基于matlab/simulink的純電動裝載機的動力系統的仿真研究

(長安大學 陜西 西安 710000)

一、裝載機的工況分析

純電動裝載機最常見的作業方式有I型，L型，T型和V型，其中以V型的作業方式是最常見且效率比較高的作業方式。

V型作業方式

經過分析，ZL50純電動裝載機的功率需求如圖所示：

二、純電動裝載機控制策略研究

本文設置純電動裝載機的功率正常工作需求時的控制策略，功率需值為preq,Pc/Pb是超級電容/蓄電池提供的功率，pav為平均功率，SOCc/SOCc min/SOCc max是超級電容荷電狀態與最大/小值。

純電動裝載機動力系統為電機供電時的控制策略：

當電機的功率需求Preq為正且小于輸出平均功率Pav+時，此時蓄電池單獨供電。即：Pb=Preq，Pc=0；

當電機的需求功率Preq大于輸出平均功率Pav時，要根據超級電容的荷電狀態SOCc的狀態進行分析，假如超級電容的荷電狀態SOCc大于其最小值SOCc min時，此蓄電池和超級電容配合放電為電機供電。即：若Preq >0，Preq > Pav，SOCc>SOCc min，則Pb=Pav+，Pc=Preq-Pb；

當電機的需求功率Preq大于輸出平均功率Pav時，要根據超級電容的荷電狀態SOCc的狀態進行分析，假如超級電容的荷電狀態SOCc小于其最小值SOCc min時。即：若Preq >0，Preq > Pav，SOCc

三、仿真結果分析

若純電動裝載機的動力系統只是單一的蓄電池，那么電機所需的功率都將由電池來提供，如圖可知，其存在很多的峰值功率，對蓄電池是一種傷害，會造成蓄電池壽命降低。

若純電動裝載機的動力系統采用復合電源，在電機需求功率是，超級電容和蓄電池通過上文中制定的控制策略進行相應的能量分配，如圖所示，上圖為電機需求的功率通過控制策略分配后，需要復合電源各部分輸出的功率，由于本文設定的功率閥值為35kw，所以電池的功率輸出均在35kw，不高于35kw的功率都由蓄電池來提供；需要超級電容輸出的功率，在功率需求超過35kw時，超級電容提供超出35kw的功率。此時電池的輸出將不會存在峰值，這樣對于電池也是一種保護。

四、對比分析

本文過對純電動裝載機的具體工況進行分析，然后對其作業的方式進行比較，采用最合適的工作方式；結合實際情況，對純電動的裝載機的作業具體功率需求進行分析，然后再Matlab軟件中制定一整個循環工況。之后對單一動力源和復合動力源進行建模，通過對兩種模型的仿真分析，得出對于純動力裝載機來說，復合動力系統相對于單一蓄電池具有很多的優點，是一個很好的發展趨勢。