增程式电动拖拉机研究进展

传统电动拖拉机存在续航里程低、难以满足大功率段作业需求等问题,增程式电动拖拉机是在传统电动拖拉机基础上增加一套附加动力驱动装置,较好地兼顾经济性与动力性需求,是未来电动拖拉机的主要发展方向之一。在综述增程式电动汽车动力系统研究、能量管理控制策略等主要技术基础上,重点阐述增程式电动拖拉机在动力系统设计、与传动系统的参数匹配与优化算法、转矩分配以及能量管理的研究等方面的研究进展,指出：精准化、智能化以及如何在电耗以及油耗间寻求一个更好的平衡点,提升电能利用率、降低油耗,是未来增程式电动拖拉机得以推广的关键以及主要发展方向;针对增程式电动拖拉机的建模应充分考虑到拖拉机的诸如运输、犁土、翻土、整地等不同的作业需要,未来可以在基于一定数据分析基础上,全面考虑实际作业需求,实施个性化、精准化建模与参数设计,提高准确性;在充分分析增程式电动拖拉机作业特性与能量需求的基础上,可开展适应增程电动拖拉机的电池及相关技术研发,提升续航里程。     

微型电动拖拉机驱动系统设计

提出了以电动机作为动力的微型电动拖拉机驱动系统方案,在对微型电动拖拉机牵引作业和旋耕作业工况特性进行分析的基础上,给出了电动机所需功率的计算方法,选配了相应的电动机和调速装置;确定了传动系统的传动比,设计了传动系统机械结构;所设计的驱动系统依靠调节电动机的控制装置能实现微型电动拖拉机常用工作速度之间的无级变化。计算结果表明,所设计的电驱动传动系统能满足不同工况下的需求。     

增程式电动履带拖拉机设计与试验

针对缺乏适宜温室大棚作业的小功率电动拖拉机的问题,本文设计了一台10 kW增程式电动履带拖拉机,完成了工况分析、电驱系统设计和试验。针对行走、旋耕、开沟工况进行了性能测试,试验结果表明所设计的增程式电动拖拉机能够实现传统燃油履带式拖拉机所具备的功能。测试结果表明,速度4.8 km/h行走工况电动机消耗功率约为3.2 kW,速度2 km/h旋耕作业工况电机消耗功率约为3.75 kW,速度2 km/h开沟工况电机消耗功率约为3.3 kW。当前电池配置下,可以支持行走工作2.2 h,旋耕工作1.9 h和开沟工作2.1 h,纯电模式基本满足小规模温室大棚零排放作业需求。需要持续大负载工作时,增程式电动拖拉机可以启动增程器与电池协同供电以实现持续工作。     

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。     

增程式电动拖拉机控制策略与启动方法研究

电动拖拉机适宜小地块、温室大棚和丘陵山区,但其作业历程短、临时充电不方便,于是衍生了增程式电动拖拉机,即附加一个柴油机和发电机组成的增程器,及时延长拖拉机的作业时间。本文对增程式电动拖拉机的控制策略进行了研究,提出了电动机功率前向预测控制模型,从发动机启动控制策略的优化标定角度对増程器启动平顺性、启动成功率、能耗等特性进行了试验研究和分析,通过改进拖动目标转速、电动机驱动退出时刻等方法,确定了启动控制方法及最佳拖动转速（1000r/min）,提高了启动的平顺性和成功率,降低了启动能耗。     

增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型研究

以双电机独立电驱动增程式电动拖拉机旋耕机组为对象,提出一种适用于旋耕作业的双输入变量后向建模方法,即在模型中将行驶速度和动力输出轴旋耕转矩作为输入量,设计了双电机独立驱动增程式电动拖拉机动力系统能量管理模型。针对旋耕作业特性,提出一种基于实测数据与经验公式相结合的设计方法,建立了旋耕工况周期模型。基于动态规划算法,分别对其进行旋耕作业仿真试验和台架试验,结果表明：仿真试验结果与台架试验结果吻合度较高,能量管理模型能够很好地描述增程式电动拖拉机在给定旋耕工况下各电机功率、发电机组功率和动力电池组荷电状态的变化情况,且仿真试验和台架试验中燃油消耗量分别为4 065.5 g和3 994.7 g,其相对误差为1.77%,验证了建立的增程式电动拖拉机旋耕机组能量管理模型的合理性和准确性。     

纯电动拖拉机电驱动系统设计与试验

根据拖拉机工作特性与传动特性要求,设计了一种基于丘陵山区耕播工况下拖拉机电驱动系统,包括电驱动传动方案、驱动电机参数匹配、传动机构及动力输出机构特征参数设计等。在搭建的电驱动系统综合性能试验台上对该系统进行外特性、传动效率、噪声及可靠性测试。试验结果表明,该电驱动系统传动效率在72%~94%之间,且在1 000 r/min以内低速工况下,能够稳定输出扭矩;在1 000~3 000 r/min之间能稳定输出功率。满足拖拉机耕播工况和运输工况下的特性要求,验证了电驱动系统设计的合理性。     

电动拖拉机驱动控制策略开发

为提高驱动电机输出效率,利用Matlab软件中的Simulink、Stateflow开发驱动模式识别与转换策略以及各模式下的驱动控制策略。其中,田间作业模式下,按照最佳效率对电机进行输出转矩控制;在运输模式下,以给定的目标车速为目标,运用模糊控制,使拖拉机很好地按预定车速行驶;能量限制和失效模式下,限制电机扭矩输出。仿真结果表明,田间作业模式下开发的控制策略能提高电机输出效率,减少电池能量损耗;运输模式下的控制策略能很好地跟踪目标车速,提高运输效率。     

增程式电动汽车APU控制系统设计

通过对增程式电动汽车动力辅助单元的工作原理与特性的研究分析,设计一种基于CAN总线的APU控制系统。基于MC9S12X系列的双核微控单元,设计了数据采集模块,转速控制模块和CAN通信模块,利用双核运行环境提高了CAN通信和控制系统的实时性;运用Tellus进行了通信模块的开发、调试与监测,并搭建实验台架进行APU控制系统测试,验证了所设计的APU控制系统的有效性。     

增程式纯电动汽车动力系统设计

为了绿色发展、节约能源的需要,各个国家陆续开展新能源汽车研究。本文提出一种增程式纯电动汽车动力系统设计,通过引入增程器,有效提升电动汽车的续航里程,通过仿真,证明方案可行。     

电动拖拉机驱动转矩控制策略研究

针对电动拖拉机在田间作业时,作业工况复杂、作业阻力非线性等问题,选取拖拉机的典型工况—犁耕,提出了电动拖拉机作业时的转矩控制策略。整车的转矩控制策略将驾驶员的驾驶意图模式划分为3种,并建立了驱动模式模糊识别器。再根据识别结果制定了对应模式下的转矩控制策略。仿真结果表明:该控制策略能有效地识别驾驶员意图,提升了整车的动力性和经济性。     

加拿大研发增程式电动概念车 可自动充电

<正>加拿大汽车零部件供应商Magna研发出了一款可自动充电的混动汽车,似乎解决了充电难题。这款电池增程电动概念车(FCREEV,fuel cell range-extended electric vehicle)是由Magna旗下附属企业Magna Steyr在澳大利亚研发的。Magna表示,在未来长行驶里程电动车充电速度加快或者氢能源网络构建好之前,这款车是一个     

增程式电动物流车队列的能量管理策略研究

以增程式电动物流车队列为研究对象,为提高整个队列的燃油经济性,从队列的协同自适应巡航控制和能量管理策略两方面进行研究。利用车对车通信和前车领航车跟随式通信拓扑结构,基于分布式模型预测控制,设计了以稳定性、舒适性和经济性为优化目标的协同自适应巡航控制器。将增程式电动物流车队列的能量管理策略描述为一个完全合作类型的多智能体强化学习问题,所有智能体共同探索在不同车辆状态下的最优控制动作,提出了基于多智能体强化学习的能量管理策略。仿真结果表明,所设计的生态协同自适应巡航控制策略能够有效地平衡车辆队列的稳定性和经济性。以动态规划为基准,与单智能体算法相比,基于多智能体深度确定性策略梯度算法的能量管理策略可以在显著提高学习速率的同时获得近似最优解。     

双轮驱动电动拖拉机传动性能研究

提出了双轮驱动电动拖拉机的总体结构方案,从作业受力和牵引效率2个方面分析了电动拖拉机的牵引性能,并进行了传动部件的匹配分析。在此基础上搭建了电动拖拉机传动试验平台,分别进行了牵引性能、带载启动及运输工况等试验。试验结果表明,所设计的电动拖拉机牵引转矩达到1 800 N·m,可满足更大耕深作业。带载启动时,驱动转矩从700 N·m增至1 600 N·m,车速由0增至7 km/h,所用时间约为1.1 s。运输试验运输货物为1 710 kg时,速度达到6.5 km/h。     

纯电动拖拉机驱动技术路线探析

目前国家大力推行的新能源技术在拖拉机行业推广较慢,农机的新能源发展还处于探索与研究阶段,农机“电动化”将是未来拖拉机技术发展的主要方向。本文将重点探讨纯电动拖拉机的驱动技术路线问题,重点分析了几种驱动路线的优缺点,为将来企业设计纯电动拖拉机提供参考,避免技术路线走弯路。     

电动拖拉机驱动电机建模与仿真

根据磁动势相等的等效原则,在坐标变换的基础上,将异步电机的数学模型等效为直流电动机的dq数学模型,利用Matlab软件中的动态仿真工具SIMULINK,构建异步电机的仿真模型,并通过试验验证了电机建模的可行性和实用性。     

电动拖拉机CAN总线通信网络系统设计

随着机电一体化技术的发展,电动拖拉机对整车控制系统的实时性和稳定性有了越来越高的要求,因此通信网络系统的研究成为关键技术之一。为此,以小型电动拖拉机为研究对象,进行了基于CAN总线通信网络系统的设计。首先,根据电动拖拉机整车控制系统组成,设计通信网络节点并进行功能定义,在ISO11783协议的基础上,根据电动拖拉机实际通信需求,改进并制定了CAN总线网络通讯协议;其次,基于MC9S12XS128MAL型单片机搭建CAN总线通信网络系统试验平台并完成软件设计;最后,通过系统性能测试验证了通信网络系统可以满足实时性、准确性和稳定性的要求。     

基于经济性的温室电动拖拉机驱动设计

文中提出了双电机四轮驱动构型,前牵引电机和后牵引电机采用双电机平均转矩分配策略,从耕犁作业和运输作业两个方面分析了电动机消耗功率和拖拉机传动效率,用ADVISOR搭建电动拖拉机模拟作业的仿真模型,进行了单电机双轮驱动和双电机四轮驱动的耕犁作业和运输作业两组对比仿真,经仿真结果验证,设计的双电机四轮驱动构型节约能耗23%,传动效率在耕犁作业时提高了11%,在运输时提高了10%。     

电动拖拉机驱动控制系统建模与仿真分析

研发现代农机装备对推动农业现代化具有重要意义,本文针对小型电动拖拉机用永磁同步电机设计了基于MTPA控制策略的驱动控制系统,在Matlab&Simulink仿真软件中进行模型搭建,并与 id=0控制策略进行仿真分析比较,验证了 MT-PA 控制策略的优越性.为适应小型电动拖拉机的不同应用场景,在不同负载转矩下进行了仿真...     

高地隙电动拖拉机机驱动系统研究

我国是一个农业大国,农业在我国的国民经济中占了较大的比重,但是,我国在农业方面的技术与发达国家相比是落后的。要实现农业现代化,必须在农业机械化方面作出努力。农业机械已经成为我国现代农业发展的助推力,不仅可以极大节省农业成本,还能解放劳动生产力。本文所研究的高地隙电动拖拉机机便是农业机械的一种,基于高地隙电动拖拉机实际作业工况对电驱动系统的要求,设计一种基于直流电动机的驱动、采用行星轮系减速的高地隙电动拖拉机。