基于系统效率最优的双转子轮毂电机电动汽车驱动模式能量管理策略

摘要

为了克服传统轮毂电机在电动汽车实际应用中存在的缺点，提出了一种双转子轮毂电机结构，可实现内、外电机单独驱动和双电机耦合驱动多种模式。如何选择最适合当前行驶工况的驱动模式和动态分配内外电机的功率是解决整车能耗问题的关键。在分析电机驱动特性的基础上，基于系统效率最优设计了双转子轮毂电机电动汽车驱动模式的切换规则，并确定了3种驱动模式的具体工作范围；在耦合驱动模式下，根据内、外电机的效率特性，提出了基于系统能耗最小的转矩分配策略。仿真结果表明：车辆在爬坡度分别为5%、10%和15%的坡道上行驶时，与未采用优化策略相比，采用本文的转矩分配策略时系统功率消耗分别降低了4.1%、2.7%和1.6%。在NEDC循环工况中，双转子轮毂电机的3种驱动模式能够随着车速和需求转矩的变化自由切换；内、外电机的大部分工作点均分布在较高的效率范围内，说明两个电机在承担最佳需求转矩的同时，均能以最优效率工作，减小整车能量消耗。双转子轮毂电机动态特性实验结果表明：内、外电机具有较快的响应速度和较强的定速巡航能力，验证了电机结构方案的合理性。

关键词

车辆工程 / 双转子轮毂电机 / 驱动模式 / 转矩分配 / 效率最优