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随着国民经济的不断发展,国内对于基础设施建设的投资不断加大,煤炭、矿石、水泥等矿产的开采规模也越来越大。各矿业集团非常渴求拥有能够提高运输效率、降低运输成本的矿用汽车。本文依托校企合作矿用汽车混合动力系统开发项目,针对矿用汽车满载爬坡时发动机动力不足、前轴驱动滑转等问题,开展了分布式矿用混合动力汽车动力系统匹配以及转矩控制的研究。通过分析不同混合动力结构型式的优缺点,为矿用汽车选择了前轴电机驱动,后两轴由发动机驱动的分布式混合动力系统结构。根据整车动力性需求,通过整车纵向动力学理论计算,完成了分布式混合动力系统主要部件的选型以及参数匹配。根据分布式混合动力系统工作过程中不同的能量流动形式对系统的工作模式进行划分。结合分布式混合动力系统主要部件的工作特性,确定了各模式之间切换的控制逻辑。同时基于驾驶员需求转矩的计算,制定了不同工作模式下的转矩分配控制方法。针对车辆在泥泞路面满载爬坡时可能出现的前轴驱动滑转问题,制定了基于滑转率的PID驱动防滑控制策略。利用AVL-Cruise仿真软件分别建立了传统燃油矿用汽车和分布式矿用混合动力汽车整车纵向动力学仿真模型。在MATLAB/Simulink平台建立了模式切换、转矩分配以及前轴驱动防滑的控制模型。利用AVL-Cruise与MATLAB/Simulink联合仿真进行整车动力性、经济性对比验证。仿真结果显示,相对于传统燃油矿用汽车,分布式矿用混合动力汽车在12%坡度路面最高车速提升了21.4%,整车燃油消耗降低了13.5%。同时驱动防滑控制系统能够在前驱动轮发生滑转时将其滑转率控制在目标范围内。然后选择了前轴减速器传动比以及变速器常用档位传动比为优化变量,利用Isight和AVL-Cruise进行联合优化,实现了整车燃油经济性的进一步提升。最后利用试制的分布式矿用混合动力汽车样车进行整车动力性试验,验证了整车动力性的提升效果。本文针对传统矿用汽车满载爬坡动力性不足、前轴驱动滑转等问题,开展了从混合动力系统选型及参数匹配到控制策略开发再到系统仿真优化的整体研究,对混合动力技术在矿用汽车的实践应用具有一定的参考价值。