面向能量效率的純電動汽車雙電機(jī)動力系統(tǒng)耦合設(shè)計(jì)及控制策略研究.pdf

1、隨著汽車保有量的持續(xù)上升，石油、天然氣等化石燃料越發(fā)枯竭，以及霧霾、水污染等環(huán)境問題變得日益突出。電動汽車具有排放少、噪聲低、能量利用率高、電氣化程度高等特點(diǎn)，已經(jīng)逐步被廣大消費(fèi)者所接受，符合未來汽車發(fā)展方向。然而，現(xiàn)有電動汽車?yán)m(xù)航里程受到電池技術(shù)的限制，如何基于有限電池容量提高電動汽車?yán)m(xù)航里程，是一項(xiàng)亟需解決的科學(xué)問題。本文依托重慶某汽車有限公司資助項(xiàng)目“電動汽車高能效傳動系統(tǒng)研究與應(yīng)用”，提出一種新型雙電機(jī)動力耦合系統(tǒng)，并對其控制策

2、略進(jìn)行了深入研究，提高了電動汽車能量效率，從而提高電動汽車?yán)m(xù)航里程。
　　本文首先分析電動汽車能耗構(gòu)成特性，基于電機(jī)效率隨工況變化關(guān)系建立主驅(qū)動系統(tǒng)能耗模型；在此基礎(chǔ)上提出雙電機(jī)動力系統(tǒng)能耗模型，借此分析雙電機(jī)動力系統(tǒng)節(jié)能機(jī)理，為雙電機(jī)動力系統(tǒng)耦合設(shè)計(jì)和動力分配提供理論支持。其次，提出一種滿足高效率驅(qū)動特性的新型雙電機(jī)動力耦合系統(tǒng)，該系統(tǒng)依靠一種新型換向器，可實(shí)現(xiàn)單電機(jī)驅(qū)動、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩耦合驅(qū)動模式的快速切換；進(jìn)而對該雙電機(jī)動力系統(tǒng)

3、四種工作模式進(jìn)行動力學(xué)分析，表明該系統(tǒng)能高效可靠地滿足多種道路工況需求。再次，基于標(biāo)準(zhǔn)道路工況對所提出的雙電機(jī)動力系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行初步匹配；進(jìn)而根據(jù)匹配結(jié)果初步劃分的雙電機(jī)工作區(qū)間，并結(jié)合電機(jī)效率MAP函數(shù)，建立雙電動動力系統(tǒng)電動汽車的工況比能耗目標(biāo)函數(shù)；同時(shí)在動力性能方面，建立多工作模式聯(lián)合驅(qū)動下電動汽車百公里加速時(shí)間目標(biāo)函數(shù)；基于典型工況信息利用交叉粒子群算法對動力系統(tǒng)各參數(shù)進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，結(jié)果表明其動力性和經(jīng)濟(jì)性均有一定程度的提升。然

4、后，基于道路工況信息建立加速踏板開度與負(fù)載系數(shù)關(guān)系曲線，以獲取電動汽車基本轉(zhuǎn)矩；在此基礎(chǔ)上，考慮駕駛員信息、坡度信息、電池信息等提出雙電機(jī)動力系統(tǒng)高能效轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償策略；根據(jù)優(yōu)化后參數(shù)繪制雙電機(jī)等效驅(qū)動力圖，基于最小能耗原理劃分雙電機(jī)四種模式工作區(qū)間，在此基礎(chǔ)上建立雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速分配策略表，以查表方式實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速的高效率分配。最后，建立雙電機(jī)動力系統(tǒng)整車經(jīng)濟(jì)性能和動力性能MATLAB/Simulink仿真模型，并與單電機(jī)動力系統(tǒng)綜