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基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车设计与试验

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农业机械学报 2023年第8期54卷 394-401,410页

作者：贾方侯宇豪韩建刚温昌凯张胜利谢斌洛阳西苑车辆与动力检验所有限公司洛阳471000 中国农业大学工学院北京100083 北京市农林科学院智能装备技术研究中心北京100097

针对传统农业车辆牵引负荷车机械结构复杂、存在加载死区导致无法实现全范围加载,采集系统功能单一无法实时评估被试车辆牵引性能的问题,设计了一种基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车。负荷车以最大加载牵引力150 kN为设计目标,结合... 详细信息

针对传统农业车辆牵引负荷车机械结构复杂、存在加载死区导致无法实现全范围加载,采集系统功能单一无法实时评估被试车辆牵引性能的问题,设计了一种基于电驱动系统的农业车辆牵引负荷车。负荷车以最大加载牵引力150 kN为设计目标,结合对驱动轮的受力分析,完成了其整机关键部件的选型设计,采用集成发动机-电动桥的电驱动系统为核心单元,使用转向牵引架实现前桥平台的自动跟随转向。在LabVIEW RIO架构基础上,通过FPGA搭建高算力、高性能的测控系统,实现对电驱动系统电流、电压、被试车辆牵引力、油耗等多种信息的采集、无线传输与存储,并使用模糊自适应PID控制算法对牵引力加载进行闭环控制。最后开展整机性能验证试验,负荷车实现了0~150 kN范围内的负荷加载,加载系统最大响应时间为3.6 s,最大超调量为1.61%,实际加载牵引力与目标牵引力最大误差为4.5%。整机性能验证试验表明,负荷车具备良好的牵引负荷加载性能,其测控系统可实现被试车辆牵引性能多参数的实时准确监测,能够完成对农业车辆牵引性能的全面评估。

关键词：农业车辆负荷车电驱动系统全范围加载测控系统牵引性能

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电动汽车电驱动系统加速工况声品质评价及预测

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振动与冲击 2024年第22期43卷 126-134页

作者：杜进辅杨攀曲南飞西安理工大学机械与精密仪器工程学院西安710048

电动汽车电驱动系统高频加速噪声严重影响整车声品质。为此,通过电驱动系统振动噪声试验,采集多工况加速噪声信号,并进行主、客观评价。结合相关性分析以心理声学参数为输入,通过改进的灰狼算法(improved gray wolf optimizer,IGWO)优... 详细信息

电动汽车电驱动系统高频加速噪声严重影响整车声品质。为此,通过电驱动系统振动噪声试验,采集多工况加速噪声信号,并进行主、客观评价。结合相关性分析以心理声学参数为输入,通过改进的灰狼算法(improved gray wolf optimizer,IGWO)优化支持向量回归(support vector regression,SVR),建立IGWO-SVR模型用于电驱动系统声品质预测。引入互补集合经验模态分解(complementary ensemble empirical mode decomposition,CEEMD)与信号的均方根值(root mean square,RMS),提取电驱动系统加速噪声的CEEMD-RMS特征,并建立以CEEMD-RMS为输入的IGWO-SVR声品质预测模型。检验结果表明:以CEEMD-RMS特征为输入的声品质预测模型,预测效果较以心理声学参数为输入的IGWO-SVR模型更优,测试集平均相对误差由8.88%减小为4.18%。

关键词：电驱动系统加速工况声品质互补集合经验模态分解(CEEMD) 预测模型

装甲车辆大功率电驱动系统传导干扰预测模型构建方法

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兵工学报 2024年第9期45卷 3004-3016页

作者：熊瑛李小健范知友李楠王彪王天楠中国北方车辆研究所电磁兼容试验室北京100072

装甲车辆动力系统大功率电驱动系统中开关模组的高速切换将产生一系列高压瞬态脉冲及宽频谐波干扰,对高度电气化的整车系统构成严峻威胁。针对大功率电驱动系统产生的传导干扰缺乏数字化检测及分析问题,提出一种系统级的传导干扰预测模... 详细信息

装甲车辆动力系统大功率电驱动系统中开关模组的高速切换将产生一系列高压瞬态脉冲及宽频谐波干扰,对高度电气化的整车系统构成严峻威胁。针对大功率电驱动系统产生的传导干扰缺乏数字化检测及分析问题,提出一种系统级的传导干扰预测模型构建方法。对电驱动系统各电气部件例如高压电池组、逆变器、负载电机分别独立建模;基于多导体传输线方法,将各模型通过表征系统寄生效应的传输线进行级联,进而构成完整的分布式系统级传导干扰预测模型。通过测试台架对新提出的模型进行精度测试对比验证。对比验证结果表明,新构建的模型在10 kHz~100 MHz频段范围内仿真精度优于8 dB,可为电驱动装甲车辆的电磁兼容正向设计提供有效支撑,具备创新性及实用性。

关键词：装甲车辆传导干扰电驱动系统开关模组三相同步电机模型构建

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纯电动拖拉机电驱动系统设计与试验

农业机械学报 2018年第8期49卷 388-394页

作者：陈黎卿詹庆峰王韦韦黄鑫郑泉安徽农业大学工学院合肥230036 安徽省智能农机装备工程实验室合肥230036

根据拖拉机工作特性与传动特性要求,设计了一种基于丘陵山区耕播工况下拖拉机电驱动系统,包括电驱动传动方案、驱动电机参数匹配、传动机构及动力输出机构特征参数设计等。在搭建的电驱动系统综合性能试验台上对该系统进行外特性、传动... 详细信息

根据拖拉机工作特性与传动特性要求,设计了一种基于丘陵山区耕播工况下拖拉机电驱动系统,包括电驱动传动方案、驱动电机参数匹配、传动机构及动力输出机构特征参数设计等。在搭建的电驱动系统综合性能试验台上对该系统进行外特性、传动效率、噪声及可靠性测试。试验结果表明,该电驱动系统传动效率在72%~94%之间,且在1 000 r/min以内低速工况下,能够稳定输出扭矩;在1 000~3 000 r/min之间能稳定输出功率。满足拖拉机耕播工况和运输工况下的特性要求,验证了电驱动系统设计的合理性。

关键词：拖拉机电驱动系统设计性能试验

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纯电动汽车电驱动系统耦合动力学研究

汽车工程 2022年第12期44卷 1896-1909页

作者：刘长钊张铁宋健尹显颂葛帅帅重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400044 重庆理工大学车辆工程学院重庆400054

为研究纯电动汽车电驱动系统运行时的动态特性,考虑电磁时空激励和系统结构柔性,提出了一种适用于变速工况的一体化电驱动系统机电耦合动力学模型,并进行了仿真验证。以动力学分析为手段,重点研究了稳态、加速工况下电机转矩波动、齿轮... 详细信息

为研究纯电动汽车电驱动系统运行时的动态特性,考虑电磁时空激励和系统结构柔性,提出了一种适用于变速工况的一体化电驱动系统机电耦合动力学模型,并进行了仿真验证。以动力学分析为手段,重点研究了稳态、加速工况下电机转矩波动、齿轮误差和箱体柔性对电驱动系统动态特性的影响。研究结果表明:在稳态工况下,电机转矩波动对轴承力的影响不明显,齿轮误差会显著增加齿轮动态啮合力矩和轴承支反力的幅值,箱体柔性对齿轮动态啮合力矩的影响较小;在加速工况下,齿轮误差容易激发系统高频成分的共振,耦合箱体后容易激发与转频相关的低阶共振。

关键词：纯电动汽车电驱动系统电机齿轮耦合动力学

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纯电动汽车电驱动系统故障诊断研究进展

汽车工程 2024年第1期46卷 61-74页

作者：张鹏博陈仁祥邵毅明孙世政闫凯波重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆交通大学交通工程应用机器人重庆市工程实验室重庆400074

为全面梳理纯电动汽车电驱动系统故障诊断的发展现状,明确未来发展趋势,本文首先介绍了纯电动汽车电驱动系统的基本架构、功能及发展历程;然后详细总结了纯电动汽车电驱动系统关键部件的故障类型及原因,分析了纯电动汽车电驱动系统关键... 详细信息

为全面梳理纯电动汽车电驱动系统故障诊断的发展现状,明确未来发展趋势,本文首先介绍了纯电动汽车电驱动系统的基本架构、功能及发展历程;然后详细总结了纯电动汽车电驱动系统关键部件的故障类型及原因,分析了纯电动汽车电驱动系统关键部件故障诊断方法的主要研究现状;接着将诊断方法从专家知识驱动、模型驱动、信号驱动和数据驱动4个方面详细综述了纯电动汽车电驱动系统国内外研究进展和发展动态,并针对不同方法的优缺点进行了对比;最后对纯电动汽车电驱动系统故障诊断所面临的问题及发展方向进行了分析和展望,进一步讨论并指出未来纯电动汽车电驱动系统故障诊断研究可以集中在变工况耦合故障诊断、微小故障诊断和前期故障诊断研究、实时在线故障诊断、基于故障诊断的智能运维、未知故障诊断与系统自愈技术等方面。

关键词：纯电动汽车电驱动系统故障诊断

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燃料电池电动车电驱动系统效率优化控制

清华大学学报（自然科学版） 2004年第4期44卷 446-449页

作者：宇文博姜新建朱东起清华大学电机工程与应用电子技术系北京100084

燃料电池的发电效率随着输出的变化会有很大改变,对燃料电池电动车的运行效率产生很大的影响。通过对燃料电池本身特性和驱动系统的研究,提出考虑燃料电池本身效率的整体效率优化控制,在满足负载需要的前提下通过改变电机励磁电流和直... 详细信息

燃料电池的发电效率随着输出的变化会有很大改变,对燃料电池电动车的运行效率产生很大的影响。通过对燃料电池本身特性和驱动系统的研究,提出考虑燃料电池本身效率的整体效率优化控制,在满足负载需要的前提下通过改变电机励磁电流和直流变换器的占空比使得整个电驱动系统的运行效率最高。为此,建立了电驱动系统的稳态损耗模型,并通过仿真和试验结果的对比验证了损耗模型的有效性。实验结果表明系统损耗随励磁电流和占空比的改变而改变,从而验证了该文提出的优化效率控制方法的可行性。

关键词：燃料电池电动车电驱动系统效率优化优化控制

基于用户大数据的电驱动系统可靠性工况特征研究

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汽车工程 2020年第10期42卷 1386-1396页

作者：赵礼辉王震冯金芝郑松林上海理工大学机械工程学院上海200093 机械工业汽车机械零部件强度与可靠性评价重点实验室上海200093 上海市新能源汽车可靠性评价公共技术平台上海200093

对基于用户运行数据的电驱动系统可靠性工况特征的研究,是电驱动系统可靠性载荷谱的编制与评价验证的前提和基础。本文以不同地域与车型的实际用户运行数据为基础,对用户数据预处理并关联电驱动系统典型部件失效主导载荷构造工况特征参... 详细信息

对基于用户运行数据的电驱动系统可靠性工况特征的研究,是电驱动系统可靠性载荷谱的编制与评价验证的前提和基础。本文以不同地域与车型的实际用户运行数据为基础,对用户数据预处理并关联电驱动系统典型部件失效主导载荷构造工况特征参数;采用主成分分析法对多维度特征参数降维,运用聚类算法将电驱动系统运行片段整体划分为5种典型工况;对各工况运行时间、行驶里程和损伤贡献与损伤强度分布进行分析,并进一步将5大类典型工况细化为13种工况。研究成果为用户使用条件下电驱动系统可靠性试验工况的选取、全寿命周期可靠性目标的确定和载荷谱的编制提供了参考和依据。

关键词：用户大数据电驱动系统可靠性工况特征

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特种车辆电驱动系统的预测直接功率控制策略

兵工学报 2021年第10期42卷 2123-2129页

作者：黄庆倪大成马长军罗德荣黄守道李中启程汪扬姚超邓海军董平陆雄建湖南力行动力科技有限公司湖南株洲412001 湖南大学电气与信息工程学院湖南长沙410082 中国北方车辆研究所车辆传动重点实验室北京100072 湖南工业大学交通工程学院湖南株洲412007 陆军装备部驻长沙地区军事代表室湖南长沙410014

针对脉冲宽度调制(PWM)整流器在特种车辆电驱动系统中电流谐波及功率脉动大的问题,提出新型预测直接功率控制策略。在传统控制策略基础上设计电流观测器,通过预测控制方法估测出由系统参数失配造成的扰动并进行实时补偿,再经电流预测计... 详细信息

针对脉冲宽度调制(PWM)整流器在特种车辆电驱动系统中电流谐波及功率脉动大的问题,提出新型预测直接功率控制策略。在传统控制策略基础上设计电流观测器,通过预测控制方法估测出由系统参数失配造成的扰动并进行实时补偿,再经电流预测计算得出下一时刻的预测电流值。建立三相PWM整流器的动态模型,通过所设计的电流观测器预测电感变化后的电流值,并将其与电流的实际值作比较,经过估计系统扰动方式补偿系统误差。仿真和试验结果表明,该PWM整流器预测直接功率控制策略能有效抑制电流谐波分量以及功率脉动,实现电感参数变化条件下的正常工作,便于控制策略在特种车辆电驱动系统中实现,且能更好地提高特种车辆电源品质。

关键词：特种车辆电驱动系统脉冲宽度调制整流器预测直接功率控制电流观测器