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      高空登高车混合动力系统的参数匹配的研究,  肇庆高空登高车出租, 肇庆高空登高车租赁, 肇庆高空登高车公司   根据发动机与电动机的装机额定功率的配比，混合动力系统分为发动机单独驱动、助力型、能量平衡型、双动力驱动型和电动机单独驱动等。在功率配比不同的条件下，整车的性能、节能效果和成本的差别较大。与混合动力汽车同样，在混合动力高空登高车也随着发动机与电动机的装机功率不同而其性能也存在差异。参数匹配的目的在于在满足高空登高车全系统正常工作的前提下合理选择系统各动力元件的参数。只有合理选择动力元件的参数才能够提高高空登高车整体效率，以达到较好的节能效果。并且只有合理选择动力元件的参数才可以降低动力系统内的每个动力元件的装机功率和成本。因为动力系统参数匹配的研究对于动力系统节能效果的改善和成本的降低都有重要的意义。可是到现在为止对混合动力高空登高车参数匹配方法的国外研究资料还没找到。最普遍的参数匹配方法是通过计算在重载作业条件下发动机所需功率的平均值来配置发动机的额定功率，选择电动机额定功率为发动机所需最大功率与发动机额定功率的差值。并且由约束条件实现了使用成本和动力系统制造成本的降低。基于研究参数匹配对整机性能的影响，文献提出了基于混合度优化的并联混合动力高空登高车参数匹配方法。两个参数匹配方法是基本上一致的，后者只不过是用混合度概念来实现参数匹配的，参数匹配的结果一致，即在满足高空登高车动力性要求的条件下，选择使发动机额定功率最小。从以上分析，发动机额定功率一定要等于或者大于高空登高车重载作业所需平均功率，所以动力系统参数匹配的关键在于正确地得到高空登高车重载作业工作时发动机所需平均功率和合理选择超级电容器的容量。所以在本课题研究中，以高空登高车重载作业工作时发动机所需平均功率的正确的计算和超级电容器容量的合理的选择为基本研究对象来进行仿真研究。动力元件的参数设定发动机和发电机的参数对于混合动力系统，发动机只提供负载所需平均功率，为确保动力性能，发动机参数按照重载工况下负载平均功率需求而设定。发动机的总输出能量和平均输出功率随着液压录排量控制信号、负载大小和各执行元件的摆角而不同。从而只有准确地选择平均功率的最大值才能选择混合动力高空登高车发动机的额定功率。 

        根据仿真结果，得到的如下；影响平均功率的大小的基本因素为转台的惯性、转速、作业负载和荷载的大小，随着各执行元件摆角的变化，动臂、斗杆和产斗液压系统的需求平均功率的变化不太大。根据得到的，选取动臂摆角°、斗杆摆角°、连杆摆角°，得到的液压系统驱动需求扭矩和功率变化线图。—回转体液压糸统—动臂液压系统、—斗行液压系统：；一斗液压系统；“；时间，图每液压系统驱动需求功率和平均功率按式，获得的平均功率是。 负载平均功率，—转台液压系统驱动需求实时功率，动臂液压系统驱动需求实时功率，斗杆液压系统驱动需求实时功率，⑴一铲斗液压系统驱动需求实时功率，——个工作周期。在并联式混合动力系统发动机输出的能量的一部分经过发电机、变频器和超级电容器转化成电能，再转化成机械能。考虑动力元件的效率的场合，按式、式计算四个液压系统驱动需求实时功率的合。 发电机、变频器和超级电容器的效率；不考虑效率的场合，四个液压系统驱动需求实时功率的合，—考虑效率的场合，四个液压系统驱动需求实时功率的合，。并联式混合动力系统的主动力源参数选择按式进行。 一并联式混合动力高空登高车发动机功率。考虑效率时和不考虑时负载驱动需求实时功率从图得到的结果是。从此选择的发动机的参数为最大功率最大转速、在最大功率转速另外空载时在同一效率条件下平均功率为。根据发动机的参数，选择的发电机的参数为额定功率、空载速度、额定速度额定工作电压。超级电容器的参数提供的电容器的参数有容量、初始电压、串联和并联内部电阻。无视串联内部电阻和并联内部电阻，超级电容器的电压按式得到。超级电容器的容量，超级电容器的电流。超级电容器的实时电压以及初始电压，。在混合动力系统，能量存储单元的作用在于补充不足的能量或者储存多余的能量，所以能量存储单元应该满足两个条件（充分的能量储存和充分的能量提供），以不影响动力系统的正常工作，就是说当电动机需要输出扭矩时，电容器必须提供相应的电能，当电动机工作在发电状态时，电容器必须充分充电。当每一个周期工作之后电容器的电压超出预设定的限度的场合，高空登高车不能正常工作。为了高空登高车正常工作，一定要满足下两个条件:  ①  一个周期前后由于负载的变化而产生的电容器电压变化值不能超出油门调节区的电压范围值。满足该条件的超级电容器容量按式设定。…式中：超级电容器工作电压的平均值，单位在上油门调节区工作时；在下油门调节区工作时；油门调节区的电压范围值，单位在上油门调节区工作时；在下油门调节区工作时；—超级电容器输出的平均功率变化的最大值，—个周期平均功率的最大值；一个周期平率的最小僅。 得到的超级电容器的容量为，从此选择超级电容器的容量为。

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     ②转台旋转时实时需求功率较大，因此超级电容器的电压变化较大。当电容工作在下限电压附近时，因转台的旋转而产生的电压下降不能超出发电机正常工作的最小电压。  转台的启动时刻和超级电容器输出最大功率的时刻，〖期间电容器平均输出功率。当工作在最大转数、最小油门开度时电容器输入功率，期间电容器平均工作电压，；超级电容器能正常工作的最小电压，。一旋转之前超级电容器的电压，一超级电容器的串联内部电阻。无视电容器的串联内部电阻的场合， 得到的转台用超级电容器的容量为。串联内部电阻及、时电容器的容量各为、随着内部电阻增加，电容器的容量要求更大。采用一个电容器的场合，选择能够满足两个条件的电容器。根据超级电容器的资料选择容量为、内部电阻为的电容器。

     转台的旋转时实时需求功率较大，因此超级电容器的电压变化较大，影响发动机油门控制。用两个存储单元可以避免这种现象，即用两个电容器的场合，为了驱动转台动力系统会专用一个电容器。采用两个电容器的场合也用同样的方法而决定转台驱动用电容器容量。  转台用超级电容器的容量，转台用超级电容器能正常工作的最小电压；假设釆用两个电容器的场合旋转之前转台用超级电容器的电压维持在基准电压。  得到的转台用超级电容器的容量为。时电容器的容量各。釆用两个电容器的场合，因为电能转换单元增加，所以不仅控制策略更复杂而且成本上升、系统效率下降。充放电控制策略在采用两个电容器的条件下，两个电容器之间充放电控制策略如下：在转台的旋转期间只由转台用电容器驱动发电机或者储存电能。如果这时候转台用电容器的电压小于，则主电容器协助转台用电容器来共同放电。在转台未旋转的期间如果转台用电容器的电压小于基准电压而且主电容器电压大于转台用电容器电压，则主电容器放电到转台用电容器。如果转台用电容器的电压大于而且主电容器电压小于转台用电容器电压，则转台用电容器放电到主电容器。这样下去能避免转台用电容器的电压小于一或者大于胃。发动机工作点调整系数发动机功率大于负载需求平均功率时多余的机械能转化为电能而储存在电容器，电容器的电压上升，反之小于负载需求平均功率时放出电能，电容器的电压下降。发动机功率与负载需求平均功率的差按式近似计算。

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