国外军用混合电驱动技术发展分析

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目前,无论从车辆性能角度,还是从经济和环保角度考虑,混合电驱动技术越来越被广泛地认为是未来地面作战平台,尤其是轮式作战平台动力传动系统的发展模式之一,会对军用车辆产生深远的影响.本文首先分析了军用混合电驱动技术的发展需求,重点阐述了混合电驱动技术的发展现状、关键技术;分析了混合电驱动技术的发展趋势;最后针对我国混合电驱动技术的发展现状,提出了一些发展建议.
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主要对某装甲车辆用ISG电机进行了设计和仿真.首先对装甲车辆现有起动和发电系统以及ISG技术进行了概述,给出了某车起动和发电系统具体参数要求,并在这些参数基础上对电机进行了初步设计,最后在MATLAB中对该电机进行了建模仿真,验证了设计的可行性.
针对装甲车辆起动和发电系统,阐明发展ISG技术的重要意义.结合国内外ISG技术的发展现状,总结了ISG系统基本结构和工作原理,详细介绍了装甲车辆ISG中电机选型、控制策略、控制器设计、传感器选型和传动方式等关键技术.
冷却系统是电动轮矿用车非常重要的组成部分.本文介绍了新型电动轮矿用车冷却系统的结构、原理、冷却风流向及主发电机的设计,同时还介绍了电动轮矿用车传统的冷却系统,并对这两种冷却系统做了一系列的对比,总结了新型冷却系统的优点,为电动轮矿用车冷却系统的设计提供了一种全新设计方法.
阐述了HEV有利于军事用途、HEV技术发展的现状和介绍军用车辆发展的现状,分析了HEV技术军用车辆的技术路线及应用前景.
针对车辆直驶时易受到不同地面阻力和转矩控制误差等因素的影响而产生的偏驶问题,设计了基于模糊逻辑的转矩补偿控制策略.该策略根据两侧电机的转速差与转速差变化率调节相应电机的需求转矩,使两侧速度趋于一致.仿真与实车试验表明,直线行驶转矩补偿控制策略能够有效避免偏驶问题,保证车辆的直驶稳定性。
永磁同步电动机(PMSM)调速系统的低速平稳性能是衡量调速系统品质的主要指标要求.本文采用分段线性法和状态变量法分析了非线性摩擦对系统低速性能的影响,并采用负载观测器对非线性摩擦力矩进行观测并实施补偿控制,以达到提高永磁同步电动机(PMSM)调速系统低速性能的目的.
设计了一种用于采用双转子电机的新型机电复合传动系统,结合双转子电机的运行特点对该传动方案进行了转速、转矩以及功率流的理论分析,理论分析表明:双转子电机的内电机采用转速调节,用于优化内燃机的工作点,外电机采用转矩调节,用于适应负载转矩的变化.基于理论分析的结果,考虑了内燃机的经济性与动力性,对内、外电机的功率参数进行了匹配设计.结果显示该匹配方法的结果能够满足城市公交车辆动力性的要求.
为了提高装甲车辆的机动性能,本文对电传动系统轮毂电机驱动控制策略进行了研究.通过分析建立了永磁无刷直流电机的数学模型,提出了适合于轮式装甲车辆电传动系统的电机控制策略与方法,并将永磁无刷直流电动机控制系统在车辆电传动中应用进行仿真与分析。通过分析,验证了所制定的永磁无刷直流电机控制策略的可行性。
针对电传动技术发展,介绍了军用工程机械区别于主战装备和民用工程机械在传动系统、一机多能以及控制等方面的特点,分析了电传动应用于军用工程机械存在的潜在优势.然后,探讨了目前电传动尚未得以大规模推广应用的原因,分析了电传动应用于军用工程机械需要重点突破的技术问题.
为了建立多轮混合动力电驱动特种车辆的综合控制系统.分析了多轮驱动特种车辆的系统总体结构及特点,对整车综合控制系统进行了总体模块划分和通信接口定义.针对控制分系统的整车模式管理模块,驾驶员加速、制动、转向意图识别解析模块进行了研究.并对整车能量管理,驱动力分配及扭矩协调控制,故障管理等功能模块进行了系统建立.通过对各个功能模块的分析和建立,完善了多轮混合动力电驱动特种车辆整车综合控制系统设计。