轮毂驱动电动汽车线控电制动控制策略研究

发布时间：2020-08-01 12:41

【摘要】：高性能、低能耗、智能化、清洁、安全等等成了新时代汽车发展的关键词。凭借结构简单、控制灵活、传动效率高等优点,轮毂驱动形式已成为新能源汽车的重要发展方向。本文以四轮毂驱动电动车为研究对象,围绕“制动特性要求”和“制动能量回收效果”展开,制定线控制动系统控制方案,在保证制动性能和制动安全的前提下,尽可能提高制动能量回收率,并对不同分配比例下的制动距离和能量回收率进行仿真分析及试验验证。论文研究内容如下:(1)设计系统结构。设计线控制动系统(BBW,brake-by-wire)的整体结构,及在整车上的布置方法,在CATIA软件中对主要部位进行三维结构设计。在线控制动系统中,为简化轮毂结构,行车制动的摩擦制动驱动电机与驻车电机为同一电机。(2)在所设计的BBW系统中,对再生制动电机和摩擦制动电机建立数学模型;分析制动过程,并建立车轮力学模型;根据汽车理论及ECE(Economic Commission of Europe联合国欧洲经济委员会汽车法规)制动法规进行制动控制要求分析;根据电机工作特点及制动过程给出制动能量回收率计算方法;并给出前后制动力分配控制策略。(3)根据所建数学模型和制动分析结果,给出兼顾制动效果和制动能量回收率的再生制动分配控制方法,并建立SIMULINK仿真模型,根据制动强度的不同,选取滑行制动工况、常规制动工况、紧急制动三种典型制动工况,对再生制动控制效果进行仿真分析。(4)因为行车制动器和驻车制动共用一个驱动电机,在确定了行车制动控制方法后,进一步对驻车电机在驻车过程的控制方法进行研究,以确保驻车制动控制的有效性和可靠性。(5)为证明再生制动控制的实用性,在以DSP(Digital Signal Processing数字信号处理器)为控制基础的轮毂驱动电制动试验小车上,选取滑行制动工况、常规制动工况、紧急制动三种典型制动工况,对电制动控制方案所能实现的实际制动效能进行试验验证。
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U469.72
【图文】：

主动悬挂,轮毂电机,米其林,轮毂

图 1-1 米其林驱动轮毂Fig. 1-1 Driver hub of Michelin图 1-1 中，轮毂内集成了轮毂电机、制动器，车身主动悬挂和轮复杂，但布置合理，集成度高。轮内主动悬挂一方面可以缓解路面冲影响，另一方面还可以有效缓解轮毂驱动汽车非簧载质量增大的不中提到三菱公司研制的纯电动汽车“Lancer Evolut MIEV”[10]，采方式，实现了驱动方式的进一步跨越；日本庆应大学研制的“SIM功率都已达到世界车轮驱动领域的最高水平，使轮毂驱动电动汽车离近了一步。一系列研究成果表明，轮毂电机驱动技术已受到了学术界的极大重视，具有非常广阔的发展前景，相信不久的将来，轮毂驱动现在各大汽车 4S 店里供人们选购。相比来说，国内对于新能源汽车的研究比较滞后，其中典型代表为海汽车动力有限公司承担的国家 863 燃料电池轿车项目组[11]，“春

流程图,线控,流程图

图 1-2 线控流程图Fig.1-2 Flow chart of online control在上个世纪九十年代国外就陆续出现一些线控制动相关技术的研究。最初的一款电子液压制动系统是德国博世公司在法兰克福车展上展示的 EHB(electronic hydraulicbraking )，该系统一直被认为是电子机械式制动系统 EMB（electronic mechanicalbraking）的早期过渡产品。国外一些大型的汽车公司也都开发了相应的车型，装载线控制动技术，比如福特汽车公司的福克斯燃料电池动力汽车，美国通用汽车公司氢燃料驱动线传操控概念车，这些车型制动系统的工作均是靠将驾驶员的操作指令转变成信号控制制动执行机构完成的。随后博世公司和戴姆勒公司开始将电子液压式制动系统产品应用到量产车型中，如奔驰 CLK SL500、敞篷跑车等[16、17]。不过完全的线控制动目前还只有在驻车制动得到了比较高程度的应用，其中博世和大陆公司一直进行着相关的研究，并各自发布了一系列相关的研究成果。因为起步比较晚，目前国内关于线控制动的研究主集中在驻车控制系统上，而在行车制动方面的研究成果还比较

线控系统,结构模型,车轮

安徽工程大学硕士学位论文与能量回收系统采用电池和超级电容相结合的形式，电池给整车控制器和四个车轮控制器供电，轮毂电机及驻车电机由车轮控制器控制供电。车轮控制器负责再生制动力与摩擦制动力的分配控制，同时也负责制动回能控制，再生能量车轮控制器处理后，利用超级电容回收。

【参考文献】