四轮轮毂电机纯电动汽车转矩分配研究

发布时间：2020-04-11 08:50

【摘要】：随着环境和能源问题的凸显,高效无污染的纯电动汽车成为了世界各国的研究热点。与传统的内燃机汽车或集中式驱动电动汽车相比,四轮轮毂电机纯电动汽车转矩独立精确可控,有利于进行车辆动力学控制,便于底盘集成线控,符合汽车智能化的发展趋势。因此,本文以四轮轮毂电机纯电动汽车的驱动转矩为研究对象,通过对驱动转矩的合理分配控制来提高整车的稳定性和经济性。论文以陕西省自然科学基础研究计划资助项目“四轮独立驱动电动汽车制动稳定性研究”(2017JM5139)为依托。本文从四轮轮毂电机纯电动汽车转矩分配控制的研究目的出发,结合转矩分配控制的相关理论和控制算法,以车辆纵向动力学为基础,提出了本文的整车驱动转矩控制策略。首先,根据车辆动力学模型反馈的动力学参数求得车轮实际滑转率和路面利用附着系数;然后建立了基于T-S型模糊模型的路面识别控制器,通过对路面情况的识别获取最佳滑转率;通过滑转状态判断模块,对比实际滑转率和最佳滑转率大小,决定驱动防滑控制器是否介入控制。驱动防滑控制器通过输出调节转矩,控制车轮滑转率处于最佳滑转率附近。当车辆行驶状态稳定时,以提高整车经济性为控制目标,通过建立整车驱动效率最佳函数,结合电机效率图和约束条件,使整车转矩按最佳分配转矩系数分配到各车轮,以提高整车经济性。最后,通过CarSim和Matlab/Simulink建立适用于四轮轮毂电机纯电动汽车的联合仿真平台,对所设计的控制策略进行仿真验证。仿真结果表明,当车辆行驶在对开路面或对接路面时,驱动防滑控制器能在车轮发生滑转时将车轮滑转率控制在最佳滑转率附近,有效地提高车辆的稳定性;车辆行驶状态稳定时,在ECE工况和JP-1015工况下,所设计的效率最佳转矩分配算法与转矩平均分配相比能减少驱动能量消耗6.29%和4.67%左右,验证了设计的效率最佳分配方法在一定程度上能提高车辆经济性。
【图文】：

趋势图,汽车保有量,趋势,绪论

第一章绪论第一章绪论题研究背景及意义过多年的发展，我国汽车工业产量和销量持续增长，国内汽车市场的保有。目前，我国汽车产销量已经蝉联首位，成为全球最大的汽车生产制造中。如图 1.1 所示，截止至 2017 年 6 月份，我国的汽车保有量已经达到 2. 2020 年会突破 2.8 亿辆[1]。

轮毂电机,结构示意图

等一系列政策的出台，对消费市场和生产企业进行引导，一定程度上促进了我国电动汽车产业的发展[4]。目前，电动汽车按照驱动方式来进行划分主要有三种形式：集中式电机驱动型电动汽车、轮边电机驱动型电动汽车以及轮毂电机驱动型电动汽车。集中式驱动是在传统汽车的底盘基础上，将发动机更改为电动机驱动，其他传动系统等保持不变[5]，但是这种驱动方式只是更改了动力源，没有将电机驱动的优点完全发挥出来。轮边电机驱动型电动汽车即电机和驱动车轮同轴安置，由轮边电机通过减速机构驱动车轮运动。此种方案省略了变速器、离合器，结构较为紧凑，传动效率较高。轮毂电机驱动式即将电机直接放置于车轮轮毂之中，省掉了各车轮之间的机械传动环节，此种方案传动效率可以高达90%以上[6]，其结构如图 1.2 所示。在车轮轮毂内，，高度集成了传统汽车上的动力传动系统，省去了离合器、变速器等原有的机械部件，能更好的发挥电机的驱动特性。因此轮毂电机驱动型电动汽车成为一个非常具有前景的发展方向。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72

【参考文献】