发展城市轨道交通对于缓解城市交通拥堵和大气污染具有重要的社会效益。轨道工程车是轨道交通线路施工建设与运营维护过程中的重要车种,用于车辆牵引、人员和物资运输。传统的内燃轨道工程车不仅低速稳定性差、低速走行效率低以及不能回收再生制动能量,而且排放有害气体、运行噪音大。近年来,随着电力电子技术的发展尤其是动力电池技术水平的不断提高,轨道工程车也开始朝着新能源方向发展。蓄电池轨道工程车采用电机牵引变频调速,具有无污染零排放,传动链简单和易于实现无级调速等优点。虽然解决了内燃轨道工程车的耗能严重、排放污染和噪音问题,但受制于电力牵引系统的固有硬伤,蓄电池轨道工程车的应用现状并不乐观,主要存在装机功率高、加速电流冲击大、能量再生度不高和续航里程短等缺点。液压蓄能器具有较高的功率密度,能够在短时间内实现能量的转存与释放,并且能量回收与再利用效率较高。在蓄电池技术没有完全突破瓶颈之前,作为过渡阶段出现的电液混合动力技术无疑是解决蓄电池轨道工程车应用不足的最佳方案。电液混合动力技术结合了蓄电池(高能量密度)与液压蓄能器(高功率密度)两者的优点,通过液压蓄能器释放瞬时大功率来弥补蓄电池的功率适应能力不足,从而减小对蓄电池峰值功率的需求,达到降低装机功率与冲击电流、延长整车续航里程的目的。本文以蓄电池轨道工程车作为研究对象,重点开展了以下方面的研究。1.为了解决蓄电池轨道工程车瞬时加速大扭矩引起的大电流冲击对蓄电池循环使用寿命和整车续航里程的不利影响,基于静液压传动系统设计了一套新型的电液混合动力系统(电-静液压混合动力系统)。详细阐述了其节能机理和功效特性,并对液压储能系统中的液压蓄能器和辅助马达进行参数匹配计算。2.流量耦合与扭矩耦合是实现电液混合动力系统工况间功率迁移的重要途径。首先建立了电液混合动力系统的功率流数学模型,并分析出液压储能系统中影响电功率的关键因素。其次利用仿真计算结合试验的方法探究比例流量阀放液流量、比例减压阀调定压力与辅助马达排量对电液功率耦合特性的影响。最后将试验数据与仿真结果进行对比分析,以此来验证仿真模型建立的正确性与仿真结果的可信性,为进一步通过仿真手段研究蓄电池轨道工程车在典型工况下的能量分配提供可靠支撑。3.首先根据蓄电池轨道工程车的行驶特点对电液混合动力系统的工作模式进行划分,以最大限度保证电力牵引系统始终工作于最优状态。其次基于典型工况仿真探究不同电液功率分配比例下的动力耦合特性,为整车控制器的研制奠定基础。4.基于前文对不同电液功率分配比例下的动力耦合分析结果,明确了电液混合动力系统的优化目标,据此提出了基于最小功率冲击的电液混合加速策略,它可根据电液混合动力系统的状态参数实时对整车能量进行合理地分配。然后运用AMESim-Simulink联合仿真平台对提出的电液混合加速策略可行性进行分析。最后通过试验验证来进一步说明基于最小功率冲击的电液混合加速策略对于削减蓄电池放电功率卓有成效。