纯电动卡车用双电机设计及其模式切换控制策略研究

摘要

针对纯电动重载卡车单电机驱动存在功率冗余、传动效率低、换挡冲击大、动力易中断等问题，本文以某31 t级燃油工程卡车为研究对象开展电动化设计，提出一种重载适配型双永磁同步电机耦合驱动系统及模式切换协同控制策略。依据整车动力性能要求，完成150 kW主驱电机与85 kW辅驱电机的参数匹配，基于功能分工分别采用“双U”型与“V一”型转子拓扑结构，实现大扭矩稳定输出与宽速域精准调节的协同适配。通过田口法与非支配排序遗传算法，以扭矩最大化、脉动最小化为目标，完成电机气隙、永磁体尺寸等关键参数多目标优化，显著拓宽了高效运行区间。基于载重比划分轻、中、重载9种驱动模式，提出扭矩转移、转速同步、同步器协同控制策略，实现多模式平顺切换。搭建Carsim/Simulink联合仿真平台，在重载爬坡、高速巡航、急加速典型工况下开展验证。结果表明：优化后双电机高效区覆盖率显著提升，重载工况效率可达95%以上；在模式切换过程中动力连续无中断，冲击度最大降幅超89%，整车行驶平顺性明显改善。本研究为重载纯电动卡车双电机动力系统设计与控制策略开发提供了工程参考。

关键词

电动重载卡车 / 永磁同步电机 / 双电机耦合驱动 / 扭矩动态分配 / 冲击抑制

基金资助

国家自然科学基金（52206109）