公路煤炭运输为追求效益,常日采取重型牵引车辆以求达到最大许可承载质量。重型煤炭运输车的燃料目前仍以柴油为主,其污染大,油耗高,未来将会被其他能源取代;天然气无污染,在市场霸占一定比例,但受限于价格贵、加气难、动力弱等不敷,推广仍有困难,但未来发展前景较好;纯电驱动技能受制于续航里程和充电韶光,在电池技能涌现革命性打破之前,难以运用在重型煤炭运输车中;燃料电池技能被德国、日本等发达国家视为未来运用的核心技能,是重型煤炭运输车未来紧张发展方向,但目前技能成熟度低,本钱高昂,难以运用;稠浊动力技能兼具内燃机技能和电动技能的优点,且已趋于成熟,目前在家用车领域运用广泛,随着国家对节能减排的愈发重视,稠浊动力技能在煤炭运输车的运用前景颇为明朗。
为此，中国矿业大学鲍久圣教授在《煤炭学报》2021年第2期“新锐科学家”特刊撰文“重型煤炭运输车分布式稠浊动力系统设计及掌握策略”，为方便大家深入理解本文内容，《煤炭学报》约请鲍久圣教授通过视频对干系成果进行了详解。
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视频讲解
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创新点
（1）为提高重型煤炭运输车驱念头能并实现节能减排目标，基于重型煤炭运输车构造和工况特点，提出了一种新型分布式稠浊动力驱动系统，并对其构造事理和事情模式进行了设计与剖析。
（2）通过对不同事情模式下的能量流向进行剖析，制订了基于最优转矩的分布式稠浊动力系统逻辑门限值掌握策略，设计了重型煤炭运输车专用循环工况，并开展联合仿真进行了验证，结果表明通过分布式稠浊动力改造和合理制订掌握策略，可使重型煤炭运输车的动力性、燃油经济性等性能指标均得到明显提升。
作者简介
鲍久圣，男，1979年9月生，安徽桐城人，博士，中国矿业大学机电工程学院教授、博士生导师，曾任江苏省矿山智能采掘装备省部共建协同创新中央副主任，兼任中国自动化学会聪慧矿山专业委员会委员、江苏省仪器仪表学会状态监测与故障诊断仪器专业委员会委员、《煤炭学报》科学编辑、《International Journalof Mining Science and Technology》青年编委，入选江苏省“333人才”、江苏省“六大人才高峰”等高层次人才操持；曾作为行业专家多次接管中心电视台采访和杂志专访，为内蒙古“2·23”井下重大运输事件、山东“1·10”金矿爆炸事件宣布和接济供应专家解读；代表学校参编了国家标准《带式运送机工程技能标准》，作为客座编辑参与组织策划了《煤炭学报》首期“煤矿智能化”专题论文，受邀为《智能矿山》创刊号撰写特约述评等。
研究方向
矿山智能运输与无人驾驶技能；特种车辆稠浊动力技能；摩擦学与传制动技能
紧张成果
紧张致力于矿山智能运输技能与装备、矿山无人驾驶车辆、特种车辆稠浊动力技能等领域的科学研究和技能研发事情，作为项目卖力人已累计主持包括3项国家级项目、5项省部级项目在内的各种科研项目30余项，揭橥学术论文100余篇，出版《采矿运输技能与装备》等著作4部，授权发明专利40余件，获省部级以上科研和学术褒奖10项，辅导研究生50余人。
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摘 要
公路运输是煤炭运输的主要一环,为提高经济效益,煤炭运输车正日益趋向于重型化发展,使得对驱动系统动力性和经济性的哀求越来越高。传统柴油机驱动存在污染严重、油耗高档问题,而电驱动存在动力不敷、续航能力差等问题,单一动力驱动难以很好知足重型煤炭运输车动力与环保需求。为提高重型煤炭运输车驱念头能并实现节能减排目标,基于重型煤炭运输车系统构造提出了一种新型分布式稠浊动力驱动系统,并对其掌握策略进行了建模和仿真研究。
首先,基于将多个动力源分别支配在重型煤炭运输车牵引车和挂车上的设计思路,设计了一种连接型分布式稠浊动力驱动系统,紧张由柴油发动机、驱动电机、变速箱、动力电池组和多台轮边电机等装置组成。
其次,通过对不同事情模式下的能量流向进行剖析,设计了基于最优转矩的分布式稠浊动力驱动系统逻辑门限掌握策略,根据分布式稠浊动力系统事情模式特点提出了不同事情模式下转矩目标值的分配方案,并在MATLAB/Simulink软件中搭建了掌握策略模型。
然后,根据重型煤炭运输车的实际行驶情形,参摄影关国家标准建立了重型煤炭运输车循环工况。
末了,将掌握策略导入CRUISE软件,与所搭建的整车动力系统仿真模型进行告终合仿真。仿真结果表明:所设计的掌握策略能够对发动机和电机的转矩进行合理分配,使得发动机和电机始终在高效率区域事情,动力电池也保持在充放电高效区间;比较传统柴油机驱动办法,在整车牵引质量基本不变的条件下,可实现最大爬坡度增加70%、最高车速提高42.8%、0~30km/h 加速韶光缩减34.2%、百公里综合油耗降落17.8%;通过稠浊动力改造和合理制订掌握策略,车辆各项指标较原车均有明显提升。
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部分图片
重型煤炭运输车传统动力系统构造示意
重型煤炭运输车新型分布式稠浊动力系统构造事理
新型分布式稠浊动力系统能量流动示意
事情模式切换流程
整车CRUISE仿真模型
重型煤炭运输车K-WTVC循环工况
各档位爬坡度仿真结果
加速工况仿真结果
车速跟随仿真结果
偏差折线
发动机事情特性仿真结果
电机事情信息仿真结果
动力电池SOC值仿真结果
改造前后紧张性能参数比拟
鲍久圣教授干系成果
1.鲍久圣,邹学耀,陈超,等. 重型煤炭运输车分布式稠浊动力系统设计及掌握策略[J]. 煤炭学报,2021,46(2):667-676.
2.王洋洋,鲍久圣,葛世荣,等.刮板运送机永磁直驱系统机-电耦合模型仿真与试验[J].煤炭学报,2020,45(06):2127-2139.
3.鲍久圣,何小路,葛世荣,等.井下稠浊动力无轨胶轮车驱动系统模糊逻辑掌握策略研究[J].煤炭学报,2019,44(S1):320-329.
来源：
鲍久圣,邹学耀,陈超,等. 重型煤炭运输车分布式稠浊动力系统设计及掌握策略[J]. 煤炭学报,2021,46(2):667-676.
BAO Jiusheng,ZOU Xueyao,CHEN Chao,et al. Design and control strategy of distributed hybrid drive system for heavy coal trucks[J]. Journal of China Coal Society,2021,46(2):667-676.
任务编辑：郭晓炜
编辑整理：郭晓炜
审核：常 琛
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