汽車拖拉機(jī)學(xué)（第2版）課件：電動(dòng)與無(wú)人駕駛汽車拖拉機(jī)

汽車拖拉機(jī)學(xué)2025/4/13電動(dòng)與無(wú)人駕駛汽車拖拉機(jī)電動(dòng)與無(wú)人駕駛汽車拖拉機(jī)第一節(jié)電動(dòng)汽車第二節(jié)電動(dòng)拖拉機(jī)第三節(jié)無(wú)人駕駛汽車第四節(jié)無(wú)人駕駛拖拉機(jī)2025/4/13的教學(xué)內(nèi)容電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)與原理電動(dòng)拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理無(wú)人駕駛汽車的結(jié)構(gòu)與原理無(wú)人駕駛拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)與原理的重點(diǎn)、難點(diǎn)2025/4/13掌握純電動(dòng)汽車/拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理掌握燃料電池汽車/拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理掌握混合動(dòng)力汽車/拖拉機(jī)的混合度控制原理理解無(wú)人駕駛汽車行駛原理理解無(wú)人駕駛拖拉機(jī)行駛原理。的教學(xué)要求2025/4/131.純電動(dòng)汽車/拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理與實(shí)踐2.燃料電池汽車/拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理與實(shí)踐3.混合動(dòng)力汽車/拖拉機(jī)的混合度控制原理與實(shí)踐4.無(wú)人駕駛汽車行駛原理與實(shí)踐5.無(wú)人駕駛拖拉機(jī)行駛原理與實(shí)踐的課程思政融入點(diǎn)2025/4/13扎根“三農(nóng)”環(huán)保意識(shí)能源意識(shí)科學(xué)精神國(guó)之重器的課程思政的育人目標(biāo)2025/4/13課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效純電動(dòng)汽車/拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理與實(shí)踐1.純電動(dòng)汽車/拖拉機(jī)的電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)由哪些部件構(gòu)成的?2.純電動(dòng)汽車/拖拉機(jī)為何有多種驅(qū)動(dòng)方式？3.為何說(shuō)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式是純電動(dòng)汽車/拖拉機(jī)的主要發(fā)展方向？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”環(huán)保意識(shí)能源意識(shí)科學(xué)精神國(guó)之重器燃料電池汽車/拖拉機(jī)的驅(qū)動(dòng)原理與實(shí)踐1.燃料電池汽車/拖拉機(jī)的動(dòng)力系統(tǒng)由哪些部件構(gòu)成的?2.燃料電池是如何產(chǎn)生電能的？3.燃料電池汽車/拖拉機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是什么？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”環(huán)保意識(shí)能源意識(shí)科學(xué)精神國(guó)之重器混合動(dòng)力汽車/拖拉機(jī)的混合度控制原理與實(shí)踐1.混合動(dòng)力汽車/拖拉機(jī)為何有多種類型？2.混合動(dòng)力汽車/拖拉機(jī)為何廣泛采用混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)?3.混合動(dòng)力汽車/拖拉機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是什么？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”環(huán)保意識(shí)能源意識(shí)科學(xué)精神國(guó)之重器的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表(1)2025/4/13課程耕讀教育要點(diǎn)耕讀教育映射與融入點(diǎn)教育方法與載體途徑耕讀育人預(yù)期成效無(wú)人駕駛汽車行駛原理與實(shí)踐1.無(wú)人駕駛汽車由哪些部件構(gòu)成的?2.無(wú)人駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)有哪些？3.不同級(jí)別的無(wú)人駕駛汽車有什么區(qū)別?4.無(wú)人駕駛汽車有哪些相關(guān)法律和法規(guī)？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT中國(guó)夢(mèng)國(guó)家競(jìng)爭(zhēng)創(chuàng)新思維工程倫理無(wú)人駕駛拖拉機(jī)行駛原理與實(shí)踐1.無(wú)人駕駛拖拉機(jī)是怎樣實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航定位的？2.無(wú)人駕駛拖拉機(jī)是怎樣實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航控制的？3.無(wú)人駕駛拖拉機(jī)是怎樣實(shí)現(xiàn)地頭轉(zhuǎn)彎的？信息化載體、參觀體驗(yàn)、課堂討論；制作講義或教材、制作PPT扎根“三農(nóng)”科技報(bào)國(guó)鄉(xiāng)村振興農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的“耕讀教育”思政點(diǎn)映射表(2)2025/4/138

2025/4/13第一節(jié)電動(dòng)汽車9

2025/4/13

電動(dòng)汽車（BEV）是指以車載電源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛，符合道路交通、安全法規(guī)各項(xiàng)要求的汽車。電動(dòng)汽車有多種類型，本書(shū)主要介紹純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車和混合動(dòng)力汽車3種。10一、純電動(dòng)汽車

1.純電動(dòng)汽車的類型與特點(diǎn)

純電動(dòng)汽車是指以動(dòng)力蓄電池或增加輔助動(dòng)力源為動(dòng)力，用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪行駛的汽車，可分為用單一蓄電池為動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車和裝有輔助動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車兩種類型。

用單一蓄電池作為動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車，只裝配了蓄電池組，它的電力和動(dòng)力傳輸系統(tǒng)如圖所示。2025/4/13第一節(jié)電動(dòng)汽車11

用單一蓄電池作為動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車，蓄電池的比能量和比功率較低，蓄電池組的質(zhì)量和體積較大。因此，可在某些純電動(dòng)汽車上增加輔助動(dòng)力源，如超級(jí)電容器、發(fā)電機(jī)組和太陽(yáng)能等，由此來(lái)改善純電動(dòng)汽車的起動(dòng)性能并增加續(xù)駛里程。裝有輔助動(dòng)力源的純電動(dòng)汽車如圖所示。2025/4/1312

2.純電動(dòng)汽車的工作原理

純電動(dòng)汽車的工作原理是通過(guò)蓄電池產(chǎn)生電流，經(jīng)過(guò)電力調(diào)節(jié)器（逆變器）將電能輸送到電機(jī)，再通過(guò)動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)汽車行駛。純電動(dòng)汽車主要由底盤、車身、蓄電池組、電機(jī)、控制器和輔助設(shè)施六部分組成。由于電機(jī)具有良好的驅(qū)動(dòng)特性，純電動(dòng)汽車的傳動(dòng)系統(tǒng)可以不需設(shè)置離合器和變速器。車速控制由控制器通過(guò)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)汽車行駛時(shí)，由蓄電池輸出電能（電流）通過(guò)控制器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，電機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程與蓄電池容量有關(guān)，而蓄電池容量受諸多因素限制。要提高一次充電續(xù)駛里程，必須盡可能地節(jié)省蓄電池的能量。2025/4/1313

2.純電動(dòng)汽車的工作原理

純電動(dòng)汽車的電力驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)主要由電力驅(qū)動(dòng)主模塊、車載電源及控制模塊、輔助模塊3大部分組成。2025/4/1314

2.純電動(dòng)汽車的工作原理（1）電力驅(qū)動(dòng)主模塊

電力驅(qū)動(dòng)主模塊主要包括中央控制單元、驅(qū)動(dòng)控制器、電機(jī)和機(jī)械傳動(dòng)裝置等。其作用是將存儲(chǔ)在蓄電池中的電能高效地轉(zhuǎn)化為驅(qū)動(dòng)車輪的動(dòng)能，并能夠在汽車減速制動(dòng)時(shí)，將車輪的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能充入蓄電池。（2）車載電源及控制模塊

車載電源及控制模塊主要包括蓄電池電源、能量管理系統(tǒng)和充電控制器等。其作用是向電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電能，監(jiān)測(cè)電源使用情況以及控制充電機(jī)向蓄電池充電。（3）輔助模塊

輔助模塊主要包括輔助動(dòng)力源、動(dòng)力轉(zhuǎn)向單元、駕駛室顯示操縱臺(tái)和輔助裝置等。輔助模塊除輔助動(dòng)力源外，依據(jù)不同車型而不同。2025/4/1315

3.純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置形式

純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是它的核心部分，其性能決定著它運(yùn)行性能的好壞。電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置取決于電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的型式。常見(jiàn)的純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置型式如圖所示。（1）傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模式

與傳統(tǒng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置方式一致，帶有變速器和離合器，只是將發(fā)動(dòng)機(jī)換成電機(jī)，屬于改造型電動(dòng)汽車如圖17-4a，這種布置可以提高電動(dòng)汽車的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，增加低速時(shí)電動(dòng)汽車的后備功率。2025/4/13a傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)模式圖17-4純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置型式

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3.純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置形式（2）電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)模式

取消了離合器和變速器，但具有減速差速機(jī)構(gòu)，由1臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩車輪旋轉(zhuǎn)（圖17-4b和圖17-4c）。優(yōu)點(diǎn)是可以繼續(xù)沿用燃油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車中的動(dòng)力傳動(dòng)裝置，只需要一組電機(jī)和逆變器。這種模式對(duì)電機(jī)的要求較高，不僅要求電機(jī)具有較高的起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，還要求其具有較大的后備功率，以保證電動(dòng)汽車的起動(dòng)、爬坡、加速和超車等動(dòng)力性。2025/4/13b電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)模式（后驅(qū)）c

電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋組合式驅(qū)動(dòng)模式（前驅(qū)）圖17-4純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置型式17

3.純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置形式（3）電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)模式

將電機(jī)裝到驅(qū)動(dòng)軸上，直接由電機(jī)實(shí)現(xiàn)變速和差速轉(zhuǎn)換（圖17-4d）。這種傳動(dòng)方式同樣對(duì)電機(jī)有較高的要求，要求其有大起動(dòng)轉(zhuǎn)矩和后備功率，同時(shí)還要求控制系統(tǒng)有較高的控制精度，且要具備良好的可靠性，從而保證電動(dòng)汽車行駛的安全和平穩(wěn)。2025/4/13d

電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)模式圖17-4純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置型式18

3.純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置形式（4）輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式

同電機(jī)-驅(qū)動(dòng)橋整體式驅(qū)動(dòng)模式布置方式比較接近，輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式將電機(jī)直接裝到了驅(qū)動(dòng)輪上，由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車輪行駛（圖17-4e和圖17-4f）。2025/4/13e.輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式（無(wú)輪邊減速器）f.輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)模式（有輪邊減速器）圖17-4純電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)布置形式19二、燃料電池汽車

1.類型

采用燃料電池（發(fā)動(dòng)機(jī)）作為電源的電動(dòng)汽車稱為燃料電池汽車。燃料電池汽車一般以質(zhì)子交換膜燃料電池作為車載能量源。（1）按燃料特點(diǎn)不同分類

可分為直接燃料電池汽車和重整燃料電池汽車。直接燃料電池汽車的燃料主要是氫氣。直接燃料電池汽車排放無(wú)污染，被認(rèn)為是最理想的汽車，但存在氫的制取和存儲(chǔ)困難等問(wèn)題。重整燃料電池汽車的燃料主要有汽油、天然氣、甲醇、甲烷和液化石油氣等，其結(jié)構(gòu)比氫燃料電池汽車復(fù)雜得多。（2）按燃料氫的存儲(chǔ)方式不同分類

可分為壓縮氫燃料電池汽車、液氫燃料電池汽車和合金（碳納米管）吸附氫燃料電池汽車。2025/4/1320

（3）按“多電源”的配置不同分類

可分為純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)（FC）的燃料電池汽車，燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動(dòng)（FC+B）的燃料電池汽車，燃料電池與超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)（FC+C）的燃料電池汽車以及燃料電池與輔助蓄電池和超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)（FC+B+C）的燃料電池汽車。2025/4/1321

2.驅(qū)動(dòng)動(dòng)力系統(tǒng)（1）純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)（FC）的燃料電池汽車

純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)的燃料電池汽車只有燃料電池一個(gè)動(dòng)力源，汽車的所有功率負(fù)荷都由燃料電池承擔(dān)。純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)的燃料電池汽車的動(dòng)力系統(tǒng)如圖所示。

圖17-5純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)的燃料電池汽車的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

純?nèi)剂想姵仳?qū)動(dòng)系統(tǒng)將氫氣與氧氣反應(yīng)產(chǎn)生的電能通過(guò)總線傳給驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能再傳給傳動(dòng)系統(tǒng)，從而驅(qū)動(dòng)汽車行駛。2025/4/1322

（2）燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動(dòng)（FC+B）的燃料電池汽車

燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的燃料電池汽車的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示。是一個(gè)典型的串聯(lián)式混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)，在該動(dòng)力系統(tǒng)中，燃料電池和蓄電池一起為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供能量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能傳給傳動(dòng)系統(tǒng)，從而驅(qū)動(dòng)汽車行駛；在汽車制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)變成發(fā)電機(jī)，蓄電池用來(lái)儲(chǔ)存回饋的能量。在燃料電池和蓄電池聯(lián)合供能時(shí)，燃料電池的能量輸出變化較為平緩，隨時(shí)間變化波動(dòng)較小，而能量需求變化的高頻部分由蓄電池分擔(dān)。

2025/4/13圖17-6燃料電池與輔助蓄電池聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的燃料電池汽車的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)23

（3）燃料電池與超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)（FC+C）的燃料電池汽車

燃料電池+超級(jí)電容的結(jié)構(gòu)與燃料電池+輔助蓄電池的結(jié)構(gòu)相似，只是把蓄電池?fù)Q成超級(jí)電容，如圖17-7所示。相對(duì)于蓄電池，超級(jí)電容充放電效率高，能量損失小，功率密度大，在回收制動(dòng)能量方面比蓄電池有優(yōu)勢(shì)，循環(huán)壽命長(zhǎng)，但是超級(jí)電容的能量密度較小。隨著超級(jí)電容技術(shù)的不斷進(jìn)步，這種結(jié)構(gòu)有巨大潛力。

2025/4/13圖17-7燃料電池與超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的燃料電池汽車的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)24

（4）燃料電池與輔助蓄電池和超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)（FC+B+C）的燃料電池汽車

燃料電池與輔助蓄電池和超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的燃料電池汽車的動(dòng)力系統(tǒng)如圖17-8所示，該結(jié)構(gòu)也為串聯(lián)式混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)。在該動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，燃料電池、輔助蓄電池和超級(jí)電容一起為驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供能量，驅(qū)動(dòng)電機(jī)將電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能傳給傳動(dòng)系統(tǒng)，從而驅(qū)動(dòng)汽車行駛；在汽車制動(dòng)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)變成發(fā)電機(jī)，輔助蓄電池和超級(jí)電容用來(lái)儲(chǔ)存回饋的能量。

在燃料電池、輔助蓄電池和超級(jí)電容聯(lián)合供能時(shí)，燃料電池的能量輸出較為平緩，隨時(shí)間變化波動(dòng)較小，而能量需求變化的低頻部分由蓄電池承擔(dān)，能量需求變化的高頻部分由超級(jí)電容承擔(dān)。在這種結(jié)構(gòu)中，各動(dòng)力源的分工更加明細(xì)，各自的優(yōu)勢(shì)也得到更好的發(fā)揮。

2025/4/132025/4/1325圖17-8燃料電池與蓄電池和超級(jí)電容聯(lián)合驅(qū)動(dòng)的燃料電池汽車的動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)26

3.結(jié)構(gòu)原理

燃料電池汽車的動(dòng)力系統(tǒng)主要由燃料電池（發(fā)動(dòng)機(jī)）、輔助動(dòng)力源、DC/DC變流器、DC/AC逆變器、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和動(dòng)力電控系統(tǒng)等組成。

2025/4/13圖17-9燃料電池汽車的結(jié)構(gòu)27

（1）燃料電池（發(fā)動(dòng)機(jī)）

在燃料電池汽車所采用的燃料電池（發(fā)動(dòng)機(jī)）中，為保證質(zhì)子交換膜燃料電池組的正常工作。除以質(zhì)子交換膜燃料電池組為核心外，還裝有氫氣供給系統(tǒng)、氧氣供給系統(tǒng)、氣體加濕系統(tǒng)、反應(yīng)生成物處理系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)和電能轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。只有這些輔助系統(tǒng)匹配恰當(dāng)和正常運(yùn)轉(zhuǎn)，才能保證燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)。（2）輔助動(dòng)力源

在燃料電池汽車上，燃料電池（發(fā)動(dòng)機(jī)）是主要電源，另外還配備有輔助動(dòng)力源。根據(jù)燃料電池汽車的設(shè)計(jì)方案不同，其所采用的輔助動(dòng)力源也有所不同，可以用輔助蓄電池組、飛輪儲(chǔ)能器或超級(jí)電容器等共同組成雙電源或多電源系統(tǒng)。2025/4/1328

（3）DC/DC變流器

燃料電池汽車采用的電源有各自的特性，燃料電池只提供直流電，電壓和電流隨輸出電流的變化而變化。燃料電池不能接受外部電源的充電，電流的方向只是單向的。燃料電池汽車采用的輔助電源（蓄電池和超級(jí)電容）在充電和放電時(shí)，也是以直流電的形式流動(dòng)，但電流的方向是可逆性流動(dòng)。燃料電池汽車上各種電源的電壓和電流受工況變化的影響呈不穩(wěn)定狀態(tài)。為了滿足驅(qū)動(dòng)電機(jī)對(duì)電壓和電流的要求及對(duì)多電源電力系統(tǒng)的控制，在電源與驅(qū)動(dòng)電機(jī)之間，用單片機(jī)控制，以實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料電池汽車的多電源綜合控制，保證燃料電池汽車的正常運(yùn)行。燃料電池汽車的燃料電池需要裝配單向DC/DC變流器，蓄電池和超級(jí)電容需要裝配雙向DC/DC變流器。2025/4/1329

（4）驅(qū)動(dòng)電機(jī)

燃料電池汽車用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)主要有直流電機(jī)、交流電機(jī)、永磁電機(jī)和開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)等。驅(qū)動(dòng)電機(jī)必須與整車進(jìn)行匹配。（5）動(dòng)力電控系統(tǒng)

燃料電池汽車的動(dòng)力電控系統(tǒng)主要由燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)管理系統(tǒng)、蓄電池管理系統(tǒng)、動(dòng)力控制系統(tǒng)及整車控制系統(tǒng)組成。2025/4/1330三、混合動(dòng)力汽車

1.混合動(dòng)力汽車定義

混合動(dòng)力汽車作為電動(dòng)汽車的一種，國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）電動(dòng)車技術(shù)委員會(huì)對(duì)混合動(dòng)力電動(dòng)車的定義為：有多于一種能量轉(zhuǎn)換器能提供驅(qū)動(dòng)動(dòng)力的混合型電動(dòng)車。

也有學(xué)者對(duì)混合動(dòng)力汽車作如下定義：驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由兩個(gè)或多個(gè)能同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)聯(lián)合組成的、行駛功率需求由單個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)單獨(dú)或多個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)共同提供的汽車。

一般來(lái)講，混合動(dòng)力汽車是指同時(shí)裝備兩種動(dòng)力源——熱動(dòng)力源（由傳統(tǒng)的汽油機(jī)或者柴油機(jī)產(chǎn)生）與電動(dòng)力源（蓄電池與電機(jī)）的汽車。2025/4/13第一節(jié)電動(dòng)汽車31

2.混合動(dòng)力汽車類型混合動(dòng)力汽車的分類方法有很多，主要分類見(jiàn)表2025/4/1332

2025/4/1333

2025/4/13（續(xù)）34

3.混合動(dòng)力汽車結(jié)構(gòu)及工作原理（1）串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車

串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車是由兩個(gè)能源向電機(jī)供電，以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力的汽車。串聯(lián)式混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)三大動(dòng)力總成和蓄電池組等部件組成。

發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用串聯(lián)的方式組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)僅僅用于發(fā)電，發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能通過(guò)電機(jī)控制直接輸送到電機(jī)，由電機(jī)產(chǎn)生的電磁力矩驅(qū)動(dòng)汽車行駛。2025/4/1335

（2）并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車

并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)電機(jī)兩大動(dòng)力總成組成。發(fā)動(dòng)機(jī)、電動(dòng)/發(fā)電機(jī)或驅(qū)動(dòng)電機(jī)采用并聯(lián)的方式組成驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，主要是由發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)/發(fā)電機(jī)和蓄電池等部件組成。并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車系統(tǒng)有多種組合型式，可以根據(jù)使用要求選用。并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)采用發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)兩套獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)汽車。發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)通常通過(guò)不同的離合器來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車，可以采用發(fā)動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)、電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)或者發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)混合驅(qū)動(dòng)3種工作模式。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)提供的功率大于汽車所需驅(qū)動(dòng)功率時(shí)，或者當(dāng)汽車制動(dòng)時(shí)，電機(jī)工作于發(fā)電機(jī)狀態(tài)，給蓄電池充電。發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)的功率可以互相疊加，發(fā)動(dòng)機(jī)功率和電機(jī)/發(fā)電機(jī)功率約為電動(dòng)汽車所需最大驅(qū)動(dòng)功率的0.5～1倍。

2025/4/13（2）并聯(lián)式混合動(dòng)力汽車2025/4/1337

（3）混聯(lián)式混合動(dòng)力汽車

混聯(lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是串聯(lián)式和并聯(lián)式的綜合，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖所示，它主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)、行星齒輪機(jī)構(gòu)和蓄電池等部件組成。發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率一部分通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)輸送給驅(qū)動(dòng)橋，另一部分則驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能輸送給電機(jī)或蓄電池，電機(jī)產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩通過(guò)動(dòng)力復(fù)合裝置傳送給驅(qū)動(dòng)橋?；炻?lián)式驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制策略是：在汽車低速行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要以串聯(lián)方式工作；當(dāng)汽車高速穩(wěn)定行駛時(shí)，則以并聯(lián)方式為主。

2025/4/1338

（4）插電式混合動(dòng)力汽車

又稱為外接充電式混合動(dòng)力汽車。插電式（含增程式）混合動(dòng)力汽車是指車輛的驅(qū)動(dòng)力由驅(qū)動(dòng)電機(jī)及發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)或單獨(dú)供給，并且可由外部提供電能進(jìn)行充電，純電動(dòng)模式下續(xù)駛里程符合我國(guó)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的汽車。

插電式混合動(dòng)力汽車從結(jié)構(gòu)上可分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式3種類型。

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4.關(guān)鍵技術(shù)

混合動(dòng)力汽車是集汽車、電力拖動(dòng)、自動(dòng)控制、新能源及新材料等高新技術(shù)于一體的高新集成產(chǎn)物。它的研究涉及多個(gè)領(lǐng)域，其關(guān)鍵技術(shù)主要有電池及電池管理、電機(jī)、發(fā)電機(jī)、動(dòng)力耦合裝置和整車能量管理等。

2025/4/1340

2025/4/13第二節(jié)電動(dòng)拖拉機(jī)41一、純電動(dòng)拖拉機(jī)

1.純電動(dòng)拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)類型及原理

根據(jù)拖拉機(jī)工況的需求，純電動(dòng)拖拉機(jī)通常具有6類型，如下圖所示。2025/4/13第二節(jié)電動(dòng)拖拉機(jī)

電動(dòng)拖拉機(jī)一般可以分為純電動(dòng)拖拉機(jī)和混合動(dòng)力拖拉機(jī)兩類。42

圖17-14a所示的純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)用電驅(qū)動(dòng)裝置替代傳統(tǒng)拖拉機(jī)的內(nèi)燃機(jī)，而傳動(dòng)系統(tǒng)則沿用傳統(tǒng)的機(jī)械器件進(jìn)行動(dòng)力傳遞。該驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)類型的拖拉機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單改裝而獲取，同時(shí)由于大量繼承了傳統(tǒng)拖拉機(jī)的機(jī)械部件，其整體結(jié)構(gòu)布置變動(dòng)較小。2025/4/13圖17-14純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6種可能的結(jié)構(gòu)型式a.傳統(tǒng)方式D.差速器GB.變速器M.電機(jī)43

圖17-14b所示的純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在圖17-14a所示驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了簡(jiǎn)化，取消了離合器。同時(shí)利用電動(dòng)機(jī)在高轉(zhuǎn)速范圍具有的恒功率特性，將多擋變速器轉(zhuǎn)換為固定速比的齒輪傳動(dòng)裝置，能夠簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制復(fù)雜程度，還可以減小整套機(jī)械傳動(dòng)裝置的尺寸和質(zhì)量，促進(jìn)電動(dòng)拖拉機(jī)整機(jī)的輕量化。2025/4/13圖17-14純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6種可能的結(jié)構(gòu)型式b.無(wú)離合器D.差速器M.電機(jī)FG.固定擋齒輪傳動(dòng)裝置44

圖17-14c所示的純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了進(jìn)一步的簡(jiǎn)化，其將電機(jī)、固定擋齒輪傳動(dòng)裝置和差速器結(jié)合為一體形成一個(gè)組合件，驅(qū)動(dòng)輪連接在組合件兩側(cè)的半軸上。整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的布置更加緊湊，傳動(dòng)部件的尺寸進(jìn)一步減小，占據(jù)的空間也更小，為純電動(dòng)拖拉機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)的布置提供了方便，增強(qiáng)了整機(jī)布置的靈活性。2025/4/13圖17-14純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6種可能的結(jié)構(gòu)型式c.電機(jī)、固定檔傳動(dòng)裝置和差速器一體式D.差速器M.電機(jī)FG.固定擋齒輪傳動(dòng)裝置45

圖17-14d所示的純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用了雙電機(jī)結(jié)構(gòu)，其利用兩個(gè)電機(jī)的共同作用取代了傳統(tǒng)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)中的差速器。每一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪通過(guò)一個(gè)固定擋的齒輪傳動(dòng)裝置連接一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)。兩側(cè)的驅(qū)動(dòng)輪在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中需要的速度差通過(guò)控制系統(tǒng)對(duì)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。整機(jī)的機(jī)械傳動(dòng)裝置進(jìn)一步減少，輕量化程度有所提高，整機(jī)的布置也更加靈活、方便。但是雙電機(jī)結(jié)構(gòu)布置型式對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制技術(shù)的精確性和可靠性提出了更高的要求，其整機(jī)控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度較高。2025/4/13圖17-14純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6種可能的結(jié)構(gòu)型式

d.雙電機(jī)結(jié)構(gòu)式M.電機(jī)FG.固定擋齒輪傳動(dòng)裝置46

圖17-14e所示的純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和行星齒輪組的組合作用實(shí)現(xiàn)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的降速增矩，從而提供純電動(dòng)拖拉機(jī)正常行駛所需的驅(qū)動(dòng)力和行駛速度。此外，該電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用行星齒輪組實(shí)現(xiàn)了動(dòng)力輸入軸和動(dòng)力輸出軸在同一個(gè)方向上的縱向布置，進(jìn)一步縮小了驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所占的空間比例，為拖拉機(jī)整機(jī)結(jié)構(gòu)的靈活布置提供了便利。2025/4/13e.驅(qū)動(dòng)電機(jī)和行星齒輪組組合式圖17-14純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6種可能的結(jié)構(gòu)型式M.電機(jī)FG.固定擋齒輪傳動(dòng)裝置47

圖17-14f所示的純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接內(nèi)置于驅(qū)動(dòng)輪中的結(jié)構(gòu)型式。其驅(qū)動(dòng)電機(jī)和驅(qū)動(dòng)輪直接連接在一起，它們之間沒(méi)有任何的機(jī)械調(diào)速部件，完全通過(guò)電動(dòng)機(jī)和控制器來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整機(jī)車速的控制。上述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)尺寸減小到了極致，節(jié)省了大量的機(jī)械傳動(dòng)部件，為整機(jī)的結(jié)構(gòu)布置提供了大量的空間，整機(jī)的輕量化程度可以得到進(jìn)一步的提高。2025/4/13f.輪轂驅(qū)動(dòng)電機(jī)式圖17-14純電動(dòng)拖拉機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)6種可能的結(jié)構(gòu)型式M.電動(dòng)機(jī)48

然而，圖17-14f所示的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的要求非常高，驅(qū)動(dòng)電機(jī)不僅需要具備較寬的恒功率區(qū)域，以方便拖拉機(jī)進(jìn)行速度的調(diào)節(jié)，還必須具備較高的轉(zhuǎn)矩，以滿足純電動(dòng)拖拉機(jī)起步和加速時(shí)的動(dòng)力性需求。除此之外，圖17-14f所示的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)要求整機(jī)的控制系統(tǒng)具有非常高的靈敏性和可靠性，從而方便駕駛?cè)藛T對(duì)整機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，保證純電動(dòng)拖拉機(jī)按照駕駛?cè)说囊鈭D安全穩(wěn)定地行駛。

上述六種形式中，對(duì)于動(dòng)力輸出軸（PTO）的動(dòng)力傳遞，圖17-14a和圖17-14b可采用機(jī)械傳遞方式，也可增加一臺(tái)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，采用電力傳動(dòng)方式。其他四種型式均采用電力傳動(dòng)方式。2025/4/1349

2.純電動(dòng)拖拉機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)（1）動(dòng)力電池及能量管理技術(shù)

動(dòng)力電池為電動(dòng)拖拉機(jī)提供動(dòng)力源，一直是制約電動(dòng)拖拉機(jī)發(fā)展的技術(shù)瓶頸。動(dòng)力電池主要的性能包括比能量、比功率、能量密度、使用壽命和成本等。如何開(kāi)發(fā)高比能量、大比功率、低成本和長(zhǎng)壽命的動(dòng)力電池是關(guān)系到電動(dòng)拖拉機(jī)能否實(shí)用的關(guān)鍵所在。（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)及其控制技術(shù)

電機(jī)驅(qū)動(dòng)及其控制技術(shù)是電動(dòng)拖拉機(jī)的核心，由于電動(dòng)拖拉機(jī)特殊的工作環(huán)境，對(duì)電機(jī)性能要求比較高。需要研發(fā)新型電機(jī)，利用多電機(jī)控制技術(shù)，簡(jiǎn)化電動(dòng)拖拉機(jī)機(jī)械傳動(dòng)和聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)，減輕拖拉機(jī)整體質(zhì)量。因此，電動(dòng)拖拉機(jī)用電機(jī)必須具有以下特點(diǎn)：2025/4/1350

電動(dòng)拖拉機(jī)用電機(jī)必須具有以下特點(diǎn)：①起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)（過(guò)載系數(shù)應(yīng)達(dá)到3～4），以滿足工作載荷突變對(duì)動(dòng)力的要求。②大的調(diào)速范圍，既能適應(yīng)緩慢的犁耕作業(yè)，又能進(jìn)行快速運(yùn)輸。③具有再生制動(dòng)能力，以延長(zhǎng)一次充電作業(yè)時(shí)間。④具有較強(qiáng)的防塵、防水能力，以適應(yīng)田間復(fù)雜、惡劣的作業(yè)環(huán)境。2025/4/13（2）電機(jī)驅(qū)動(dòng)及其控制技術(shù)2.純電動(dòng)拖拉機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)51

2.純電動(dòng)拖拉機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)（3）系統(tǒng)仿真技術(shù)

電動(dòng)拖拉機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的動(dòng)力系統(tǒng)，各部件的物理特性和動(dòng)力特性各不相同，存在大量的非線性環(huán)節(jié)和時(shí)變特性，而且作業(yè)工況也復(fù)雜多變，使得普通的設(shè)計(jì)計(jì)算方法難以奏效，而借助于系統(tǒng)仿真技術(shù)，可以在設(shè)計(jì)初始階段快速分析系統(tǒng)動(dòng)力性能和能量消耗，提供動(dòng)力系統(tǒng)仿真分析結(jié)果，優(yōu)化匹配各部件之間的參數(shù)，分析能量管理策略的有效性，為拖拉機(jī)的后續(xù)設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)提供有力的參考和依據(jù)。2025/4/1352

2.純電動(dòng)拖拉機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)（4）傳動(dòng)技術(shù)

動(dòng)力傳動(dòng)裝置是電動(dòng)拖拉機(jī)底盤的重要組成部分，其作用是根據(jù)電動(dòng)拖拉機(jī)作業(yè)需求的不同，將電動(dòng)拖拉機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)變?yōu)橐欢ǖ霓D(zhuǎn)速和相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩，其性能將直接影響電動(dòng)拖拉機(jī)整機(jī)的動(dòng)力性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性。由于電動(dòng)拖拉機(jī)需要與農(nóng)機(jī)具配套完成田間作業(yè)，因此電動(dòng)拖拉機(jī)需要在傳動(dòng)快速性、換擋性能、平順性和傳動(dòng)效率等方面進(jìn)行傳動(dòng)特性綜合分析。無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)可以精確實(shí)現(xiàn)電動(dòng)拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛、定速巡航和自動(dòng)全功率控制等技術(shù)需求。無(wú)級(jí)變速傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于電動(dòng)拖拉機(jī)并對(duì)其進(jìn)行技術(shù)突破將是電動(dòng)拖拉機(jī)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一。2025/4/1353二、混合動(dòng)力拖拉機(jī)

混合動(dòng)力拖拉機(jī)分為串聯(lián)式、并聯(lián)式和混聯(lián)式三種類型。1.混合動(dòng)力拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理（1）串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)

串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)、蓄電池、控制系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（變速裝置、后橋至后輪）等組成，結(jié)構(gòu)如圖17-15所示。2025/4/13第二節(jié)電動(dòng)拖拉機(jī)圖17-15串聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)54

發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組和電動(dòng)機(jī)之間采用“串聯(lián)”的方式構(gòu)成串聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)。發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)沒(méi)有直接機(jī)械連接，僅直接驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，電能存儲(chǔ)在蓄電池中；蓄電池為電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電能，電機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)直接機(jī)械連接，將動(dòng)力傳至車輪。由于發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系統(tǒng)之間沒(méi)有機(jī)械連接，可在很大程度上減少發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)響應(yīng)，使發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期平穩(wěn)工作在高效區(qū)而很少受拖拉機(jī)工況變化的影響。其后PTO可采用機(jī)械連接或單獨(dú)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。2025/4/1355

（2）并聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)

并聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)由發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)、動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)、蓄電池、控制系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)（變速裝置、后橋至后輪）等組成，如圖17-16所示。2025/4/13圖17-16并聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)56

并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)之間為“并聯(lián)”方式連接，發(fā)動(dòng)機(jī)、電機(jī)各自的輸出動(dòng)力經(jīng)過(guò)動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)的耦合疊加后經(jīng)傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞至車輪；發(fā)動(dòng)機(jī)和電機(jī)為相互獨(dú)立的兩套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，可分別獨(dú)立地給拖拉機(jī)提供動(dòng)力，也可同時(shí)為拖拉機(jī)提供動(dòng)力；在不同工況下，電機(jī)可以作電動(dòng)機(jī)或作發(fā)電機(jī)使用。由于發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)，又沒(méi)有單獨(dú)的發(fā)電機(jī)，因此該動(dòng)力系統(tǒng)更接近傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)，應(yīng)用比較廣泛。其后PTO可采用機(jī)械連接或單獨(dú)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。2025/4/1357

并聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)較傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)增加了電機(jī)、動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)及蓄電池；通常發(fā)動(dòng)機(jī)工作在滿負(fù)荷（中等轉(zhuǎn)速）下燃油經(jīng)濟(jì)性較好，電機(jī)可以通過(guò)平衡發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)載，使其工作在高效區(qū)。當(dāng)拖拉機(jī)負(fù)載較小時(shí)，傳統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性較差，而并聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)可關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，僅用電機(jī)驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)或者控制發(fā)動(dòng)機(jī)工作在一定功率的高效區(qū)，其輸出動(dòng)力一邊驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)，一邊給蓄電池充電。當(dāng)拖拉機(jī)載荷較大時(shí)，需求功率較大，可以協(xié)調(diào)控制電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作，控制電機(jī)輸出，使發(fā)動(dòng)機(jī)工作在高負(fù)荷率、穩(wěn)定、高效區(qū)。2025/4/1358

（3）混聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)

混聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)主要由發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、電機(jī)、動(dòng)力耦合機(jī)構(gòu)、蓄電池、控制系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)等組成，如圖17-17所示。2025/4/13圖17-17混聯(lián)式混合動(dòng)力拖拉機(jī)的結(jié)構(gòu)59

混聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)兼顧了串聯(lián)式和并聯(lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，也克服了兩動(dòng)力系統(tǒng)的不足。與串聯(lián)式相比，它增加了發(fā)動(dòng)機(jī)直接驅(qū)動(dòng)拖拉機(jī)的“并聯(lián)式”機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式；與并聯(lián)式相比，增加了“串聯(lián)式”的發(fā)動(dòng)機(jī)-發(fā)電機(jī)組的發(fā)電模式?；炻?lián)式混合動(dòng)力系統(tǒng)有多種混合驅(qū)動(dòng)模式，可以根據(jù)不同工況工作在并聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式、串聯(lián)驅(qū)動(dòng)模式或并聯(lián)及串聯(lián)聯(lián)合驅(qū)動(dòng)模式。該系統(tǒng)可通過(guò)合理的控制策略使各動(dòng)力源負(fù)荷率較高，部件效率較高，能量的綜合利用率較高；但同時(shí)混聯(lián)式的多能源動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，布置難度大；要實(shí)現(xiàn)串、并聯(lián)模式間的合理切換，就需要復(fù)雜精確的控制系統(tǒng)和控制策略。其后PTO可采用機(jī)械連接或單獨(dú)用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。2025/4/1360

2.混合動(dòng)力拖拉機(jī)關(guān)鍵技術(shù)

混合動(dòng)力拖拉機(jī)涉及到機(jī)械、電力、電子和計(jì)算機(jī)控制等多種學(xué)科，對(duì)混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研究也處于研究探索階段，要想使其成熟地應(yīng)用在拖拉機(jī)上，還需要走很長(zhǎng)的路。很多技術(shù)問(wèn)題亟待解決，包括動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)的匹配設(shè)計(jì)、控制策略的制定、蓄電池及能量管理技術(shù)、車身底盤技術(shù)以及系試驗(yàn)仿真技術(shù)等。以下初步分析幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)在混合動(dòng)力系統(tǒng)中的應(yīng)用問(wèn)題。2025/4/1361

（1）動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)匹配

根據(jù)拖拉機(jī)運(yùn)行工況的要求，對(duì)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)電機(jī)進(jìn)行優(yōu)化耦合后，可以獲得良好的動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性和排放性能等指標(biāo)，為此，要對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)各部件參數(shù)進(jìn)行合理匹配。主要包括合理計(jì)算選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率、電機(jī)功率以及動(dòng)力電池容量和數(shù)量、變速器的擋位數(shù)及傳動(dòng)比大小等，確定混合動(dòng)力拖拉機(jī)的混合度，組成效率最高的混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。傳動(dòng)系統(tǒng)的布置以及動(dòng)力耦合方式有多種，各個(gè)傳動(dòng)部件參數(shù)設(shè)計(jì)具有很大的自由度，目前大多是基于電動(dòng)汽車仿真軟件，借用各種優(yōu)化算法進(jìn)行仿真來(lái)對(duì)混合動(dòng)力系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行匹配。2025/4/1362

（2）整機(jī)控制系統(tǒng)

整機(jī)控制系統(tǒng)的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)整機(jī)工作模式切換和動(dòng)力分配，以及確定采用何種驅(qū)動(dòng)方式（全驅(qū)，前驅(qū)或者后驅(qū)）。整機(jī)控制系統(tǒng)作為拖拉機(jī)的“大腦”，統(tǒng)籌協(xié)調(diào)車輛的各部件協(xié)同工作，優(yōu)化提高車輛的性能。從整機(jī)控制角度來(lái)說(shuō)，控制策略的制定依據(jù)是整機(jī)的工作效率和部件的傳動(dòng)效率以及動(dòng)力電池的使用壽命。整機(jī)控制技術(shù)包括換擋控制技術(shù)，工作模式切換技術(shù)以及能量管理技術(shù)等。重點(diǎn)是能量管理控制策略，實(shí)現(xiàn)全局最優(yōu)，保證各個(gè)系統(tǒng)高效率工作。2025/4/1363

（3）電機(jī)及其控制技術(shù)

電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后經(jīng)過(guò)傳動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)車輪。驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速高、調(diào)速范圍較寬、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，因而電機(jī)可以起到“削峰填谷”的作用。控制技術(shù)也由基于轉(zhuǎn)速和功率的控制策略轉(zhuǎn)變到模糊控制，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及專家系統(tǒng)等各種智能控制策略上來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)整機(jī)對(duì)電機(jī)的控制。2025/4/1364

（4）蓄電池及其充放電管理系統(tǒng)

蓄電池是混合動(dòng)力拖拉機(jī)的電能儲(chǔ)存單元，其充放電特性會(huì)影響整機(jī)性能及價(jià)格。蓄電池的發(fā)展已經(jīng)歷經(jīng)了三代：第一代為鉛酸蓄電池，技術(shù)比較成熟，價(jià)格便宜，其缺點(diǎn)是能量密度低，循環(huán)壽命短及比能量低；第二代為高能電池，以鋰電池為代表，鋰電池容易發(fā)生炸裂等隱患，但是隨著鋰電池性能的進(jìn)一步發(fā)展，鋰電池的成本在逐年降低，安全性提高，所以未來(lái)混合動(dòng)力拖拉機(jī)乃至純電動(dòng)拖拉機(jī)的動(dòng)力電池將會(huì)被鋰電池取代；第三代為燃料電池，作為最先進(jìn)的電池，燃料電池的技術(shù)還不夠成熟?；旌蟿?dòng)力拖拉機(jī)上的蓄電池在工作時(shí)經(jīng)常處在充放電循環(huán)狀態(tài)，因而要求蓄電池做到充放電速率和效率高。蓄電池放電深度、充放電電流的大小及具體的拖拉機(jī)工況等諸多因素會(huì)影響混合動(dòng)力拖拉機(jī)蓄電池的壽命、充放電效率和內(nèi)阻等。電池管理系統(tǒng)可以對(duì)動(dòng)力電池組的狀態(tài)進(jìn)行管理，是混合動(dòng)力拖拉機(jī)的重要研究?jī)?nèi)容之一。2025/4/1365

2025/4/13第三節(jié)無(wú)人駕駛汽車66

無(wú)人駕駛汽車（self-drivingcar）是一種主要依靠車內(nèi)的以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛的智能汽車，又稱為自動(dòng)駕駛汽車、計(jì)算機(jī)駕駛汽車等。

無(wú)人駕駛汽車能夠在道路上安全可靠地行駛，主要通過(guò)車載傳感器對(duì)行駛車輛的周圍環(huán)境進(jìn)行感知與識(shí)別，對(duì)獲取的車輛位置、交通信號(hào)、道路以及障礙物等信息進(jìn)行分析處理，從而控制汽車的速度和轉(zhuǎn)向。

無(wú)人駕駛技術(shù)是一門建立在信息感知、信息控制以及信息執(zhí)行等環(huán)節(jié)基礎(chǔ)上的多學(xué)科、跨行業(yè)的綜合性技術(shù)。汽車智能化的基礎(chǔ)包括：信息感知、處理控制和動(dòng)作執(zhí)行，汽車智能將由高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)（ADAS）向整車自動(dòng)駕駛發(fā)展。無(wú)人駕駛技術(shù)一般分為六個(gè)等級(jí)，依次為完全手動(dòng)駕駛、輔助駕駛、部分模塊自動(dòng)化、特定條件下自動(dòng)化、高度自動(dòng)化和全自動(dòng)化的無(wú)人駕駛。2025/4/1367

無(wú)人駕駛汽車組成包括車載雷達(dá)、計(jì)算機(jī)處理系統(tǒng)、激光測(cè)距儀、微型傳感器、視頻攝像頭、計(jì)算機(jī)資料庫(kù)等，如圖17-18所示。2025/4/13第三節(jié)無(wú)人駕駛汽車一、無(wú)人駕駛汽車的結(jié)構(gòu)及工作原理68

無(wú)人駕駛汽車需要感知汽車和周圍物體間的距離，激光射線可以滿足這一技術(shù)要求，車頂安裝能夠發(fā)射激光射線的激光測(cè)距儀，通過(guò)從發(fā)射到接觸物體反射回來(lái)的時(shí)間，車載計(jì)算機(jī)便可計(jì)算出和物體間的距離。汽車為了能夠避開(kāi)道路路障和提前做出處理，需要車載雷達(dá)探測(cè)行駛中汽車周圍的固定路障。安裝在車后方的雷達(dá)探測(cè)在汽車變換車道時(shí)左右后方是否有車，由于車頂?shù)募す鉁y(cè)距儀激光反射具有盲點(diǎn)區(qū)域，車后雷達(dá)彌補(bǔ)這一不足，達(dá)到防止汽車發(fā)生側(cè)面撞擊，同時(shí)在汽車倒車時(shí)，判斷汽車的倒車距離，防止發(fā)生倒車碰撞。安裝在車前的三個(gè)車載雷達(dá)，能夠探知車前方是否有路口以及是否有車制動(dòng)動(dòng)作，雷達(dá)把探測(cè)信息傳遞給車載計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)對(duì)探測(cè)信息進(jìn)行判斷和處理，并做出相應(yīng)指示操作。2025/4/1369

在汽車底部裝有雷達(dá)、超聲波和攝像頭等設(shè)備，如圖所示，能夠檢測(cè)出汽車行駛方向上的角速度、加速度等一些重要數(shù)據(jù)，再利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)（北斗或GPS）傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行整合處理，能夠精確計(jì)算出行駛汽車的具體位置。安裝在汽車上的微型傳感器能夠監(jiān)控汽車是否偏離導(dǎo)航儀指定的行駛路線，而道路的寬度、交通信號(hào)燈以及汽車行駛的道路信息是通過(guò)車載攝像機(jī)捕獲的圖像進(jìn)行判斷分析處理的。2025/4/13圖17-19無(wú)人駕駛汽車中雷達(dá)、超聲波、攝像頭范圍及應(yīng)用70

無(wú)人駕駛汽車為保障汽車在道路上正常行駛，符合交通法規(guī)，必須在汽車車頭安裝攝像頭進(jìn)行對(duì)道路地面分析判斷，避免發(fā)生占道、偏離路線以及行駛錯(cuò)道，如圖17-20所示。汽車在通過(guò)交通崗時(shí)，要利用車載雷達(dá)進(jìn)行對(duì)人、車、物的分析判斷，避免發(fā)生交通事故。汽車對(duì)交通信號(hào)的判斷是通過(guò)車載攝像機(jī)捕獲的實(shí)時(shí)圖像，再結(jié)合雷達(dá)測(cè)量的路口距離，分析處理后對(duì)汽車做出停車、行駛、加速和減速等指示，提高交通效率，達(dá)到無(wú)人駕駛的目的。2025/4/13圖17-20無(wú)人駕駛汽車在道路口的判斷71

無(wú)人駕駛汽車是指通過(guò)車載傳感系統(tǒng)感知汽車行駛過(guò)程中周圍的道路環(huán)境狀況，同時(shí)對(duì)獲取的信息經(jīng)行分析處理，具有自動(dòng)規(guī)劃行車路線并對(duì)汽車進(jìn)行導(dǎo)航，從而到達(dá)預(yù)定目的地的智能汽車。能夠保障無(wú)人駕駛汽車行駛安全可靠的核心技術(shù)主要有環(huán)境感知技術(shù)、高精度地圖技術(shù)以及路徑規(guī)劃與決策技術(shù)三個(gè)方面。1.環(huán)境感知技術(shù)

作為無(wú)人駕駛汽車系統(tǒng)中最基礎(chǔ)的模塊，環(huán)境感知技術(shù)的功能如同人類的眼和耳一樣，其主要由激光雷達(dá)、視覺(jué)攝像頭和毫米波雷達(dá)等設(shè)備組成，用來(lái)獲取無(wú)人駕駛汽車周圍詳細(xì)的環(huán)境信息，為汽車正確行為決策提供必要的信息支持，從而達(dá)到無(wú)人駕駛。2025/4/13第三節(jié)無(wú)人駕駛汽車二、無(wú)人駕駛汽車的關(guān)鍵技術(shù)72

（1）激光雷達(dá)：利用激光技術(shù)、北斗（或GPS）系統(tǒng)以及慣性測(cè)量裝置獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，并自動(dòng)生成高精確的數(shù)字高程模型，輸送給車載計(jì)算機(jī)。無(wú)人駕駛汽車中的激光雷達(dá)有兩個(gè)核心功能：其一是3D建模進(jìn)行環(huán)境感知，通過(guò)激光掃描得到汽車周圍環(huán)境的3D模型，運(yùn)用相關(guān)算法比對(duì)上一幀和下一幀環(huán)境的變化，探測(cè)出周圍的車輛和行人；其二是同步建圖加強(qiáng)定位，實(shí)時(shí)得到的全局地圖，通過(guò)和高精度地圖中特征物的比對(duì)，加強(qiáng)汽車導(dǎo)航與定位的精準(zhǔn)度。2025/4/1373

（2）視覺(jué)攝像頭：具有人工智能中的圖像識(shí)別功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)駕駛員狀態(tài)、障礙物以及行人的檢測(cè)和交通標(biāo)志、路標(biāo)的識(shí)別等功能。

（3）毫米波雷達(dá)：無(wú)人駕駛汽車系統(tǒng)里極其重要的傳感器，是智能汽車高級(jí)駕駛輔助系統(tǒng)的標(biāo)配傳感器。雷達(dá)采用的毫米波的波長(zhǎng)為1mm-10mm，其頻率為30-300GHz，具有非常強(qiáng)的穿透力。毫米波雷達(dá)與超聲波雷達(dá)以及激光、紅外等光學(xué)傳感器相比，具有體積小、質(zhì)量輕以及全天候、全天時(shí)的特點(diǎn)，而且其空間分辨率高、穿透障礙物的能力強(qiáng)，極大提高了信息感知的準(zhǔn)確性。2025/4/1374

2.高精度地圖技術(shù)

高精度地圖和動(dòng)態(tài)交通信息是無(wú)人駕駛汽車重要組件，在輔助感知、路徑規(guī)劃和輔助決策中起到了重要作用。高精度地圖技術(shù)是無(wú)人駕駛汽車的重要輔助技術(shù)，能夠提前使汽車獲知汽車行駛前方的方向和路況。動(dòng)態(tài)交通信息通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和GPS系統(tǒng)能夠獲取實(shí)時(shí)的交通信息狀況，并傳遞給行駛汽車，同時(shí)車載計(jì)算機(jī)對(duì)信息進(jìn)行分析處理，來(lái)判斷道路擁堵的程度，并選擇最佳行駛路徑對(duì)汽車進(jìn)行導(dǎo)航。2025/4/1375

3.路徑規(guī)劃與決策技術(shù)

路徑規(guī)劃是決策技術(shù)的初級(jí)環(huán)節(jié)，其中涉及路徑搜索算法，并結(jié)合提供的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)交通信息，在傳統(tǒng)靜態(tài)路徑規(guī)劃基礎(chǔ)上，實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整及修改車載計(jì)算機(jī)最初對(duì)汽車所規(guī)劃好的行駛路徑，最終尋找出到達(dá)目的地的最優(yōu)路徑。決策技術(shù)的高級(jí)環(huán)節(jié)便是機(jī)器學(xué)習(xí)中的深度學(xué)習(xí)。在前兩個(gè)核心技術(shù)對(duì)無(wú)人駕駛汽車提供的實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)和交通大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，深度學(xué)習(xí)能夠不斷對(duì)無(wú)人駕駛系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)完善，使無(wú)人駕駛汽車在面對(duì)復(fù)雜交通狀況和交通環(huán)境的時(shí)候，系統(tǒng)可以作出智能、合理的判斷，并進(jìn)行最優(yōu)處理。這也是目前整個(gè)無(wú)人駕駛環(huán)節(jié)中最核心的技術(shù)，受益于諸多科技巨頭的潛心研究，算法已加速成熟。2025/4/1376

2025/4/13第四節(jié)無(wú)人駕駛拖拉機(jī)77

在無(wú)人駕駛拖拉機(jī)中，采用了多種導(dǎo)航定位方法，其中，北斗或GPS導(dǎo)航定位應(yīng)用最廣。北斗或GPS導(dǎo)航主要由RTK基站和拖拉機(jī)車載兩部分組成。1.RTK基站

為了實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛，RTK基站連續(xù)發(fā)送高精度的差分?jǐn)?shù)據(jù)給拖拉機(jī)，以保證耕整地、起壟、播種、噴藥等作業(yè)的精度要求，通過(guò)RTK基站的差分糾錯(cuò)后，作業(yè)精度可達(dá)2.5cm的千米直線度和行距精度。RTK基站由接收部分和通信部分組成。接收部分接收衛(wèi)星信號(hào)，并實(shí)時(shí)輸出高精度差分?jǐn)?shù)據(jù)。通信部分采取電臺(tái)或者網(wǎng)絡(luò)模式將差分?jǐn)?shù)據(jù)傳輸給拖拉機(jī)終端設(shè)備。2025/4/13第四節(jié)無(wú)人駕駛拖拉機(jī)一、無(wú)人駕駛拖拉機(jī)導(dǎo)航定位方法78

2.車載部分

車載部分主要由衛(wèi)星定位、通信模塊、控制器、轉(zhuǎn)向控制和角度傳感器等組成。這五部分是導(dǎo)航自動(dòng)駕駛系統(tǒng)所有技術(shù)共有和不可或缺的組成部分。液壓組件為液壓模式獨(dú)有，轉(zhuǎn)向盤組件為轉(zhuǎn)向盤式獨(dú)有，轉(zhuǎn)向控制部分其意義包含多種實(shí)現(xiàn)模式。

①衛(wèi)星定位：由衛(wèi)星接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào)不進(jìn)行結(jié)算得出粗略的單點(diǎn)定位信息，并傳輸至控制器。

②通信模塊：通過(guò)電臺(tái)或者網(wǎng)絡(luò)模式接收基站發(fā)送的查分?jǐn)?shù)據(jù)，傳輸至控制器。2025/4/1379

③控制器：控制器為人機(jī)交互和數(shù)據(jù)計(jì)算的綜合系統(tǒng)，首先，接收拖拉機(jī)衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)和基站查分?jǐn)?shù)據(jù)并進(jìn)行計(jì)算得出精確定位坐標(biāo)，提高拖拉機(jī)定位精度；其次，控制器作為車輛設(shè)置、行進(jìn)軌跡規(guī)劃和操控設(shè)置等實(shí)際操作終端。

④轉(zhuǎn)向控制：針對(duì)不同的導(dǎo)航自動(dòng)駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)方式，轉(zhuǎn)向控制通過(guò)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)向盤的轉(zhuǎn)動(dòng)或者調(diào)節(jié)液壓油的流向和流速等實(shí)現(xiàn)對(duì)拖拉機(jī)方向的調(diào)節(jié)。

⑤角度傳感器：角度傳感器可測(cè)量拖拉機(jī)當(dāng)前位置下車輪的轉(zhuǎn)向角度，用于計(jì)算定位坐標(biāo)的延續(xù)和車輪轉(zhuǎn)向角度的調(diào)整。2025/4/1380

無(wú)人駕駛拖拉機(jī)的導(dǎo)航系統(tǒng)主要由信息感知及采集系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)和導(dǎo)航控制系統(tǒng)三大部分構(gòu)成，如圖所示。2025/4/13第四節(jié)無(wú)人駕駛拖拉機(jī)二、無(wú)人駕駛拖拉機(jī)的構(gòu)造原理81

信息感知及采集系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)角信號(hào)采集模塊、速度測(cè)量模塊、航姿測(cè)量模塊、全球定位模塊、視覺(jué)感知模塊和數(shù)據(jù)通信模塊等。轉(zhuǎn)角信號(hào)采集模塊主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)向信號(hào)，為實(shí)現(xiàn)在規(guī)定區(qū)域內(nèi)車輛自動(dòng)轉(zhuǎn)向提供信息；速度測(cè)量模塊主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拖拉機(jī)行駛速度，以便形成閉環(huán)反饋，控制拖拉機(jī)按照作業(yè)工況控制行駛速度；航姿測(cè)量模塊主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)拖拉機(jī)的加速度、角速度和磁場(chǎng)強(qiáng)度等信息，并通過(guò)實(shí)時(shí)計(jì)算獲得所需的導(dǎo)航參數(shù)，確定拖拉機(jī)行駛方向和姿態(tài)；全球定位模塊主要負(fù)責(zé)拖拉機(jī)在田間作業(yè)時(shí)，實(shí)時(shí)獲取田間路徑，使拖拉機(jī)能夠在田間按照規(guī)定路徑行駛；視覺(jué)感知模塊主要負(fù)責(zé)通過(guò)CCD攝像機(jī)對(duì)周圍環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)探測(cè)，并對(duì)獲得的圖像信息進(jìn)行分析處理，做出行動(dòng)路徑規(guī)劃，在無(wú)人干涉的情況下，自動(dòng)移動(dòng)到預(yù)定的目標(biāo)；數(shù)據(jù)通信模塊主要負(fù)責(zé)各傳感器、控制器和執(zhí)行器之間的信息傳遞和控制。2025/4/1382

設(shè)備控制系統(tǒng)包括轉(zhuǎn)向油路模塊、手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)向切換模塊和電控轉(zhuǎn)向模塊，可根據(jù)信息感知及采集系統(tǒng)所獲取的信息，從而實(shí)現(xiàn)田間自動(dòng)轉(zhuǎn)向。

無(wú)人駕駛拖拉機(jī)的實(shí)現(xiàn)依賴于連續(xù)高效、高精度以及高質(zhì)量地提供導(dǎo)航定位信息的各類傳感器，目前無(wú)人駕駛拖拉機(jī)在導(dǎo)航定位系統(tǒng)中所用傳感器及其安裝位置如圖17-21所示。2025/4/1383

我國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛拖拉機(jī)的實(shí)際運(yùn)行，圖為東方紅LF1104S-C無(wú)人駕駛拖拉機(jī)，整機(jī)配備了共軌柴油機(jī)、動(dòng)力換向變速器、電控懸掛系統(tǒng)、信息與控制系統(tǒng)等技術(shù)。2025/4/13圖17-23東方紅LF1104S-C無(wú)人駕駛拖拉機(jī)84

信息與控制系統(tǒng)包括北斗自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、整機(jī)控制系統(tǒng)、雷達(dá)及視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)、遠(yuǎn)程視頻傳輸系統(tǒng)監(jiān)測(cè)顯示系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)等。其中，自動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)規(guī)定區(qū)域內(nèi)拖拉機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)向；整機(jī)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、行駛方向、制動(dòng)以及電控懸架的自動(dòng)控制；雷達(dá)及視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)地理環(huán)境信息的識(shí)別及測(cè)量；遠(yuǎn)程視頻傳輸系統(tǒng)能夠?qū)④囕d攝像頭采集到的圖像信號(hào)，通過(guò)運(yùn)營(yíng)商移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至終端并進(jìn)行顯示；監(jiān)測(cè)顯示系統(tǒng)用于顯示車輛工作信息，并對(duì)車輛工作模式進(jìn)行設(shè)置；遠(yuǎn)程遙控系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)拖拉機(jī)的遠(yuǎn)程操作。2025/4/13

東方紅LF1104S-C無(wú)人駕駛拖拉機(jī)可實(shí)現(xiàn)拖拉機(jī)在規(guī)定區(qū)域內(nèi)的自動(dòng)路徑規(guī)劃及導(dǎo)航、自動(dòng)換向、自動(dòng)制動(dòng)、自動(dòng)后動(dòng)力輸出、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的自動(dòng)控制、農(nóng)具的自動(dòng)控制、障礙物的主動(dòng)避讓和遠(yuǎn)程控制等功能，是一款可適用犁耕、旋耕、平地、耙地、起壟、播種以及噴灑農(nóng)藥等