混合动力拖拉机能量管理策略研究

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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性比较差,同时随着能源日益短缺、环境污染严重,混合动力技术在拖拉机上的应用也变成了解决这些问题的有效途径。混合动力拖拉机以多种能量源混合驱动车辆行驶的方式,高效利用各能量源,以达到节能减排的目的。在混合动力系统选型参数一定的情况下,混合动力拖拉机的性能主要由混合动力系统的整车控制策略决定,而能量管理策略是整车控制策略的重点之一。能量管理策略依照驾驶员行为意图和行驶工况,将拖拉机的功率需求合理地分配给各动力源,使其各部件工作在各自的高效区域,以达到良好的燃油经济性等目的。制定能量管理策略要考虑拖拉机的作业工况,各部件的可靠性,电池寿命以及成本等因素,还要考虑到拖拉机机组中很多参数存在的耦合作用。因此对混合动力拖拉机能量管理策略的研究具有重要的理论意义和实用价值。  以现有拖拉机技术和电动车辆技术为基础,选取了混合动力拖拉机驱动方案为串联式,并进行了参数匹配设计。针对电动拖拉机与电动汽车的不同,对车辆仿真软件ADVISOR2002进行了二次开发,建立了串联式混合动力拖拉机仿真系统。对串联式混合动力拖拉机的能量管理策略进行了研究,制定了恒温器式、功率跟随式和模糊控制式3种能量管理策略,将拖拉机总线需求功率合理地分配给发动机和电池,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。在Matlab/simulink环境下建立了3种能量管理策略的仿真模型,并将其导入到所建立的仿真系统中。在犁耕工况下,对3种能量管理策略进行了仿真分析,结果表明:3种能量管理策略均能实现串联式混合动力拖拉机实时能量的管理,验证了所制定能量管理策略的合理性,为串联式混合动力拖拉机整车控制器的开发提供了理论依据。
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