
兵工学报 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (S1): 250395-.doi: 10.12382/bgxb.2025.0395
收稿日期:2025-05-22
上线日期:2025-11-06
通讯作者:
WANG Shangyan, CUI Tao*(
), WANG Tianxiang, WANG Bingbing, ZHANG Fujun
Received:2025-05-22
Online:2025-11-06
摘要:
针对并联式弱混履带车辆起步、加速过程存在的油电竞争及柴油机动力不足问题,通过理论分析与实车试验明确了问题原因。依据试验结果提出利用需求油量与限制油量描述驾驶员动力需求及柴油机响应动力需求的能力,并由此确定动态过程所需电机输出的驱动转矩,建立基于柴油机油量需求差的电机转矩算法,突出了并联式弱混履带车辆中柴油机的主动力源特征,提出并联式弱混履带车辆动态过程油电竞争协调控制方法。在建立对象车辆动力系统仿真模型后,对所提方法进行验证,仿真结果表明:所提方法在提升车辆动态过程动力性能的同时有效避免了油电竞争问题,与现有协调控制方法相比柴油机动力输出提升19.37%,电池电能消耗减少63.75%,车辆加速时间缩短6.52%。
王尚炎, 崔涛, 王天翔, 王兵兵, 张付军. 并联式弱混履带车辆动态过程“油电竞争”协调控制方法[J]. 兵工学报, 2025, 46(S1): 250395-.
WANG Shangyan, CUI Tao, WANG Tianxiang, WANG Bingbing, ZHANG Fujun. Dynamic Coordinated Diesel-electric Competition Control Method for Parallel Mild Hybrid Tracked Vehicle[J]. Acta Armamentarii, 2025, 46(S1): 250395-.
| 主要参数 | 数值 |
|---|---|
| 整车质量/t | 23 |
| 柴油机额定功率/kW | 480 |
| 柴油机额定转速/(r·min-1) | 2500 |
| ISG电机额定功率/kW | 100 |
| 动力电池容量/(kW·h) | 8 |
| 液力变矩器循环圆直径/mm | 375 |
| 传动箱挡位数 | 6 |
表1 并联式弱混履带车辆主要参数
Table 1 Key parameters of parallel mild hybrid tracked vehicle
| 主要参数 | 数值 |
|---|---|
| 整车质量/t | 23 |
| 柴油机额定功率/kW | 480 |
| 柴油机额定转速/(r·min-1) | 2500 |
| ISG电机额定功率/kW | 100 |
| 动力电池容量/(kW·h) | 8 |
| 液力变矩器循环圆直径/mm | 375 |
| 传动箱挡位数 | 6 |
| 外特性参数 | RMSE/% |
|---|---|
| 功率 | 1.11 |
| 循环喷油量 | 1.37 |
| 进气压力 | 1.68 |
表2 外特性主要参数RMSE百分数统计
Table 2 RMSE% statistics for key parameters of engine external characteristics
| 外特性参数 | RMSE/% |
|---|---|
| 功率 | 1.11 |
| 循环喷油量 | 1.37 |
| 进气压力 | 1.68 |
| 主要参数 | RMSE/% |
|---|---|
| 电机转矩 | 6.09 |
| 电池SOC | 0.37 |
表3 电池与电机主要参数RMSE百分数统计
Table 3 RMSE% statistics for key parameters of motor and battery
| 主要参数 | RMSE/% |
|---|---|
| 电机转矩 | 6.09 |
| 电池SOC | 0.37 |
| 主要参数 | RMSE/% |
|---|---|
| 车速 | 5.08 |
| 发动机转速 | 2.93 |
| 循环喷油量 | 5.84 |
| 进气压力 | 4.53 |
表4 起步、加速过程参数RMSE百分数统计
Table 4 RMSE% statistics of parameters in vehicle launch and acceleration process
| 主要参数 | RMSE/% |
|---|---|
| 车速 | 5.08 |
| 发动机转速 | 2.93 |
| 循环喷油量 | 5.84 |
| 进气压力 | 4.53 |
| 控制方法 | 柴油机燃油 消耗量/kg | 电能消耗量/ (kW·h) | 等效燃油 消耗量/kg | 综合燃油消 耗量/kg |
|---|---|---|---|---|
| 需求差方法 | 0.185 | 0.087 | 0.028 | 0.213 |
| 转速差方法 | 0.140 | 0.24 | 0.077 | 0.217 |
表5 车辆起步、加速过程燃油及电能消耗量仿真结果统计
Table 5 Statistics of simulated fuel and electricity consumption results in vehicle launch and acceleration process
| 控制方法 | 柴油机燃油 消耗量/kg | 电能消耗量/ (kW·h) | 等效燃油 消耗量/kg | 综合燃油消 耗量/kg |
|---|---|---|---|---|
| 需求差方法 | 0.185 | 0.087 | 0.028 | 0.213 |
| 转速差方法 | 0.140 | 0.24 | 0.077 | 0.217 |
| 项目 | 柴油机相对 负荷率/% | 电能消耗量/ (kW·h) | 综合燃油消 耗量/kg | 0~32km/h 加速时间/s |
|---|---|---|---|---|
| 需求差方法 | 76.30 | 0.087 | 0.213 | 8.6 |
| 转速差方法 | 63.92 | 0.24 | 0.217 | 9.2 |
| 改进效果 | 升高 19.37% | 减少 63.75% | 减少 1.84% | 减少 6.52% |
表6 车辆起步、加速过程主要性能指标仿真结果统计
Table 6 Simulated results of main performance index in vehicle launch and acceleration process
| 项目 | 柴油机相对 负荷率/% | 电能消耗量/ (kW·h) | 综合燃油消 耗量/kg | 0~32km/h 加速时间/s |
|---|---|---|---|---|
| 需求差方法 | 76.30 | 0.087 | 0.213 | 8.6 |
| 转速差方法 | 63.92 | 0.24 | 0.217 | 9.2 |
| 改进效果 | 升高 19.37% | 减少 63.75% | 减少 1.84% | 减少 6.52% |
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doi: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2024.011.005 |
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