中國(guó)工程院院士趙春江攜手中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、江蘇大學(xué)等科研團(tuán)隊(duì)，共同研發(fā)出一種新型純電動(dòng)輪邊驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)，這一創(chuàng)新成果已在《Engineering》上發(fā)表，題為“一種可降低排放并且提高作業(yè)效率的純電動(dòng)輪邊驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)”。
該研究致力于提升拖拉機(jī)的作業(yè)生產(chǎn)率與經(jīng)濟(jì)性，其底盤(pán)系統(tǒng)設(shè)計(jì)獨(dú)具匠心，涵蓋了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、電池變位系統(tǒng)和電液懸掛系統(tǒng)。其中，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)“驅(qū)動(dòng)電機(jī)+輪邊減速器”的形式，既滿足了特定的牽引性能要求，又確保了能耗的經(jīng)濟(jì)性。
電池變位系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也別具一格，高質(zhì)量的動(dòng)力電池包直接取代了原有的配重，并借助實(shí)時(shí)移動(dòng)機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了精準(zhǔn)的軸載分配。而電液懸掛系統(tǒng)則為拖拉機(jī)提供了多樣化的作業(yè)控制模式。
為了提升拖拉機(jī)的牽引效率并適應(yīng)復(fù)雜的土壤條件，研究人員構(gòu)建了具有9個(gè)自由度的電動(dòng)拖拉機(jī)耕作機(jī)組動(dòng)力學(xué)模型。該模型綜合考慮了耕作阻力、耕作深度、縱向加速度等多個(gè)因素，有效解決了拖拉機(jī)在田間作業(yè)時(shí)可能遇到的多種問(wèn)題。
基于這一模型，研究人員還提出了電動(dòng)拖拉機(jī)子系統(tǒng)的控制方法，包括基于最優(yōu)滑轉(zhuǎn)率的驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)矩主動(dòng)控制方法，以及牽引力和前-后軸荷的聯(lián)合控制方法。這些方法不僅提高了牽引效率，還降低了能耗，解決了傳統(tǒng)拖拉機(jī)牽引控制的不足。
田間測(cè)試結(jié)果顯示，與轉(zhuǎn)矩平均分配控制模式相比，轉(zhuǎn)矩主動(dòng)控制模式使拖拉機(jī)滑轉(zhuǎn)率減少了14.83%，牽引效率提高了10.28%。而與傳統(tǒng)牽引控制模式相比，聯(lián)合控制模式則使拖拉機(jī)滑轉(zhuǎn)率減少了15.05%，牽引效率提高了3.7%，驅(qū)動(dòng)電機(jī)總能耗降低了4.9%。
