黃俊迪，楊忠炯,2，周立強(qiáng)

(1.中南大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，湖南 長(zhǎng)沙 410083；2.中南大學(xué) 高性能復(fù)雜制造國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 410083)

裝載機(jī)作為一種比較理想的工程車(chē)輛，是工程上常用的裝運(yùn)卸設(shè)備，被廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、礦山等工程建設(shè)，鐵路上主要應(yīng)用于鐵路路基工程的填挖，砂石等的挖掘和運(yùn)輸[1]。近年來(lái)隨著電控技術(shù)的成熟以及世界各國(guó)都在不斷推行新能源汽車(chē)技術(shù)的背景下，裝載機(jī)的液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)逐漸發(fā)展為電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。JIN 等[2]設(shè)計(jì)了一種內(nèi)燃機(jī)-超級(jí)電容的混合動(dòng)力裝載機(jī)，并利用模擬退火算法優(yōu)化了設(shè)計(jì)參數(shù)，優(yōu)化后燃油經(jīng)濟(jì)性提高了11.3%。張慶洋等[3-5]以傳統(tǒng)輪式裝載機(jī)為研究載體，搭建了前后橋獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)輪式裝載機(jī)實(shí)車(chē)平臺(tái)。謝毅[6]以某5 t 輪式裝載機(jī)為例，為蓄電池-超級(jí)電容復(fù)合動(dòng)力系統(tǒng)方案的動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)做了相應(yīng)的計(jì)算匹配。然而目前關(guān)于蓄電池式裝載機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)化匹配的研究卻比較少。姚耀春等[7]提出了一種交流電/蓄電池兩用的電動(dòng)裝載機(jī)方案，解決了內(nèi)燃機(jī)裝載機(jī)作業(yè)過(guò)程嚴(yán)重污染作業(yè)環(huán)境的問(wèn)題。ANONYMOUS[8]提出了一種小型蓄電池裝載機(jī)方案，解決了燃油發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵導(dǎo)致液壓系統(tǒng)復(fù)雜，能耗高的問(wèn)題。HENTUNEN等[9]對(duì)裝載機(jī)的蓄電池組進(jìn)行了開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證。本文以某蓄電池式新能源裝載機(jī)為研究對(duì)象，提出將傳統(tǒng)耦合驅(qū)動(dòng)改為獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的方案，分析了滿(mǎn)足裝載機(jī)性能指標(biāo)的動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)匹配方法。在此基礎(chǔ)上，為了提高整機(jī)能量利用率，采用粒子群算法對(duì)減速箱傳動(dòng)比進(jìn)行了以單次工況循環(huán)能耗最小為目標(biāo)的優(yōu)化，為相關(guān)理論研究提供參考。

1 蓄電池式裝載機(jī)

1.1 裝載機(jī)作業(yè)工況

裝載機(jī)的行走作業(yè)工況主要由駛向料堆、插入料堆、滿(mǎn)載后退、駛向運(yùn)輸車(chē)、空載返回等基本作業(yè)片段組成[10]?？紤]到裝載機(jī)的組織方式以及其作業(yè)的周期性，以“L”型作為裝載機(jī)的基本作業(yè)路徑。其作業(yè)周期與工序示意圖如圖1所示。

圖1 裝載機(jī)作業(yè)工序示意圖Fig.1 Working procedure diagram of loader

其中Ⅰ段作為一個(gè)緩沖階段，其回轉(zhuǎn)路徑為50 m，Ⅱ段運(yùn)輸距離為100 m[11]。目前缺乏針對(duì)裝載機(jī)作業(yè)終端的循環(huán)工況標(biāo)準(zhǔn)，本文應(yīng)用概率相似理論，基于文獻(xiàn)[12]中的特征值數(shù)據(jù)創(chuàng)建了該裝載機(jī)的循環(huán)工況，創(chuàng)建的循環(huán)工況圖如圖2所示。

圖2 裝載機(jī)循環(huán)行駛工況Fig.2 Cycle driving condition of loader

其中為使行駛工況與實(shí)際L型工況相匹配，對(duì)文獻(xiàn)[12]中原始工況進(jìn)行修正?？紤]停車(chē)卸載時(shí)間，將其循環(huán)周期修正為50 s。對(duì)假設(shè)循環(huán)工況各階段積分計(jì)算，得出了各階段的位移，與實(shí)際L型工況對(duì)比，如表1所示。

表1 模擬工況與實(shí)際工況位移對(duì)比表Table 1 Comparison table of displacement under simulated and actual conditions m

1.2 蓄電池式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

傳統(tǒng)的蓄電池式裝載機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)由單臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力經(jīng)液力變矩器后分別驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)和行走系統(tǒng)，這種耦合性導(dǎo)致電機(jī)的控制相對(duì)較為困難，并且使得電機(jī)的后備功率較大，經(jīng)濟(jì)效益降低。為了實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的解耦，將其由最初的一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)改為一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓系統(tǒng)油泵，另一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝載機(jī)行走，驅(qū)動(dòng)方式為集中式四輪驅(qū)動(dòng)的傳動(dòng)方案。蓄電池式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3 所示。主要參數(shù)如表2所示。

圖3 蓄電池式裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Driving structure diagram of battery loader

表2 裝載機(jī)原始主要參數(shù)Table 2 Main original parameters of loader

2 電機(jī)參數(shù)匹配

2.1 電機(jī)額定功率的選擇

基于擬合循環(huán)工況，采用概率統(tǒng)計(jì)法精確匹配電機(jī)額定功率?？紤]到電機(jī)有一定的過(guò)載能力，并且在(0.8～1.1)倍的額定功率區(qū)域范圍內(nèi)其效率高于其他區(qū)域[13]，所以在確定電機(jī)額定功率時(shí)，應(yīng)考慮裝載機(jī)的工作點(diǎn)集中區(qū)域分布在額定功率附近。

根據(jù)功率平衡公式，得到裝載機(jī)行駛過(guò)程中的功率為：

式中：u為裝載機(jī)行駛速度；ηT為傳動(dòng)系統(tǒng)效率。

裝載機(jī)運(yùn)輸工況下，裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)需要克服的總阻力為：

式中：Ff為滾動(dòng)阻力，F(xiàn)f=mgf；Fw為空氣阻力，；Fi為坡度阻力，F(xiàn)i=mgsinα；Fj為加速阻力；Fj=δma；Fc為插入阻力；m為整機(jī)質(zhì)量；f為滾動(dòng)阻力系數(shù)；δ為質(zhì)量轉(zhuǎn)換系數(shù)；a為加速度；α為爬坡角；CD為風(fēng)阻系數(shù)；A為迎風(fēng)面積。

裝載機(jī)作業(yè)循環(huán)中，消耗于運(yùn)輸工序上的勞動(dòng)量占循環(huán)時(shí)間的60%～70%，且大部分工況為平路運(yùn)輸[1]。故計(jì)算額定功率時(shí)忽略坡度阻力，基于前述創(chuàng)建循環(huán)工況得出裝載機(jī)行駛負(fù)載功率曲線(xiàn)圖如圖4所示。

圖4 裝載機(jī)行駛負(fù)載功率Fig.4 Driving load power of loader

從圖4可以看出，波峰基本出現(xiàn)在急加速工況和鏟裝工況時(shí)。其中當(dāng)功率為正值時(shí)，電機(jī)處于電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，當(dāng)功率為負(fù)值時(shí)，電機(jī)處于制動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。由于裝載機(jī)制動(dòng)工況仍然沿用原有的制動(dòng)方式，故文中暫不考慮電機(jī)制動(dòng)以及制動(dòng)能量的回收利用。為便于分析，將電機(jī)為電動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)行駛負(fù)載功率采樣，采樣時(shí)間為0.01 s，通過(guò)概率統(tǒng)計(jì)方法得出裝載機(jī)行駛功率譜分布直方圖如圖5所示。

圖5 行駛負(fù)載功率譜分布直方圖Fig.5 Power spectrum distribution histogram of driving load

分析研究裝載機(jī)循環(huán)工況負(fù)載功率的時(shí)域和頻域特性可以發(fā)現(xiàn)，裝載機(jī)在水平路面上一個(gè)循環(huán)作業(yè)中，裝載機(jī)的行駛負(fù)載功率主要集中在0～44 kW 區(qū)間，而分布在20～24 kW 區(qū)間的工作點(diǎn)頻次高于其他區(qū)間，占比15.8%。結(jié)合電機(jī)效率特性，文中以22 kW作為電機(jī)額定功率，對(duì)比原車(chē)電機(jī)采用85 kW作為額定功率，其功率大幅度降低。

2.2 電機(jī)峰值功率的選擇

電機(jī)的峰值功率特性決定了蓄電池式裝載機(jī)的插裝工況、爬坡工況以及加速工況3種短時(shí)工作工況的工作性能，為了兼顧蓄電池式裝載機(jī)的動(dòng)力性和高效性，結(jié)合圖6所示電機(jī)峰值功率工作特性曲線(xiàn)圖，A點(diǎn)即為裝載機(jī)短時(shí)工況的最優(yōu)工作點(diǎn)。故文章從爬坡能力、加速能力、插入料堆能力等3個(gè)方面考慮電機(jī)的峰值工作特性。

圖6 電機(jī)峰值功率工作特性曲線(xiàn)Fig.6 Peak power characteristic curve of motor

2.2.1 最大爬坡工況分析

在計(jì)算電機(jī)峰值功率時(shí)，裝載機(jī)的操作坡度作為一個(gè)重要因素需要匹配，操作坡度是指操作裝載機(jī)的最大行駛坡度，大多數(shù)裝載機(jī)的操作坡度在10%～20%之間[1]。文中取最大爬坡度為20%為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行研究。

爬坡工況下，當(dāng)裝載機(jī)以穩(wěn)定車(chē)速前進(jìn)時(shí)，裝載機(jī)主要克服爬坡阻力、滾動(dòng)阻力以及空氣阻力做功，有：

2.2.2 裝載機(jī)加速性能分析

裝載機(jī)在作業(yè)過(guò)程中，由于作業(yè)的需求以及場(chǎng)地的需求，頻繁處于加速狀態(tài)，而加速時(shí)間直接影響著裝載機(jī)的作業(yè)效率，所以在設(shè)計(jì)裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的時(shí)候應(yīng)將裝載機(jī)的加速性能作為其中一個(gè)約束。本文以裝載機(jī)原地起步加速時(shí)間作為評(píng)價(jià)裝載機(jī)動(dòng)力性能的指標(biāo)之一。為了同時(shí)反映裝載機(jī)加速度變化過(guò)程和工作效率，以加速到最高車(chē)速的時(shí)間作為測(cè)試裝載機(jī)加速性能的參數(shù)[14]。即：

其中，驅(qū)動(dòng)力Ft為

由于受鏟運(yùn)作業(yè)條件的限制，裝載機(jī)的最高車(chē)速不宜過(guò)高，一般裝載機(jī)設(shè)計(jì)最高車(chē)速在30 km/h 以下[1]，為使得設(shè)計(jì)裝載機(jī)具有一定的調(diào)整余地，以30 km/h 作為裝載機(jī)的最高行駛速度進(jìn)行研究。目前裝載機(jī)類(lèi)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)并沒(méi)有對(duì)裝載機(jī)起步加速時(shí)間進(jìn)行明確的規(guī)定，結(jié)合模擬循環(huán)工況中裝載機(jī)的最高車(chē)速約為10 km/h，恰好為30 km/h 的，加速時(shí)間約為4 s，故以速度工況中最高速度和加速時(shí)間為參數(shù)進(jìn)行研究。

2.2.3 插裝工況分析

單次插入物料深度作為裝載機(jī)鏟掘過(guò)程的插入能力的一種表現(xiàn)形式，很大程度上可以反映裝載機(jī)動(dòng)力性能的好壞。插裝工況下，當(dāng)裝載機(jī)以穩(wěn)定車(chē)速作業(yè)時(shí)，有：

計(jì)算插入阻力的方法有經(jīng)驗(yàn)法和計(jì)算法2 種。但是采用庫(kù)倫土壓力計(jì)算法相對(duì)于經(jīng)驗(yàn)法得出的裝載機(jī)插入阻力更接近實(shí)際情況[15]。文中應(yīng)用庫(kù)倫土壓力理論建立裝載機(jī)插入阻力數(shù)學(xué)模型[16]，假設(shè)鏟裝方式為平鏟，且取料行程與插入深度一致，有：

式中：F1為物料對(duì)底刃的作用力，F(xiàn)1=(C0+Kγatanα)bt1；F2為鏟斗底板下表面與物料的摩擦力，F(xiàn)2=(C0+KγabLtanα/2)μbL；F3為物料對(duì)左右側(cè)刃的作用力，F(xiàn)3=F4為物料與鏟斗左右側(cè)板外表面的摩擦力，F(xiàn)4=F5為鏟斗內(nèi)部物料對(duì)鏟斗作用力的水平分量，F(xiàn)5=γaL2btan2α；其中C0為表征物料抗剪性能的參數(shù)，γa為物料的重度，K為Ran‐kine 被動(dòng)土壓力系數(shù)，K=tan2(45°+)，φ為物料的內(nèi)摩擦角，α為物料的堆積角，β為鏟斗的開(kāi)口角，b為鏟斗寬度，t1為鏟斗底刃厚度，t2為左右側(cè)刃厚度，μ為鏟斗斗體與物料之間的摩擦因數(shù)，L為單次鏟斗插入深度，取0.7 m[16]。

2.2.4 電機(jī)峰值功率綜合分析

綜合分析3種短時(shí)工況的影響因素，可以發(fā)現(xiàn)電機(jī)的峰值功率和額定轉(zhuǎn)速的關(guān)聯(lián)性共同決定裝載機(jī)的動(dòng)力特性，為便于分析，將上述關(guān)系表述在一張圖上，如圖7所示。

圖7 裝載機(jī)爬坡加速插裝需求功率分析圖Fig.7 Power analysis chart of loader ramp up acceleration insertion demand

圖7 中，曲線(xiàn)A描述的是公式(6)，曲線(xiàn)B描述的是公式(3)，曲線(xiàn)C描述的公式(4)。曲線(xiàn)A和曲線(xiàn)B將曲線(xiàn)C右邊區(qū)域分成3 個(gè)部分，分別為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅲ區(qū)。曲線(xiàn)A，曲線(xiàn)C與橫坐標(biāo)軸圍成的區(qū)域?yàn)棰魠^(qū)。其中，Ⅰ區(qū)的峰值功率和額定轉(zhuǎn)速都能滿(mǎn)足3種短時(shí)工況作業(yè)需求，Ⅱ區(qū)不能滿(mǎn)足插裝工況的需求，Ⅲ區(qū)不能滿(mǎn)足最大爬坡度和插裝工況的需求，Ⅳ區(qū)可以滿(mǎn)足最大爬坡度和插裝工況的需求，但是不能滿(mǎn)足加速時(shí)間需求。曲線(xiàn)C左半部分的所有點(diǎn)都不能滿(mǎn)足加速時(shí)間需求。

綜上所述，曲線(xiàn)A和曲線(xiàn)C的交點(diǎn)是最優(yōu)工作點(diǎn)。該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的峰值功率和額定轉(zhuǎn)速滿(mǎn)足3種短時(shí)工況的動(dòng)力需求，同時(shí)可以保證裝載機(jī)一定的工作效率。

根據(jù)電機(jī)速度與車(chē)速的關(guān)系式，可得電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速和峰值轉(zhuǎn)速為：

其中：ue為1 檔作業(yè)時(shí)電機(jī)額定轉(zhuǎn)速下裝載機(jī)對(duì)應(yīng)的車(chē)速；umax為裝載機(jī)最大行駛車(chē)速；rd為裝載機(jī)輪胎半徑：iq為輪邊傳動(dòng)比：ig(g=1,2,3)為變速箱傳動(dòng)比；iTB為液力變矩器傳動(dòng)比，其中高負(fù)荷作業(yè)時(shí)，裝載機(jī)為了提供更大的驅(qū)動(dòng)力使用1檔作業(yè)，最高車(chē)速行駛時(shí)，變速箱擋位為3檔。

基于以上分析，確定裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用電機(jī)性能參數(shù)如表3所示。

3 電池參數(shù)匹配

動(dòng)力電池作為蓄電池式新能源裝載機(jī)的唯一動(dòng)力儲(chǔ)能裝置，決定著裝載機(jī)的續(xù)航里程和整機(jī)作業(yè)時(shí)長(zhǎng)。磷酸鐵鋰電池相對(duì)于其他類(lèi)型電池有著高能量密度的優(yōu)勢(shì)，故文中選用磷酸鐵鋰電池為動(dòng)力源進(jìn)行分析研究。作為蓄電池式裝載機(jī)，要注重提高整機(jī)能源利用率，同時(shí)要注重電池的SOH 健康狀態(tài)下單次運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)和循環(huán)次數(shù)。單次電池運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)越長(zhǎng)、循環(huán)次數(shù)越多，則電池的充放電周期越長(zhǎng)，有助于提高電池的健康狀況SOH值，延緩電池容量的衰減[17]。循環(huán)次數(shù)可以作為續(xù)航里程和運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)的綜合體現(xiàn)，考慮到裝載機(jī)的能耗基本呈周期性變化，本文以循環(huán)次數(shù)為參數(shù)來(lái)決定電池總電量。

通過(guò)對(duì)圖4所示的功率譜進(jìn)行積分可得裝載機(jī)單次循環(huán)電機(jī)輸出的能量為：

式中：T為單次循環(huán)所用時(shí)間。

根據(jù)裝載機(jī)的工作習(xí)慣和工程的實(shí)際班制時(shí)間，取整機(jī)作業(yè)時(shí)長(zhǎng)為8 h，則裝載機(jī)作業(yè)循環(huán)次數(shù)n為571次，動(dòng)力電池總電量為：

式中：q為放電深度；ηq為動(dòng)力電池平均放電效率；ηc為電機(jī)控制器效率；ηi為逆變器效率；ηm為電機(jī)平均效率；EB為動(dòng)力電池總電能；EB=UbCbnb；Ub為磷酸鐵鋰電池單體電壓；Cb為單體電池容量；nb為電池單體數(shù)量。

基于以上分析，確定裝載機(jī)動(dòng)力電池性能參數(shù)如表4所示。

表4 動(dòng)力電池性能參數(shù)Table 4 Performance parameters of power battery

4 傳動(dòng)比參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)

4.1 傳動(dòng)系統(tǒng)模型的建立

本文基于matlab 平臺(tái)建立蓄電池式裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，其中包括循環(huán)工況模塊、車(chē)輪模塊、變速箱模塊、電機(jī)模塊、蓄電池模塊。

4.1.1 車(chē)輪模塊

通過(guò)裝載機(jī)的行駛車(chē)速u(mài)計(jì)算車(chē)輪的輸出轉(zhuǎn)速[18]。

其中：S為車(chē)輪滑轉(zhuǎn)率。

式中：δs為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，取值范圍為5.48～9.25；Gφ為附著重力。

4.1.2 變速箱模塊

變速箱、驅(qū)動(dòng)橋和液力變矩器的共同作用是改變扭矩的傳遞方向和大小，以適應(yīng)裝載機(jī)在作業(yè)和行駛工況中的不同需求。為計(jì)算方便假設(shè)液力變矩器以恒定的變矩系數(shù)傳遞扭矩。將上述3種元件合并為一個(gè)模塊，其輸入轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩為：

為了避免換擋規(guī)律對(duì)傳動(dòng)比優(yōu)化的干擾和保證裝載機(jī)驅(qū)動(dòng)力的連續(xù)性，文中變速箱采用換擋點(diǎn)跟隨策略，以各個(gè)檔位減速比電機(jī)額定轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)車(chē)速為換擋點(diǎn)。

4.1.3 電機(jī)模塊

根據(jù)試驗(yàn)，電機(jī)的效率取決于電機(jī)實(shí)時(shí)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，故電機(jī)的效率特性是以轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩為變量的函數(shù)：

根據(jù)電機(jī)的相似性定律，采用多元線(xiàn)性擬合方法進(jìn)行擬合得到的電機(jī)效率三維圖如圖8所示。

圖8 電機(jī)效率三維圖Fig.8 Three dimensional diagram of motor efficiency

4.1.4 蓄電池模塊

動(dòng)力電池的電能通過(guò)逆變器以及電機(jī)控制器傳遞給電動(dòng)機(jī)，故蓄電池輸出端消耗的功率為：

4.2 粒子群算法優(yōu)化

裝載機(jī)在L型作業(yè)過(guò)程中，除鏟掘段和起步階段處于1 檔外，其他工作段變速箱均處于2 檔或3檔狀態(tài)。其次，考慮到1 檔傳動(dòng)比要滿(mǎn)足爬坡角、急加速、插裝等大功率工況的需求，3 檔減速比要滿(mǎn)足最高車(chē)速。故本文以2 檔傳動(dòng)比為優(yōu)化變量,以單次循環(huán)耗電量為優(yōu)化目標(biāo)，建立的目標(biāo)函數(shù)為：

確定傳動(dòng)比約束條件的常規(guī)方法主要考慮優(yōu)化后傳動(dòng)比對(duì)整車(chē)換擋平順性的影響，而電機(jī)的快速響應(yīng)特性恰恰可以克服傳動(dòng)比過(guò)大造成的換擋困難[19]?；谧兯傧淠K中制定的換擋策略，考慮電機(jī)峰值轉(zhuǎn)速的約束，裝載機(jī)擋位切換點(diǎn)的電機(jī)轉(zhuǎn)速不能超過(guò)峰值轉(zhuǎn)速，所以?xún)?yōu)化變量的約束條件為：

式中：ne為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速；nmax為電機(jī)峰值轉(zhuǎn)速。

4.3 仿真驗(yàn)證

本文在matlab 平臺(tái)上進(jìn)行后向仿真，優(yōu)化前后電機(jī)工作點(diǎn)分布對(duì)比圖如圖9所示，性能參數(shù)對(duì)比如表5所示。

表5 優(yōu)化前后裝載機(jī)性能對(duì)比表Table 5 Performance comparison table of loader before and after optimization

圖9 優(yōu)化前后電機(jī)工作區(qū)域?qū)Ρ菷ig.9 Comparison of motor working area before and after optimization

從圖9可以看出，優(yōu)化前后電機(jī)工作點(diǎn)逐漸從效率低點(diǎn)向效率高點(diǎn)靠攏，減小了裝載機(jī)作業(yè)循環(huán)的耗電量。從表5以看出，優(yōu)化后變速箱減速比變小了，一個(gè)作業(yè)循環(huán)耗電量從0.239 3 kW·h降為0.232 9 kW·h，降低了2.7%，裝載機(jī)作業(yè)循環(huán)次數(shù)從571次提高到587次，提高了2.7%。

5 結(jié)論

1)針對(duì)某蓄電池式裝載機(jī)，提出了一種用2臺(tái)電機(jī)分別為液壓系統(tǒng)和行走系統(tǒng)提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)策略，并對(duì)蓄電池式裝載機(jī)行走系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力總成優(yōu)化匹配，參數(shù)匹配后裝載機(jī)功率降低，且滿(mǎn)足動(dòng)力需求。

2) 為了提高整機(jī)能量利用率，建立了蓄電池式裝載機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，基于該模型采用粒子群算法對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)行工況進(jìn)行了優(yōu)化，研究結(jié)果表明，優(yōu)化后的整車(chē)模型單次循環(huán)工況節(jié)省電量2.7%，電池健康狀態(tài)下循環(huán)次數(shù)提高了2.7%。