编者按针对电动汽车双电机驱动系统扭矩分配策略问题，建立了双电机驱动系统扭矩分配策略的数学模型，分析了不同类型驱动电机的效率特性及空载损耗。基于总体效率最优的原则仿真分析了两种不同类型驱动电机在双驱系统中的组合应用，得到各方案对应的最优扭矩分配系数及最优效率，并根据整车NEDC工况特性，分析了每个方案在NEDC工况下的效率表现。结果表明，大功率永磁同步电机匹配小功率永磁或感应电机时整车全工况平均效率最优，NEDC工况下小功率永磁同步电机匹配大功率异步感应电机效率最优。
0引言
近年来国内新能源汽车产业迎来了蓬勃发展的机遇，电动汽车具有的零排放、低能耗、低噪音等特点也逐渐被人们所接受[1-2]。当前市面上的电动汽车主要以单电机驱动为主，为了保证整车在各个工况下的动力性及经济性[3-5]，单电机驱动系统一般选用一个功率较大的电机，但在城市工况下整车需求的功率较小，导致单电机驱动系统始终工作在低效区[6-7]，而高速工况下单电机驱动系统又因为功率不足导致整车动力性不足。
为了解决上述问题，调节整车动力性和经济性对驱动系统性能需求的矛盾，研究人员们提出了单电机匹配双级减速器、双电机驱动系统等方法[8-10]，其中双电机驱动系统结合控制策略和算法具有更大的优势。文献[11-12]对单电机驱动系统匹配双级减速器的动力性和经济性进行了分析，在保证整车动力性的前提下，有效的提升了驱动系统的工作效率，降低了整车能耗；文献[13]基于电机效率最优和电池效率最优设计了一种前后轮双电机转矩分配方法，提出了一种多目标粒子群优化算法同时兼顾电机和电池的效率，提高了电动汽车的系统效率和续航里程；文献[14]提出了一种基于正交试验法的电动汽车双驱动动力参数匹配与优化方法，通过对影响因素进行敏感度分析和极差分析获得最优方案，可较好的提升整车性能；文献[15-16]提出了一种双电机驱动电动汽车再生制动模糊控制策略，在保证制动方向稳定的前提下，结合双电机特性，合理分配前后轴制动力，协调机电复合制动力，提高能量回收率，有效延长了整车的续驶里程。
然而，现有文献中大多针对双电机驱动系统的控制策略进行的研究，并未考虑不同类型的电机对双电机驱动系统的性能影响。特别是在双电机驱动系统中，当一个电机工作时，因电机与减速器之间无离合器，不工作的电机处于被拖动状态，此时就需要结合电机的空载损耗同步分析。鉴于此，本文基于永磁同步电机和异步感应电机两种当前主流的电动汽车驱动电机，研究了不同驱动电机类型在双电机驱动系统中的组合应用，在此基础上基于总体效率最优设计了一种分布式双电机驱动系统方案，实现了整车各个工况下系统效率的提升，增加了整车的续航里程。
图12NEDC循环工况
4NEDC工况性能分析
NEDC（NewEuropeDrivingCycle）工况是欧洲的汽车续航测试标准，我国的电动汽车综合续航里程测试也采用了NEDC测试标准。图12所示为一个NEDC循环工况，其由4个市区循环和1个郊区循环组成。图13所示为改款车型NEDC工况下全车速范围内的扭矩需求，可见NEDC工况下对扭矩的需求比较低，全车速段低于90N·m。
图14所示为四种前后驱系统电机组合方案NEDC工况下对应的效率分布，前驱永磁后驱永磁、前驱永磁后驱感应、前驱感应后驱永磁、前驱感应后驱感应四个方案对应的NEDC工况下的电机平均效率分别为85.7%、89%、87.9%、83.4%。因NEDC工况下对整车的扭矩需求较小，前驱小功率永磁电机匹配后驱大功率感应电机方案，采用小功率永磁电机作为主驱，充分利用永磁电机的高效区，同时感应电机具有空载损耗低的特点，其NEDC工况下的综合效率最高。双感应电机的方案因整体效率偏低仍不具备优势。
图13NEDC工况下需求扭矩分布
5结论
本文首先对双电机驱动系统的构型进行了简单的介绍并建立了双电机驱动系统扭矩分配策略的数学模型。在考虑空载损耗的基础上基于总体效率最优的原则仿真分析了当前市场主流的两种不同类型驱动电机在双驱系统中的组合应用，得到每个方案对应的最优扭矩分配系数及最优效率。最终，根据整车NEDC工况特性，分析了每个方案在NEDC工况下的效率表现。根据上述分析，得出如下结论，为双电机驱动系统的设计选型提供了一定的参考价值。
1)双驱系统采用一个大功率永磁同步电机作为主驱时，匹配小功率永磁同步电机和异步感应电机均可获得较好的效率。本文方案中大功率永磁同步扭矩输出占比分别为70%、86%时整车全工况范围内平均效率可达到88.5%以上；
2)NEDC工况下整车对扭矩的需求较低，采用一个小功率永磁同步电机作为主驱、大功率异步感应电机作为补充时，NEDC工况下的效率最优。本文方案中的NEDC平均效率可达到89%。
3)由于异步感应电机效率整体偏低，由双异步感应电机组成的双电机驱动系统各工况下的效率均低于有永磁同步电机参与的双驱系统。
图14NEDC工况电机效率分布
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