陳凌建，唐勛路，何成昭，劉輝榮，閆小宇

（中車株洲電力機(jī)車研究所有限公司，湖南 株洲 412001）

0 引言

礦用電動輪自卸車是一種在露天礦山、水電工程上用來運(yùn)輸?shù)V石、泥土石料的非公路用車輛。按傳動形式來劃分，電動輪自卸車有機(jī)械傳動和電傳動兩種結(jié)構(gòu)，目前百噸級以上的大型自卸車普遍采用電傳動的方式［1-2］。不同于公路車輛，自卸車具有單個周期運(yùn)程較短、載荷變化大、運(yùn)輸?shù)缆菲露茸兓蟮裙ぷ魈攸c(diǎn)；但隨著電傳動自卸車在礦山的廣泛使用，車輛能耗大、排放超標(biāo)等問題也逐漸暴露。因此，采用混合動力技術(shù)來改善電傳動自卸車能源利用問題成為采礦行業(yè)發(fā)展重要方向［3-4］。馮彥彪［5］對混合動力自卸車進(jìn)行了性能和燃油成本分析，其研究結(jié)果表明混合動力自卸車的排放性能和燃油經(jīng)濟(jì)性相較于普通電動輪自卸車都有較大改善?；旌蟿恿ο到y(tǒng)能否達(dá)到理想節(jié)能效果的關(guān)鍵因素是其多種動力源的能量管理控制技術(shù)。對于混合動力系統(tǒng)的能量管理策略問題，按照其實(shí)現(xiàn)方式可概括為基于規(guī)則的能量管理策略和基于優(yōu)化方法的能量管理策略兩類［6-7］。前者設(shè)定主要參考實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)、柴油機(jī)最優(yōu)工作區(qū)域及離線優(yōu)化策略等幾個方面；后者則通過定義能量成本函數(shù)并結(jié)合約束條件，實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的最優(yōu)。按照優(yōu)化類型，基于優(yōu)化方法的能量管理策略又可分為瞬時優(yōu)化、局部優(yōu)化、近似最優(yōu)和全局最優(yōu)4類。

目前，國內(nèi)外對混合動力系統(tǒng)的研究和應(yīng)用主要集中于乘用車和客車領(lǐng)域［8-12］，而針對混合動力電動輪自卸車的應(yīng)用還處于初始研究階段。為改善電動輪自卸車的能耗問題，本文以某150 t規(guī)格混合動力自卸車為研究對象，對其混合動力系統(tǒng)構(gòu)成、工作模式、行駛工況進(jìn)行了分析?？紤]到電動輪自卸車運(yùn)輸路線固定、運(yùn)輸過程中載荷變化大的行駛工況特點(diǎn)，本文提出一種基于工況識別的能量管理策略，并以燃油消耗最小為目標(biāo)，利用等效燃油消耗最小策略（ECMS）對混合動力系統(tǒng)的功率分配進(jìn)行優(yōu)化。

1 礦用電動輪自卸車混合動力系統(tǒng)

本文以某150 t規(guī)格礦用電動輪自卸車為研究對象。該車自重102 t，滿載總質(zhì)量252 t，其混合動力系統(tǒng)主要由動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、整流器、電池輔助系統(tǒng)、牽引系統(tǒng)和輪邊減速裝置等部分組成（圖1）。其中，動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)由柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組及勵磁控制器組成；電池輔助系統(tǒng)由動力電池、雙向DC/DC單元及電池管理系統(tǒng)等組成；牽引系統(tǒng)主要包括逆變器、牽引電動機(jī)及逆變控制器等。動力轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、電池輔助系統(tǒng)和牽引系統(tǒng)三者之間都沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)上的直接連接，而是通過電能進(jìn)行耦合，三者的工作性能和協(xié)同性影響混合動力系統(tǒng)的整體性能。

圖1 混合動力礦用電動輪自卸車混合動力系統(tǒng)構(gòu)成Fig.1 System composition of hybrid power mine electric-wheel dump truck

1.1 混合動力系統(tǒng)工作模式

該混合動力自卸車牽引系統(tǒng)的主電路拓?fù)淙鐖D2所示。柴油機(jī)驅(qū)動同步無刷勵磁發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電，由二極管整流器整流，通過支撐電容器濾波后，變換成平滑的直流電。主傳動系統(tǒng)采用共直流母線拓?fù)?，包含共直流母線的兩組逆變單元。2臺驅(qū)動電機(jī)各由一組逆變單元提供的VVVF電源驅(qū)動。整車制動時，制動能量通過DC/DC單元回饋到電池系統(tǒng)或者用于驅(qū)動輔助散熱系統(tǒng)；整車牽引工況下，電池系統(tǒng)將提供能量給主傳動牽引系統(tǒng)及輔助散熱系統(tǒng)。

圖2 150 t規(guī)格混合動力礦用電動輪自卸車牽引系統(tǒng)主電路原理框圖Fig.2 Main circuit schematic diagram of the traction system of 150 t hybrid power mine electric-wheel dump truck

整車控制系統(tǒng)通過對勵磁單元、逆變器和DC/DC單元等進(jìn)行控制，可使電動輪自卸車工作在不同模式。電動輪自卸車工作模式包括增程式充電、柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組驅(qū)動、混合驅(qū)動、行車充電和再生制動5種。不同工作模式下電動輪自卸車的能量流動狀態(tài)如下：

（1）增程式充電模式（圖3）。在增程式充電工作模式下，柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組發(fā)出的交流電經(jīng)過整流器、雙向DC/DC模塊直接給動力電池充電。

圖3 增程式充電模式Fig.3 Range extend charging mode

（2）柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組驅(qū)動模式。如圖4所示，當(dāng)電動輪自卸車處于柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組驅(qū)動模式時，柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組是驅(qū)動電機(jī)的唯一能量來源，動力電池僅為散熱風(fēng)機(jī)提供電能。

圖4 柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組驅(qū)動模式Fig.4 Pure engine-generator drive mode

（3）混合動力驅(qū)動模式。當(dāng)電動輪自卸車處于混合驅(qū)動模式時，驅(qū)動電機(jī)的能量來源有2種：一種是以柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組提供的電能為主；另一種為動力電池，其不僅為散熱風(fēng)機(jī)提供電能，也會向驅(qū)動電機(jī)提供能量以彌補(bǔ)柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組的供能不足?；旌蟿恿︱?qū)動模式下的能量流動如圖5所示。

圖5 混合動力驅(qū)動模式Fig.5 Hybrid power drive mode

（4）行車充電模式。電動輪自卸車在行車充電模式下，柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組不僅為整車驅(qū)動及其輔助系統(tǒng)運(yùn)行提供能量，還將一部分電能通過雙向DC/DC模塊傳輸至動力電池對其進(jìn)行充電，如圖6所示。

圖6 行車充電模式Fig.6 Driving charging mode

（5）再生制動模式。當(dāng)電動輪自卸車制動時，混合動力系統(tǒng)控制驅(qū)動電機(jī)工作在發(fā)電機(jī)狀態(tài)，將整車的動能和勢能（下坡過程中）轉(zhuǎn)化為電能并輸入直流母線，再經(jīng)雙向DC/DC模塊對動力電池充電，從而實(shí)現(xiàn)能量的吸收儲存，其能量流動如圖7所示。

圖7 再生制動模式Fig.7 Regenerative braking mode

1.2 混合動力礦用電動輪自卸車行駛工況分析

本文所研究的混合動力電動輪自卸車主要應(yīng)用于露天礦區(qū)常見的“重載上坡、空載下坡”工況中，其一個循環(huán)工況可描述為：從裝載點(diǎn)重載啟動出發(fā)，經(jīng)歷長時間持續(xù)爬坡，到達(dá)卸載點(diǎn)卸貨；然后從卸載點(diǎn)空載啟動，經(jīng)歷長時間持續(xù)下坡，回到裝載點(diǎn)再次裝載，開始下一個工作循環(huán)，如圖8。

圖8 礦用電動輪自卸車的典型工作循環(huán)Fig.8 Typical working cycle of mine electric-wheel dump truck

電動輪自卸車的一個工作循環(huán)可被劃分為重載運(yùn)輸、停車作業(yè)和空載運(yùn)輸3個作業(yè)階段：

（1）在重載運(yùn)輸階段，電動輪自卸車主要行駛工況為重載平路和重載爬坡，對驅(qū)動功率和驅(qū)動轉(zhuǎn)矩需求較大。

（2）車輛在卸載點(diǎn)卸載以及在裝載點(diǎn)裝載為停車作業(yè)階段。在此階段中，電動輪自卸車雖然無持續(xù)行駛要求，但也需要隨時調(diào)整位置，并且舉升、放下車廂需確保液壓系統(tǒng)能正常工作，因而車輛仍然對輸出功率有一定需求，會長時間處于停車怠速工況。

（3）在空載運(yùn)輸階段，電動輪自卸車主要工況為空載平路和空載下坡，車輛大多時間處于制動狀態(tài)，對驅(qū)動功率需求較小。

鑒于電動輪自卸車的行駛工況有上述特點(diǎn)，且車輛在不同工況下的功率需求存在明顯差異，本文提出一種可依據(jù)電動輪自卸車當(dāng)前的行駛工況進(jìn)行混合動力系統(tǒng)能量管理的策略，即混合動力系統(tǒng)在不同行駛工況下采用不同工作模式。

2 混合動力礦用電動輪自卸車能量管理策略

本文提出根據(jù)電動輪自卸車的不同行駛工況特征，設(shè)計了混合動力系統(tǒng)工作模式切換條件；結(jié)合柴油機(jī)燃油消耗率曲線，確定混合動力系統(tǒng)各個工作模式下的能量分配策略，并采用等效燃油消耗最小策略進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)與動力電池這兩個動力源的能量最優(yōu)分配。

2.1 混合動力系統(tǒng)工作模式切換設(shè)計

混合動力系統(tǒng)的控制單元依據(jù)加速踏板開度La、制動踏板開度Lb、車速、車輛載荷情況和電池剩余電量（state-of-charge，SOC）等對礦用電動輪自卸車行駛工況進(jìn)行判斷識別，并針對不同的行駛工況匹配相應(yīng)的混合動力系統(tǒng)工作模式。具體的工作模式切換條件如表1所示。

表1 混合動力礦用電動輪自卸車工作模式切換條件Tab.1 Operating mode conversion strategy of hybrid power mine electric-wheel dump truck

2.2 基于工況識別的柴油機(jī)輸出功率控制

本文所研究的混合動力自卸車的柴油機(jī)燃油消耗率曲線如圖9所示。由圖可知，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速一定時，外部負(fù)載功率越低，燃油消耗率越高，柴油機(jī)工作效率也越低。因此，柴油機(jī)功率分配（即柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組功率分配）的總體原則是盡可能使其工作在該轉(zhuǎn)速下的高效區(qū)域。即當(dāng)整車的功率需求確定后，系統(tǒng)算法控制雙向DC/DC模塊向動力電池分配功率（充電功率或者放電功率），調(diào)整柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組輸出功率，使柴油機(jī)始終工作在最佳燃油消耗率曲線（圖中紅色曲線）附近。本文依據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計基于工況識別的混合動力系統(tǒng)功率分配方式。

圖9 柴油機(jī)燃油消耗率曲線Fig.9 Fuel consumption rate curves of the engine

2.2.1 停車怠速

當(dāng)電動輪自卸車處于停車作業(yè)階段時，整車功率需求較?。ㄖ饕┱囈簤合到y(tǒng)和散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)），此時柴油機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)且負(fù)載功率很低，不具備燃油經(jīng)濟(jì)性，因此混合動力系統(tǒng)可采取DC/DC模塊給動力電池充電的方式，以提高柴油機(jī)的輸出功率，使柴油機(jī)運(yùn)行在更優(yōu)的燃油消耗率狀態(tài)。柴油機(jī)產(chǎn)生的剩余能量被暫時存儲在動力電池中，待整車有較大功率需求時再消耗掉，即混合動力系統(tǒng)工作在增程式充電模式。此模式下，能量分配策略為

式中：Pe，opt——當(dāng)前轉(zhuǎn)速下柴油機(jī)按照最佳燃油消耗率曲線輸出的功率；Preq——當(dāng)前整車需求功率；Pb_chr，cmd——電池充電指令功率。

2.2.2 滑行

電動輪自卸車以一定車速運(yùn)行時，駕駛員在某些情況下會丟油門（即加速踏板開度La為零），此時車輛處于滑行工況，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速將會由高轉(zhuǎn)速降到怠速轉(zhuǎn)速。因無牽引功率需求，此時柴油機(jī)的負(fù)載功率很低，柴油機(jī)效率很低。因此，在電動輪自卸車進(jìn)入滑行工況時，可采取DC/DC模塊給動力電池充電的方式，以提高柴油機(jī)的輸出功率，使柴油機(jī)工作在效率高的狀態(tài)下。此時混合動力系統(tǒng)工作在增程式充電模式。

2.2.3 重載平路

電動輪自卸車在重載平路工況下，混合動力系統(tǒng)以柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)驅(qū)動模式運(yùn)行，此時車輛的牽引功率優(yōu)先由柴油機(jī)提供，電池能量主要用于散熱風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)和調(diào)節(jié)整車需求功率的動態(tài)波動。此模式下，能量分配策略為

式中：Pb，cmd——電池動態(tài)調(diào)節(jié)輸出功率；Pdri——牽引功率；Pb_disc，cmd——電池放電指令功率；Phyd——整車液壓系統(tǒng)消耗功率；Paux——輔助風(fēng)機(jī)消耗功率。

2.2.4 重載爬坡

整個運(yùn)輸路段電動輪自卸車的最大功率需求出現(xiàn)在重載爬坡工況下。此時，混合動力系統(tǒng)進(jìn)入混合驅(qū)動模式，即柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)和電池皆輸出功率，以滿足整車功率需求，其能量分配策略如下：

2.2.5 空載平路

空載平路工況下，電動輪自卸車以較小加速踏板開度（10%~30%）、恒車速運(yùn)行，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速在1 200 r/min左右；在滿足牽引功率條件下，富余的功率用于電池充電，電池充電功率在100~300 kW之間，即混合動力系統(tǒng)工作在行車充電模式。此模式下，能量分配策略為

2.2.6 空載下坡

空載下坡工況下，電動輪自卸車通常需進(jìn)行電制動，驅(qū)動電機(jī)回饋能量，此時混合動力系統(tǒng)進(jìn)入再生制動模式：通過DC/DC模塊對電池充電，進(jìn)行回饋能量的吸收存儲，以達(dá)到節(jié)能效果。電制動時回饋功率大，電池通過滿功率充電對能量充分吸收，即：

式中：Pb_chr，max——電池最大充電功率；Pbra——驅(qū)動電機(jī)制動回饋能量。

2.3 基于ECMS的能量管理策略優(yōu)化

混合動力系統(tǒng)采用基于工況識別的功率分配方式時，主要是根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)對柴油機(jī)輸出功率進(jìn)行控制，使柴油機(jī)在不同工況下保持良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。但電動輪自卸車在停車怠速、滑行、重載爬坡、空載平路工況下，柴油機(jī)輸出功率、電池充電或放電功率的分配仍然存在較大的優(yōu)化空間，即未實(shí)現(xiàn)整個混合動力系統(tǒng)的最優(yōu)功率分配。為此，本文運(yùn)用等效燃油消耗最小策略對基于工況識別的柴油機(jī)輸出功率控制策略進(jìn)行優(yōu)化，以實(shí)現(xiàn)不同行駛工況下柴油機(jī)與動力電池能量分配的最優(yōu)化，從而進(jìn)一步提高混合動力自卸車的燃油經(jīng)濟(jì)性。等效燃油消耗最小策略主要包含等效燃油消耗和瞬時功率分配兩部分計算。

2.3.1 等效燃油消耗函數(shù)

定義目標(biāo)函數(shù)J為等效燃油消耗函數(shù)，其由燃油消耗和電能的等效燃油消耗構(gòu)成，計算公式如下：

式中：re——柴油機(jī)燃油消耗，g/s；rbat——電池等效燃油消耗，g/s。

在該混合動力系統(tǒng)中，電池在放電狀態(tài)下消耗的電能需在后續(xù)工況進(jìn)行充電補(bǔ)充，因而電池當(dāng)前所消耗的能量應(yīng)該與電池充電能量相等，即：

式中：Pbat——電池功率，kW；be——柴油機(jī)燃油消耗率，g/（kW·h）；ηe——柴油機(jī)效率；ηge——發(fā)電機(jī)效率；ηDRU——整流單元效率；ηDC——DC/DC模塊效率；ηb_use——涉及電池充放電時電池的工作效率，其值取決于電池工作模式，如式（9）所示。

式中：ηb_chr——電池充電效率；ηb_disc——電池放電效率。

由式（7）和式（8）可得出等效燃油消耗函數(shù)為

式中：λ——電池的等效燃油消耗因子，λ=

2.3.2 瞬時功率分配策略

在滿足柴油機(jī)功率和電池功率限值條件下，系統(tǒng)根據(jù)電動輪自卸車任一時刻的行駛工況及整車需求功率，解析出柴油機(jī)與動力電池的瞬時功率最優(yōu)分配值，使瞬時的等效燃油消耗最低。圖10示出最優(yōu)功率分配策略，具體過程如下：

圖10 最優(yōu)功率分配策略Fig.10 Strategy of optimal power allocation

（1）根據(jù)當(dāng)前柴油機(jī)轉(zhuǎn)速確定控制量（即柴油機(jī)輸 出 功 率 范 圍）u(t)∈{max(Preq-Pbat，max，Pe，opt-ε)，min(Preq+Pbat，max，Pe，opt+ε)}，其中Pbat，max為電池功率限值，Pe，opt±ε（ε>0）為柴油機(jī)最佳燃油消耗率曲線控制域；并定義ΔPe為柴油機(jī)功率搜索間隔。

（2）根據(jù)當(dāng)前的柴油機(jī)工作狀態(tài)（瞬時轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩等）計算當(dāng)前柴油機(jī)燃油消耗re(t).。

（3）根據(jù)整車需求功率和柴油機(jī)輸出功率Pe，計算當(dāng)前電池功率Pbat。

（4）根據(jù)式（10）得到當(dāng)前柴油機(jī)和電池工作狀態(tài)下的等效燃油消耗。

（5）從所有可能的柴油機(jī)和電池工作狀態(tài)組合中找到等效油耗最低時的功率分配。

整個瞬時功率分配算法執(zhí)行周期為100 μs，滿足實(shí)時控制需求。

3 礦區(qū)道路運(yùn)行試驗(yàn)及結(jié)果分析

為進(jìn)一步驗(yàn)證本文基于工況識別和等效燃油消耗最小的能量管理優(yōu)化策略，對該混合動力電動輪自卸車進(jìn)行礦區(qū)道路運(yùn)行試驗(yàn)。

3.1 能量管理策略驗(yàn)證

對礦區(qū)行駛工況下混合動力電動輪自卸車能量管理策略進(jìn)行驗(yàn)證，所采集的行程數(shù)據(jù)如圖11所示。從圖11（a）可以看出，加速踏板開度的變化曲線良好地跟隨了整車功率需求曲線：

圖11 礦區(qū)行駛工況下混合動力電動輪自卸車能量管理策略驗(yàn)證Fig.11 Verification of the energy management strategy for hybrid power mine electric-wheel dump truck

（1）整車需求功率在600～800 kW（中等功率需求）時加速踏板開度普遍在40%～60%范圍內(nèi)（如圖中區(qū)域①）；

（2）整車需求功率在200 kW以下（極小功率需求）時，加速踏板開度也極小，幾乎為0（如圖中區(qū)域②）；

（3）整車有900 kW以上較大功率需求時，加速踏板開度基本超過80%（如圖中區(qū)域⑥）。

上述分析顯示，加速踏板開度可較好地反映整車功率需求，這說明以加速踏板開度信號作為整車工況識別的依據(jù)具有可行性。

圖11（b）展示了電動輪自卸車在此段行駛工況中柴油機(jī)功率與電池功率的變化。其中，電池功率正值、負(fù)值分別代表電池的放電功率和充電功率。在此段行駛工況中，電動輪自卸車的電池SOC和DC/DC模塊輸出電流的變化如圖11（c）所示。由圖可見：

（1）加速踏板開度在40%~60%范圍（區(qū)域①）時，整車功率主要由柴油機(jī)提供，電池的放電功率為26~35 kW，僅為散熱風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)提供電能，表明混合動力系統(tǒng)為柴油機(jī)-發(fā)電機(jī)組驅(qū)動模式，此時電池SOC處于維持或下降階段。

（2）區(qū)域②為（電）制動工況，此時混合動力系統(tǒng)迅速進(jìn)入再生制動模式。為盡可能多地存儲驅(qū)動電機(jī)回饋的巨大制動能量，電池先短時以最大充電功率（300 kW）充電，隨后以恒定功率220 kW進(jìn)行持續(xù)充電。再生制動模式下，電池SOC處于上升階段。

（3）區(qū)域④中整車需求功率極小，電池主要處于充電狀態(tài)，首先以300 kW功率短時充電，隨后以約135 kW的功率持續(xù)充電。實(shí)際上此時間段內(nèi)自卸車處于長下坡工況，駕駛員先投入了電制動踏板信號以減緩車速，隨后釋放電制動踏板，整車處于滑行狀態(tài)，柴油機(jī)輸出功率主要為電池充電，電池SOC處于維持或上升階段。

（4）當(dāng)加速踏板開度超過80%時（區(qū)域⑥），混合動力系統(tǒng)則進(jìn)入混合驅(qū)動模式，此時柴油機(jī)工作在高負(fù)荷狀態(tài)，同時電池輸出較大放電功率以滿足整車功率需求，電池SOC處于下降階段。

綜上可以看出，整車控制較好地執(zhí)行了所設(shè)計的基于工況識別的能量管理策略。

3.2 柴油機(jī)油耗分析

圖12給出了電動輪自卸車在上述礦區(qū)道路運(yùn)行試驗(yàn)中柴油機(jī)的實(shí)際工作點(diǎn)（圖中黃色點(diǎn)）。由圖可見：

圖12 礦區(qū)行駛工況下柴油機(jī)的工作點(diǎn)Fig.12 Working points of engine in real mining area road

（1）柴油機(jī)大部分工況點(diǎn)處于設(shè)計的最佳燃油消耗率曲線附近。

（2）有少部分工況點(diǎn)偏離了最佳燃油消耗率曲線，位于燃油經(jīng)濟(jì)性較差的區(qū)域。這些工況點(diǎn)主要出現(xiàn)在柴油機(jī)啟動和停機(jī)過程中轉(zhuǎn)矩總體較低水平時以及混合動力系統(tǒng)進(jìn)行模式切換時的動態(tài)調(diào)節(jié)階段。

根據(jù)礦區(qū)道路運(yùn)行試驗(yàn)所采集的數(shù)據(jù)計算電動輪自卸車的燃油消耗。采用該能量管理策略時，車輛平均每趟運(yùn)輸工況的燃油消耗為45.52 L，相較于純柴油機(jī)模式（運(yùn)輸工況全程僅柴油機(jī)輸出功率的模式）平均每趟運(yùn)輸工況燃油消耗的50.68 L，整車燃油經(jīng)濟(jì)性提高了10.2%。

4 結(jié)語

為提高混合動力電動輪自卸車的燃油經(jīng)濟(jì)性，本文結(jié)合其運(yùn)輸工況特點(diǎn)和柴油機(jī)特性曲線設(shè)計了基于工況識別的能量管理策略，并在此基礎(chǔ)上采用等效燃油消耗最小策略對其混合動力系統(tǒng)的瞬時功率分配進(jìn)行優(yōu)化。電動輪自卸車的礦區(qū)道路運(yùn)行試驗(yàn)表明，采用該能量管理策略可實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)燃油能量和電池能量的合理利用，柴油機(jī)基本能保持運(yùn)行于高效率區(qū)域，與原純柴油機(jī)模式電動輪自卸車相比，該混合動力自卸車可實(shí)現(xiàn)10.2%的節(jié)油，從實(shí)際應(yīng)用角度證明了該能量管理策略的實(shí)用性和有效性。

為進(jìn)一步提升電動輪自卸車在整個工作循環(huán)中的能量利用效率，在后續(xù)研究中，可針對礦區(qū)運(yùn)輸工況建立礦用自卸車的循環(huán)工況；并采用基于全局最優(yōu)的能量管理策略，更加充分地考慮電池SOC的使用區(qū)間。