基于轮毂电机驱动的电动拖拉机总体设计与试验

针对温室大棚、果园、茶园等复杂作业环境及绿色环保作业要求,在完成了基于轮毂电机驱动的电动拖拉机三维设计及样机研制的基础上,进行了整车性能试验及ADVISOR2002仿真。在建立电动拖拉机驱动系统仿真模型的基础上,对软件上自带的前驱特性功能模块进行了二次开发,完成了基于轮毂电机驱动的电动拖拉机后驱特性的性能仿真,得出电动拖拉机0～40km/h的加速时间为6.5s,1.5m/s速度时最大爬坡度为17.8°,在CYC_1050_6PRIUS工况下的总里程为69.9km。对电动拖拉机进行爬坡和牵引试验,得出电动拖拉机以1.5m/s的速度在水平路面行驶时最大牵引力为700N,以1.5m/s的速度坡面行驶时最大爬坡度为11°。在完成仿真分析与试验结果对比分析的基础上,给出了电动拖拉机结构及性能优化设计的建议。     

电动拖拉机驱动系统设计与研究

基于25马力电动拖拉机设计其驱动系统,对电动拖拉机电气系统和机械系统的设计理论和计算方法深入研究,完成了对驱动电机、变速器、动力电池组的参数设计和选型。基于ADVISOR建立了电动拖拉机驱动系统仿真模型,对驱动系统的运输作业和犁耕作业两种工况进行了仿真。研究表明:整车动力性能和续航能力均满足作业需求。动力电池组一次充电后以5km/h进行犁耕作业最长约为6.7h,满足连续工作6h的性能要求,为驱动系统设计仿真出有效的设计参数。     

混合动力拖拉机传动系统设计理论与方法

根据混合动力传动系统原理和拖拉机工作特性和传动特性要求,设计了一种并联式混合动力拖拉机传动系统。在对混合动力拖拉机牵引特性理论分析的基础上,提出了混合动力拖拉机动力性和经济性评价指标及其计算公式。并对其动力传动系统各部件主要参数的设计计算进行了探讨,提出了混合动力拖拉机传动系统的设计理论和计算方法。以某混合动力拖拉机为研究对象,通过计算分析了不同挡位下,发动机分别提供60%和40%负荷时的驱动力和爬坡度,以及混合动力拖拉机犁耕作业稳定工作1 h的等效能耗随发动机和电动机转速的变化关系,并对犁耕作业时的理论计算结果进行了仿真验证。结果表明,各挡驱动力和爬坡度与发动机提供的负荷呈正比,而转速匹配范围随发动机负荷的增大而减小。犁耕作业时,理论计算结果与仿真分析结果的最大误差不超过4%,理论计算结果可靠;且在某一挡位下,等效能耗随发动机和电动机转速的增高而增高。对混合动力拖拉机与同功率燃油拖拉机进行了仿真比较分析,发现混合动力拖拉机在犁耕作业下,最高可节能24%。     

混合动力拖拉机动力耦合装置动力学特性研究

对混合动力拖拉机动力耦合装置动力学特性进行了研究。对其进行了理论分析、仿真研究、试验验证。首先进行静力学、运动学分析;其次计算动能、等效转动惯量、广义力,分析其动力学特性;最后建立动力耦合装置系统的拉格朗日方程。在此基础上利用SimulationX建立了系统的动力学模型,并进行仿真研究。利用自行搭建的混合动力拖拉机试验台,进行试验验证,研究结果表明,该动力耦合装置实现了差速传动,满足了设计要求,为混合动力拖拉机驱动系统的设计提供参考。     

轮毂电机驱动型电动汽车动力系统研究

对轮毂电机驱动型电动汽车的动力系统进行了研究。首先分析了轮毂电机驱动型电动汽车行驶时的受力情况,然后以某型号轮毂电机驱动型电动汽车为样车选取了轮毂电机和蓄电池,采用ADVISOR建立了轮毂电机驱动型电动汽车动力系统模型,并对其进行了仿真分析。仿真结果验证了所选取的轮毂电机及蓄电池均满足设计要求。最后利用自行设计的电动汽车骨架样车进行了实验,验证了仿真的合理性。     

基于ADVISOR的轮毂电机驱动型AGV性能仿真研究

针对目前由普通电机驱动的传统AGV能耗高、动力系统效率低以及续驶里程和续航能力不足等问题,对由轮毂电机为动力系统的AGV进行了性能仿真研究,并根据实际需要为轮毂电机驱动型AGV选取了相应的轮毂电机。利用仿真软件ADVISOR对轮毂电机驱动型AGV的动力系统进行了建模与仿真,对比分析了轮毂电机驱动型AGV与普通电机驱动型AGV在荷电状态SOC、电机和电池效率以及整车能耗等指标上的差别。研究结果表明:相比于普通电机驱动型AGV,轮毂电机驱动型AGV的电机和电池效率更高,续驶里程更长,整车能量消耗节省了15%。     

电动拖拉机双电机耦合驱动系统传动特性研究

针对单电机驱动型式的电动拖拉机难以满足农田作业多工况的问题,提出了一种基于行星齿轮耦合的双电机驱动系统。根据电动拖拉机动力传动系统的结构方案,按多种作业类型对双电机耦合驱动系统的驱动模式进行分析。采用试验数据模型和理论模型相结合的方法,建立电动拖拉机驱动系统关键部件效率模型和整机纵向动力学模型,在此基础上搭建了电动拖拉机控制仿真试验模型。针对不同驱动模式设计了驱动系统综合控制策略,通过仿真试验得到两电机的功率分配规则。在搭建的传动性能试验平台上对双电机耦合驱动系统进行恒定负载试验和牵引性能试验。试验结果表明,两种试验条件下,主、副电机的功率分配比变化范围为1. 07～2. 73,恒定负载试验中,功率分配比为1. 88时系统效率最高,牵引性能试验时,功率分配比为1. 86时系统效率最高。双电机驱动系统能够跟随负载变化按照功率分配规则实现两电机的功率分配,满足作业负载的同时降低了功率损耗。     

强混合动力变速器液压系统设计与动态特性仿真

设计了混合动力汽车强混合动力变速器e-CVT的液压系统。根据混合动力系统工作模式及结构特点确定液压系统方案。液压油泵采用机械驱动和电机驱动两种模式,满足混合动力系统各种工作模式的流量需求。通过理论计算确定了液压阀的主要参数。采用ITISimulationX 软件建立液压系统动态仿真模型,分析了系统流量和压力变化特性。分析结果表明,该液压系统能够满足设计流量和工作压力的要求。     

电动轮汽车起步加速性能联合仿真研究

四轮轮毂电机驱动汽车(简称电动轮汽车)是电动汽车的一个分支,其通过轮毂电机直接驱动车轮,给整车提供动力。虽然电动汽车节能环保,但存在动力性能不佳的情况。因此选用永磁无刷直流电机作为电动轮汽车驱动电机,利用永磁无刷直流电机外特性,分别采用Matlab软件和Carsim软件建立电机模型、模糊PID电机控制模型和整车模型,针对其起步加速性能进行联合仿真研究。仿真试验表明,在高附路面工况,有控制的电动轮汽车较于无控制的能够很好地改善其加速性能,其最高车速提升13%左右;在低附路面,利用模糊PID控制能够很好地解决无控制时产生的抖振问题,最高车速提升了16%左右。     

#br# 新型电动四轮农用车牵引性能研究#br#

针对传统燃油农用车辆在环保、动力等性能方面存在的不足,研制一种新型电动四轮农用车辆,对样机进行牵引性能测试。针对作业和行驶工况,提出后轮电机中央驱动、前轮轮毂电机独立驱动的新型电动四驱动力系统方案,对整机牵引动力学进行分析,并进行牵引性能实车试验和经济性分析。研究表明,新型电动四轮农用车具有较好的牵引性能和经济性：牵引性能方面,后轮驱动的最大牵引力为1 925 N,最大牵引效率为74%;经济性方面,中耕作业单位面积能量消耗降至传统燃油拖拉机的42.4%,单位面积成本费用降至传统燃油拖拉机的80.1%。该机适应温室大棚等设施农业、观光休闲农业等绿色环保的新型农业生产方式快速发展的需要,也为全新电动农业车辆设计提供参考。     

重型卡车轮毂马达液压驱动系统建模与仿真

在传统重型车辆上,增加一套由泵和马达等组成的轮毂马达液压驱动系统,使其由原来的两轮驱动变成四轮驱动,对该系统的结构原理与工作模式进行了分析,研究建立了该系统的动力学理论方程,使用Matlab/Simulink和AMESim软件分别建立系统的机械动力系统和液压系统模型,并进行车辆牵引力及爬坡性能的联合仿真。仿真结果表明:使用液压轮毂驱动系统后,车辆牵引力提高了13.4%,爬坡度提高了14.4%,整车通过性得到明显提高。     

集成电磁悬架的轮毂驱动电动车垂向振动抑制方法研究

针对轮毂电机驱动电动车非簧载质量增大,引起的轮胎接地性和汽车平顺性恶化的问题,提出一种抑制轮毂驱动电动汽车垂向振动负效应的新结构,将电磁悬架集成于此系统,其中轮毂电机通过橡胶衬套与车轮支承轴弹性连接,将轮毂电机用作动力吸振器,抑制车轮垂向振动,提高轮胎接地性。同时,电磁悬架采用直线电机作为作动器,以改善轮毂驱动电动车平顺性。建立了轮毂电机悬置的电磁悬架动力学模型,通过仿真分析了各质量系之间的传递特性和各性能指标(车身加速度、轮胎动载荷)。研究结果表明,采用轮毂电机悬置的悬架系统在频域内能够有效抑制车轮型共振峰,并使车轮型共振频率避免落在人体最敏感区段4~12.5 Hz;在此基础上比较了电磁悬架系统与传统悬架,电磁悬架系统车身加速度降低23.1%,轮胎动载荷下降16.6%,改善了轮毂电机驱动电动车的平顺性和轮胎接地性。最后,在单通道台架上进行了试验,验证了悬置式结构和天棚控制策略的可行性。     

纯电动汽车轮毂电机直驱系统的研究进展

简要介绍了轮毂电机驱动系统的概念和特点,综述了轮毂电机系统在电动汽车上的应用和发展现状,针对轮毂电机系统的关键技术问题进行了对比分析,提出了未来轮毂电机驱动系统的发展方向。     

基于模糊控制理论的大豆联合收割机智能系统设计开发

针对大豆联合收割机在收割作物时,由于地形地貌复杂和作物稀疏而造成的推进器行进困难以及滚筒阻塞问题,提出一种新的大豆联合收割机行进速度控制系统,将四轮独立驱动的轮毂电机引入到联合收割机的轮胎驱动系统中,并利用PID控制器和模糊算法实现了大豆联合收割机轮毂电机的智能控制。为验证本文设计的PID模糊智能控制算法的有效性和可靠性,采用Matlab软件对大豆联合收割机的轮毂电机转速和前轮偏角进行仿真测试,通过数值模拟计算发现,大豆联合收割机轮毂电机响应速度较快,前两轮偏角基本一致,符合收割机步进智能控制的设计要求,为大豆联合收割机的研究提供了技术参考。     

混合动力汽车电驱动系统设计与仿真研究

电驱动系统是混合动力汽车的动力源.对串联式混合动力电动汽车的电驱动系统进行了结构分析和部件设计,在分析其工作模式的基础上,确定了峰值电源最大荷电状态的控制策略,基于Matlab软件对该电驱动系统建立了仿真模型.仿真试验分析表明,该控制策略将循环通过电动机和峰值电源的部分发动机能量最小化,从而减少发动机能量传递的损耗.建立的模型是合理有效的,为混合动力汽车整车的动力性、经济性等提供了仿真平台.     

混合动力驱动系统及其在越野车中的应用

综述了混合动力驱动系统的结构类型、特点及适应场合,提出了混合动力驱动系统的选取方法。选取分路式并联混合动力驱动系统作为CFA6470HEV混合动力轻型越野车的驱动系统方案,并对该系统的动力参数匹配进行了研究,得到了合适的驱动电机以及电池组参数。     

增程式电动拖拉机驱动系统设计

使用单一能量系统的电动拖拉机驱动系统存在续航里程较低及难以适应较大功率段拖拉机作业的问题。为此,通过论证增程式电动拖拉机结构方案,研究了增程式电动拖拉机驱动系统设计方法。以东方红132.3k W拖拉机为实例,计算了主要动力参数,并基于AVL-Cruise平台,采用发动机启停+定点能量管理策略,对其动力性和经济性进行了仿真分析。结果表明:与传统拖拉机相比,增程式电动拖拉机最大爬坡度提高了6.1 2%,最大牵引力提高了4.3%,综合油耗降低了5.3 7%。该研究可为设计较大功率段电动拖拉机提供一定的理论参考。     

混合动力车辆用电机特性研究

简述了驱动电机在混合动力车辆技术中的重要作用。以双轴并联混合动力车辆为例,结合对某型混合动力车辆驱动电机性能试验和混合动力城市客车的研究工作．研究了混合动力车辆对所用电机的主要技术要求：效率、动态响应、电磁干扰、低温与高温性能和噪声等,指出用于混合动力车辆的电机所应该具备的特殊性能。     

基于模糊控制的PHEV转矩协调控制策略研究

为了提高汽车燃油经济性和排放性能,针对并联混合动力汽车,提出了一种基于模糊控制技术的转矩协调控制策略。首先,分析并联混合动力汽车驱动系统的整体结构和转矩耦合下的运行模式,其次,利用MATLAB/Simulink工具建立系统转矩模糊控制策略,并在5次NEDC和UDDS循环工况下与ADVISOR平台进行联合仿真。结果表明,相较于电机辅助控制策略,在满足动力性能前提下,该方法进一步提升了整车燃油经济性、环保性和发动机工作性能。     

混合动力车辆用电机特性研究

简述了驱动电机在混合动力车辆技术中的重要作用.以双轴并联混合动力车辆为例,结合对某型混合动力车辆驱动电机性能试验和混合动力城市客车的研究工作,研究了混合动力车辆对所用电机的主要技术要求:效率、动态响应、电磁干扰、低温与高温性能和噪声等,指出用于混合动力车辆的电机所应该具备的特殊性能.