[发明专利]面向能耗的纯电动汽车双电机动力系统参数优化匹配方法

权利要求书

1.面向能耗的纯电动汽车双电机动力系统参数优化匹配方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：基于NEDC工况等信息，对具有四种工作模式的双电机转矩转速耦合结构进行参数初步匹配，以满足电动汽车行驶过程中的动力性能指标。

步骤2：在综合考虑电动汽车动力性和经济性的基础上，考虑双电机转矩转速耦合机构在不同工作模式下的转矩、转速、功率分配，建立以百公里加速时间和比能耗为目标，电机功率、转速、传动比为优化变量，动力性为约束的双电机动力系统参数优化模型。

步骤3：利用交叉粒子群算法对双电机动力系统参数优化模型进行求解，得到优化匹配的双电机动力驱动系统参数。

2.根据权利要求1所述的面向能耗的纯电动汽车双电机动力系统参数优化匹配方法，其特征在于：步骤1中，对双电机转矩转速耦合机构进行参数初步匹配的过程为：

(1)电机参数匹配

峰值功率选择原则为：

P_max≥max(P_v，P_α，P_t)

式中，P_v为根据最高车速确定的功率，其中m为汽车最大总质量，g为重力加速度，f为滚动阻力系数，v_max为最高车速，C_D为风阻系数，A为迎风面积；P_α为汽车爬坡时的功率，I_max为最大爬坡度，v₀为汽车满载时克服最大爬坡度时的车速，η_T为传动效率；P_t为根据加速时间确定的功率，其中δ为旋转质量系数。考虑15％的富余量，选择电机峰值功率P_max。

双电机动力系统的四种工作模式为：M₁单独工作，低速大扭矩工况；M₂单独工作，中速小扭矩工况；双电机同时工作，转矩耦合，中速大扭矩工况；双电机同时工作，转速耦合，高速工况。

综合考虑双电机动力系统的四种工作模式及汽车行驶工况，将整个时速范围分成3个区间。其中，0-35km/h为低速区间，电机M₁单独工作；35-70km/h为中速期间，电机M₂单独工作或转矩耦合工作；70-120km/h为高速区间，电机M₁与电机M₂转速耦合工作。根据NEDC工况统计信息得到在0-35km/h的低速区间电机功率最大值，该值确定为电机M₁额定功率，再分配出电机M₁的峰值功率以及电机M₂的额定功率和峰值功率。考虑电机高速效率较低的特点，选取永磁同步电机最高转速，同时兼顾电动汽车具有较好的爬坡性能，选取电机的额定转速。

(2)传动系参数匹配

传统电动汽车单电机单级减速传动比i要满足：

其中，v_max为最高时速，n_max为电机最高转速，r为车轮半径，T_max为电动机的最大输出扭矩，I_max为电动汽车最大爬坡度。

由行星齿轮机构特性可知，其最大爬坡度由电机M₁单独工作时决定。同时，为使电动汽车具有较高的能量效率，传动比匹配需满足以下条件：

(a)当电机M₁单独驱动且时速为35km/h时，电机尽量工作在转速4500r/min以内(效率相对较高)。

(b)当电机M₂单独驱动或双电机转矩耦合驱动且时速覆盖35-70km/h时，为使电机工作在高效区间，则电机工作转速范围尽量分布2000-4500r/min。