定量泵式機液復(fù)合儲能系統(tǒng)穩(wěn)壓控制策略研究
本文關(guān)鍵詞:定量泵式機液復(fù)合儲能系統(tǒng)穩(wěn)壓控制策略研究
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【摘要】:液壓儲能裝置因其環(huán)保性、耐久性、高功率密度以及低成本等獨特優(yōu)勢在工程領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,但傳統(tǒng)液壓蓄能器的低能量密度以及壓力-儲能狀態(tài)不解耦的兩大劣勢降低了其應(yīng)用的靈活性,F(xiàn)有的液壓儲能技術(shù)常采用變量泵或節(jié)流閥等構(gòu)成變量系統(tǒng),實現(xiàn)調(diào)壓,這類方式雖可實現(xiàn)壓力的高精度控制,但成本高、能量損失大。為了提高液壓儲能系統(tǒng)的能量密度,同時實現(xiàn)經(jīng)濟、高效的壓力控制,本文依托國家自然基金項目(項目號:51375202),提出了定量泵式機液復(fù)合儲能系統(tǒng)的穩(wěn)壓控制策略,并將其應(yīng)用于兩種新型儲能系統(tǒng),通過仿真驗證了穩(wěn)壓控制策略的合理性。本文的主要內(nèi)容如下:(1)設(shè)計了一種新型機液復(fù)合儲能裝置,定量泵式定壓源系統(tǒng)CCPS(Constant Pressure System with Constant displacement pump/motor)。(2)提出三相雙能分解法,從能量形式和能量載體兩個角度對CCPS和飛輪蓄能器系統(tǒng)FAS(Flywheel-Accumulator System)的調(diào)壓特性進行了分析,建立了兩個儲能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。(3)劃分了CCPS以及FAS的工作模式,并分析了每種工作模式下的儲能過程和調(diào)壓特性;基于兩系統(tǒng)的調(diào)壓共性,提出動態(tài)能量分配原則,制定了定量泵式機液復(fù)合儲能系統(tǒng)的穩(wěn)壓控制策略。(4)基于某并聯(lián)式液壓混合動力車型的參數(shù),分別用恒功率工況和UDDS(Urban Dynamometer Driving Schedule)典型工況對傳統(tǒng)蓄能器系統(tǒng)、CCPS和FAS進行了仿真,驗證了穩(wěn)壓控制策略的合理性,并利用仿真結(jié)果對比了CCPS與FAS的穩(wěn)壓和儲能效果,為其應(yīng)用提供參考。研究結(jié)果表明,本文提出的采用定量泵與高速開關(guān)閥組合的方式進行儲能系統(tǒng)壓力調(diào)節(jié)的方法,可實現(xiàn)系統(tǒng)的高精度穩(wěn)壓。同時,雖然控制策略對CCPS與FAS的穩(wěn)壓效果相近,但FAS的能量密度高于CCPS的能量密度,進一步挖掘了系統(tǒng)的儲能潛力,具有更好的理論研究價值;而CCPS結(jié)構(gòu)簡單、成本低,可實現(xiàn)性更強。
【關(guān)鍵詞】:液壓儲能 機液復(fù)合儲能 定壓源系統(tǒng) 飛輪蓄能器系統(tǒng) 穩(wěn)壓控制
【學(xué)位授予單位】:吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:TK02;TH137.9
【目錄】:
- 摘要4-5
- Abstract5-9
- 第1章 緒論9-19
- 1.1 研究背景及意義9-10
- 1.2 液壓系統(tǒng)儲能方案國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-16
- 1.2.1 傳統(tǒng)蓄能器10-12
- 1.2.2 定壓源系統(tǒng)12-15
- 1.2.3 飛輪蓄能器15-16
- 1.3 主要研究內(nèi)容16-19
- 第2章 機液復(fù)合儲能系統(tǒng)儲能原理及調(diào)壓特性分析19-31
- 2.1 能量關(guān)系分析19-23
- 2.1.1 能量形式19-22
- 2.1.2 能量載體22-23
- 2.2 數(shù)學(xué)模型建立23-25
- 2.3 調(diào)壓特性分析25-29
- 2.3.1 殼體分流調(diào)壓25-26
- 2.3.2 液體旋轉(zhuǎn)調(diào)壓26-29
- 2.4 本章小結(jié)29-31
- 第3章 機液復(fù)合儲能系統(tǒng)工作模式分析31-47
- 3.1 儲能系統(tǒng)設(shè)計31-33
- 3.2 飛輪蓄能器系統(tǒng)工作模式分析33-41
- 3.3 定量泵式定壓源系統(tǒng)工作模式分析41-46
- 3.4 本章小結(jié)46-47
- 第4章 機液復(fù)合儲能系統(tǒng)穩(wěn)壓控制策略47-55
- 4.1 控制原則47-48
- 4.2 控制流程48-53
- 4.3 本章小結(jié)53-55
- 第5章 機液復(fù)合儲能系統(tǒng)穩(wěn)壓控制策略仿真驗證55-75
- 5.1 恒功率仿真驗證55-66
- 5.1.1 傳統(tǒng)蓄能器恒功率儲能分析56-57
- 5.1.2 定量泵式定壓源系統(tǒng)恒功率儲能分析57-59
- 5.1.3 飛輪蓄能器系統(tǒng)恒功率儲能分析59-62
- 5.1.4 綜合對比分析62-66
- 5.2 典型工況仿真驗證66-73
- 5.2.1 仿真模型建立66-68
- 5.2.2 仿真結(jié)果分析68-73
- 5.3 本章小結(jié)73-75
- 第6章 結(jié)論與展望75-77
- 6.1 結(jié)論75
- 6.2 展望75-77
- 參考文獻77-81
- 作者簡介及主要科研成果81-83
- 致謝83
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本文編號:841227
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