全轮驱动混合动力机场除雪车研究

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21世纪以来,人类越来越清晰地认识到传统内燃机车辆的发展会带来环境污染和温室效应等严重后果,混动和纯电的型式代替内燃机逐渐成为普遍的选择。与此同时,通用机场建设是保障通用航空建设发展的重要一环,为此我国不断出台有关政策,2020年全国通用机场目标数为500个,到2030年将到达2058个。机场数量大量增加,背后需要机场基础设施的研发紧跟步伐,大型机场除雪车是我国北方地区机场冬季正常运行必不可少的设备,本文就是在前期研发的传统构型除雪车的基础上进行改进,创新研发了串联式混合动力机场除雪车。主要工作内容如下:1.针对前期研发的传统构型车辆的缺点做出了改进,为了简化原传动系统的复杂结构,为中置辊刷增加设计灵活性和保证功能齐全,因此采用前后独立驱动。由于车辆只在冬季低温环境里作业,为了保证作业续驶里程采用混合动力的构型。2.根据车辆的设计需求与参数以及传统构型车辆的实测与理论的差距,对车辆动力系统主要部件即发动机、驱动电机、发电机、动力电池等进行了选型和参数设计。同时根据车辆的行驶的工况,设计了一套针对机场除雪的能量管理控制策略。然后在MATLAB/Simulink平台上搭建了控制模型,在AVLCRUISE软件平台搭建了车辆仿真模型,利用DLL接口实现两者的联合仿真。3.针对北京大兴国际机场设计了一种单台除雪车除雪的工况,工况时长6小时,累计里程230多公里,涵盖了机场起降跑道、滑行跑以及其它路段。用自行设计的机场除雪工况和C-WTVC工况对车辆模型进行仿真测试,还对动力性进行了测试,包括0-60km/h加速时间,最高时速。最后针对不同积雪密度的路面,在30km/h的时速下作业仿真,计算了各种路况的最高作业的车速、发动机工作点的优化情况以及电池SOC变化情况。最终验证了能量管理控制策略的合理性和模型的正确性。
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