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1雙電機構型動力系統(tǒng)參數(shù)匹配

動力系統(tǒng)參數(shù)匹配首先依據(jù)車輛動力學指標進行整車參數(shù)匹配，然后通過對常用工況進行數(shù)理統(tǒng)計，對雙電機功能進行劃分，進而確定雙電機參數(shù)。目標車型參數(shù)及動力性指標如表3所示，匹配出的電機MG1和MG2的MAP圖如圖3和圖4所示。

1.1整車參數(shù)匹配整車峰值功率應該滿足最高車速、最大爬坡度和百公里加速時間的要求[4]，因此峰值功率應該取三者之中的最大值。整車最大傳動比需要滿足的條件：車輪獲得的最大驅動力應該滿足最大爬坡度的要求[6]。當車速為20km/h時，車輛傳動系總傳動比i對應的車輪獲得的驅動力、車輛爬坡時受到的阻力和動力電機能提供的最大驅動轉矩三個變量的變化趨勢如下圖6所示。車輛的驅動力應該能夠滿足最大爬坡度的要求，則車輛的驅動力需要大于車輛受到的爬坡阻力。即圖中黑色的車輪獲得的最大驅動力的坐標需要大于紅色的行駛時爬坡阻力的坐標。這樣可以得到整車傳動系總傳動比的變化范圍為。

1.2雙電機參數(shù)匹配雙電機的功能劃分主要是結合工作模式和整車電機性能參數(shù)，確定電機MG1和電機MG2的性能參數(shù)。在整車參數(shù)匹配的基礎上，兩個電機的參數(shù)匹配應該滿足如下條件：（1）兩個電機的聯(lián)合工作區(qū)域應不小于前面匹配的整車電機工作區(qū)域；（2）兩個電機合理進行功率劃分，使雙電機單獨工作區(qū)域與耦合工作區(qū)域的合理分布。（3）盡量提高兩個電機的高效率區(qū)間利用率。兩個電機高效率區(qū)間的利用率與電機的頻繁工作區(qū)域密切相關。而頻繁工作區(qū)與車輛的行駛工況息息相關，因此有必要對常用試驗循環(huán)工況的電機工作點和車速頻次進行數(shù)理統(tǒng)計分析，最終得到電機工作頻次較高區(qū)域，來對雙電機的功能進行劃分。如表4所示，本文通過對常用測試工況進行數(shù)理統(tǒng)計，得到電機工作的高頻車速區(qū)間為0~20km/h區(qū)間和35~55km/h區(qū)間。這樣可以對兩個電機進行功能劃分，MG2為主電機，滿足整車穩(wěn)態(tài)功率需求。MG1為輔助電機，滿足整車瞬態(tài)功率需求。同時兩個電機的高效率區(qū)盡可能覆蓋統(tǒng)計的高頻車速區(qū)間。

2雙電機構型控制策略

本文構型采用的控制策略軟件架構如下所示，控制策略主要分為需求轉矩計算、模式識別和需求轉矩分配三部分。需求轉矩計算主要采取如圖7所示的計算框圖。當車輛在急加速工況時會出現(xiàn)動力不足的情況，故需要施加補償轉矩。補償轉矩主要為了彌補車輛急加速工況下的轉矩需求。本文根據(jù)加速踏板開度及加速踏板開度變化率，將加速工況分為平緩加速、一般加速和急加速三種工況[8]，分別設定不同踏板開度和變化率閾值。當油門踏板給出一個需求轉矩時，通過對比電機MG1單獨工作時的電功率；電機MG2單獨工作時的電功率；電機MG1和MG2按照轉矩耦合模式工作時的電功率；電機MG1和電機MG2按照轉速耦合模式工作時的電功率，取電功率最小所對應的模式即為當前的工作模式。即實時計算當前狀態(tài)下本構型的四種工作模式下每種模式的需求功率，最終選取需求功率最小的那種模式作為當前狀態(tài)下的工作模式。對于HEV而言，基于瞬時優(yōu)化的控制策略的關鍵在于如何轉化油電轉化系數(shù)。而對于雙電機構型純電動車而言，并不存在這個問題。基于瞬態(tài)優(yōu)化的模式識別策略的核心，就是找出當前需求轉矩下的最優(yōu)工作點，最優(yōu)工作點滿足消耗電功率最小。找到對應的最優(yōu)工作模式后，則對于每種工作模式下的轉矩分配策略相應獲得。

3仿真結果分析

通過在MATLAB/Simulink中建立離線仿真模型，可以對比分析雙電機構型與單電機構型的能耗情況。圖11、圖12和圖13分別是NEDC工況下電機工作點分布圖。結合前文中的電機MG的MAP圖2，電機MG1和電機MG2的MAP圖4和圖5，由圖中可以看出NEDC工況下雙電機構型的電機工作點的負荷率明顯高于單電機構型，這樣雙電機構型的平均工作效率將高于單電機構型。同樣，結合前文的圖2、圖4和圖5，由圖14、圖15和圖16可以看出UDDS工況下兩種構型的電機工作點分布呈現(xiàn)同樣的規(guī)律。表6為五種常用循環(huán)測試工況下，雙電機構型相對于單電機構型的百公里能耗仿真數(shù)據(jù)。結果顯示UDDS工況下雙電機構型節(jié)能潛力最大，達到12.63%，JC08工況下雙電機構型節(jié)能潛力相對較小，但也達到8.95%，平均來看雙電機構型相對于單電機構型的節(jié)能潛力達到10%左右，節(jié)能潛力非常可觀。

4結論

本文提出一種能實現(xiàn)轉矩和轉速耦合的雙電機構型純電動汽車動力系統(tǒng)新構型，在模式分析的基礎上完成了參數(shù)匹配和控制策略研究，并通過仿真驗證了該構型的節(jié)能潛力。結果顯示，雙電機構型相對于傳統(tǒng)單電機構型的節(jié)能潛力達到10%左右。

作者：王軍年劉德春張運昌孫文初亮單位：吉林大學汽車仿真與控制國家重點實驗室重慶理工大學汽車零部件先進制造技術教育部重點實驗室