基于CRUISE的纯电动拖拉机作业性能研究

针对拖拉机作业工况研究少,专用仿真软件匮乏,预测拖拉机的性能存在效率低、精度差的现状,分析了拖拉机的运输和旋耕工况,绘制了工况曲线。基于研发中纯电动拖拉机的工作原理和结构方案,利用商业软件CRUISE搭建了纯电动拖拉机的动态仿真平台,并在运输和旋耕工况下对其作业性能进行了仿真分析。结果表明:运输工况下,需求作业速度与实际作业速度平均偏差为0. 01 km/h,驱动电机平均效率为0. 74,续航时间为6. 54 h,平均滑转率为0. 006 8;旋耕工况下,需求作业速度与实际作业速度平均偏差为0. 1 km/h,驱动电机平均效率为0. 859,续航时间为4. 51h,平均滑转率为0. 166 6,与MATLAB中通过编写程序得到的仿真结果基本吻合。证明了拖拉机作业工况制定合理,纯电动拖拉机仿真平台搭建准确,适用于纯电动拖拉机的性能预测和开发。     

基于能耗和成本的纯电动汽车传动系统参数匹配

为获得纯电动汽车动力传动系统合理的设计方案,对纯电动商用车匹配单级减速器、2挡变速器或3挡变速器的能耗和成本进行了分析研究.基于电动机效率自主生成法建立了备选电动机数据库,以经济性为目标对数据库中每一电动机适用的传动系速比进行优化,建立了动力传动系统成本模型,并对系统总成本进行预估.结果表明:对于大部分电动机,匹配2挡变速器较单级减速器系统平均能耗可降低2%～10%、平均成本可降低1%～4%,而匹配3挡变速器较2挡能耗降低比例小于4%、成本降低幅度小,甚至出现成本增加情况.因此,基于能耗和成本平衡角度,将2挡传动系统定为该车型最合理的设计方案,并从效率最优角度匹配获得该纯电动商用车动力传动系统的参数.     

电动拖拉机驱动系统设计

针对传统拖拉机存在高油耗、高排放、变速器结构复杂等问题,提出了一种电动拖拉机驱动系统的设计方法,对牵引电动机、变速器以及动力电池组等驱动系统主要部件进行了设计选型。以邢台XT120小型拖拉机为研究对象,设计了其驱动系统主要参数,绘制了速度特性曲线、牵引功率特性曲线以及连续作业时间与负荷率、行驶速度的关系曲线。研究结果表明:设计的电动拖拉机不需要频繁换挡,降低了驾驶人员的劳动强度;在有效牵引力范围内,可以充分发挥其作业能力;连续作业时间达到了预期设计目标。     

并联混合动力拖拉机传动系参数设计及性能分析

针对大功率轮式拖拉机存在的档位过多、操作复杂和牵引效率低等问题,基于拖拉机工作特点、并联混合动力传动系统原理和拖拉机犁耕工况下的负载特性,对132 k W并联混合动力拖拉机的动力系统、耦合系统和传动系统等相关参数进行了合理匹配设计。结合给定的输出特性目标及控制方案,对并联混合动力拖拉机的理论牵引特性进行分析,并与东方红-1804大功率轮式拖拉机对比。对比结果表明:并联式混合动力拖拉机的牵引效率特性、滑转率特性、动力输出功率特性、牵引功率特性和行驶速度特性等理论牵引特性的各项指标均有一定的改善,牵引性能更优越。其动力性和经济性得到提高,并减少了档位数量,有利于传动系统的结构简化和操控。     

关于旋耕机,碎茬机一体化的可行性研究

通过参数对照和理论分析的方法,研究了旋耕,碎茬不同作业的基本工作原理和各参数的主要作用,寻求影响与２９．４－５５．２ＫＷ拖拉机配套的旋耕和碎茬作业的关键参数,从而为研究设计旋耕碎茬通用机提出最佳方案。     

纯电动客车动力传动系统参数优化仿真

在纯电动客车的设计过程中,为了提高电机的工作效率和纯电动客车的行驶里程,对动力传动系统进行了参数匹配。提出了采用固定速比主减速器与两档变速器的两种动力传动方案,并以行驶里程为目标,整车动力性要求为约束,采用遗传算法对传动系统的速比进行了优化。应用MATLAB/Simulink建模,进行了CYC_ECE_EUDC循环工况仿真。仿真结果表明:加装了两档变速器的纯电动客车在动力性满足要求的情况下,行驶里程提高了21.3%。     

基于蚁群算法的服装生产流水线作业平衡

服装生产中设备的闲置、工人作业浮余时间、在制品的传递时间和传递距离等对服装工时定额影响显著,忽略这些因素会导致服装生产流水线优化结果难以应用于实际生产.综合分析流水线工人熟练程度、工厂环境和工人努力程度对服装缝纫标准工时的影响,应用服装流水线平衡理论,基于流水线平衡参数研究结果,建立了涵盖设备闲置状态、工人作业浮余时间以及在制品传递时间等因素的数学模型,以较少工人数目、最短在制品传递距离以及最少总加工时间为目标,运用蚁群算法重新编排了流水线工序.结果显示,和工厂实际生产测量数据相比,优化后的流水线作业人数减少41.2%,在制品传递距离减少37.9%,生产节拍减少16.8%,从而获得了较优的工序编排方案.     

基于MOEA的PHEV控制策略与参数优化

针对并联混合动力汽车（PHEV）控制策略与传动系统参数优化问题,建立了以最小化燃油消耗与污染物排放量的多目标优化模型,研究基于多目标进化算法的PHEV控制策略与传动系统参数优化方法.采用ADVISOR仿真并将仿真所得的燃油消耗与污染物排放量作为候选方案的目标值,基于帕累托支配性原理判定候选方案的优劣,限定待优化变量的取值在PHEV生产精度要求范围内.实验结果显示：优化后的系统1×105m燃油消耗平均降低了22.32%,污染物CO,HC与NOx排放量平均降低了22.06%,7.98%和7%;电动机工作效率由0.18提高到0.52以上;系统总效率平均提升了22.99%.     

纯电动大客车双电机行星耦合传动系统参数设计

由于目前在纯电动汽车上由于缺乏多动力耦合传动系统的设计方法,从而导致国内电动汽车多动力耦合传动系统无法满足目前电动汽车的性能需求,文章针对纯电动大客车双电机行星耦合传动系统提出了一种参数设计方法,并对所涉及参数进行了具体的设计匹配,将参数匹配结果进行仿真验证,结果表明：所设计参数完全满足纯电动大客车的性能指标要求。     

考虑电动空调能耗的纯电动汽车动力传动系统参数匹配

在考虑电动空调对电动汽车整车性能影响的基础上,对一款两挡变速纯电动汽车动力传动系统包括蓄电池、驱动电机和变速器参数进行了匹配设计。基于所选部件综合效率模型,制定了经济性换挡策略,并以循环工况能耗最小为目标对初选速比进行优化。仿真结果表明:匹配参数不但兼顾了整车质量不至过重而且又确保动力性和续驶里程符合设计要求,在初选速比基础上的速比优化使得续驶里程在关闭空调时延长5.28%,开启空调时延长4.29%。     

电动拖拉机底盘轻量化设计及其多目标优化方法

电动拖拉机底盘轻量化设计可以提高整车性能,并且可达到降低使用能耗以延长续航时间的目的。本文根据18 k W电动拖拉机主要技术参数,进行电动拖拉机底盘结构方案的设计;基于拓扑优化对底盘中强度盈余较大的后桥壳体进行结构改进,对第7阶模态云图中的振型突变处进行结构调整;采用多目标优化方法降低底盘前部电池箱承载区纵梁、主车架纵梁、第二横梁、第三横梁、变速箱壳体结构的厚度,达到了轻量化设计的目的,并完成了动、静力学特性的校核。     

基于遗传算法的纯电动轿车动力总成参数优化

基于动力传动系部件参数对纯电动轿车性能的影响，利用遗传算法对纯电动轿车动力传动系的主要部件进行了优化；所有部件的模型均基于实际配置的纯电动轿车(QREV)动力传动系台架试验的试验数据．优化结果与传统优化算法结果相比表明，本文提出的算法是有效的，能够提高纯电动轿车的性能．该算法已应用于实车动力传动系的参数设计．     

纯电动大客车动力系统参数匹配与仿真分析

电动汽车动力系统参数匹配设计对整车性能有很大影响,根据整车基本结构参数和目标性能要求,确定动力传动系统各参数的具体设计计算方法,通过对电机、电池及传动系统参数的设计匹配与合理选型来确保整车动力性能和经济性能发挥到最优值.利用CRUISE软件建立纯电动城市客车动力系统仿真模型,根据模拟仿真结果对各性能指标参数进行评价分析,特别针对动力电池进行建模仿真,通过仿真得到的电池性能数据评价分析设计电池参数及选型是否满足要求.结果表明:设计的动力系统匹配方案能够很好地满足整车动力性能和经济性能要求,为纯电动大客车的匹配设计分析提供了新的思路,具有一定的理论指导意义.     

纯电动汽车动力驱动系统参数匹配试验

基于车辆运行城市道路工况,结合车辆设计指标,以降低车辆能耗为目标,进行了动力驱动系统中电池、电动机及传动系统参数的优化匹配.对济南市道路工况进行测试,分析得到车辆行驶工况点密集区域.综合车辆设计目标,电池组电压及电池组质量对车辆能耗的影响,进行动力驱动系统关键部件选型,并在试验台上对选择的7.5 kW交流异步电动机系统效率特性、192 V/100 A·h磷酸铁锂电池组效率特性及其之间的匹配特性进行测试分析.利用底盘测功机测试并优化了电力驱动系统与机械传动系统之间的匹配关系,使电力驱动系统高效区与车辆实际道路行驶工况点密集区域相吻合.等速法测试结果表明:车辆按40 km·h-1匀速行驶里程达169 km;车辆在基本城市循环工况下100 km能耗为12.01 kW·h,续驶里程达160 km.     

基于非线性规划遗传算法的汽车动力传动系统参数优化研究

研究了兼顾动力性和燃油经济性的汽车动力传动系统优化数学模型,以改善燃油经济性和整车动力性为目标,采用非线性规划遗传算法对某款轿车的动力传动系统参数进行优化研究并进行了仿真试验验证.结果表明:优化后原地起步加速时间降低了3.96%,整车多工况百公里油耗降低了8.23%.表明运用非线性规划遗传算法进行动力传动系统参数优化是可行的.     

电动汽车动力传动系统评价体系参数

讨论了电动汽车动力传动系统传统的评价指标,指出动力性评价指标仅仅反映电动汽车的一种极限能力,与实际使用工况无关.基于各主要部件在不同工况下效率不同这一事实,提出了"能量效率区间利用率"和"能量效率发挥程度"的概念,给出了计算区间加权效率的准加权法.然后,从能量利用的角度出发,提出"驱动能量效率"和动力传动系统"综合评价指标",建立了电动汽车动力传动系统合理匹配评价体系.最后,对某型号电动汽车的评价参数进行了分析和计算.     

混合动力公交车传动系统参数优化及能量控制策略

为了使混合动力公交车更好地适应路况,获得良好的经济性能,从传动系统与能量控制策略2个方面对改善混合动力公交车经济性、动力性的方法进行研究,通过优化传动系统参数,使传动系统与能量控制策略有效结合;对传动系统进行动力学分析,并匹配传动系统各部件,利用MATLAB/Simulink与AVL/Cruise软件,根据工作模式建立能量控制策略与整车模型,并对整车模型进行仿真分析,利用Isight软件,结合能量控制策略,对整车模型进行优化;利用多岛遗传算法,以经济性、动力性为优化目标,对电机减速比、行星排特征参数、主减速比3个传动系统参数进行优化,并根据城市公交行驶特性,对优化目标选取不同权重。结果表明,在城市公交工况下对传动系统参数进行多目标优化后,混合动力公交车的燃油消耗量降低了11.6%,发动机运行在经济区间,设计的能量控制策略能够很好地与传动系统相结合。     

农田作业工况下拖拉机性能仿真分析与试验

探究拖拉机在农田作业工况下的动力性及经济性对有效提高农用拖拉机动力传动系统匹配的合理性具有重要意义。首先,定义了拖拉机农田作业工况下的性能评价指标。然后,应用Cruise软件搭建了农田作业工况下拖拉机整车仿真模型,根据实际性能仿真需求,在软件中设置相应的计算任务,完成了农用拖拉机的动力性和经济性的仿真分析。仿真结果表明,拖拉机的动力输出能够较好的适应农机具的加载特性及土壤的特殊性,并具有一定的动力潜力,体现了较好的动力性,在低档位及高档位高转速工况下,体现了良好的燃油经济性。最后,进行相应的实车试验,完成了仿真模型的校验,验证了搭建的拖拉机仿真模型的准确性,此模型可以为后续的拖拉机动力传动系统优化匹配提供模型参考。     

采用NSGA-Ⅱ算法的混合动力能量管理控制多目标优化方法

综合考虑燃油经济性、排放性与驾驶性对混合动力能量管理控制优化的优点,以某款并联混合动力汽车为研究对象,选取能量管理控制参数与传动系参数作为待优化参数,以动力性作为约束条件,建立混合动力能量管理控制多目标优化评价方法,提出基于NSGA-Ⅱ算法的混合动力系统多目标优化方法,并与优化前控制策略进行仿真对比分析。结果表明:在满足基本约束的前提下,优化后燃油经济性最多提高了7.8%,平均提高了6.38%;驾驶性性能指标最多提高了27.12%,平均提高了21.74%;排放性综合指标平均提高了41.51%。提出的多目标优化算法具有良好的收敛性与分布性,得到的Pareto最优解集能够给混合动力能量管理控制策略提供更多的权衡选择方案,体现了多目标优化的优势。     

挡位数设计对纯电动公交车能耗的影响

为系统地分析挡位数对电动公交车能耗的影响及车辆变速箱匹配问题,建立了电动公交车动力驱动系统模型.文中使用动态规划方法对车辆变速箱分别采用4,3,2挡设计,对车辆变速箱在4种工况下进行换挡控制优化,并提取最优双参数换挡策略,得到最优能耗数据.结果表明:以4挡变速箱为参考标准,使用3挡变速箱仅增加约1%的能耗,而2挡变速箱则增加大约5%的能耗.