目前,我国露天矿山普遍使用经典两轴矿车及宽体矿用自卸车进行煤炭、矿石等物料的运输,但其传统的机械传动及电传动系统动力性能有限、尾气排放严重,难以适应露天矿大型化发展带来的生产运输需求。近年来,动力性及经济性提升、大型化和重型化发展已成为矿用自卸车的主要发展方向,使得三轴及多轴宽体矿车的市场需求日益增大。目前,国内两轴矿车吨位已突破400t,但市场上的宽体自卸车一直以20-100t为主流,对于百吨级以上重型三轴矿车的研究仍十分匮乏。因此,本文面向露天矿自卸车重型化发展对其动力系统提出的超大功率需求及超强动力经济性能要求,以超重型三轴矿用自卸车为研究对象,结合混合动力技术的优势,提出了一种“中轴由柴油机驱动、前后轴由电机驱动”的新型分布式混合动力驱动系统,通过试验数据采集建立了露天矿专用循环工况,重点对分布式混合动力系统的控制策略进行了设计与试验研究。首先,通过对比分析不同混合动力结构类型,针对露天矿超重型自卸车的结构特点及工况特征,设计出了分布式混合动力驱动系统结构原理及工作模式;以TEREX33-19款超重型三轴电驱动矿用自卸车为原型,将其原柴油机-电驱动系统改造为连接型分布式混合动力驱动系统,并对改造后的驱动系统进行了参数匹配与选型设计;面对“提升性能”与“增大载重”两种设计方案,分别计算出改造后车辆的动力经济性能提升和牵引重量增大的设计效果;其次,基于矿用自卸车运输工况与露天矿道路特征,分析制定了合理的行驶工况釆集路线,在鄂尔多斯某露天矿开展实车试验,采集得到了露天矿自卸车典型行驶路谱数据,通过数据处理后建立了仿真所需的露天矿循环工况;然后,分析确定了分布式混合动力系统在不同混动模式下的模式切换及转矩分配方案,并利用MATLAB/Simulink搭建了基于转矩的逻辑门限值整车控制策略模型;最后,在CRUISE软件中搭建了改造前后原矿车及混合动力矿车的模型,导入控制策略后进行联合仿真试验,分别对车辆的动力经济性能和牵引重量的提升效果进行仿真验证。研究结果表明:1)若采用提升性能方案,经混动改造后满载时的最高车速、最大爬坡度分别提高了29.51%和54.36%,0-30km/h的加速时间、百公里综合燃油消耗分别下降了82.30%和56.29%,发动机、电机、电容的工作特性更佳,整车的动力性能与经济性能均得到较大改善;2)若采用增大载重方案,经混动改造后整车载重可提升21.54%,满载时的最高车速、最大爬坡度分别提高了28.60%和52.31%,而0-30km/h的加速时间、百公里综合燃油消耗则分别下降了77.09%和42.15%。本论文有图119幅,表30个,参考文献125篇。