biāo)函數(shù)，以傳動系統(tǒng)參數(shù)和控制參數(shù)作為設(shè)計變量，搭建履帶車輛混合動力傳動系統(tǒng)的優(yōu)化模型。構(gòu)建履帶車輛綜合工況，利用自適應(yīng)遺傳算法對建立的優(yōu)化模型進(jìn)行優(yōu)化。對比分析優(yōu)化前后，功率耦合機(jī)構(gòu)、電機(jī)、動