混动叉车势能与制动能量联合回收系统设计及AMESim-Simulink仿真分析

针对混动叉车频繁升降及起停制动造成能量损耗严重等问题,聚焦混动叉车势能回收与行车时双动力能源分配控制策略能效提升的关键技术,进行了混动叉车势能与制动能量联合回收系统设计。在传统混动叉车并联式混动系统基础上改进优化,运用前向建模思想搭建仿真模型。为实现精准控制液压缸位移,提出了一种模糊PID自适应控制系统;为优化混动叉车在行车时发动机和驱动电机的工作效率并进行制动能量回收,基于发动机最优工作曲线提出一种制动能量回收控制策略。最后基于JB/T 11988—2014制定多种工况,运用AMESim和Simulink进行多种工况下仿真对比试验,验证该方法有效性,实现能量回收效率提升,势能与制动能量联合回收效率最高可达56.86%。

基于功率分配的混合动力叉车系统及控制策略研究

叉车作业是物料搬运领域的重要环节。近年来,内燃叉车的排放要求不断升级,为实现节能减排、降低燃油消耗的目标,同时满足多班制连续性作业场景的需求,提出一种基于功率分配的混合动力叉车系统及其控制方案。通过对行走系统采用内燃机与电动机动力耦合的方式,解决了传统内燃叉车在爬坡、重载起升等工况的大扭矩需求,同时避免了在平地运行、小负载起升时因实际有用功需求不多而导致的内燃机无用功的消耗,从而在本质上提高系统的有用功占比,达到节约能源的目的。通过实际应用测试,所提出的混合动力叉车系统的节油率可以达到30%以上。

燃料电池叉车动力系统结构设计与参数匹配

为了解决内燃机叉车工作效率低、污染环境以及电动叉车充电时间长、工作时间短的问题,在综合比较分析各种动力组合与驱动形式利弊的基础上,设计一种节能环保的燃料电池混合动力叉车结构;对驱动和起升系统中各主要部件进行选型与参数匹配,在针对叉车独有特性设计的循环工况下,对双动力源的混合度进行研究。仿真结果表明,燃料电池与镍氢电池的功率混合比为51%时,燃油经济性最佳,且匹配参数满足叉车的动力性要求。

混合动力叉车节能效果评价及能量回收系统试验

以内燃叉车节能为目的,设计了一种混合动力叉车的驱动与能量回收系统。以某型3t级内燃叉车为原型机,建立混合动力叉车系统的仿真模型并进行仿真分析。为了验证仿真结果,对混合动力叉车所采用的能量回收系统进行了试验研究。仿真与试验结果表明:在叉车标准工况下,混合动力叉车能实现20.8%的综合节能效果,其能量回收系统能实现34.6%的能量回收率。

叉车混合动力驱动和能量回收系统研究

针对传统内燃叉车油耗大、效率低、排放污染严重、电动叉车电池续航能力差、能量回收效率低等问题,提出了一种油—电混合式叉车混合动力驱动和能量回收系统结构,以实现叉车系统节能的目的。为分析该系统的节油性能以及能量回收效率,以某型3吨叉车为研究对象,对发动机、电机、超级电容进行参数设计,在AMEsim中建立仿真模型,并对仿真模型进行试验验证,验证结果表明仿真模型误差在10%之内,系统方案具有20.8%的节能效果,超级电容可有效回收叉车货叉下降时的势能和制动动能。并通过进一步分析电机回收力矩对回收效率的影响,为系统的控制策略优化提供依据。

混合动力叉车前向建模与仿真研究

介绍后向建模和前向建模的思想,根据前向建模思想,建立基于Matlab/Simulink平台的并联式混合动力叉车前向仿真模型,详细阐述驾驶员模型、VCU模型、发动机模型、电机模型、蓄电池模型、工作装置模型和整车动力学模型。并以某并联式混合动力叉车的参数为基准,在某一实测工况下进行仿真。结果表明,前向建模思想是合理有效的,所建立的模型是正确的,叉车在行驶和工作过程中能够根据控制策略实现控制功能,与同吨位内燃叉车相比,降低了油耗,达到了节能的目的。

混合动力叉车动力系统设计与仿真研究

为给混合动力叉车动力系统选型提供参考,从系统结构和控制策略两个方面设计了并联式和混联式混合动力叉车的动力系统。基于图形化建模仿真软件Matlab/Simulink建立了两种混合动力叉车的仿真模型,并在特定的循环工况下进行仿真试验:验证仿真模型有效性,对控制策略进行仿真分析,同时还比较了两种结构形式混合动力叉车的动力性和燃油经济性。结果表明,两种结构形式叉车动力性能相当,但混联式混合动力叉车有更好的燃油经济性。

混联式混合动力叉车能量管理策略研究

为了简化混联式混合动力叉车复杂的模式控制以及模式切换问题,针对叉车的动力系统提出了一种基于分层式逻辑规则的模式划分和能量管理控制策略。该控制策略包括模式管理策略和协调控制策略,模式管理策略决定叉车最佳的工作模式,协调控制策略依据各个模式输出的参数实际控制各个动力系统的功率输出以及对于制动时能量回收的控制。应用Simulink/Stateflow仿真软件建立了控制策略的仿真模型,基于前向式混联式混合动力叉车仿真平台,在以JB/T3300—92为试验标准建立的循环工况下进行了仿真。仿真结果表明,提出的分层式逻辑能量管理控制策略实现了叉车的能量管理和控制,燃油经济性提高了31.4%,同时保证了混合动力叉车的动力性以及兼顾了能量流的优化配置。

混合动力叉车研究现状与未来前景

介绍了混合动力叉车的基本结构和工作原理,阐述了国内的研究现状,分析了迫切需要解决的一些关键技术,同时提出了相应的技术路线和对策,最后对混合动力叉车的未来做了展望。

增程式油电混合动力叉车方案设计

随着叉车的广泛应用,人们越来越重视叉车的经济效益与其带来的环境问题,因此,传统叉车存在的问题也越来越引起人们的注意。虽然蓄电池叉车与内燃叉车相比具有节能、零污染、无噪声等优点,但同时也存在诸如电池电量限制蓄电池叉车工作时间和行驶距离等问题。增程式油电混合动力系统就是针对传统蓄电池叉车的缺点而提出的改进方案。文中主要研究增程式混合动力系统在蓄电池叉车上的应用。

国内叉车油电混合动力研究

近年,国内叉车销量快速增长,保有量已突破200万辆,其中70%以上为内燃叉车。内燃叉车实际使用工况范围大,动力系统难以高效匹配,使得发动机长期工作在非高效区,造成大量能量损耗,致使油耗高和排放差。利用油电混合动力技术,通过引入辅助电机,构造并联、串联或混联混合动力系统,可以有效改善工况波动对发动机的不利影响,提高燃油经济性,达到节能减排目的。概述国内叉车油电混合动力系统的结构特点、复合模式、控制策略和节能减排效果。

并联式混合动力叉车模糊转矩控制仿真研究

以某型混合动力叉车为研究对象,基于动力驱动系统的结构布置和工作原理,在Matlab/Simulink环境中建立了整车后向仿真模型并设计了基于模糊逻辑的转矩分配控制策略,利用遗传算法工具箱对所建模糊控制器的隶属度函数进行了优化。为了验证模型的正确性及控制策略的控制效果,进行了叉车油耗循环工况仿真。仿真结果表明,采用该模糊转矩控制策略的混合动力叉车能够在满足蓄电池荷电状态的情况下,实现最佳的燃油经济性。

混联式叉车分层递阶控制策略研究

根据混合动力汽车的系统结构,研究了叉车所采用的混联式混合动力系统结构。基于混联式叉车的结构特点,对混联式叉车的整车控制器采用分层递阶的控制策略。基于前向模型的优点,采用前向式建模方法对混联式混合动力叉车在Matlab/Simulink的环境下建立了整车模型。在JB/T3300-1992行业标准规定的循环工况下进行仿真试验,试验结果表明,分层递阶控制策略一方面能够保证混联式叉车的动力性,另一方面实现了叉车能量流的有效管理,燃油经济性提高了30.95%。

油电混合动力叉车的检验技术研究

介绍了油电混合动力叉车国内外代表性的产品。概述了油电混合动力叉车驱动系统的分类及各自的技术特点、动力电池的安全特性及安全隐患。介绍了油电混合动力叉车及其监督检验适用的标准,针对油电混合动力的特点对其进行监督检验的内容和方法。分析了油电混合动力叉车的安全问题,以及检验面临的新问题,并有针对性地提出建议,为开展相关试验提供参考。

叉车混合动力系统研究

为节约能源,在分析叉车动力系统能量的消耗后,提出了结合燃料电池、蓄电池和超级电容混合动力的电动叉车驱动系统方案。详述了该混合动力系统的工作原理,并分析了该方案的工作模式。针对叉车举升系统与频繁制动的工况,总结出了关于重物势能回收与制动系统机械能再生利用的混合动力系统节能方案。

2.5吨燃料电池混合动力叉车匹配、仿真及优化

采用10 kW燃料电池系统和25 A·h锂电池组(2 kW·h)匹配了一台2.5吨燃料电池混合动力叉车的动力系统,并提出了一种模式识别的功率跟随能量管理策略。在此基础上,建立了整车模型并进行仿真,验证了系统匹配及能量管理策略的有效性。结果表明:在一定程度上锂电池组的稳定荷电状态越低,使用经济性越好;合理的锂电池组切换荷电状态能提高系统的稳定性;燃料电池系统额定功率至少需要大于工况平均功率15%;在启动后锂电池电量下降的动态过程中,较大的锂电池组容量能够减小燃料电池系统平均功率,提高使用经济性,反之则无法维持系统长时间工作,且工作时荷电状态波动率较大,影响使用寿命。