双电机构型节能论文

今年政府工作报告中提出：生态文明建设关系人民生活，关乎民族未来。雾霾天气范围扩大，环境污染矛盾突出，是大自然向粗放发展方式亮起的红灯。必须加强生态环境保护，加大节能减排力度，提高应对气候变化能力。下面是小编精心推荐的《双电机构型节能论文 (精选3篇)》，欢迎大家借鉴与参考，希望对大家有所帮助！

双电机构型节能论文 篇1：

新型双电机构型纯电动汽车节能潜力分析

摘要：随着人们生活水平的提升，汽车成为每个家庭的日常交通代步工具。汽车在运行中会排放污染物，进而影响生态环境。在科技快速发展背景下，纯电动车应势而生，纯电动汽车在运行过程中无污染、嗓音低，耗能少，为节能减排的低碳城市发展目标的实现提供了可能，并成为未来汽车发展的主要方向。文章以新型双电机型进纯电动汽车为切入点，先分析其节能技术，之后在讨论构型和参数配置的基础上对控制策略进行分析，并总结出双电机构型纯电动汽车的节能潜力，以供参考。

关键词：双电机;纯电动汽车;节能潜力;具体分析

Key words： dual motor;pure electric vehicles;energy conservation potential;concrete analysis

0 引言

在科技快速发展的背景下，汽车成为家庭常用交通工具，交通运输也成为世界各国家能源消耗和碳排放的最大载体。世界发达国家的交通运输能源消耗占总能源消耗的大概28%左右，而二氧化碳的排放量大概占总排放量的大概三分之一。纯电动汽车以污染少、能源转化率高、晚间充电白天运行的特点，成为新能源汽车研究的主要方向。文章主要探讨新型双电机型纯电动汽车的节能潜力，以供参考。

1 纯电动汽车节能技术

1.1 制动能源回收技术

纯电动汽车的制动能量回收技术能有效提高能量的利用率，进而实现节能减排。根据纯电动汽车的制动能量回收设计方案，主要分为并联控制和串联控制，其中串联控制在汽车运行过程中先使用电机制动力，当电机制动力不足时，利用液压制动力进行补充，相比并联制动来说，再生能量回收率更高。为了使纯电动汽车的制动能源回收能兼顾汽车的安全性、经济性和舒适性，可在车辆小强度运行時利用制动力进行能量回收，在车辆大强调高速运行时对电机制动力进行限制，目的是提高车辆运行过程中的稳定性和安全性。另外，还可以依托电子制动力对动力分配前后进行调整，目的是防止车轮在低附着的地面上抱死。

1.2 电机控制技术

电机遥控是一种驱动装置，能通过技术调制将直流逆变为交流，进而调整直流对电压的利用率。电机科学的调整策略能提高电机工作效率，提高电机工作时能源的利用率，进而减少能源消耗，是纯电动汽车主要节能技术之一。对电机控制技术的研究主要有利用模糊的内控对无刷直流电机进行控制，以处理非线性问题;基于径向基核函数神经网进行电机控制，目的是提高控制的精度;基于向后传播算法模糊神经网的控制器，目的是实现对车速的精准识别和跟随;以TMS320F28035为控制中心，利用48V的低压电机作为驱动，在提高汽车安全性的基础上最大限度的提供转矩和高能量利用率。

2 新型双电机构型纯电动汽车构型

文章探讨的新型双电机构型纯电动汽车是在原有单机纯电动汽车的基础上进行改装，目的是在保证原汽车动力的基础上提升新型双电机构型纯电动汽车的效能。改装后的双电机构型汽车在运行时能实现转矩耦合和转速耦合的双驱动模式的并用，节能潜力比较可观。

2.1 改造前的汽车构型及电机参数

改造前的单电机汽车的构型主要是单电机带驱动桥结构(具体如图1)。电机参数是：峰值功率为90kW，额定功率是45kW，最大转矩为210N·m。改装前的单电机汽车MG的MAP如图2所示。

2.2 改造后的双电机型纯电动汽车动力结构

改造后的双电机型纯电动汽车的动力运行是通过两个电机和两个离合器共同作用，其中电机MG2通过离合器C2与行星排的太阳轮进行连接，而电机MG1主要是通过减速结构与行星排的活动齿圈连接;其中离合器1与制动器B1主要是控制电机MG1连接的活动齿圈，并控制齿圈的闭合状态，离合器2主要通过控制电机MG1与汽车主驱动轴的连接状态，实现与汽车的主减速器的连接。(如图3)

3 新型双电机构型纯电动汽车的双电机参数配置

改装后的双电机型汽车的两个电机的参数配置主要是结合汽车工作模式和整车电机性能参数进行设置。结合整车的参数配置，双电机的参数要满足两个电机的联合工作区域不小于整车电机工作区域，两个电机可进行不同功率的协调划分，目的是使单独电机工作的区域与耦合工作区域分布的合理性，电机在工作时能有效提高高效率区间的能量利率效率。双电机的工作效率与其工作区域相关，工作区域又与汽车行驶过程中的工况相关。在划分双电机的工作区域时，可依托电机工作地点和车速频次的统计进行确定，在获得较高电机工作频次的基础上确定电机工作功区域与功能。

4 双电机构型控制策略

改装后的双电机构型主要是通过模式识别、转矩计算和需求转矩三部分进行软件控制。(如图4所示)由于改装后的双电机构型汽车属于混合动力结构，在控制时要依托整车控制结构，对车辆的运行进行控制。车辆在不同行驶状态下，会根据满足车辆运行条件进行最佳工作模式的。切换。具体规则依托驱动原理和动力源参数制定，目的是使双电机都可在尽可能高的高效工作区域。汽车在行驶过程中，根据对加速踏板变化的识别，对车辆进行调整，对应的条件是加速踏板变化率为零时，整车处于稳态模式，否则整车处于瞬态模式。在相同踏板开度情况下，基准转矩MAP呈现上凸型时，形成的基准转矩大于呈现下凹型，此时，整车的消耗功率会增加。为了准确计算双电机构型电动汽车的节能潜力，本文所设计的属于下凹型基准转矩，那么当整车处于急加速的情况时，动力会出现不足，需要增强转矩进行补偿。转矩补偿的目的是满足车辆急加速时的运行转矩需求。

车辆在运行过程中，当踏板给出一个转矩需求时，可以对双电机MG1和MG1的单独工作时的功率及MG1和MG1合作时工的工作功率进行测量，通过对不同工作模式的工作需求功率进行计算，以总结出电功率工作需求量最小狀态下的工作模式。

5 仿真结果

通过相关仿真模型的构建，可以对单电机工作能量消耗与双电机工作能量消耗进行对比，进而发现双电机构型节能潜力最大，比单电机节能率要高大概10%。总之，通过对双电机和单电机的工作耗能进行对比研究发现，双电机能在满足整车运行基础上能实现经济效益最大化，能突出节能效果。

参考文献：

[1]林歆悠，伍家鋆，魏申申.双电机耦合驱动电动汽车驱动模式划分与优化[J].汽车工程，2020，42(4)：424-430.

[2]邵俊博，刘耀龙，张若楠，等.发电侧电源结构对纯电动汽车节能减排的影响及优化[J].科技创新与生产力，2019(8)：43-47.

[3]刘永涛，马金秋，方海峰，等.两档式纯电动汽车制动节能策略仿真研究[J].节能技术，2019，37(1)：53-58.

[4]李心月.未来中国纯电动汽车的节能减排效益分析[J].中国战略新兴产业，2019，(6)：73.

[5]陈轶嵩，马金秋，丁振森，等.纯电动汽车动力系统全生命周期节能减排绩效评价研究[J].机械与电子，2018，36(11)：20-23.

[6]陈立新.浅析纯电动汽车安全与节能技术[J].汽车与驾驶维修(维修版)，2018(4)：174.

[7]刘大鹏，陈轶嵩.纯电动汽车与混合动力汽车全生命周期节能减排对比研究[J].汽车实用技术，2018(15)：1-4.

[8]陈家城.纯电动汽车安全与节能技术研究现状[J].科技资讯，2017，15(13)：25-26，28.

[9]邓昕轶.纯电动车节能减排及发展前景研究[J].内燃机与配件，2019(21)：229-230.

作者：王俊倩

双电机构型节能论文 篇2：

创新驱动发展践行蓝途战略

今年政府工作报告中提出：生态文明建设关系人民生活，关乎民族未来。雾霾天气范围扩大，环境污染矛盾突出，是大自然向粗放发展方式亮起的红灯。必须加强生态环境保护，加大节能减排力度，提高应对气候变化能力。

2014年4月20日，中国第一汽车股份有限公司董事长徐建一在北京国际车展一汽新能源汽车战略规划发布会上说到：创新驱动发展是面向新一轮科技革命和产业变革的重大战略抉择。新能源、新材料等前沿技术的重大突破，将对社会生产方式和生活方式带来革命性变化。大力发展新能源汽车，既是缓解汽车消费过程中能源环保压力、加快产业结构调整的有利契机，更是提升中国汽车工业制造水平，实现汽车强国战略的有效途径。

加大新能源汽车研发力度

中国一汽作为中国汽车工业的重要成员，始终坚定不移地贯彻落实国家发展新能源汽车的重大战略部署，在中国一汽“品质、技术、创新”品牌战略统领下，扎实践行“蓝途战略”，把发展节能环保汽车、开发新能源汽车作为战略使命和企业责任，在实现汽车产品低碳、节能、环保发展的创新征途上，勇于争当行业的排头兵，努力争做产业的领跑者。

中国一汽在组织架构和体系建设上，成立了集团级新能源工作领导小组和推进机构，加强组织领导和统筹协调;搭建了新能源汽车的策划、研发、生产、采购、质保、营销等体系架构，参与人员达到1200人。

加大研发投入和基地建设上，中国一汽在新能源汽车领域实现科研立项261项，系统化地解决了新能源汽车整车平台开发，电机、电池、电控等关键总成开发中的一大批技术难题;建成了具有国际先进水平的新能源汽车整车、电机、电池、电气和电控系统试验与试制基地;组建了中国一汽自主新能源轿车生产基地，具备了完整的整车生产及下线检测能力。

在核心技术开发上，中国一汽掌握了单电机和双电机深度混合动力构型、高功率密度的机电耦合变速器、高能量密度和安全性的电池组及整车控制器等核心技术。其中，电机比功率达到3.25kW/kg，比扭矩达到17.8Nm/kg，处于国际先进水平;电池组10秒级比功率达到1kW/kg，比能量达到120Wh/kg，环境适应性达到零下30摄氏度，60%容量充电时间小于15分钟，安全性高于国家试行标准。

在流程标准和体系能力建设上，对外，全面参与了行业标准制定工作，中国一汽做为联合国电动车安全法规中国专家组组长单位，积极参与国际电动车安全法规技术协调工作。对内，制定了完整的新能源汽车整车和关键总成产品开发流程，形成支撑流程运作的设计规范500余项、试验验证标准300余项。

中国一汽在新能源汽车领域扎扎实实的创新实践，为未来新能源汽车产业化发展奠定了坚实基础。所形成的整车商品策划、概念设计、技术设计、试验验证及批量生产能力，有效地支撑了新能源轿车和新能源城市公交客车的开发与投放。截至2013年底，一汽面向全国8个城市投放了700余辆新能源产品，累计运行里程突破7300万公里;在关键技术突破及产品开发上，共计获得专利180余项，其中发明专利70余项。

践行新能源汽车战略规划

面向未来，在国家新能源汽车发展战略指引下，中国新能源汽车必将迎来一个快速发展的重要战略机遇期。中国一汽新能源汽车战略规划，就是要进一步明确中国一汽新能源汽车产业化发展的思路、目标和措施，传承历史积累，实践创新驱动，扎实推进“蓝途战略”，全力打造中国一汽“安全、环保、智能”的新能源汽车卓越品牌。中国一汽立足自主，开放合作，突破电驱动核心技术，通过集成创新，构建新能源汽车全新平台，全力开发满足用户需求的系列新能源汽车;积极参与应用推广，创新运营模式，有效推进新能源汽车规模化、产业化、商品化发展。

中国一汽新能源汽车发展的总体目标是：到2020年，完成关键总成资源布局，做熟插电混合动力和纯电动动力平台，掌控核心总成资源;实现6个新能源整车平台、16款车型全系列产业化准备，具备批量投放市场能力;市场份额达到15%以上，在自主新能源汽车中具有领先的技术优势和市场优势，成为用户满意的中国新能源汽车领跑者。

中国一汽新能源汽车发展的阶段性目标是：到2016年，初步形成电机、电池系统的产业化能力，完成重点车型商品化开发; 到2018年，通过新能源产品的规模化、产业化发展，支撑四阶段燃油限值目标的实现;到2020年，全面实现中国一汽新能源汽车战略规划设定目标。

中国一汽新能源汽车战略规划，既是中国一汽落实国家节能减排部署、构建环境友好型社会的必然要求，也是中国一汽加快产业结构调整、促进企业转型升级的重要契机，更是中国一汽关爱用户、服务用户、实现人—车—社会和谐发展的庄严承诺。我们将务实作为，不负重托，践行蓝途战略，创新驱动发展，成为用户满意的中国新能源汽车领跑者，为实现国家富强、民族振兴、人民幸福的伟大中国梦而努力奋斗!

责编/齐尚

作者：于继扬

双电机构型节能论文 篇3：

混合动力汽车EVT构型的设计与参数优化分析

【摘 要】随着我国经济的高速发展，我国对能源的需求量不断提高。作为最主要的能源，石油的消耗量是巨大的，由于石油是不可再生能源，全世界对节约石油都十分关注，而作为石油的主要消耗者汽车，其油耗的降低是节约重中之重。目前，对汽车的能耗方面有多种研究，论文就对其中具有显著节能特点的杠杆法的混联式混合动力汽车EVT构型设计做研究，以供参考。

【

【关键词】杠杆法;混联式混合动力;EVT构型

【

1混合动力汽车的研究现状

1.1 国内研究现状

国内的混合动力汽车的研发起步较晚，目前仍处于初级阶段，在2001年国家才开始在“十五”上启动了863计划，主要就是针对混合动力汽车的研究，我国的大型汽車厂如，一汽，上汽，东风等都研发出了一部分混合动力车型。

1.2 国外研究现状

外国的混合动力汽车研究一直领先于我国，日本丰田公司在1997年成功生产并出售了混联混合动力汽车，开启了混合动力汽车时代，目前日本丰田公司已经推出第三代混合动力系统THS，而日本本田公司在混合动力汽车领域也有建树，在2012年成功推出了i-DCD、i-MMD、SH-AWD这三套系统。

美国作为世界上科技最发达国家，在混合动力汽车上也大力投入，与混合动力汽车的发明者日本并驾齐驱成为世界上该领域最强的两个国家之一。早在1993年就推出了PNGV计划用来推动节能汽车的发展，在混合动力汽车问世后，迅速调整方向对该方面进行了全方位的研究，目前福特公司推出的FHS系统大受欢迎，被广泛使用。这也是美国最先进的EVT构型[1]。

2 基于杠杆法EVT传统方案的研究

2.1 杠杆法基本原理

杠杆法是一种对行星排的分析方法，其方法可以有效简化行星排的运动。杠杆法的原理是将行星机构的三个不同部件简化为一个杠杆模型中存在的三个不同点，在其模型上可以直观的表示出不同部件的受力和速度情况，从而实现对行星机构的快速分析。在分析中重点分析以下两个方面：①速度在杠杆上的表示。根据行星轮数量，行星机构划分为以下两个，即单行星轮机构与双行星轮机构，在杠杆模型中大同小异，推到的速度表达公式也相同，以单行星轮机构为例，在杠杆模型中，三个节点代表着齿圈、行星架、太阳轮。三者之间满足以下关系，齿圈的齿数与太阳轮到行星架的距离成正比关系;太阳轮的齿数与齿圈到行星架的距离成正比关系。通过以上关系再结合行星机构的运动公式推导出在杠杆机构的公式为 ωs S=-ωrR。②受力在杠杆上的表示。杠杆模型在受力情况的表达中尤为简洁和直观，在模型中以整合的三个力进行分析，用有向线段来表示，其方向为受力方向，其长短为受力大小。三者关系的标量受力公式为Fc=Fr+Fs

2.2 基于杠桿法的EVT方案运算

①基于杠杆法的EVT的构型。科学家在对EVT的研究中为了简化流程使用杠杆法进行EVT分类。以输出点作为原点，输入点到输出点距离定义为1，用α表示杠杆模型的1号电机，β表示2号电机。通过运算，得出结论，即α或β等于0时，将其称为输入分配型;α或β等于1时，为输出分配型;α或β不为0或1时，为复合分配型。这三种分配形式构成组合分配型的EVT构型[2-4]。②运算过程。在杠杆模型EVT运算时，先进行可能性讨论，一般是模型三要素两两组合，组合后判断是否能实现CVT功能，能不能产生ECVT的构型方案，因为这是EVT构型的基本要素。一般不全部组合，因为无法实现CVT也无法产生ECVT方案。在运算上使用矩阵，分别计算不同的行星排接入点数量，得出构型方案数。③运算数据筛选。因为EVT构型的方案数量过多，给实际的实验操作上带来很大的困扰，我们通常使用机械点作为筛选条件。因为EVT处于机械点时，由于发动机功率进行功率转换，也就不存在损耗这时候的系统效率最高。也就代表着在EVT的设计之中，有无机械点等同于有无系统最高效率。所以机械点可以作为评价EVT方案有效性的重要指标。

3 改进后的EVT构型性能对比仿真

混合动力汽车的燃油虽然不多，但是也要考虑其经济性，这也是评价混合动力汽车的一项重要指标。本文选取了目前最普遍的单行星排输入分配型EVT构型，以此方法作为基础进行全方位改进方案进行评价。选取并联和串联两种结构做对比，对混合动力汽车的两种结构和其混搭的第三种结构进行数学建模，为了提高精确度能够得到最低的燃油消耗值。在算法上选取了动态规划算法进行数学建模，就其仿真结果进行客观分析，验证混联式混合动力汽车的优越性和燃油经济性[5]。

3.1 构型及其参数改进后EVT性能仿真

在仿真选取上，选择混联式混合动力汽车的动态规划进行仿真，使用以下四种循环工况：NEDC、UDDS、HWFET、US06。参数展示上选取燃油消耗率、发动机转矩、发动机转速、电池SOC、电机转矩、电機转速这六个方面。此外还展示发动机的运行点代入万有经济特性图之后得出的结果，结合图像查看其在高效区的比例大小。下面就四种工况进行仿真分析。

①NEDC仿真分析。在NEDC型工况下，汽车的百公里为3.9895，而电池SOC上升了2.31%，而在ECE工况下，动力为电力，在EUDC下，则以EVT模式为主，经计算仿真结果为可行区域数值。在NEDC中低功率工作主要以电力驱动，在高功率工作中，发动机启动并且其运行数据处于燃油高效区，同时电池SOC提高。通过EUDC的仿真结果来看，电池SOC在数值上变化较小，可以看出EUDC的整体控制能力还是比较理想的。②UDDS仿真分析。在UDDC型工况下，百公里为3.4563，同时电池SOC上涨0.77%，发动机运行数据中有90.67%处于燃油高效区。在UDDS模式下，汽车启停较为频繁，在低转速时，运行模式为电动运行，动力源为电力，比如在600-800S或者0-200S的时候，发动机不启动，而且电池SOC也会随之降低。在高转速时，则以EVT模式运行为主，动力为混合动力功率上主要由发动机提供，同时可以为电池充电，使电池SOC升高。③US06型仿真分析。在US06工况下，百公里为5.3991，同时电池SOC上涨0.031%，其燃油高效区运行数值占比93.55%，在整个US06工况下都以EVT模式為主，因为US06的整体功率较高，车速较大，纯电动模式已经不足以满足功率需求，因此在设计中只有EVT一种模式。功率输出上以发动机为主，电机为辅。因此在持续的高速运行中，电池SOC下降较快。④HWFET型仿真分析。在HWFET工况下，百公里为4.2566，其燃油高效区运算数据占90.33%。因为HWEFT是基于高速公路的工况，车辆要保持较高的车速，普遍超过100公里/小时，导致了转速和输出功率较高，所以从实际出发，只能选择EVT模式。在HWFET工况中由于其工作环境的原因，导致其风阻最大，燃油经济性最低。

3.2 EVT优化性能对比仿真

①串联式性能仿真。首先对串联式混合动力汽车在UDDS、NEDC、HWFET、US06四种工况下进行仿真。对于该汽车中串联发动机的控制策略为，在确保发动机处于最优转速的基础上，根据车辆功率需求改变发动机转矩。仿真过程中对于模型构建的两个电机而言一个为发电机，一个为电动机在转速上保持一致，在转矩上数值相反。从电动机和车轮的关系来看，电动机车轮的转速成比例，其转矩也成比例。②并联式性能仿真。同上面方法一样，先对并联式混合动力汽车在NEDC、HWFET、US06、UDDS四种工况下进行仿真。就仿真结果而言，电池SOC的变化处于合理范围，在低转速时，采用电机驱动模式和行车充电模式，在高转速时，采用电机助力并联模式。因为并联机构的电机无法进行发动机速度调节，导致了发动机助力不足，发动机在燃油高效区占比较低，为此进行EVT优化时采取了双电机辅助方案，可以有效缓解问题。

4 总结

本文对杠杆法的混联式混合动力汽车EVT构型进行了全面分析，不仅分析了传统的EVT构型，还在其基础之上参考现行的技术，进行了全方位优化，并对其进行数学建模，仿真后的结果作为直接依据，进行分析，得出结论。其成果对整个EVT构型设计上具有参考作用，也对杠杆法的使用方式上进行扩展补充，有效丰富了混合动力汽车领域的构型数量。

【参考文献】

【1】陈杰.基于杠杆法的混联式混合动力汽车EVT构型的设计与参数优化[D].重庆：重庆大学，2016.

【2】张俊.混合动力汽车双模EVT构型分析[D].长春：吉林大学，2016.

【3】利剑一.混联式混合动力汽车EVT构型分析[D].长春：吉林大学，2014.

【4】巴特.混联混合动力客车的参数匹配与控制策略研究[D].长春：吉林大学，2012.

作者：王法宁 徐流明 朱凡予 罗家鑫