轨道工程车是轨道交通建设与运营维护过程中不可或缺的重要设备,获得越来越广泛的应用。传统的内燃轨道工程车不具备能量再生功能,在低速、重载和频繁启停的运行特点下燃油效率低、噪音大和尾气排放严重,尤其在类似地铁和隧道的特殊环境中,尾气排放和噪音已对工程技术人员产生了巨大的人身伤害,内燃轨道工程车的转型升级迫在眉睫。蓄电池轨道工程车具有无排放和低噪音的特点,能有效解决这一问题,但其应用现状仍不乐观,主要存在启动和加速时电流冲击大、能量再生效率低和续航里程短等不足。液压混合动力技术凭借高功率密度特点和高能量再生效率优势,在工程车辆上取得了非常好的应用效果。受此启发,本文设计了一套蓄电池轨道工程车的电静液压液混合动力系统,旨在结合蓄电池高能量密度、静液压传动高功率密度和蓄能器高能量再生效率优势,改善和提升蓄电池轨道工程车的动力和节能特性。首先,根据蓄电池轨道工程车的驱动和制动系统结构,确定电液混合动力系统的结构形式和配置方案,完善了电液混合动力系统的原理设计,结合轨道工程车技术参数和车辆动力学模型完成系统参数匹配,得到了系统主要参数。其次,针对轨道工程车制动能量的回收与释放,分析了影响液压再生制动能量回收的因素,提出液压能在泵入口处释放耦合的能量释放模式,并分析了蓄电池轨道工程车在不同液压能耦合模式下的加速功率特性和节能机理,通过AMEsim与MATLAB/Simulink的联合仿真和试验平台进行了仿真与试验验证。结果表明:车辆制动初速和液压制动强度是影响制动能量回收的关键因素;泵入口处流量耦合和扭矩耦合相比泵出口处流量耦合具有更高的蓄能器能量释放比例和利用效率,节能效果更显著。然后,针对蓄电池轨道工程车牵引电机启动电流大的问题,在泵入口处流量耦合的基础上提出基于液压泵/马达逆向驱动的电机启动电流控制方法,采用短路电流矢量法和基于定子磁链积分的无位置传感器矢量控制方式控制电机带速电启动,在AMESim与MATLAB/Simulink中进行联合仿真分析。结果表明:所提方法能有效抑制电机启动电流,启动电流与电机初始转速和负载有关,初始转速越高启动电流越小,负载越大启动电流越大。最后,为提升蓄电池轨道工程车能量效率,根据工况特点和电液混合动力系统组成确定功率分配原则,划分系统工作模式并确定各工作模式的切换规则,制定了基于规则的能量管理策略,在AMESim与MATLAB/Simulink中进行仿真分析。结果表明:制定的规则控制策略是可行和有效的,能较好的控制各工作模式的切换,使轨道车具备良好的调速性能;在给定的坡度和制定的运行工况下,电液混合动力系统表现出较好的节能效果,在0‰、3‰坡度下能分别降低29.34%、9.86%的能耗,并在一定程度上降低了电功率峰值。