具有双速变速器布局的四轮驱动电动汽车的扭矩控制和能量管理

本文提出了一种新型的四轮驱动电动车的布局。其中每个车轴上有一个车载电动传动系统，而每个传动系统则包括一个简化的无离合器双速变速器和一个将转矩传递给车轮的差速器。这种动力传动系统布局可以有八种不同的齿轮组合，从而增加了车轮扭矩和速度需求，并且还可以在更节能的状态下行驶。为了补偿换档期间的扭矩间歇，开发了一种“扭矩填充”控制器。通过比较扭矩分布控制的案例来研究车辆的能量消耗，将具有常规变速器量效益和具有离线优化的能量管理系统的相同车辆在能量效益上进行对比讨论。结果表明，更先进的控制器在恒定速度和不同的驱动周期下能耗降低显著。

本文提出的具有扭矩填充能力的换档策略需要配有两个电动传动系统（包括双速变速器）。电动传动系统的适当控制可以显著降低换档期间的扭矩间歇。这种低速传动系统采用双速变速器，其主要特点是机械简单，即不需要采用与之相应的执行机构。具有扭矩填充的换档控制器在EV演示器中仿真，并进行了实验评估。与其他两个更传统的换档方法相比，三个换档性能指标（PTPA、AR和IAE）一致地显示出扭矩填充控制器能够引起显著的性能改进。本文还通过实验表明，在中低扭矩要求下，可以使用单个电动传动系统，而第二个电动传动系统保持在空档。在高扭矩要求下，两个电动传动系统都需要运行。