基于四轮轮毂电机的纯电动汽车驱动控制策略研究

发布时间：2016-12-05 19:41

  本文关键词：基于四轮轮毂电机的纯电动汽车驱动控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

《吉林大学》 2015年

基于四轮轮毂电机的纯电动汽车驱动控制策略研究

白洪涛  

【摘要】：轮毂电机电动汽车代表了一种全新的整车架构设计思想，为汽车设计领域开辟了新的思路。由于各车轮力矩独立可控，这种新型的驱动方式能够实现先进的动力学控制。此外，动力总成与传动系统的摘除，使得设计师在优化汽车整车布置方面有了更多自由发挥的空间。随着电机、电池技术快速的发展，体积更小，能量密度更高的电池和电机将为该类型电动车的研发带来更好的契机。本文就轮毂电机电动汽车试验样车及驱动控制策略开展了研究。 首先，本文根据项目需求开发了四轮轮毂电机纯电动汽车，搭载了四轮轮毂电机驱动系统，锂离子电池系统，电动助力转向系统和电子液压制动系统，实现了底盘的高度线控化。基于样车实际物理结构和参数搭建了CarSim整车模型，并对照实车的响应对模型进行了标定。 然后，设计了整车驱动控制策略。驱动控制策略分为稳定性控制模式和经济性控制模式。车辆转弯时稳定性控制起作用，此时采用分层控制的方式，上层为驱动力、横摆力矩控制层，计算车辆当前状态下所需的总的纵向和横摆力矩，底层为驱动力分配层，负责将上层产生的力矩需求合理的分配给各个车轮，以提高其动力性和稳定性。本文中，上层控制器采用了模糊控制，以横摆角速度误差和质心侧偏角误差作为控制输入，输出车辆所需的横摆力矩。此外，引入PI控制，以就两种方法的控制效果进行对比。驱动力分配层采用伪逆重新分配算法，以轮胎利用率最低为优化目标，地面附着极限为约束，对各车轮的驱动力矩进行优化分配。当车辆直线行驶时，控制策略切换到经济性模式。该模式以提升整车效率为目标，根据电机的Map图，用数值的方法预先找出不同转速和转矩下效率最优的分配系数，绘成表格。通过查表的方式确定当前工况下的转矩分配系数。 最后，在Matlab/Simulink环境下完成了算法的搭建，并与CarSim模型进行了联合仿真。此外，对稳定性控制模式进行了半实物硬件在环仿真。对经济性模式进行了底盘测功机实验，实验采用了NEDC工况。仿真与实验的结果表明，驱动控制策略能有效的改善车辆转弯时的稳定性，并且有很好的实时性，较之与PI控制器，模糊控制器有更好的鲁棒性。经济性模式在一定程度上降低了整车的能量消耗。

【关键词】：
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：U469.72
【目录】：

下载全文 更多同类文献

CAJ全文下载

(如何获取全文？ 欢迎：购买知网充值卡、在线充值、在线咨询)

CAJViewer阅读器支持CAJ、PDF文件格式

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 靳立强;王庆年;宋传学;;电动轮驱动汽车的最佳车轮滑移率实时识别[J];吉林大学学报(工学版);2010年04期

2 熊璐;余卓平;;轮毂电机驱动电动汽车各轮毂电机扭矩分配算法的仿真和评价[J];计算机辅助工程;2010年01期

3 褚文博;罗禹贡;韩云武;李克强;;基于规则的分布式电驱动车辆驱动系统失效控制[J];机械工程学报;2012年10期

4 余卓平;冯源;熊璐;;分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状综述[J];机械工程学报;2013年08期

5 赵艳娥;张建武;;轮毂电机驱动电动汽车电子差速系统研究[J];系统仿真学报;2008年18期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 黄万友;纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究[D];山东大学;2012年

2 谷靖;四轮驱动微型电动车整车控制[D];清华大学;2012年

3 周飞鲲;纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究[D];吉林大学;2013年

4 冯亮;电动汽车充电站规划研究[D];天津大学;2013年

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 徐寅;陈东;;一种混合动力概念车驱动系统设计[J];机电工程;2010年01期

2 靳立强;王庆年;周雪虎;宋传学;;电动轮驱动汽车电子差速控制策略及仿真[J];吉林大学学报(工学版);2008年S1期

3 陈树新;张文明;那奇;栗莹莹;杨超;;六轮铰接式电动轮卡车行驶状态的判定[J];吉林大学学报(工学版);2012年04期

4 阮久宏;李贻斌;杨福广;荣学文;;高速4WID-4WIS自主车路径跟踪控制[J];机器人;2011年04期

5 颜伏伍;张佩;杜常清;;车用轮毂电动机直接转矩控制特性建模[J];江苏大学学报(自然科学版);2011年03期

6 查鸿山;宗志坚;刘忠途;;电动汽车能量回馈制动仿真研究[J];机械科学与技术;2012年04期

7 陈猛;张家毅;甘仲平;;电动汽车控制策略及实例化研究[J];机械与电子;2012年05期

8 阮久宏;李贻斌;荣学文;宋锐;;无人驾驶高速AWID-AWIS车辆运动控制研究[J];农业机械学报;2009年12期

9 宗长富;陈国迎;梁赫奇;田承伟;杜江泽;;基于模型预测控制的汽车底盘协调控制策略[J];农业机械学报;2011年02期

10 徐国卿;徐坤;李卫民;;电动汽车动力学控制研究进展[J];集成技术;2012年01期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 喻厚宇;基于四轮协调的电动轮车辆纵横向耦合动力学控制研究[D];武汉理工大学;2011年

2 谢东;软地面半履带气垫车姿态控制研究[D];上海交通大学;2011年

3 李珂;电动汽车高效快响应电驱动系统控制策略研究[D];山东大学;2007年

4 罗建武;开关磁阻轮毂电机驱动系统的研究[D];华中科技大学;2007年

5 张缓缓;采用电动轮驱动的电动汽车转矩协调控制研究[D];吉林大学;2009年

6 王博;四轮独立电驱动车辆实验平台及驱动力控制系统研究[D];清华大学;2009年

7 张永生;轿车稳定性控制系统的状态参数估算及控制算法研究[D];吉林大学;2010年

8 黄鹤;汽车稳定性控制系统分层优化控制研究[D];合肥工业大学;2012年

9 陈国迎;四轮独立线控电动汽车试验平台搭建与集成控制策略研究[D];吉林大学;2012年

10 黄万友;纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究[D];山东大学;2012年

【二级参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张文栋,董海峰,石云波;微型惯性测量系统及其应用[J];华北工学院学报;2001年04期

2 滕乐天;何维国;杜成刚;楼晓东;;电动汽车能源供给模式及其对电网运营的影响[J];华东电力;2009年10期

3 徐凡;俞国勤;顾临峰;张华;;电动汽车充电站布局规划浅析[J];华东电力;2009年10期

4 范永根;钱维忠;;电动汽车充电设施规划和建设的探讨[J];华东电力;2010年11期

5 马艳丽;裴玉龙;;基于实验心理学的驾驶员驾驶特性及其综合评价[J];哈尔滨工业大学学报;2008年12期

6 钱立军,赵韩,高立新;电动汽车开发的关键技术及技术路线[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2002年01期

7 王军方;丁焰;汤大钢;;机动车污染防治政策与管理[J];环境保护;2010年24期

8 刘清虎,郭孔辉;动力参数的选择对纯电动汽车性能的影响[J];湖南大学学报(自然科学版);2003年S1期

9 姬芬竹;高峰;;电动汽车驱动电机和传动系统的参数匹配[J];华南理工大学学报(自然科学版);2006年04期

10 鲁莽;周小兵;张维;;国内外电动汽车充电设施发展状况研究[J];华中电力;2010年05期

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 姜星莉;经济全球化背景下中国能源安全问题研究[D];武汉大学;2010年

2 田毅;电动汽车运行状态识别及HEV控制策略研究[D];北京交通大学;2010年

3 徐衍亮;电动汽车用永磁同步电动机及其驱动系统研究[D];沈阳工业大学;2001年

4 闵永军;车辆排气污染物测试技术研究与工程实现[D];东南大学;2006年

5 万仁君;电动汽车分布式控制系统的总线调度与整车控制策略的研究[D];天津大学;2004年

6 李珂;电动汽车高效快响应电驱动系统控制策略研究[D];山东大学;2007年

7 赵树朋;混合动力汽车能量利用试验与仿真及评价方法研究[D];河北农业大学;2007年

8 王军年;电动轮独立驱动汽车差动助力转向技术研究[D];吉林大学;2009年

9 张毅;纯电动轿车动力总成控制系统的研究[D];上海交通大学;2007年

10 顾强;两档双离合器自动变速器的纯电动汽车传动系统协调控制技术研究[D];吉林大学;2012年

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 马贵龙;轮毂电机使用中应注意的若干问题[J];中国自行车;2002年06期

2 辜承林;;轮毂电机发展思考[J];电机技术;2006年03期

3 褚文强;辜承林;;电动车用轮毂电机研究现状与发展趋势[J];电机与控制应用;2007年04期

4 尹亮;廖达平;许永亮;代明兵;彭来;;电动代步车用轮毂电机的优化设计[J];机械管理开发;2010年05期

5 舒红宇;彭来;谢鑫;尹亮;;基于遗传算法的电动代步车用轮毂电机优化设计[J];云南大学学报(自然科学版);2011年02期

6 韦萍;;轮毂电机技术在新能源汽车上的应用分析[J];汽车零部件;2012年06期

7 向奎;卢刚;李声晋;周勇;贾亮;;四轮毂电机代步车控制系统设计[J];微特电机;2013年06期

8 车坚志;张君;胡波;王利涛;张飞;;重载轮式车辆轮毂电机系统方案设计与控制研究[J];车辆与动力技术;2013年02期

9 葛英辉,严迪群,倪光正;新的电动车用两相永磁无刷轮毂电动机的研究[J];中小型电机;2004年05期

10 ;读者E-mail[J];汽车与配件;2004年08期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 刘宏;高伟新;;永磁轮毂电机磁系统的研究现状[A];创新驱动，，加快战略性新兴产业发展——吉林省第七届科学技术学术年会论文集（上）[C];2012年

2 陈慧;卓桂荣;艾婷婷;;轮毂电机驱动电动车的测试环境开发研究[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

3 张泽宇;丁惜瀛;王晶晶;刘德阳;;轮毂电机电动汽车动力学特性研究[A];第九届沈阳科学学术年会论文集（信息科学与工程技术分册）[C];2012年

4 王贵明;王金懿;;兼有电动、发电回馈和电磁制动多功能的电动汽车轮毂电机[A];第十五届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2010年

5 王贵明;王金懿;;具有启动绕组的单相开关磁阻式多功能轮毂电机[A];第十五届中国小电机技术研讨会论文摘要集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 本报记者 马静璠;[N];四川科技报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前9条

1 杨宇;轮毂电机驱动电动汽车的电制动特性研究[D];吉林大学;2013年

2 宫海龙;高转矩永磁轮毂电机磁系统的研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

3 彭思仑;轮毂电机转矩优化方法研究[D];吉林大学;2014年

4 谭迪;内置悬置的轮毂电机驱动系统动力学特性及结构优化[D];华南理工大学;2013年

5 史天泽;轮毂电机驱动电动车悬架和转向系统设计与性能匹配[D];吉林大学;2015年

6 李刚;线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究[D];吉林大学;2013年

7 马英;电动车轮构型分析与结构研究[D];重庆大学;2014年

8 马英;电动车轮构型分析与结构研究[D];重庆大学;2013年

9 谷靖;四轮驱动微型电动车整车控制[D];清华大学;2012年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 梁培鑫;永磁同步轮毂电机发热及散热问题的研究[D];哈尔滨工业大学;2013年

2 李键;基于“电动车轮毂电机项目”的可行性分析[D];电子科技大学;2010年

3 王殿明;电动自行车用轮毂电机设计及其特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年

4 吴迪;新型横向磁通轮毂电机直驱系统专用电磁离合器研究[D];华中科技大学;2011年

5 陈遵友;新型轮毂电机的结构设计与拓扑优化及实验台架的设计[D];华南理工大学;2012年

6 孙明冲;电动汽车的轮毂电机设计及其弱磁控制[D];哈尔滨工业大学;2009年

7 贾珍珍;电动汽车用轮毂电机温度场的分析与计算[D];天津大学;2012年

8 商丹丹;电动自行车用轮毂电机设计与分析[D];中国计量学院;2014年

9 王国栋;轮毂电机电动汽车驱动防滑控制策略研究与试验平台设计[D];长安大学;2014年

10 白洪涛;基于四轮轮毂电机的纯电动汽车驱动控制策略研究[D];吉林大学;2015年

  本文关键词：基于四轮轮毂电机的纯电动汽车驱动控制策略研究，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：205847