王帆

(中国煤炭科工集团 太原研究院有限公司， 山西 太原 030006)

0 引言

由于矿用纯电动防爆车辆的整体质量较大，需采用防爆电动机直接驱动或单级减速器传动。为满足车辆在整个运行过程中达到最高车速、最大爬坡度，该车辆主要通过装机功率来适应低速大扭矩和高转速的特性。这导致整车动力匹配后防爆电动机功率过剩，而电动机的高效区利用率偏低，续驶里程也偏短，同时防爆驱动电动机经常运行在高转矩、大电流状态，既增加了电动机绕组与电池内阻上的能耗，又使电池组的大电流放电缩短了电池使用寿命[1-2]。该车辆在常规固定速比变速的传动路线上，配置一个2挡、3挡和4挡AMT换挡变速箱。

本文将基于标定工况和矿区工况，对不同挡位变速箱传动系统的纯电动防爆车辆进行能耗评估，并对各类传动系统在特定工况条件下的换挡策略进行了优化，深入分析了传动系统挡位数与矿用纯电动防爆车辆经济性的关系。

1 矿用纯电动车辆模型与基本参数

车辆驱动系统结构如图1所示，整车基本参数见表1。

1-2档主动齿轮；2-1档主动齿轮；3-1档从动齿轮；4-同步器；5-2档从动齿轮；6-主减速器；7-差速器；8-驱动轮。图1 纯电动防爆车辆传动系统动力学模型

表1 整车的基本参数

2 仿真工况

1) 车辆动力学模型简化为单质量点模型[3],即：

式中：v为车速；m0为车质量；mr为车辆等效惯性质量；Fd、Ff和Fw分别为驱动力、滚动阻力和风阻；f为滚动阻力系数；CD为风阻系数。

2) 为便于研究，本文列出了2种工况，见图2和3。……