电动汽车轮毂电机分布式驱动技术研究

发布时间：2020-05-11 22:13

【摘要】：随着全球能源危机与对环境要求的提高,传统燃油燃汽汽车使用量迅速增长所带来的负面影响日趋严峻。为适应全球低碳、环保以及可持续发展的要求,作为人类不可或缺的工具之一的汽车,其发展需要探寻新的方向。在这种社会大环境下,具有布局简单、动力能源来源广泛以及传动效率高等优势的轮毅电机独立驱动电动汽车日益受到人们的关注。轮毂电机驱动电动汽车在结构上省去了传统燃油燃汽汽车集中式驱动的传动系统总成,使得电动汽车底盘结构得到极大简化,节省了车内空间,整车电气布置更加灵活。但由于采用了四个轮毅电机独立驱动,弹簧下质量增加,导致整车质量分布变化,带来了轮毂电机低速性能限制、各轮毂电机速度协调和整车控制与通信系统稳定性等问题。针对分布式轮毂电机存在的问题,本课题以后驱动轮毂电机电动汽车为研究对象,对电动汽车的差速驱动以及控制通信系统进行深入研究。本课题围绕一台轴距185cm、轮距100cm电动汽车样车的研制工作展开,该车采用两轮毅电机独立后驱,对其驱动系统、控制系统、驾驶员信息系统、通信系统展开深入研究。研究工作中,整车控制结构采用总线+节点的布局,节点间通过CAN总线实现通信,各节点采用基于ARM Cortex-M3内核的STM32单片机作为系统微处理器,完成节点控制。驾驶员驾驶意图通过油门、方向盘、制动器节点被采集出来,经由CAN总线传递给系统电子差速节点。电子差速节点结合Ackermann转向模型、油门与方向盘转向角度输入信号计算左右驱动轮目标转速,通过获取轮毅电机三相霍尔信号进行PID实时闭环速度控制,使电动汽车安全行驶。通信系统采用基于CAN总线的SAE J1939协议,选用RS485总线为辅助通信协议,使电动汽车整车系统稳定运行。最终搭建电动汽车整车平台进行系统级测试,结果表明本系统可行且稳定性良好。
【图文】：

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本课题是为福建省客车及特种车辆研发协同创新中心重点产品研发项目“轮逡逑毂驱动平台化物流车底盘研制”进行预研的项目，总体目标是为一台作为研宄的逡逑比例样车制作轮毂电机驱动系统和车身电气系统，图２－１为样车照片。样车基本逡逑参数：车轴距１８５ｃｍ、轮距１００ｃｍ、两台１０００Ｗ轮毂电机、搭载４８Ｖ／４０Ａｈ铅逡逑酸电池，驾驶员驾驶意图采集系统为．？方向盘、油门踏板、制动踏板、组合开关，逡逑车身电气系统：显示灯光以及采用屏幕显示的仪表盘。逡逑图２－１等比例样车照片逡逑２．１电动汽车驱动、车身电气系统架构逡逑系统总体方案如图２－２所示，它由轮毂电机驱动器节点、电子差速节点、油逡逑门踏板节点、方向盘转向节点、组合开关节点、灯光节点以及仪表盘节点构成，逡逑各节点间通过总线进行数据交换。逡逑７逡逑

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测输出左右轮实时转速＆和办。队与＆和％与知三相全桥功率驱动信号Ｒ和ｔ／丨，最终输出％和％信面就轮毂电机驱动原理、ＰＩＤ算法和Ａｃｋｅｒｍａｎｎ转向模工作原理逡逑于永磁无刷直流电机的一种，轮毂电机结构示意图如图３组成：定子、转子和霍尔传感器。定子绕有线圈，为电１］。轮毂电机采用电子换向，通过按一定相位规律安装置，并将转子位置用相位相差１２０°的方波信号表达出霍尔传感器输出信号的相位关系，向定子电枢的对应绕与转子之间产生电磁转矩，从而带动转子转动。逡逑
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72

【参考文献】