双电机驱动电动汽车动力参数选择及仿真分析

中图分类号：U461.2
文献标识码：A
文章编号：1673-6478 （2021） 04-0026-05
Selection and Simulation Analysis of Power Parameters of Electric Vehicle
Driven by Dual Motors
NIE Lixin，LIU Tao，HAN Guangwei

0 引言
随着国家提倡绿色发展以及人民自身文化认知 的提高，环境问题越来越受到关注，此时，纯电动 汽车的环保优势显得独具一格，且受到广大消费者 的重视[1]。目前，对电动汽车的研究主要集中在单电 机多档传动等方面 ， [2-4] 虽然单电机电动汽车在行驶 过程中电机的高效区占比较大，但是电机不可避免 地运行在低效区[5]，本文在介绍双电机驱动电动汽车 动力系统参数选择的基础上，基于一种传动机构新
图 1 中，电机 M1 的转子和行星齿轮机构的太阳 轮相互连接，制动器 B1 安装在太阳轮上，控制太阳 轮的一个自由度；同步器安装在电机 M2 的输出轴 上，两个电机动力耦合时，当同步器的结合套处于 右端时，电机 M2 的输出轴与转速耦合齿轮相互连 接，当同步器的结合套处于左端时，电机 M2 的输出 轴与转矩齿轮相互连接。制动器 B2 安装在行星齿轮 机构的齿圈上，控制齿圈的转动，行星架作为输出 轴与主减速器相连接。
第 17 卷 第 84 期 2021 年 8 月
交通节能与环保 Transport Energy Conservation & Environmental Protection
doi: 10. 3969/j. issn. 1673 - 6478. 2021. 04. 005
Vol. 17 No. 4 August. 2021
收稿日期：2021-02-08 基金项目：河南省教育厅应用研究计划 （16A460034） 作者简介：聂立新 （1975-），男，河南焦作人，副教授，博士，研究方向为车辆状态检测与故障诊断．（nielixin@）
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（Henan Polytechnic University，Jiaozuo Henan 454003，China）
Abstract：Dual-motor drive is an effective method to improve the performance of electric vehicles. A new configuration of dual-motor coupling drive system is proposed； based on the characteristics of this configuration， four dual-motor drive modes are defined； according to the requirements of vehicle dynamics Calculate the value range of each parameter of the drive system. According to the structural principle of the dual-motor drive system，a threshold-based mode switching control strategy is proposed；a control strategy simulation model is built in Matlab/Simulink and co-simulated with the entire vehicle model in Cruise. The simulation results show that this new configuration and control strategy can effectively improve the economy of the vehicle under the premise of satisfying the dynamics of the vehicle. Key words：vehicle engineering；dual-motor drive system；control strategy；mode switching；Co-simulatio
第4期
聂立新等，双电机驱动电动汽车动力参数选择及仿真分析
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1-太阳轮；2-行星架；3-行星轮；4-齿圈；5-制动器 B1；6-转矩 耦合齿轮；7-同步器；8-转速耦合齿轮；9-制动器
图 1 双电机耦合驱动系统结构简图 Fig.1 Structure diagram of dual-motor coupling drive system
双电机驱动电动汽车动力参数选择及仿真分析
聂立新，刘 涛，韩光伟
（河南理工大学，河南 焦作 454003）
摘要：双电机驱动是提高电动车辆整车性能的有效方法，本文提出一种双电机耦合驱动系统的新构型；基于这种构 型的特点，定义了双电机的 4 种驱动模式；依据车辆动力性要求计算出驱动系统各参数取值范围。根据双电机驱动系 统的结构原理，提出基于门限值的模式切换控制策略；在 Matlab/Simulink 中搭建控制策略仿真模型，并与 Cruise 中 整车模型进行联合仿真。仿真结果表明，这种新构型和控制策略在满足车辆动力性的前提下，可有效提高车辆的经 济性。 关键词：车辆工程；双电机驱动系统；控制策略；模式切换；联合仿真
构型，并针对这种构型提出一种基于门限值的模式 判断控制策略，并进行仿真分析。
1 双电机驱动系统参数选择
1.1 驱动系统分析 双电机驱动系统由两个电机 （电机 M1、电机
M2）、两个制动器 （B1、B2）、同步器和电池组成， 通过控制同步器和两个制动器形成不同的耦合形式， 最后由行星架输出扭矩。其结构简图如图 1 所示。