农业机械学报

作者：王建，贺东升，朱亚辉，尹必峰，黄幼林

单位：江苏大学,江苏大学,江苏沃得农业机械股份有限公司,江苏大学,广西玉柴机器股份有限公司,

关键词：混合动力拖拉机;全生命周期成本;电池容量配置;动态规划;能量管理策略

基金：广西科技重大专项基金项目（2024AA03005）

为研究大功率混合动力拖拉机电池容量配置对系统效率、全生命周期成本（Life cycle cost, LCC）影响规律，以190kW串联式混合动力拖拉机为研究对象，构建包含设备购置、电池更换、燃油油耗等在内的LCC评价体系。提出一种基于枚举法与动态规划（Dynamic programming, DP）结合的两层级电池容量配置优化方法，外层研究能源、电池价格时变权重下电池容量对LCC的影响规律并通过枚举法全局搜索进行寻优，内层通过DP算法对混合动力拖拉机能量管理策略进行最优控制。基于Matlab/Simulink搭建拖拉机整机仿真平台，在拖拉机全生命周期内量化分析电池容量与能量管理策略对系统效率的耦合影响机制。仿真结果表明：在2.2~110A·h的电池容量区间内，随电池容量的增加，有利于整机油耗降低和电池寿命延长；电池容量为24.2A·h时为整机油耗拐点，增大电池容量对整机油耗的改善极小；当电池容量达到52.8A·h，电池按循环寿命无需更换，但电池容量与LCC呈现非线性关系，22A·h配置可使全生命周期成本最小化至390.93万元。本文建立的“技术参数-全生命周期成本”优化框架，可为农机装备混合动力系统设计提供理论范式和参考。

来源：2025年第12期

《农业机械学报》期刊编辑部

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