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基于效率優(yōu)化的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車轉(zhuǎn)矩分配
2020-11-18 22:41:52· 來(lái)源：同濟(jì)智能汽車研究所 作者：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究組
編者按：純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短已成為影響其發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。論文針對(duì)這一問(wèn)題，在分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車平臺(tái)上，提出了一種基于驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化的轉(zhuǎn)矩分配控制策
編者按：純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短已成為影響其發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。論文針對(duì)這一問(wèn)題，在分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車平臺(tái)上，提出了一種基于驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化的轉(zhuǎn)矩分配控制策略。仿真證明該策略能夠通過(guò)合理分配各電機(jī)的轉(zhuǎn)矩，從而降低電動(dòng)汽車行駛能耗，提高汽車?yán)m(xù)駛里程。
文章來(lái)源：同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)
作者：谷成，劉浩，陳辛波
原文鏈接：
https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?dbcode=CJFD&dbname=CJFDLAST2015&filename=TJDZ201510015&v=rOTgSPMsW7FS8%25mmd2Fu%25mmd2B0J1PXuyOovm8IFJrncg1Ql6arDzu3RVSsr178ZCugZbKRHmk
摘要：對(duì)某款四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩分配控制策略對(duì)車輛經(jīng)濟(jì)性影響進(jìn)行研究，基于理論與試驗(yàn)數(shù)據(jù)，建立關(guān)鍵零部件數(shù)學(xué)模型及整車能耗的MATLAB/Simulink仿真計(jì)算模型。以降低系統(tǒng)能耗為目標(biāo)，提出一種基于驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化的轉(zhuǎn)矩分配控制策略，得到轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)MAP圖，從而避免了在線計(jì)算的時(shí)效性問(wèn)題?不同行駛工況下的仿真結(jié)果表明，與固定比例的轉(zhuǎn)矩分配方法相比，基于轉(zhuǎn)矩分配優(yōu)化算法的系統(tǒng)能耗可降低約5%?
關(guān)鍵詞：四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)矩分配，能耗，效率
前言
發(fā)展節(jié)能環(huán)保安全的電動(dòng)汽車是解決未來(lái)能源?環(huán)境問(wèn)題及實(shí)現(xiàn)主動(dòng)安全的最有效措施之一，在世界范圍內(nèi)得到高度重視。然而，目前純電動(dòng)汽車?yán)m(xù)駛里程短成為影響其發(fā)展的瓶頸問(wèn)題。為降低能量消耗率，除了減小機(jī)械摩擦?減小電池內(nèi)阻和采用輕量化設(shè)計(jì)外，利用驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化匹配提高效率以及通過(guò)再生制動(dòng)回收制動(dòng)能量是值得深入研究的措施[1]。相較于集中式驅(qū)動(dòng)汽車，分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車省卻了變速器等傳動(dòng)裝置，具有驅(qū)/傳動(dòng)鏈短?傳動(dòng)高效?結(jié)構(gòu)緊湊等突出優(yōu)點(diǎn)，在多電機(jī)執(zhí)行機(jī)構(gòu)間，通過(guò)合理的轉(zhuǎn)矩分配來(lái)提高系統(tǒng)效率，實(shí)現(xiàn)能量流最優(yōu)化，對(duì)降低電動(dòng)汽車行駛能耗，提高續(xù)駛里程具有重要意義。
目前，在混合動(dòng)力汽車中應(yīng)用控制轉(zhuǎn)矩分配的方法來(lái)降低系統(tǒng)能耗的研究較多，通過(guò)確定發(fā)動(dòng)機(jī)與電機(jī)間的轉(zhuǎn)矩分配來(lái)提高車輛的等效燃油經(jīng)濟(jì)性，控制方法包括邏輯門限以及模糊控制等[2-7]，而關(guān)于分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的研究則相對(duì)較少[8-10]。本文針對(duì)一種分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)輪轂電機(jī)?輪邊電機(jī)和減速器的效率場(chǎng)分布特性，提出前后輪間轉(zhuǎn)矩分配的優(yōu)化控制策略，以提高驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)綜合效率，從而實(shí)現(xiàn)降低行駛能耗，增加續(xù)航里程的目的。
1 系統(tǒng)構(gòu)成
圖1所示為某高性能分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的系統(tǒng)構(gòu)成。前輪采用輪轂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊，便于布置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；后輪由高速電機(jī)和定軸齒輪式輪邊減速器組成的輪邊減速驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，可發(fā)揮高速電機(jī)高效?高功率密度和齒輪減速器高轉(zhuǎn)矩密度的綜合優(yōu)勢(shì)，同時(shí)，為有效抑制簧下質(zhì)量負(fù)效應(yīng)，該輪邊減速驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)與懸架擺臂一體化設(shè)計(jì)[11]。
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圖1 系統(tǒng)構(gòu)成
2 模型建立
根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，建立控制系統(tǒng)模型，將目標(biāo)車速與實(shí)際車速的偏差值作為輸入量，駕駛員模型實(shí)時(shí)計(jì)算輸出需求轉(zhuǎn)矩，包括驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩與制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)矩分配和整車動(dòng)力學(xué)模型得到實(shí)際車速，并與目標(biāo)車速比較形成閉環(huán)負(fù)反饋控制，如圖2所示。
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圖2 控制系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)
2.1 駕駛員模型
駕駛員模型將目標(biāo)車速與實(shí)際車速偏差的比例?積分和微分通過(guò)線性組合來(lái)控制整車需求驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，模擬駕駛員踩油門踏板和制動(dòng)踏板的過(guò)程，其控制轉(zhuǎn)矩表達(dá)式如式(1)所示。
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式中：kp是比例系數(shù)；TI是積分時(shí)間常數(shù)；TD是微分常數(shù)；e(t)為目標(biāo)車速與實(shí)際車速的偏差。
2.2 轉(zhuǎn)矩分配模型
根據(jù)具體的控制策略，轉(zhuǎn)矩分配模型將控制系統(tǒng)的需求轉(zhuǎn)矩分配到前輪輪轂電機(jī)和后輪輪邊電機(jī)，包括驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配。控制策略不同，其前后輪轉(zhuǎn)矩分配也有所不同，目前，較為常見(jiàn)的分配方法是依據(jù)前后輪載荷比來(lái)按照固定分配比例的方法進(jìn)行分配，該控制策略簡(jiǎn)單且易實(shí)現(xiàn)。需要指出的是，不同的轉(zhuǎn)矩分配控制策略均應(yīng)在滿足整車動(dòng)力性要求的基礎(chǔ)上對(duì)上述整車需求轉(zhuǎn)矩在前后輪間進(jìn)行分配，不影響整車需求轉(zhuǎn)矩的大小，即不影響整車動(dòng)力性要求。
2.3 整車動(dòng)力學(xué)模型
分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車在行駛過(guò)程中，滿足汽車行駛動(dòng)力學(xué)方程式
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即
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式中：Ft是驅(qū)動(dòng)力；Ff是滾動(dòng)阻力；Fw是空氣阻力；Fi是坡度阻力；Fj是加速阻力；Ttq1為輪轂電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩；Ttq2是輪邊電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩；k是輪邊減速器傳動(dòng)比；ηred是減速器效率；是車輪半徑；W是車輪載荷；f是滾動(dòng)阻力系數(shù)；CD是空氣阻力系數(shù)；A是迎風(fēng)面積；ua是汽車行駛速度；i是爬坡度；δ是汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。
2.4 電池模型
電池電量狀態(tài)SOC計(jì)算式如下：
式中：SOC0是電池初始電量；η是電池充放電效率；CI為串聯(lián)電池電量。
電池充放電效率與充放電電流，電池電量以及溫度等有關(guān)，本模型旨在比較不同分配方法下的節(jié)能效果，不深入探討充放電效率問(wèn)題，設(shè)η=1。電池組開路電壓與SOC的對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖3所示。
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圖3 開路電壓與SOC的關(guān)系
設(shè)P為電動(dòng)汽車輸出功率(包括消耗功率與回饋功率，回饋功率設(shè)為負(fù))，根據(jù)圖3所示，由初始SOC0查表得到開路電壓U0，連同電池內(nèi)阻與電容的內(nèi)電壓得到總電壓U，根據(jù)I=P/U，得到充放電電流，由SOC計(jì)算公式經(jīng)過(guò)積分產(chǎn)生下一時(shí)刻的SOC0，經(jīng)過(guò)不斷迭代，得到工況下每一時(shí)刻所對(duì)應(yīng)的電池電量狀態(tài)，其迭代過(guò)程如圖4所示。
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圖4 電池SOC循環(huán)迭代計(jì)算
2.5 驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)能耗計(jì)算模型
在行駛工況下，系統(tǒng)耗能如下：
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式中：T1是輪轂電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩；T2是輪邊電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩；k是減速比；n是輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速；ηm1是輪轂電機(jī)效率；ηm2是輪邊電機(jī)效率；ηred是減速器效率。其中，輪轂電機(jī)?輪邊電機(jī)和減速器效率隨轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)變化，具有非線性特性。相對(duì)于理論計(jì)算，臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果更準(zhǔn)確，因此，建立如圖5所示的輪轂電機(jī)?輪邊電機(jī)以及減速器效率測(cè)試臺(tái)，分別測(cè)定其在不同轉(zhuǎn)速?轉(zhuǎn)矩下的驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)效率MAP圖，如圖6所示。
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圖5 效率測(cè)試臺(tái)架
3 模型分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
根據(jù)上述所建立的分布式電動(dòng)汽車的控制模型，包括駕駛員模型?轉(zhuǎn)矩分配模型和整車動(dòng)力學(xué)模型等，利用MATLAB/Simulink進(jìn)行固定比例分配轉(zhuǎn)矩的控制策略仿真，模型參數(shù)如表1所示，并進(jìn)行四輪轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)，如圖7所示。
在30km·h-1(工況Ⅰ)和60km·h-1(工況Ⅱ)兩種車速下，按照前后輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩3：5的固定比例分配，進(jìn)行百公里能耗試驗(yàn)，并與仿真結(jié)果比較，如表2所示。
對(duì)比兩種車速下百公里能耗的仿真與試驗(yàn)結(jié)果，考慮到車輛輔助電氣系統(tǒng)的能耗?電池組充放電效率和控制器效率等因素，可以認(rèn)為，仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果基本吻合，仿真模型精度較高，能夠反映實(shí)車情況。
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a 輪轂電機(jī)效率
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b 輪邊電機(jī)效率
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c 減速器效率
圖6 輪轂電機(jī)，輪邊電機(jī)和減速器效率MAP圖
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圖7 整車轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)
表1 仿真模型參數(shù)
表2 百公里耗能仿真與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比
4 基于效率的轉(zhuǎn)矩分配優(yōu)化
對(duì)于非勻速行駛工況，由圖6驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件效率MAP圖可知，輪轂電機(jī)?輪邊電機(jī)和減速器的效率隨轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩呈非線性動(dòng)態(tài)變化，輪轂電機(jī)在低速大轉(zhuǎn)矩下效率很低，而減速器在接近空載時(shí)，由于輸入轉(zhuǎn)矩小，而攪油損耗等基本不變，導(dǎo)致其在低轉(zhuǎn)矩下效率很低。采用固定比例分配轉(zhuǎn)矩的方法沒(méi)有考慮上述效率變化的因素，使得電機(jī)與減速器可能均工作于低效區(qū)，影響驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合效率。針對(duì)上述問(wèn)題，本文提出一種基于驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)效率場(chǎng)分布的轉(zhuǎn)矩分配優(yōu)化控制策略，即根據(jù)前后輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)效率場(chǎng)分布的差異進(jìn)行轉(zhuǎn)矩分配，以提高系統(tǒng)綜合效率，實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車的節(jié)能行駛。
4.1 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配優(yōu)化
假設(shè)汽車在直線良好路面行駛，車輪轉(zhuǎn)速均相同，為方便討論，以下所建立的前后輪轉(zhuǎn)矩分配模型將基于同側(cè)1/2車輛模型。
設(shè)x0為前輪轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，Treq為1/2車輛模型的需求轉(zhuǎn)矩；Treq1為分配到前輪的需求轉(zhuǎn)矩；Treq2為分配到后輪的需求轉(zhuǎn)矩。即
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那么，。
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在一定車速下，前輪輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)速為n，在該轉(zhuǎn)速下峰值驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩為Tn1，為保證電機(jī)工作安全，前后輪電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩分別滿足關(guān)系
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式中：Tout1是輪轂電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩；Tn1是輪轂電機(jī)在轉(zhuǎn)速為n時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值轉(zhuǎn)矩；Tout2是輪邊電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩；Tkn2是輪邊電機(jī)在轉(zhuǎn)速為時(shí)對(duì)應(yīng)的峰值轉(zhuǎn)矩。
至此，根據(jù)分布式電動(dòng)汽車驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立驅(qū)動(dòng)功率非線性優(yōu)化模型
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其中
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式中：ηm1(n，Tout1)是輪轂電機(jī)在轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)矩為Tout1時(shí)的效率；ηm2(kn，Tout2/k)是輪邊電機(jī)在轉(zhuǎn)速為(kn)，轉(zhuǎn)矩為(Tout2/k)時(shí)的效率；ηred(kn，Tout2/k)是減速器在轉(zhuǎn)速為(kn)，轉(zhuǎn)矩為(Tout2/k)時(shí)的效率。
通過(guò)調(diào)節(jié)前后輪驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配比例系數(shù)x0，在滿足上述約束條件下，使得前后輪驅(qū)動(dòng)能耗最低，由此可以計(jì)算得到在各轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩下所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)MAP圖，如圖8所示。
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圖8 驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)
由圖8可知，在低速大轉(zhuǎn)矩情況下采用后輪輪邊電機(jī)比重較大，高速低轉(zhuǎn)矩情況下采用輪轂電機(jī)比重較大。根據(jù)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)MAP圖是理想狀況下能耗最低的分配方案，在實(shí)際中，整車在低速啟動(dòng)時(shí)常采用輪邊電機(jī)工作，高速低轉(zhuǎn)矩時(shí)采用輪轂電機(jī)工作，與上述轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)MAP圖結(jié)果趨勢(shì)一致，這也從理論上證實(shí)了實(shí)際中采用這樣的分配方式是具有其節(jié)能效益的。
4.2 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配優(yōu)化
與驅(qū)動(dòng)工況不同的是，在制動(dòng)工況下，尤其是緊急制動(dòng)時(shí)，往往會(huì)出現(xiàn)需求制動(dòng)轉(zhuǎn)矩超出電機(jī)制動(dòng)峰值轉(zhuǎn)矩的情況，因此，需要考慮電液復(fù)合制動(dòng)的匹配問(wèn)題。再生制動(dòng)能量的回收必須考慮到電池電量狀態(tài)，汽車的行駛安全性和舒適性。為避免過(guò)充電，設(shè)在電池電量大于90%時(shí)，將停止回收再生制動(dòng)能量。為保證汽車行駛安全性，汽車配備有電液復(fù)合ABS，在低制動(dòng)強(qiáng)度下，采用電機(jī)制動(dòng)回收制動(dòng)能量，隨著需求制動(dòng)轉(zhuǎn)矩增加，當(dāng)電機(jī)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩?zé)o法滿足制動(dòng)需求時(shí)，則引入機(jī)械液壓制動(dòng)來(lái)參與輔助制動(dòng)，即前后輪電機(jī)在該轉(zhuǎn)速下輸出峰值制動(dòng)轉(zhuǎn)矩與需求制動(dòng)轉(zhuǎn)矩之間的差額由機(jī)械液壓制動(dòng)提供。
對(duì)于制動(dòng)工況，設(shè)需求轉(zhuǎn)矩為負(fù)，再生制動(dòng)功率也為負(fù)，結(jié)合需求轉(zhuǎn)矩與電機(jī)峰值制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的比較關(guān)系，建立再生制動(dòng)能量回收功率優(yōu)化模型
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其中
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式中：Treg1表示輪轂電機(jī)再生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；Treg2表示輪邊電機(jī)再生制動(dòng)轉(zhuǎn)矩；ηm1(n，Treg1)表示輪轂電機(jī)在轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)矩為Treg1時(shí)的效率；ηm2(kn，Treg2)表示輪邊電機(jī)在轉(zhuǎn)速為(kn)，轉(zhuǎn)矩為Treg2時(shí)的效率；ηred(kn，Treg2)是減速器在轉(zhuǎn)速為(kn)，轉(zhuǎn)矩為Treg2時(shí)的效率。
通過(guò)計(jì)算在各車速轉(zhuǎn)矩下所對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)，得到制動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)MAP圖，如圖9所示。
結(jié)合驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)MAP圖可以發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)與制動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)MAP圖總體形狀相似，局部有所不同，這是因?yàn)樵隍?qū)動(dòng)與制動(dòng)時(shí)能量轉(zhuǎn)化方向不同。在驅(qū)/制動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小時(shí)，采用前輪輪轂電機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)效率較高。這是因?yàn)樵诘托枨筠D(zhuǎn)矩下，帶有減速器的輪邊電機(jī)其輸出轉(zhuǎn)矩將更低，電機(jī)與減速器的效率均很低，綜合，前輪效率較后輪效率高；當(dāng)驅(qū)/制動(dòng)轉(zhuǎn)矩增大，在車速較低時(shí)采用后輪驅(qū)動(dòng)或制動(dòng)的比重更大，這是因?yàn)殡S著轉(zhuǎn)矩增大，可以發(fā)揮帶有減速器的高速電機(jī)高效能的優(yōu)勢(shì)，與輪轂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的方式相比，其效率較高。
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圖9 制動(dòng)轉(zhuǎn)矩分配系數(shù)
4.3 優(yōu)化結(jié)果
根據(jù)建立的控制模型，采用基于效率優(yōu)化的轉(zhuǎn)矩分配算法，結(jié)果顯示，在30km·h-1和60km·h-1兩種勻速工況下的百公里能耗分別為8.84kW·h和11.47kW·h，與前述采用固定比例分配方法下的百公里能耗相比，分別節(jié)能6.95%和3.21%，如表3所示。
表3 百公里能耗優(yōu)化結(jié)果比較
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為考慮不同車速下綜合能耗情況，選取整車行駛工況為ECE/EUDC工況，設(shè)電池初始SOC為0.9，考察車輛轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配策略下的經(jīng)濟(jì)性，包括電機(jī)效率?減速器效率?ECE/EUDC工況下總能耗等指標(biāo)。
由圖10可知，電機(jī)與減速器在大部分時(shí)間都工作在高效區(qū)，但存在輪轂電機(jī)效率較低的區(qū)域。結(jié)合圖11中輪轂電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩圖可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)輪轂電機(jī)效率較低時(shí)，其工作轉(zhuǎn)矩為0，這就意味著，所提出的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配方法避免了輪轂電機(jī)在低效區(qū)輸出轉(zhuǎn)矩情況的出現(xiàn)，通過(guò)前后輪轉(zhuǎn)矩的優(yōu)化配置，提高了驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)的綜合效率。
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圖10 輪轂電機(jī)?輪邊電機(jī)和減速器效率
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圖11 輪轂電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩與效率
定義驅(qū)動(dòng)能耗與制動(dòng)回收能量之差為實(shí)際能耗。在ECE/EUDC行駛工況下，將轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配的實(shí)際能耗與轉(zhuǎn)矩按照固定比值分配的實(shí)際能耗比較，轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配控制下的系統(tǒng)實(shí)際能耗為1.1927kW·h，SOC由初始0.9降為0.7035，轉(zhuǎn)矩按照固定比例分配下的實(shí)際能耗為1.2685kW·h，SOC由初始0.9降為0.6909，如圖12和圖13所示。
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圖12 不同分配方法的能耗比較
在ECE/EDUC工況?中國(guó)城市工況以及FTP7 2工況下，轉(zhuǎn)矩采用不同分配算法控制下的驅(qū)動(dòng)能耗和制動(dòng)能耗如表4所示，實(shí)際能耗如圖14所示。結(jié)果顯示，相較于固定比例分配轉(zhuǎn)矩下的行駛能耗，采用轉(zhuǎn)矩優(yōu)化分配方法的整車能耗分別降低5.98%，4.60%和5.20%。
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圖13 不同分配方法的SOC比較
表4 不同工況能耗對(duì)比
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圖14 不同行駛工況下能耗比較
5 結(jié)論
分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車由于其四輪獨(dú)立受控，可以通過(guò)輪轂電機(jī)與輪邊電機(jī)的轉(zhuǎn)矩分配實(shí)現(xiàn)功率流的優(yōu)化。本文完成了以下工作：
(1)建立了考慮輪轂電機(jī)、輪邊電機(jī)和輪邊減速器效率場(chǎng)分布特性的分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車能耗模型，并通過(guò)基于固定比例分配前后輪轉(zhuǎn)矩的仿真分析和轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)對(duì)比，驗(yàn)證了模型正確性。
(2)提出基于系統(tǒng)效率優(yōu)化的轉(zhuǎn)矩分配算法，在電機(jī)轉(zhuǎn)矩約束條件下，根據(jù)行駛工況，進(jìn)行輪轂電機(jī)、輪邊電機(jī)和減速器轉(zhuǎn)矩的合理分配，實(shí)現(xiàn)了驅(qū)/傳動(dòng)系統(tǒng)效率最優(yōu)的轉(zhuǎn)矩輸出，有效降低了系統(tǒng)能耗。
(3)提出覆蓋全轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩范圍內(nèi)的最優(yōu)分配MAP圖，通過(guò)在線查表法實(shí)現(xiàn)驅(qū)傳動(dòng)系統(tǒng)效率優(yōu)化，具有算法簡(jiǎn)單?實(shí)時(shí)性強(qiáng)的特點(diǎn)。
v參考文獻(xiàn)
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END
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