近年来,受气候变暖、大气污染以及能源短缺等世界性问题的影响,各国纷纷出台政策支持新能源汽车产业发展,寻求代替传统内燃机车的有效途径。其中,纯电动汽车因其零排放、高效率、低噪音而受到业界的关注,乘用车和轻卡的电动化智能化程度越来越高,而矿山工程车辆仍较多采用传统内燃机动力形式,能耗高、排放多,工程车辆电动化研究有待进一步的提高。为此,本文提出一种适用于纯电动矿用宽体自卸车的两挡变速器,旨在提升纯电动宽体自卸车动力性能的基础上,改善宽体自卸车能耗、提升续航里程、降低运营成本,加快纯电动矿用宽体自卸车技术在矿山的推广和应用,主要研究内容如下:首先,本文根据提出的双行星排两挡变速器构型方案,分析了变速器的工作原理和各挡位的功率流传递方向,并建立其运动学模型。进而对变速器工作状态进行受力分析,结合拉格朗日动力学方程和虚功原理建立变速器的动力学方程。此外,针对提出的新型离合器执行机构,本文对执行机构工作原理及自锁条件进行分析,并建立离合器执行机构的动力学模型。其次,在完成变速器动力学建模、换挡执行机构建模及整车能耗模型建模的基础上,本文通过分析矿用宽体自卸车运行特点,设计了针对宽体自卸车的两参数换挡规律。据此以经济性及动力性为优化目标,采用随机变异粒子群算法对两挡变速器的速比进行优化设计,进一步提高矿用宽体自卸车的能耗经济性及动力性。利用整车能耗模型进行仿真对比验证,研究两挡变速器的节能机理以及在降低电池寿命损耗方面的作用。再次,为提升换挡品质,改善配备两挡变速器矿用宽体自卸车的驾驶平顺性,本文设计了状态观测器用于换挡过程中的变速器及传动轴的状态参数在线估计,并设计硬件在环实验验证状态观测器的实时性能。此后,制定了基于传动轴残余扭矩估计的离合器分离策略,有效地抑制了离合器分离时的传动系统抖振。同时,结合换挡过程分析及换挡始末状态约束,反推换挡过程电机转速调节曲线,并根据状态估计信息设计了H∞鲁棒控制器,对换挡过程中的电机转速进行跟踪控制,对比验证了该控制器在不存在/存在外界干扰情况下的控制效果。最后,本文进一步考虑变速器结构特点带来的换挡动力中断问题,提出了一种集成双电机耦合驱动的新型传动系统方案。针对该方案构型及矿用宽体车运行特点,设计了相应的模式切换和功率分配实时控制策略,通过油门开度和当前车速决策最优驱动模式及电机功率分配关系,实现最优经济性能,采用硬件在环实验,验证了该控制策略的合理性和实时性。进而,基于提出的能量管理策略,进行了双电机耦合驱动系统参数优化,进一步提升纯电动宽体车的经济性能,延长了电池使用寿命。同时,针对模式切换过程中存在的动力中断问题,提出了一种换挡过程中双电机协同扭矩补偿策略,降低模式切换冲击,有效地提升了驾驶平顺性和乘坐舒适性。