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面向能量效率的纯电动汽车双电机动力系统耦合设计及控制策略研究
| 论文题名： | 面向能量效率的纯电动汽车双电机动力系统耦合设计及控制策略研究 |
| 关键词： | 电动汽车;双电机结构;能量效率;耦合设计 |
| 摘要： | 随着汽车保有量的持续上升，石油、天然气等化石燃料越发枯竭，以及雾霾、水污染等环境问题变得日益突出。电动汽车具有排放少、噪声低、能量利用率高、电气化程度高等特点，已经逐步被广大消费者所接受，符合未来汽车发展方向。然而，现有电动汽车续航里程受到电池技术的限制，如何基于有限电池容量提高电动汽车续航里程，是一项亟需解决的科学问题。本文依托重庆某汽车有限公司资助项目“电动汽车高能效传动系统研究与应用”，提出一种新型双电机动力耦合系统，并对其控制策略进行了深入研究，提高了电动汽车能量效率，从而提高电动汽车续航里程。 本文首先分析电动汽车能耗构成特性，基于电机效率随工况变化关系建立主驱动系统能耗模型；在此基础上提出双电机动力系统能耗模型，借此分析双电机动力系统节能机理，为双电机动力系统耦合设计和动力分配提供理论支持。其次，提出一种满足高效率驱动特性的新型双电机动力耦合系统，该系统依靠一种新型换向器，可实现单电机驱动、转速和转矩耦合驱动模式的快速切换；进而对该双电机动力系统四种工作模式进行动力学分析，表明该系统能高效可靠地满足多种道路工况需求。再次，基于标准道路工况对所提出的双电机动力系统参数进行初步匹配；进而根据匹配结果初步划分的双电机工作区间，并结合电机效率MAP函数，建立双电动动力系统电动汽车的工况比能耗目标函数；同时在动力性能方面，建立多工作模式联合驱动下电动汽车百公里加速时间目标函数；基于典型工况信息利用交叉粒子群算法对动力系统各参数进行多目标优化，结果表明其动力性和经济性均有一定程度的提升。然后，基于道路工况信息建立加速踏板开度与负载系数关系曲线，以获取电动汽车基本转矩；在此基础上，考虑驾驶员信息、坡度信息、电池信息等提出双电机动力系统高能效转矩补偿策略；根据优化后参数绘制双电机等效驱动力图，基于最小能耗原理划分双电机四种模式工作区间，在此基础上建立双电机转矩和转速分配策略表，以查表方式实现双电机转矩和转速的高效率分配。最后，建立双电机动力系统整车经济性能和动力性能MATLAB/Simulink仿真模型，并与单电机动力系统综合性能进行比较，结果表明双电动机动力系统在动力性能和经济性能方面均优于单电机动力系统。 |
| 作者： | 肖卫洪 |
| 专业： | 机械制造及其自动化 |
| 导师： | 李聪波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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