百吨级双桥刚性矿用自卸车功率分流型混动系统设计及控制策略研究

摘要

针对露天矿自卸车传统机械式传动系统与串联式电传动系统存在的动力性不足、燃油经济性不佳等问题，提出了一种适用于百吨级双桥刚性矿用自卸车(简称“矿卡”)的功率分流(PS)型混合动力系统及其确定性规则动力切换控制策略。利用MATLAB/Simulink与CRUISE软件搭建PS型混合动力矿卡联合仿真模型，进行了整车动力性与经济性仿真试验。研究结果表明：在纯电驱动模式与柴-电混动模式下，所设计的双行星齿轮排传动系统的最大等效应力、等效弹性形变、安全系数等均在材料的许用范围内，在结构上可满足机械传动要求;太阳轮、行星轮与齿圈之间的啮合力变化在时域上总体呈现正弦波形，符合行星齿轮传动变化规律，在频域上幅值变化均匀，满足传动系统稳定运行要求;改造后的PS型混合动力矿卡的最大车速可达63 km/h、最大爬坡度为32%、上下坡综合油耗为288 L，比原车型分别提高了26%、60%和17.7%。

关键词

百吨级矿卡 / 功率分流型 / 混合动力系统 / 双行星排传动 / 控制策略