具有雙速變速器布局的四輪驅(qū)動電動汽車的扭矩控制和能量管理

本文提出了一種新型的四輪驅(qū)動電動車的布局。其中每個車軸上有一個車載電動傳動系統(tǒng)，而每個傳動系統(tǒng)則包括一個簡化的無離合器雙速變速器和一個將轉(zhuǎn)矩傳遞給車輪的差速器。這種動力傳動系統(tǒng)布局可以有八種不同的齒輪組合，從而增加了車輪扭矩和速度需求，并且還可以在更節(jié)能的狀態(tài)下行駛。為了補(bǔ)償換檔期間的扭矩間歇，開發(fā)了一種“扭矩填充”控制器。通過比較扭矩分布控制的案例來研究車輛的能量消耗，將具有常規(guī)變速器量效益和具有離線優(yōu)化的能量管理系統(tǒng)的相同車輛在能量效益上進(jìn)行對比討論。結(jié)果表明，更先進(jìn)的控制器在恒定速度和不同的驅(qū)動周期下能耗降低顯著。

本文提出的具有扭矩填充能力的換檔策略需要配有兩個電動傳動系統(tǒng)（包括雙速變速器）。電動傳動系統(tǒng)的適當(dāng)控制可以顯著降低換檔期間的扭矩間歇。這種低速傳動系統(tǒng)采用雙速變速器，其主要特點是機(jī)械簡單，即不需要采用與之相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。具有扭矩填充的換檔控制器在EV演示器中仿真，并進(jìn)行了實驗評估。與其他兩個更傳統(tǒng)的換檔方法相比，三個換檔性能指標(biāo)（PTPA、AR和IAE）一致地顯示出扭矩填充控制器能夠引起顯著的性能改進(jìn)。本文還通過實驗表明，在中低扭矩要求下，可以使用單個電動傳動系統(tǒng)，而第二個電動傳動系統(tǒng)保持在空檔。在高扭矩要求下，兩個電動傳動系統(tǒng)都需要運(yùn)行。