低附着条件下四轮驱动电动汽车动力学控制
发布时间：2021-07-23 19:54
伴随着2018年下半年国内经济的普遍下行,国内乘用车销量出现了28年以来的首次下滑,然而新能源乘用车销量却实现了逆势上涨。再加上政府在纯电动汽车领域一轮轮的补贴政策,使得自主品牌和合资车企都加快了纯电动汽车的研发与量产。跟传统汽车相比,轮毂电机电动汽车将驱动电机安装在四个轮毂中,有着四个车轮力矩独立可控的特点,有利于车辆动力学的分析与验证。本文以四轮轮毂驱动纯电动汽车为研究对象,搭建了四轮轮毂驱动改装车平台,进行低附着条件下纵向力力矩矢量控制（TVC）的仿真研究与实车测试。本文的具体研究内容如下:首先,本文分析了轮毂电机的特点与优势,然后对福特、奔驰等整车厂的轮毂电机改装车进行了探讨,概述了轮毂电机汽车动力学控制研究现状。接下来,本文对某紧凑型轿车进行改装与调试,对整车通信网络和车载用电设备进行硬件和软件检测,搭建轮毂电机纯电动改装车辆基本行驶策略,改装完成后轮毂驱动纯电动汽车百公里加速工况时间为7.96s,为本文的算法提供了实车测试平台。其次,对车辆在低附着路面车辆动力学机理进行了研究。针对低附着路面情况,本文根据车辆车轮滑转状况的不同将驱动防滑系统分为四种控制模式,建立了逻辑门限控...
【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】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
宝马-Elaphe轮毂电机汽车除了客车领域，轮毂电机的研发主要是在乘用车领域
除了客车领域，轮毂电机的研发主要是在乘用车领域。依拉菲官方声称其使用了目前先进的 3D 打印技术生产轮毂电机元件，而且轮毂电机的每个器件都是为了大规模制造而设计的，以便在不影响产品可靠性的情况下实现商业化。凭借在电机设计和装配方面的丰富经验，依拉菲致力于开发自己的装配和生产工具，这可以使该公司的生产过程更加高效[9]。如图 1.1，四个依拉菲轮毂电机安装到宝马 x6 车型，可以提供超过6000Nm 的驱动轮力矩，并产生超过 440Kw 的纯动力。该车重 2390kg，百公里加速时间低于 4.9 秒；同时，对车辆重心和重量分布改进后，该大型 SUV 转弯时能够达到 1.08个 g 值的侧向加速度，可以跟法拉利 599GTB Fiorano 进行媲美[10]，由此可见轮毂电机改装车的性能是非常高的。 如 图 1.2 所示，Protean Electric 将福特 F-150 皮卡改装成为全电动驱动模式， 图 1.2b 中可以看到四根高压线直接送到车轮中为轮毂电机高压供电[11]。电机驱动系统对于皮卡而言有着天然的优势，跟发动机不同，电动机在零转速或者低转速下可以提供较大的扭矩，这十分有利于皮卡车辆运载货物或者满载工况下的快速起步。
（a） 图 1.3 Protean 轮毂电机改装车辆：奔驰 E-Cla动车研讨会上，Protean 展示了梅赛德斯奔驰 E-Cla的 E-Class 已经变成了插电式混合动力汽车[12]，其机（两个后轮为 Protean 电机驱动）。Protean 轮毂况下，直接在 E-Class 轮辋中安装轮毂电机，这样车的动力性。改装的 E-Class 采用了 18 千瓦时的中。E-Class 原车为 2.2 升涡轮增压柴油发动机，实现改装车辆百公里加速 7.4s 的成绩，而且从 6要 6s。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源轮毂电机应用现状及展望[J]. 冷帅,郭其涛. 科技经济导刊. 2018(31)
[2]基于电机/液压制动系统协同控制的电动汽车稳定性控制研究[J]. 吴科甲,吴乙万,李凡,陈正强. 机电工程. 2018(07)
[3]线性二自由度汽车模型稳态响应分析[J]. 李古月. 汽车工业研究. 2018(05)
[4]基于控制分配的分布式驱动电动汽车驱动力分配算法[J]. 茅澍州. 内燃机与配件. 2018(08)
[5]ESP系统的CarSim与Simulink联合仿真研究[J]. 孙跃东,郭森,周萍. 机械设计与制造. 2018(03)
[6]国内首辆轮毂电机客车亮相,湖北泰特加速轮毂电机产业化[J]. 木易. 商用汽车. 2017(06)
[7]四轮独立电驱动车辆单轮驱动防滑控制试验研究[J]. 黄冠富,冯付勇,叶辉. 车辆与动力技术. 2016(03)
[8]纯电动汽车整车控制策略及其开发流程[J]. 王思哲,赵小羽. 机电产品开发与创新. 2016(02)
[9]基于Carsim/Simulink联合仿真的分布式驱动电动汽车建模[J]. 熊璐,陈晨,冯源. 系统仿真学报. 2014(05)
[10]多轴轮式车辆操纵稳定性试验研究[J]. 邢俊文,蒲宏武,李炯,张传清,鲍立群. 湖北理工学院学报. 2013(05)
博士论文
[1]分布式驱动电动汽车动力学控制机理和控制策略研究[D]. 武冬梅.吉林大学 2015
[2]基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D]. 刘翔宇.合肥工业大学 2010
硕士论文
[1]四轮驱动电动汽车驱动力分配与防滑控制研究[D]. 赵庆薛.吉林大学 2018
[2]四轮转向四轮驱动电动汽车动力学协调控制研究[D]. 李犇.吉林大学 2018
[3]大型客车侧倾横摆联合控制策略开发及验证[D]. 肖仲仲.吉林大学 2018
[4]增程式电动车辅助动力单元与整车协调控制算法研究[D]. 熊建.吉林大学 2014
[5]纯电动汽车整车控制策略研究[D]. 彭金雷.华南理工大学 2013
[6]分布式驱动电动汽车动力系统建模与驱动力控制[D]. 郎文嵩.吉林大学 2013
[7]四轮驱动汽车驱动防滑控制系统的设计[D]. 王良良.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3299933
【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】：96 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
宝马-Elaphe轮毂电机汽车除了客车领域，轮毂电机的研发主要是在乘用车领域
除了客车领域，轮毂电机的研发主要是在乘用车领域。依拉菲官方声称其使用了目前先进的 3D 打印技术生产轮毂电机元件，而且轮毂电机的每个器件都是为了大规模制造而设计的，以便在不影响产品可靠性的情况下实现商业化。凭借在电机设计和装配方面的丰富经验，依拉菲致力于开发自己的装配和生产工具，这可以使该公司的生产过程更加高效[9]。如图 1.1，四个依拉菲轮毂电机安装到宝马 x6 车型，可以提供超过6000Nm 的驱动轮力矩，并产生超过 440Kw 的纯动力。该车重 2390kg，百公里加速时间低于 4.9 秒；同时，对车辆重心和重量分布改进后，该大型 SUV 转弯时能够达到 1.08个 g 值的侧向加速度，可以跟法拉利 599GTB Fiorano 进行媲美[10]，由此可见轮毂电机改装车的性能是非常高的。 如 图 1.2 所示，Protean Electric 将福特 F-150 皮卡改装成为全电动驱动模式， 图 1.2b 中可以看到四根高压线直接送到车轮中为轮毂电机高压供电[11]。电机驱动系统对于皮卡而言有着天然的优势，跟发动机不同，电动机在零转速或者低转速下可以提供较大的扭矩，这十分有利于皮卡车辆运载货物或者满载工况下的快速起步。
（a） 图 1.3 Protean 轮毂电机改装车辆：奔驰 E-Cla动车研讨会上，Protean 展示了梅赛德斯奔驰 E-Cla的 E-Class 已经变成了插电式混合动力汽车[12]，其机（两个后轮为 Protean 电机驱动）。Protean 轮毂况下，直接在 E-Class 轮辋中安装轮毂电机，这样车的动力性。改装的 E-Class 采用了 18 千瓦时的中。E-Class 原车为 2.2 升涡轮增压柴油发动机，实现改装车辆百公里加速 7.4s 的成绩，而且从 6要 6s。
【参考文献】：
期刊论文
[1]新能源轮毂电机应用现状及展望[J]. 冷帅,郭其涛. 科技经济导刊. 2018(31)
[2]基于电机/液压制动系统协同控制的电动汽车稳定性控制研究[J]. 吴科甲,吴乙万,李凡,陈正强. 机电工程. 2018(07)
[3]线性二自由度汽车模型稳态响应分析[J]. 李古月. 汽车工业研究. 2018(05)
[4]基于控制分配的分布式驱动电动汽车驱动力分配算法[J]. 茅澍州. 内燃机与配件. 2018(08)
[5]ESP系统的CarSim与Simulink联合仿真研究[J]. 孙跃东,郭森,周萍. 机械设计与制造. 2018(03)
[6]国内首辆轮毂电机客车亮相,湖北泰特加速轮毂电机产业化[J]. 木易. 商用汽车. 2017(06)
[7]四轮独立电驱动车辆单轮驱动防滑控制试验研究[J]. 黄冠富,冯付勇,叶辉. 车辆与动力技术. 2016(03)
[8]纯电动汽车整车控制策略及其开发流程[J]. 王思哲,赵小羽. 机电产品开发与创新. 2016(02)
[9]基于Carsim/Simulink联合仿真的分布式驱动电动汽车建模[J]. 熊璐,陈晨,冯源. 系统仿真学报. 2014(05)
[10]多轴轮式车辆操纵稳定性试验研究[J]. 邢俊文,蒲宏武,李炯,张传清,鲍立群. 湖北理工学院学报. 2013(05)
博士论文
[1]分布式驱动电动汽车动力学控制机理和控制策略研究[D]. 武冬梅.吉林大学 2015
[2]基于直接横摆力矩控制的车辆稳定性研究[D]. 刘翔宇.合肥工业大学 2010
硕士论文
[1]四轮驱动电动汽车驱动力分配与防滑控制研究[D]. 赵庆薛.吉林大学 2018
[2]四轮转向四轮驱动电动汽车动力学协调控制研究[D]. 李犇.吉林大学 2018
[3]大型客车侧倾横摆联合控制策略开发及验证[D]. 肖仲仲.吉林大学 2018
[4]增程式电动车辅助动力单元与整车协调控制算法研究[D]. 熊建.吉林大学 2014
[5]纯电动汽车整车控制策略研究[D]. 彭金雷.华南理工大学 2013
[6]分布式驱动电动汽车动力系统建模与驱动力控制[D]. 郎文嵩.吉林大学 2013
[7]四轮驱动汽车驱动防滑控制系统的设计[D]. 王良良.哈尔滨工业大学 2009
本文编号：3299933
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