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液压与气动 2024年第6期48卷 65-71页

作者：刘克毅张安民岳洪进杨明昆陈革新陈文婷新疆工程学院新疆煤炭资源绿色开采教育部重点实验室新疆乌鲁木齐830023 新疆工程学院机电工程学院新疆乌鲁木齐830023 徐工集团工程机械股份有限公司江苏徐州221000 燕山大学机械工程学院河北秦皇岛066004

针对电动装载机优先型流量放大转向系统单动工况下节流损耗严重的问题,提出了一种电液流量自适应匹配的节能型控制策略。首先,介绍了优先型流量放大转向系统工作原理;其次,建立转向系统能量损失模型;然后,提出转向系统电液流量匹配控制... 详细信息

针对电动装载机优先型流量放大转向系统单动工况下节流损耗严重的问题,提出了一种电液流量自适应匹配的节能型控制策略。首先,介绍了优先型流量放大转向系统工作原理;其次,建立转向系统能量损失模型;然后,提出转向系统电液流量匹配控制策略,实现液压泵输出流量与转向系统需求流量的匹配,并构建液压泵流量非线性映射补偿模型,提升流量控制精度;最后,利用AMESim软件搭建系统仿真模型,与原系统对比仿真分析。结果表明:改进后系统流量损耗降低62.68%,能量损耗减少65.26%,节能效果显著,为电动装载机的推广应用奠定基础。

关键词：电动装载机转向系统电液流量匹配节能

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电动装载机高效能扭矩增强系统的设计与实现

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制造业自动化 2024年第5期46卷 88-94页

作者：王景云冀海东郝询马欢王云彤中国机械科学研究总院北京100044 机科发展科技股份有限公司北京100044

工程机械电气化是一项快速发展的技术,旨在提升工程机械设备的性能、环保性和可持续性。以电动装载机为研究对象,对电动装载机的常规工况进行了分析,找出了电动装载机异常耗能的原因,探索了液力变矩器在电动装载机上不可行的原因,设计... 详细信息

工程机械电气化是一项快速发展的技术,旨在提升工程机械设备的性能、环保性和可持续性。以电动装载机为研究对象,对电动装载机的常规工况进行了分析,找出了电动装载机异常耗能的原因,探索了液力变矩器在电动装载机上不可行的原因,设计了一种适合电动装载机高效率增扭的传动系统。针对现有研究通过先增扭在节能的策略,利用主动轮的收缩舒张调节传动比,实现在选用更小型的电动机的前提下更高效的增扭传动效果,尤其对于突发性铲装高密度物料的情况,实现了被动增扭效果,并通过Lyapunov稳定性理论,以LPV模型设计了一个状态反馈控制器,确保了系统的稳定性和收敛性。

关键词：电动装载机传动系统模型预测控制 Lyapunov稳定性分析线性矩阵不等式

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电动装载机火爆增长工程机械开启新纪元

电动装载机火爆增长工程机械开启新纪元

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中国工业报

作者：郭宇

中国工程机械工业协会数据显示，2024年6月，装载机销量同比增长26.2%，6月电动装载机销售1570台，电动化渗透率达14.5%，同比增长418.15%。电动装载机凭借其环保、节能、经济性等优势，正迅速获得市场的认可，其渗透率的增加预示着工... 详细信息

中国工程机械工业协会数据显示，2024年6月，装载机销量同比增长26.2%，6月电动装载机销售1570台，电动化渗透率达14.5%，同比增长418.15%。电动装载机凭借其环保、节能、经济性等优势，正迅速获得市场的认可，其渗透率的增加预示着工程机械行业正在大幅度向电动化、智能化方......

关键词：电动装载机工程机械电动化

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基于STM32的矿用防爆电动装载机整车控制器设计

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矿山机械 2024年第6期52卷 23-28页

作者：李增彪许联航王保瑞张乐文方文杰王小飞刘斌中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司石圪台煤矿陕西榆林719315 常州科研试制中心有限公司江苏常州213023

控制器是矿用防爆电动装载机各项功能正常运行的关键。基于Cortex-M3内核的STM32F105系列芯片,开展了矿用防爆电动装载机整车控制器研究,设计了整车控制器硬件系统、底层实时控制程序和上位机人机交互界面,并研制了矿用防爆整车控制器... 详细信息

控制器是矿用防爆电动装载机各项功能正常运行的关键。基于Cortex-M3内核的STM32F105系列芯片,开展了矿用防爆电动装载机整车控制器研究,设计了整车控制器硬件系统、底层实时控制程序和上位机人机交互界面,并研制了矿用防爆整车控制器样机。在矿用防爆电动装载机上进行了整车控制器试验,验证了研制的整车控制器的功能和工作性能满足矿用防爆电动装载机自主运行控制需求。

关键词：电动装载机整车控制器硬件系统人机交互

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电机与离合器复合控制的电动装载机换挡策略

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中文科技期刊数据库（文摘版）工程技术 2024年第6期 0026-0029页

作者：叶长纳广西国潮铝业有限公司广西南宁530200

传统的液力变矩器和倒车方向离合器由于其固有的低效性,已无法满足现代电动装载机对高效率和精确控制的需求,针对纯用电动机的特点,本文对电动装载机制动系统进行了优化更新。该系统对低效的液力变矩器及倒车方向离合器进行了移除,依据... 详细信息

传统的液力变矩器和倒车方向离合器由于其固有的低效性,已无法满足现代电动装载机对高效率和精确控制的需求,针对纯用电动机的特点,本文对电动装载机制动系统进行了优化更新。该系统对低效的液力变矩器及倒车方向离合器进行了移除,依据电力驱动系统特点定制电液换挡控制程序,负责控制湿式离合器的平稳动作,同时,驱动马达以反馈调控为主导,实时做出转速和扭矩的调整,确保离合器操作时的精确配合,这种智能化的调控方式不仅提高了离合器的工作效率,还大大减少了因操作不当而导致的故障和磨损。

关键词：电机离合器电动装载机换挡

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中型电动装载机驱动电机试验台研究

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工程机械 2024年第8期55卷 88-93+10-11页

作者：李沁桢邹复民刘吉顺福建理工大学电子电气与物理学院福建省汽车电子与电驱动技术重点实验室福建理工大学宁德新能源技术研究院

为测试和维修中型电动装载机驱动电机，提出一种利用模块化设计思想来搭建中型电动装载机驱动电机试验台的方法。首先，根据电动装载机工况特性分析测试需求，并制定驱动电机试验台整体框架。从电源模块、负载电机模块、测试电机模块、... 详细信息

为测试和维修中型电动装载机驱动电机，提出一种利用模块化设计思想来搭建中型电动装载机驱动电机试验台的方法。首先，根据电动装载机工况特性分析测试需求，并制定驱动电机试验台整体框架。从电源模块、负载电机模块、测试电机模块、测控模块和其他模块5个方面介绍其组成和功能，对转矩转速传感器等关键部件进行选型。搭建试验台架，并以某款中型电动装载机驱动电机进行测验，试验结果表明试验台架性能良好，满足中型电动装载机驱动电机试验需求，为同类型电机测验研究提供较好的参考。

关键词：电动装载机驱动电机试验台架

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出征海外煤矿! “都爱开”徐工纯电动装载机

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中国机电工业 2024年第7期 52-52页

作者：徐工集团

近日,“徐工装载机械全球客户百万里服务行”来到了蒙古某煤矿,对徐工XC968-EV纯电动装载机在当地使用情况进行回访与维保。回访结果令人振奋,设备的使用效果远超客户预期,获得一致盛赞。

关键词：装载机械徐工电动装载机全球客户回访

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电动装载机驾驶意图与作业工况自适应综合换挡策略研究

电动装载机驾驶意图与作业工况自适应综合换挡策略研究

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作者：许铭楷华侨大学

学位级别：硕士

随着全球气候变暖、石油资源匮乏等问题日益彰显,我国提出了“碳中和、碳达峰”双碳目标,节能减排已成为各行业发展的主要趋势,而纯电驱动成为工程机械领域的焦点。然而装载机作业工况复杂恶劣,铲掘作业时需要大扭矩而转场时需要高车速... 详细信息

随着全球气候变暖、石油资源匮乏等问题日益彰显,我国提出了“碳中和、碳达峰”双碳目标,节能减排已成为各行业发展的主要趋势,而纯电驱动成为工程机械领域的焦点。然而装载机作业工况复杂恶劣,铲掘作业时需要大扭矩而转场时需要高车速,驾驶员需要频繁切换挡位来保证动力需求,换挡次数过多容易使其疲劳,难以集中注意力进而影响安全性。此外,不同熟练程度的驾驶员操纵水平又会影响整车的经济性,而自动变速技术的应用一定程度上可以解决上述存在的问题。因此,对电动装载机自动变速技术深入探究具有重要意义。首先,对本文研究的50型电动装载机传动系统展开分析及参数匹配。在此基础上,对换挡规律的类型进行分析,以换挡前后加速度最大为目标制定了最佳动力性换挡规律,保证了动力性;以换挡前后电机工作在高效率区间为目标制定了最佳经济性换挡规律,保证了经济性。其次,传统换挡规律不受驾驶员的操纵影响,无法满足驾驶员的驾驶需求,因此,对电动装载机的驾驶意图进行识别研究。通过对比分析几种常用的驾驶意图识别方法,选择模糊控制作为本文驾驶意图识别的研究方法,将驾驶意图划分为急加速、正常加速、维持、减速以及制动五个意图,选择油门踏板开度、油门踏板开度变化率和制动踏板开度作为识别的输入参数,利用Matlab/Simulink搭建了驾驶意图识别仿真模型,并进行仿真分析,验证了基于模糊控制的驾驶意图识别能够较为准确识别出驾驶意图。再次,针对装载机作业工况下负载变化剧烈,传统换挡规律无法很好地适应作业工况会导致不必要的换挡现象这一问题,本文对作业工况识别展开研究。分析了装载机常见作业工况特征,并选取最为常用的“V”型工况作为研究工况,通过实车试验采集数据,采用K-means聚类分析对装载机循环工况分类,构建了带有特征参数信息的循环工况。在此基础上,分别使用K近邻算法和加权欧式距离判别法对工况作业阶段进行识别,采用Matlab编写识别算法,对两种算法的识别准确度进行验证,结果表明本文的工况识别方法具有可行性与准确性,且加权欧式距离判别法识别准确度优于K近邻算法,准确度达到了92.57%。最后,提出了基于驾驶意图与作业工况自适应的综合换挡策略,搭建了基于AMESim-Matlab/Simulink联合仿真模型,对制定的最佳动力性、最佳经济性换挡规律以及所提出的综合换挡策略分别进行了动力性与经济性的仿真验证,仿真结果表明综合换挡策略能够较好适应不同驾驶员需求和作业工况的不同阶段,达到同时兼顾动力性和经济性的效果,提高了整车自动变速系统的性能。此外,搭建了电动装载机机电液传动系统综合试验平台,通过静态手动换挡试验对换挡逻辑进行验证,然后对最佳动力性、最佳经济性换挡规律的动力性和经济性进行试验验证,并且对有驾驶意图修正的综合换挡策略进行试验验证,验证了所研究内容效果达到预期,有一定的工程实际应用价值。

关键词：电动装载机自动变速换挡规律驾驶意图识别工况识别综合换挡策略

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基于多种群遗传算法的电动装载机复合电源能量管理策略研究

基于多种群遗传算法的电动装载机复合电源能量管理策略研究

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作者：李国强长安大学

学位级别：硕士

随着新能源技术和环境保护越来越受政府的重视,节能减排的电动装载机逐渐成为装载机行业的研究热点。针对单动力电池驱动的电动装载机存在功率密度低、剧烈波动负载下大电流损害电池使用寿命等问题,引入具有功率密度高、充放电速度快等... 详细信息

随着新能源技术和环境保护越来越受政府的重视,节能减排的电动装载机逐渐成为装载机行业的研究热点。针对单动力电池驱动的电动装载机存在功率密度低、剧烈波动负载下大电流损害电池使用寿命等问题,引入具有功率密度高、充放电速度快等优点的超级电容,与动力电池组成复合电源,可提高电源系统的性能和延长动力电池的使用寿命。基于此,本文以某50型电动装载机为研究对象,主要对复合电源参数匹配优化与能量管理策略设计进行研究。综合分析轮式装载机的“V”型循环工况和四种复合电源系统典型拓扑结构,选定以超级电容为主控单元的半主动式复合电源系统拓扑结构。完成了动力电池、超级电容和DC/DC转换器的部件选型及仿真模型的搭建。依据电动装载机的能量需求和功率需求,以复合电源系统的初始配置成本最小为优化目标,完成了基于遗传算法的复合电源参数匹配优化。依据电动装载机的运行工况特点,提出了基于模糊控制的复合电源能量管理策略,设计了驱动与制动两种运行工况下的模糊控制器。针对模糊控制器中的知识库设计过于依赖专家经验、存在主观性强的问题,提出了基于多种群遗传算法的全局优化复合电源能量管理策略,利用多种群遗传算法在“V”型循环工况下对模糊控制器隶属度函数的端点坐标参数进行优化。对优化前后的模糊控制策略进行了仿真并对仿真结果对比分析,结果表明:优化前后的模糊控制策略均能发挥超级电容的性能优势,使其与动力电池协同实现能量管理目标;经多种群遗传算法优化后的模糊控制策略相比优化前,更好地发挥了超级电容“削峰填谷”的工作特性潜力,动力电池的容量衰退延缓了10.23%且其电流波动更平缓,系统总能耗降低了5.11%,制动能量回收效率提升了5.21%。验证了多种群遗传算法优化复合电源模糊控制能量管理策略的有效性。

关键词：电动装载机复合电源参数匹配能量管理策略多种群遗传算法

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基于制动意图识别的电动装载机行走再生制动和机械制动协同控制研究

基于制动意图识别的电动装载机行走再生制动和机械制动协同控制研...

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作者：吴瑕华侨大学

学位级别：硕士

在全球能源危机以及大气污染问题的背景下,我国提出了“碳达峰、碳中和”的远景目标,零排放污染、低工作噪音的纯电驱动技术使得电动化工程机械成为向绿色产品转型的先锋。装载机作为一种广泛应用的工程机械,整车质量大、启停频繁,其电... 详细信息

在全球能源危机以及大气污染问题的背景下,我国提出了“碳达峰、碳中和”的远景目标,零排放污染、低工作噪音的纯电驱动技术使得电动化工程机械成为向绿色产品转型的先锋。装载机作为一种广泛应用的工程机械,整车质量大、启停频繁,其电动化既能降低排放,又具有行走制动能回收潜力,而在进一步提高能量的利用率的同时,也需要兼顾驾驶员良好的制动感受。因此,针对电动装载机的行走再生制动和机械制动协同控制研究具有重要意义。首先,本文分析了装载机的四种作业形式及典型工况,并以一台5 t电动装载机为试验对象,在“T”型、“V”型作业方式下进行循环工况试验,明确电动装载机在特定工况下的行走系统输出特性,为后续行走再生制动系统的分析及控制策略的设计奠定了研究基础。结合对电动装载机主要电驱构型的分析,本文采用单电机、专用变速箱、驱动桥的电驱结构,并完成了对行走再生制动系统部件的选型。其次,本文通过对电动装载机制动过程的分析,提出了基于加速踏板、制动踏板的制动意图识别策略。采集加速踏板、制动踏板及整车参数,通过模糊逻辑控制器识别出减速、滑行制动、制动意图,实现对制动各个阶段的强度输出从而缩短制动时间。引入制动动作发生后的液压系统制动压力作为反馈参数,当基于踏板的意图识别有迟滞或失效时,也能够输出制动强度,提高了识别策略的安全性。基于Matlab/Simulink仿真平台搭建了制动意图识别策略模型并进行了验证。再次,由于复合制动系统在切换制动模式时,再生制动力与机械制动力分配不协调的问题会使整车合成制动力矩波动较大,降低了制动舒适性。本文在分析电机再生制动力、液压制动系统机械制动力以及整车强度与整车制动力需求的基础上,提出了一种行走再生制动和机械制动协同控制的制动策略。结合电动装载机理想前后轮制动力分配曲线以及制动强度,制定了制动强度与整车力矩需求的分配曲线,在此基础上,通过设计的具有再生制动自由行程的液压制动阀,制定了再生制动与机械制动的复合制动力分配曲线,保证了制动模式切换过程中的平顺性,优先了再生制动的介入。基于AMESim-Matlab/Simulink联合仿真平台搭建了控制策略模型并验证了其可行性。最后,搭建了5 t电动装载机试验样机,并对本文所提出的基于制动意图识别的行走再生制动和机械制动协同控制策略进行了试验研究,结果表明:(1)所提出的制动意图识别策略,能够在不同组合工况下准确有效地识别出相应的制动意图,并能在驾驶员踩下制动踏板时,最大提前0.3 s输出减速意图及强度;引入制动压力的反馈参数,当制动意图识别失效或滞后,能够及时进行紧急制动意图识别,保证了制动意图识别的安全性。(2)所提出的行走制动与机械制动协同控制的制动策略,能够使整车制动力变化较为平顺,提高了制动舒适性。在能量回收效果方面,能量回收效率最高达71.64%,制动可回收率均在42%以上,在一个工作循环下最高能够为整车节省7.58%的能量。

关键词：电动装载机制动意图识别再生制动能量回收协同控制

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