考虑能效优化的四轮驱动电动汽车转矩分配控制
发布时间：2021-02-25 05:42
新能源汽车作为能耗危机和环境污染问题的解决方案,成为目前汽车领域主要的发展方向。在多种驱动模式和整车构架的新能源汽车中,由轮毂电机独立驱动每个车轮的四轮驱动纯电动汽车因其结构紧凑、驱动形式灵活多变、传动效率高等优点,成为电动汽车领域的一个研究热点。四轮驱动电动汽车的一个关键研究问题是电机的转矩优化控制,本文从整车能效优化的角度展开对四轮驱动电动汽车的转矩分配策略问题的研究。通过合理的转矩分配方式,减小电机和车轮的能量损耗,有效的提高整车的经济性。首先本文针对四轮驱动电动汽车的结构和能耗特性,分析了与汽车能效相关的电机能量损耗和轮胎滑移引起的能量损耗特点。对此,介绍了轮毂电机的结构特点和能耗分析,并建立轮毂电机的能量损失模型;其次,介绍了车轮模型、轮胎模型,并阐述了基于UniTire模型的轮胎滑移能耗模型的建模过程。为后文构建转矩分配优化问题奠定基础。然后,将电机能量损失和轮胎滑移能量损失作为性能指标函数,建立综合考虑整车能耗的转矩分配优化控制问题。在构建优化控制问题上,根据系统动力学方程与优化场景的设定,构建出优化问题对应的状态方程,系统约束以及边值条件,并将归一化后的电机能耗损失和轮...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
013-2019年新能源汽车销量及增长率
第1章绪论3机中[11]。但这种情况下，随着车辆的加减速过程中加速度的改变，车辆的垂直载荷会在前后轴之间转移变化，从而改变轮胎的滑移刚度大小，影响轮胎与地面的滑移程度，加大轮胎的磨损，增加轮胎的更换频率，增大整车的投入成本。尤其是在急加速工况和路面附着系数较低的条件下，轮胎的磨损较大，此时考虑四轮驱动车辆合理的转矩分配更有意义。因此，在考虑整车的能效问题上，综合考虑电机能量效率和轮胎的滑移能耗损失的优化过程中，四轮驱动电动汽车的转矩分配策略尤其重要。1.2研究现状1.2.1四轮驱动电动汽车发展现状汽车的四个车轮可以独立控制驱动和制动转矩，四个车轮之间的运动状态保持相互独立，车轮和车轮之间没有机械结构连接的车辆被称为四轮驱动汽车[12]。相比传统内燃机汽车，电动汽车采用四轮独立驱动技术会给底盘带来更大程度的主动化和电动化，提高整车的性能。四轮驱动电动汽车的结构更加紧凑，传动效率更高，并且整车的控制更加自由，为新能源汽车带来新的发展机会[13-14]。随着汽车技术的不断进步，四轮驱动汽车的种类也逐渐增多起来，四轮驱动车辆的结构和控制方法也在不断发展。目前的四轮驱动车辆有适时四驱、分时四驱和全时四驱。适时四驱是指在行驶路况良好时，车辆采用后驱的方式，当路面环境恶劣使得汽车出现打滑等情况时，车辆会将驱动力根据需求分配给四个车轮，这种适时四驱的车辆存在反应速度慢的缺点。全时四驱车辆是指车辆在行驶中一直处于四轮驱动，分为可调节动力分配和不可调节动力分配两种方式。分时四驱是指可以选择性地控制车辆是四驱还是保持两轮驱动，具体的四轮驱动车辆的分类方式[16]如图1.2所示。图1.2四轮驱动汽车的分类
通用Autonomy概
【参考文献】：
期刊论文
[1]Using approximate dynamic programming for multi-ESM scheduling to track ground moving targets[J]. WAN Kaifang,GAO Xiaoguang,LI Bo,LI Fei. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(01)
[2]Effect of Tire Repeated Root Modal on Tire Modelling with Experimental Modal[J]. Zhenfeng Wang,Yongchang Du,Mingming Dong,Liang Gu. Journal of Beijing Institute of Technology. 2017(01)
[3]基于LSSVM的电动汽车驱动电动机的Willans模型[J]. 李仲兴,王吴杰,徐兴,蒋侃. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述[J]. 李刚,宗长富. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2014(01)
[5]分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状综述[J]. 余卓平,冯源,熊璐. 机械工程学报. 2013(08)
[6]线控四轮独立驱动轮毂电机电动车集成控制[J]. 李刚,宗长富,陈国迎,洪伟,何磊. 吉林大学学报(工学版). 2012(04)
[7]四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机转矩分配[J]. 卢东斌,欧阳明高,谷靖,李建秋. 清华大学学报(自然科学版). 2012(04)
[8]未来电驱动主力——轮毂电机驱动技术简介[J]. 孙毅. 汽车运用. 2011(10)
[9]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]. 熊璐,余卓平. 计算机辅助工程. 2010(01)
[10]基于滑模控制的四轮驱动电动汽车稳定性控制[J]. 赵艳娥,张建武. 上海交通大学学报. 2009(10)
博士论文
[1]四轮驱动电动汽车操纵稳定性与节能集成优化控制[D]. 赵彬.吉林大学 2019
[2]四轮独立驱动电动汽车最小转弯能耗转矩优化控制研究[D]. 孙文.吉林大学 2018
[3]4WID/4WIS电动车辆防滑与横摆稳定性控制研究[D]. 杨福广.山东大学 2010
[4]四轮独立电驱动车辆实验平台及驱动力控制系统研究[D]. 王博.清华大学 2009
硕士论文
[1]低附着条件下四轮驱动电动汽车动力学控制[D]. 蒋智通.吉林大学 2019
[2]四轮独立驱动电动车稳定性分层控制研究[D]. 张东升.西安科技大学 2019
[3]轮毂电机驱动控制系统研究[D]. 张松杨.华中科技大学 2019
[4]四轮独立驱动系统直线行驶控制策略研究[D]. 乔名星.北京理工大学 2016
[5]电动汽车用直驱式轮毂电机的研究[D]. 吴应军.武汉理工大学 2012
[6]车辆四轮驱动系统研究及仿真分析[D]. 戚烈.西北农林科技大学 2011
[7]基于磁阻转矩的高功率密度永磁轮毂电机的设计研究[D]. 李信梅.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3050532
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
013-2019年新能源汽车销量及增长率
第1章绪论3机中[11]。但这种情况下，随着车辆的加减速过程中加速度的改变，车辆的垂直载荷会在前后轴之间转移变化，从而改变轮胎的滑移刚度大小，影响轮胎与地面的滑移程度，加大轮胎的磨损，增加轮胎的更换频率，增大整车的投入成本。尤其是在急加速工况和路面附着系数较低的条件下，轮胎的磨损较大，此时考虑四轮驱动车辆合理的转矩分配更有意义。因此，在考虑整车的能效问题上，综合考虑电机能量效率和轮胎的滑移能耗损失的优化过程中，四轮驱动电动汽车的转矩分配策略尤其重要。1.2研究现状1.2.1四轮驱动电动汽车发展现状汽车的四个车轮可以独立控制驱动和制动转矩，四个车轮之间的运动状态保持相互独立，车轮和车轮之间没有机械结构连接的车辆被称为四轮驱动汽车[12]。相比传统内燃机汽车，电动汽车采用四轮独立驱动技术会给底盘带来更大程度的主动化和电动化，提高整车的性能。四轮驱动电动汽车的结构更加紧凑，传动效率更高，并且整车的控制更加自由，为新能源汽车带来新的发展机会[13-14]。随着汽车技术的不断进步，四轮驱动汽车的种类也逐渐增多起来，四轮驱动车辆的结构和控制方法也在不断发展。目前的四轮驱动车辆有适时四驱、分时四驱和全时四驱。适时四驱是指在行驶路况良好时，车辆采用后驱的方式，当路面环境恶劣使得汽车出现打滑等情况时，车辆会将驱动力根据需求分配给四个车轮，这种适时四驱的车辆存在反应速度慢的缺点。全时四驱车辆是指车辆在行驶中一直处于四轮驱动，分为可调节动力分配和不可调节动力分配两种方式。分时四驱是指可以选择性地控制车辆是四驱还是保持两轮驱动，具体的四轮驱动车辆的分类方式[16]如图1.2所示。图1.2四轮驱动汽车的分类
通用Autonomy概
【参考文献】：
期刊论文
[1]Using approximate dynamic programming for multi-ESM scheduling to track ground moving targets[J]. WAN Kaifang,GAO Xiaoguang,LI Bo,LI Fei. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(01)
[2]Effect of Tire Repeated Root Modal on Tire Modelling with Experimental Modal[J]. Zhenfeng Wang,Yongchang Du,Mingming Dong,Liang Gu. Journal of Beijing Institute of Technology. 2017(01)
[3]基于LSSVM的电动汽车驱动电动机的Willans模型[J]. 李仲兴,王吴杰,徐兴,蒋侃. 江苏大学学报(自然科学版). 2016(04)
[4]四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述[J]. 李刚,宗长富. 辽宁工业大学学报(自然科学版). 2014(01)
[5]分布式驱动电动汽车动力学控制发展现状综述[J]. 余卓平,冯源,熊璐. 机械工程学报. 2013(08)
[6]线控四轮独立驱动轮毂电机电动车集成控制[J]. 李刚,宗长富,陈国迎,洪伟,何磊. 吉林大学学报(工学版). 2012(04)
[7]四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机转矩分配[J]. 卢东斌,欧阳明高,谷靖,李建秋. 清华大学学报(自然科学版). 2012(04)
[8]未来电驱动主力——轮毂电机驱动技术简介[J]. 孙毅. 汽车运用. 2011(10)
[9]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]. 熊璐,余卓平. 计算机辅助工程. 2010(01)
[10]基于滑模控制的四轮驱动电动汽车稳定性控制[J]. 赵艳娥,张建武. 上海交通大学学报. 2009(10)
博士论文
[1]四轮驱动电动汽车操纵稳定性与节能集成优化控制[D]. 赵彬.吉林大学 2019
[2]四轮独立驱动电动汽车最小转弯能耗转矩优化控制研究[D]. 孙文.吉林大学 2018
[3]4WID/4WIS电动车辆防滑与横摆稳定性控制研究[D]. 杨福广.山东大学 2010
[4]四轮独立电驱动车辆实验平台及驱动力控制系统研究[D]. 王博.清华大学 2009
硕士论文
[1]低附着条件下四轮驱动电动汽车动力学控制[D]. 蒋智通.吉林大学 2019
[2]四轮独立驱动电动车稳定性分层控制研究[D]. 张东升.西安科技大学 2019
[3]轮毂电机驱动控制系统研究[D]. 张松杨.华中科技大学 2019
[4]四轮独立驱动系统直线行驶控制策略研究[D]. 乔名星.北京理工大学 2016
[5]电动汽车用直驱式轮毂电机的研究[D]. 吴应军.武汉理工大学 2012
[6]车辆四轮驱动系统研究及仿真分析[D]. 戚烈.西北农林科技大学 2011
[7]基于磁阻转矩的高功率密度永磁轮毂电机的设计研究[D]. 李信梅.哈尔滨工业大学 2008
本文编号：3050532
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