现代履带车辆已成为陆军的机动作战平台,是高性能、高紧凑、高功率的综合装置。随着高新技术在军事工业上的应用发展,以及未来战争特点的变化,履带车辆机电复合传动技术成为各国竞相研发的热点。本文以一种履带车辆新型双电机功率耦合驱动系统为研究对象,重点分析该新型传动系统中的功率耦合机构的运动特性和效率特征,建立了混合动力履带车辆的整车仿真模型,制定出基于规则的能量管理策略,全面地分析了各典型工况下的系统效率,以系统效率最优为目标,针对传动系统参数以及控制参数进行了优化分析。主要研究如下:(1)分析新型功率耦合机构的运动学和动力学以及效率特征。利用图论理论基本回路法建立了功率耦合机构的图论模型,推导出基本回路中各构件的转速与转矩关系式,进而推导出功率耦合机构的效率计算公式。研究该机构在不同输入条件下齿轮、轴承效率以及搅油损失特征,建立起较为精确的双侧电机功率耦合机构的效率数学模型,应用Matlab/Simulink平台进行仿真计算。(2)搭建混合动力履带车辆系统的后向仿真模型,制定功率跟随式控制策略。对双电机耦合驱动系统的关键部件进行数值建模,建立混合动力履带车辆系统后向仿真模型,为能量管理策略仿真奠定基础;根据履带车辆行驶工况划分工作模式,以燃油经济和低排放为目的,同时要减少动力电池组充放电带来的能量损失,制定了负载功率跟随控制策略。(3)依据履带车辆的行驶特点,分别选取直线和转向行驶工况,分析不同转向半径下的外力和外力矩以及履带受到的牵引力或制动力以及两侧电机的转矩。根据功率平衡的原理,区别于已有的双电机独立驱动系统,分析了不同转向半径下双电机耦合驱动系统两侧电机的转矩和功率需求。分析直线行驶和转向行驶工况下系统关键部件的效率,对比各关键部件的工作状态和效率特征,同时也为系统参数优化提供依据。(4)以系统效率最优作为目标函数,以传动系统参数和控制参数作为设计变量,搭建履带车辆混合动力传动系统的优化模型。构建履带车辆综合工况,利用自适应遗传算法对建立的优化模型进行优化。对比分析优化前后,功率耦合机构、电机、动力电池组的效率:原地中心转向和0.5B小半径转向耦合机构的啮合效率和电机效率均得到提高;对于直线行驶工况,电机效率和动力电池组的放电效率得到提高,同时SOC波动降低。结果表明优化的合理性和有效性。