拖拉机作为牵引与驱动农业作业机械中非常重要的机械,实现其高效低耗的工作,对于整个经济社会的发展显得尤为重要。但由于目前纯电动技术在拖拉机的应用存在较大的开发与应用难度,因此对于传统的拖拉机进行混合动力的研究与开发变得切实可行。对于混合动力拖拉机而言,其能量方法的优劣直接影响着其整机性能。’因此,研究混合动力拖拉机的能量分配策略显得尤为重要。因此,本文对拖拉机的运输、犁耕、旋耕工况分析的基础上,对串联式混合动力拖拉机的能量分配策略进行了研究,提出了基于庞特里亚金极小值原理（PMP）的能量分配策略,与传统的恒温器式与功率跟随式能量分配策略进行了对比,选取比较有代表性的运输工况,通过软件仿真分析了混合动力拖拉机的燃油经济性。具体工作和结论总结如下的五个方面:（1）完成串联式混合动力拖拉机动力部件选型与参数匹配。通过对混合动力拖拉机主要动力系统结构串联式、并联式、混联式的工作特点分析,确定本文采用的是轮毂电机驱动式的串联式混合动力结构形式。根据拖拉机运输、犁耕、旋耕三种作业工况的相关要求,对相应的动力部件的参数进行设计与匹配,为了满足混合动力拖拉机在旋耕工况下较大耕深的要求,对分动箱的进行了基于改进粒子群算法（PSO）的结构优化,为下一步台架的搭建提供理论支撑。（2）对串联式混合动力拖拉机主要动力部件进行性能试验。结合串联式混合动力拖拉机主要动力部件的选型与参数匹配的结果,分别从试验台硬件与软件设计入手,完成了试验台的设计。对主要动力部件分别进行了动力性能与效率试验。分别绘制了轮毂电机、发动机的外特性曲线,动力电池组的充放电特性曲线,以及轮毂电机、整流器效率特性曲线,发动机负荷特性曲线、万有特性曲线。为分析串联式混合动力拖拉机在不同工况下的牵引与动力性的分析计算提供试验数据支撑。（3）分析在不同作业工况下串联式混合动力拖拉机的牵引和动力性能分析。从串联式混合动力拖拉机的三种工况入手,分别分析其牵引和相关动力性能。计算结果表明当混合拖拉机处于运输工况下时,所遇到的运输牵引阻力为2800N,牵引效率的变化范围为0-0.51,作业速度范围为0～9.2km/h,当处于犁耕工况下时,拖拉机需要克服的犁耕阻力为4500N,牵引效率变化范围为0～0.68,作业速度范围为0-6.6 km/h,当处于旋耕工况时,拖拉机需要的克服旋耕阻力为3600N,牵引效率的变化范围为0～0.65,作业速度范围为0～7.9km/h,同时分动箱的动力性能也完全满足配套的旋耕机的工作要求。为能量分配策略仿真模型的搭建奠定了基础。（4）完成对串联式混合动力拖拉机能量分配策略的分析制定。建立了拖拉机整机动力学数学模型、发动机/发电机组数学模型以及动力电池组数学模型。分别得到了整机需求功率、发动机/发电机组的输出功率与单位时间内油耗量关系,动力电池组功率表达式。从最优控制理论入手,对基于PMP的全局优化能量分配策略进行了介绍,从能量分配的目标函数、状态变量、变量约束等方面,建立了整机能量分配的数学模型。为ADVISOR动力学仿真模型以及能量分配策略模型的搭建提供了理论依据。（5）基于ADVISOR的能量分配策略建模与仿真分析。通过对设计的串联式混动拖拉机动力学模型的分析,搭建串联式混合动力拖拉机试验台架,试验得出相关动力部件的性能参数。建立了基于ADVISOR的整机动力系统仿真模型,包括串联式混合动力拖拉机整机模型、电池组模型、发动机/发电机组模型、轮毂电机模型、能量分配策略模型、串联式混合动力拖拉机数学模型。选取拖拉机的运输作业工况作为仿真目标工况,选取了比较有代表性的拖拉机运输作业工况,设置单个工况的运行时间为400 s,其中怠速时间为42 s,运行里程为0.67km,最高速度为9km/h,平均速度为6.74 km/h。仿真中设置5个工况循环,总运输里程3.37km,运输牵引阻力为2800N。分别采用恒温器式、功率跟随式以及PMP能量分配策略进行了仿真分析。设置初始SOC值为0.6。仿真结果表明,采用恒温器式策略,动力电池组SOC终值为0.56,动力电池组与轮毂电机的损耗功率峰值分别接近0.14 kW与3 kW,综合油耗为17.26 L/100 km;采用功率跟随式策略,动力电池组SOC终值为0.55,动力电池组与轮毂电机的损耗功率峰值分别接近0.8 kW,3 kW,综合油耗为15.67 L/100 km;采用PMP能量分配策略,发现动力电池组SOC终值保持在0.6左右,与仿真初值相等。综合油耗为11.58 L/100 km。动力电池组与轮毂电机的损耗功率峰值分别接近3e-3,2.7 kW。综合分析三种能量分配策略,在运输作业工况下,采用PMP策略,动力电池组与轮毂电机的峰值功率损耗均较前两种明显降低。同时,燃油经济性均相较于恒温器式与功率跟随式有显著改善。综合油耗分别比分别较前两者降低了 32.91%与26.10%。验证了策略的可行性。