基于多目標優(yōu)化方法的電動汽車動力總成拓撲

電動汽車在市場上越來越受歡迎。為了具有競爭力，制造商需要生產(chǎn)低能耗、駕駛性能好的車輛。因此需要對組件進行選擇并拓撲優(yōu)化。在傳統(tǒng)的汽油車輛中，動力總成拓撲被限制，車輛的動力總成通常由單個發(fā)動機驅(qū)動一個軸或通過多比例齒輪箱的兩個軸組成。而電動車的靈活性更高，設(shè)計空間相對尚未開發(fā)，所以動力總成拓撲更具有發(fā)展空間。本文介紹了拓撲結(jié)構(gòu)的背景，詳細分析和評估四種不同的拓撲結(jié)構(gòu)如下：一、使用單個電動機驅(qū)動具有固定齒輪比的單個軸的傳統(tǒng)拓撲結(jié)構(gòu)SM-SA；二，使用電機分別為具有固定齒輪比的前橋和后橋驅(qū)動的拓撲結(jié)構(gòu)DM-DA；三、單軸輪轂電機的拓撲結(jié)構(gòu)IWM-SA；四、兩軸輪轂電機的四輪驅(qū)動拓撲結(jié)構(gòu)IWM-DA。本文采用多目標優(yōu)化方法來找出給定要求集合的最優(yōu)分量大小，并研究能量消耗、動力總成本與加速性能之間的權(quán)衡。本文最后還討論了不同拓撲結(jié)構(gòu)的相對優(yōu)點及其對現(xiàn)實乘用車的適用性。

本文首先對四種不同的拓撲結(jié)構(gòu)進行建模，然后用80kW的總電機對每個拓撲結(jié)構(gòu)提供動力，最后進行多目標優(yōu)化。仿真結(jié)果表明，同時考慮能源效率和驅(qū)動性能，則IWM-DA拓撲結(jié)構(gòu)最好；只考慮驅(qū)動性能，DM-DA拓撲結(jié)構(gòu)最好；同時考慮成本與效率，SMSA拓撲結(jié)構(gòu)最好；只考慮成本，IWM-SA拓撲結(jié)構(gòu)最好。