重型装备回转运动负载惯量大、周期性频繁启停、能耗巨大,制动能一般都以热能形式耗散,能量再生利用一直没有很好的解决方案。提出了一种新型能量再生型电液混合驱动系统并定义了系统3种工作模式,以重型装备中可逆轧机为例,研究了所提系统的特性。以电动机能耗及输出峰值功率作为评价指标,研究关键元件参数对系统驱动特性的影响规律,通过AMESim建立了纯电动驱动与电液混合驱动仿真模型。结果表明液压泵/马达排量对制动时间、电动机峰值功率及电动机能耗影响最大;最优参数下,所提电液混合驱动系统较原电动机驱动可降低电动机峰值功率45.75%,能耗可降低48.33%,启动时间缩短44.54%,制动时间缩短1.21%。

针对蓄电池轨道工程车续航里程短、永磁同步牵引电机启动电流大等问题,基于液压泵/马达能量逆向传递特性,提出了利用液压泵/马达逆向驱动的电机启动电流控制新方法.通过使液压泵/马达工作在马达模式将电机驱动至一定初始转速后接通电源实现电机带速启动,抑制或削弱电机启动电流;永磁同步电机带速启动采用无位置矢量控制方式,结合短路电流矢量法对电机启动时刻的转子转速和位置进行计算,并通过AMESim与MATLAB/Simulink进行联合仿真.研究结果表明:所提出的电机启动电流控制新方法能让电机的启动峰值电流最大降低70%左右;启动电流与电机接通电源启动时的初始转速有关,且初始转速越接近需求转速则启动电流越小;电机转速稳定后电流大小仅与电机负载有关;液压泵/马达工作排量或蓄能器充液压力越大,电机被逆向驱动时的转速响应越快.

针对现有的电液混合动力轨道车,为提高其制动能量回收效率,利用AMESim建立液压再生制动模型,在保证制动性能的基础上,对电液轨道车制动初速、摩擦制动力以及蓄能器的参数对回收效率的影响进行分析。结果表明:制动初速越高,能量回收效率越低;摩擦制动力提供的比例越小,能量回收效率越高;蓄能器充气压力越大,容积越大,能量回收效率越高,为了提高能量回收效率,需对蓄能器参数进行合理选择。

为解决纯电动汽车存在的冲击电流对蓄电池造成的损害问题,本文以国内某款燃料电池城市客车为研究对象,采用复合储能系统,对电液混合动力客车的动力传动系统进行研究。对整车结构性能参数进行匹配,并对汽车动力驱动系统及动力系统的主要部件进行设计,同时对驱动电机、动力电池和液压动力参数进行匹配。研究结果表明,液压系统和蓄电池系统可以良好的协调配合,增加了混合动力汽车的行驶里程,避免了充放电大电流对动力电池的冲击问题。而且节约了电动汽车的电力消耗,减轻了电池组容量和质量,减小了电动机额定功率和质量,实现零排放,提高了回收效率。该研究为混合动力汽车的发展提供了一种新思路,具有较好的应用前景。

为了解决蓄电池轨道车瞬时加速大扭矩引起的大电流冲击对蓄电池寿命和整车续航里程的不利影响,基于传统的静液压传动系统设计了一套新型的电液混合动力系统。首先,建立了电液混合动力系统的功率流数学模型,并根据轨道车的行驶特点对电液混合动力系统的工作模式进行划分;其次,基于加速工况仿真了不同电液功率分配比下的动力耦合特性,并指出研究轨道车能量管理策略的必要性;最后,理论分析了电液混合动力系统中影响蓄电池放电电流强度的因素,并据此制定了最小放电电流冲击的加速策略。运用AMESim-Simulink联合仿真平台对加速策略的可行性进行分析,仿真结果表明所设计的控制策略对轨道车加速时蓄电池的放电电流冲击有良好的抑制作用,且控制简单,实用性强。