双电机串联驱动PHEV能量管理策略研究

金士伟，马超，闫德超，高洁

（山东理工大学交通与车辆工程学院，山东 淄博 255000）

前言

随着全球能源短缺，环境污染问题愈加严重，新能源汽车的普及与推广便显得更为重要。插电式混合动力汽车作为由传统燃油车到纯电动汽车的过渡方案[1]，在电池技术瓶颈尚未突破之前，相对纯电动汽车有着长续驶里程的优势；同时其与燃油车相比，节能效果又显著提高。因此，插电式混合动力汽车有着较好的研究意义。为了使插电式混合动力汽车充分发挥其特点和优势，其动力系统的构型[2-4]与能量管理策略[5-7]的研究便显得极为重要。本文提出一款以行星齿轮动力耦合机构为基础的双电机PHEV构型，该结构实现多种工作模式，避免了功率冗余现象，经济性提升显著。

1 整车构型与动力学特性分析

1.1 整车构型

本文所提插电式混合动力汽车构型，如图1所示。其构型主要由电机1、电机2、发动机以及行星齿轮机构组成。其中，电机1与行星齿轮机构太阳轮相连，电机2与齿圈相连。以电量消耗优先原则，在蓄电池电量充足时，实现了电机 1驱动，电机2驱动和双电机转速耦合驱动三种纯电动模式；在电量不足时，离合器处于分离状态，发动机带动ISG电机（启动发电一体机）实现行车发电，为车辆的行驶提供所需能量。

图1 整车构型图

1.2 动力学分析

利用杠杆分析法，系统各工作模式动力学特性分析如下。

纯电动模式：电机1单独驱动时，齿圈锁止，动力由太阳轮输入，行星架输出，式（1）-（2）所示；……