如何提高电驱动系统的效率，是电动汽车研究的一项重要课题。对于当前主流的单级减速驱动方案，可以采用变速器来优化效率，此外还有一种更为高效的驱动方案是双电机驱动方案，研究表明，经过优化的双电机驱动方案电机工作点更多地分布在高效区域，从而可以提高驱动系统效率，减少系统损失，延长续驶里程。

随着能源短缺和环境污染问题的日益严峻，电动汽车目前被国内外普遍认为是汽车工业发展的方向，其大规模推广应用不仅可以节能减排，改善人们的生活质量，而且是许多国家解决国家能源安全的重要举措。

由于电机的效率远高于内燃机，加上现代电力系统的综合发电效率有了较大提高，使得电动汽车的总体能耗要显著低于传统燃油汽车，具有显著的节能优势。清华大学等院校科研机构的全寿命周期分析结果指出，在我国当前的电源结构下，纯电动乘用车比同类型汽油车节能约50%，纯电动公交车比常规燃油公交车节能30%。另外，根据美国环保署最近发布的信息，今年上市的纯电动版福特福克斯的综合能效达到了44 km/L燃油(将电能折算为燃油)，相比福克斯汽油车约15 km/L的综合能效，电动汽车的能效优势十分显著。

此外，在“减排”方面,电动汽车由电力替代化石燃料，把移动排放源转变为固定排放源，把汽车的移动排放（占汽/柴油燃料链总排放的80%左右）转变为发电厂（占电燃料链总排放的75%左右）的固定排放，有利于未来实施碳捕获与存储（CCS）技术，以大幅减少电燃料链的温室气体排放。

然而阻碍电动汽车大规模产业化的关键在于电池。当前的电池技术不足以支撑电动汽车进行长途旅行，而且对续驶里程的焦虑使得驾驶者会时刻担心车载能源的告罄。电池技术的突破无法准确预期，但是在电池技术有突破性进展之前，如何改进纯电动驱动系统结构和通过优化控制来满足当前行驶和产业化的需求显得尤为重要。

单级减速驱动方案的效率优化

当前主流的纯电动汽车驱动方案多以单级减速方案为主,并采用前置前驱方式，比如典型的日产Leaf、比亚迪E6等。单级减速方案的优势在于省掉了复杂的变速系统,采用电机的高转速无级调速特性来实现驱动系统的变速和驱动，使得系统结构简单，相对可靠，但其对电机的驱动特性要求较高,既要求电机具有高转速，又要有大转矩，且能实现较大范围的高效驱动，如此使得电机的设计要求较高，电机的体积和重量变大。同时，单级减速方案采用固定的变速传动比，电机的工作点对应于给定车速相对恒定，不能调节其工作点分布，因此很难在该系统方案上将系统效率做到最优。

对于如何提高驱动系统效率，传统内燃机汽车已经给出了很好的解决方案——多挡变速器。变速器可以通过变换传动比，调节发动机的性能，将动力经济而方便地传递至车轮，很好地实现动力传动系统提供的特性场与车辆所需特性场的最佳匹配。纯电动汽车驱动系统多挡化目前已经逐渐受到汽车行业的重视，纯电动驱动变速系统的选用一般应该遵循传动效率较高、结构简单、易于实现且成本低的原则。由于电机的最高有效驱动转速可达到9000～12000r/min, 而内燃机一般只有5000～6000r/min, 因此电机驱动不需要采用与内燃机一样的5挡或6挡变速器, 而只需要采用2～3挡即可满足相同的驱动性能。而且电机驱动特性的低速恒转矩和高速恒功率输出特性更加符合汽车的驱动特性场需求，这也在一定程度上降低了对电机的要求。北京理工大学对纯电动客车采用三挡AMT进行了研究，但是存在控制过程复杂、换低挡困难以及换挡冲击大等问题。由于AT自动变速器本身结构复杂,而且液压变矩系统效率较低，使得基于AT的纯电动驱动系统整体效率并不高。近年来比较热门的DCT双离合自动变速器技术，由于其高效率和换挡平顺性受到广泛关注，在电动汽车上的运用，对于改善驱动电机的效率和驱动性能有着明显的优势，且能在同样驱动性能需求的前提下降低电机功率，缩减电机体积，有效控制电机温升，延长电机使用寿命。

更高效的双电机驱动方案

如何提高驱动系统的效率，除了采用变速器来调节发动机转速和转矩，从而优化系统效率，还有一种更为高效和常见的驱动结构就是混合动力系统。内燃机的混合动力系统是在传统的发动机驱动基础上引入电机，通过降低发动机功率从而增加发动机负荷率来提高发动机驱动效率，并可以低速纯电动驱动和快速起停规避发动机的怠速和低速不经济工况，以及电机对发动机的驱动功率辅助和剩余功率发电，来进一步调节发动机的工况到最佳经济运行区域，从而实现最大化的发动机驱动系统效率优化，深混驱动的节油效果可达到30～50%。

如果将混合动力的思路引入电动汽车，将原先的单驱动电机分为两个独立的驱动电机并联驱动，类似于纯电驱动的混合动力系统，只是两个动力源都是电驱动的电电混合，通过两个驱动电机的动力切换控制优化驱动电机效率，实现高效驱动。这就是双电机驱动方案，系统原理如图1所示。

在双电机驱动方案中，一个电机用于常用工况下的驱动, 为经济性驱动电机, 其参数匹配主要考虑常用工况下工作点在其高效工作区间；另外一个电机为动力性辅助电机，主要用于加速爬坡等大转矩驱动需要时的辅助驱动，因此其参数匹配主要考虑动力性能。一般工况需求时采用经济性电机单独驱动，获得良好的驱动经济性能，加速和爬坡时采用两个电机联合驱动，而且通过两个电机匹配不同的变速比齿轮实现动力性和经济性的最佳组合。

图2对比了单级减速驱动方案与双电机驱动方案的电机工作点分布，可以看出，单级减速驱动方案的电机工作点大多集中在电机效率图的中下部分，而该部分正是电机的低效率区间，而经过优化的双电机驱动方案电机工作点更多地分布在高效区域，从而可以提高驱动系统效率，减少系统损失，延长续驶里程。

结语

内燃机汽车技术经历了数百年的发展现在已经相对成熟，然而即使如此，如何优化驱动系统结构和提高内燃机及其驱动系统效率仍然一直是汽车工业关注的焦点，并因此而诞生了许多新的技术。电动汽车的起源虽然早于内燃机汽车，但是由于电动汽车，一直没有真正大规模运用，对纯电动汽车驱动系统的研究显得相对较少。与内燃机汽车相比，纯电动汽车的结构更为灵活，电机体积较内燃机轻便,而且没有内燃机的繁杂辅助系统,因此，相对而言，纯电动汽车各部件的放置及选择具有很大的灵活性。

采用不同的电驱动系统可构成不同结构形式的纯电动汽车。随着电动汽车产业化的加速发展，对纯电动驱动系统结构及驱动形式的研究将会越来越重要。如何优化系统结构，提高系统效率,延长续驶里程将会是关注的焦点。

对电驱动系统的结构优化将会是电动汽车产业化过程中的一项长期任务，电驱动系统优化的核心围绕如何提高效率，当然也需要同时考虑结构复杂程度以及成本问题，从电驱动以及电机结构特性出发，结合汽车驱动需求进行系统改进和优化。