轮毂驱动轻型商用车底盘差速控制研究
发布时间：2021-08-28 12:14
轮毂驱动是一种将驱动电机集成在汽车轮毂里的新型布置方式,它改变了常规纯电动汽车电机集中布置的形式,驱动轮的驱动和制动力矩能够独立控制。由于轮毂驱动的电动化汽车底盘取消了传统的机械式差速器,如何协调驱动电机和各驱动轮之间的差速转向关系成为了决定整车操纵稳定性和行驶安全性的关键问题。本研究源自于行业委托课题《轮毂电机驱动纯电动轻型车底盘及关键技术研发》,旨在面向轻型商用车开发纯电动轮毂驱动底盘,实现整车的差速控制提高操纵稳定性。本研究重点开展的工作如下所述:第一,采用平台化的理念,面向轻型商用车提出可拓展的轮毂驱动底盘设计方案。基于轮毂电机驱动底盘的特点,结合电动汽车参数匹配方法,对整车和动力系统进行参数匹配计算确保底盘参数的合理性。采用ADAMS/CAR软件,建立整车多体动力学模型用于后续的仿真分析。第二,对整车动力学的数学模型进行计算,结合电子差速转向控制原理,采用PID闭环反馈控制提出的差速控制策略。该策略根据整车纵向行驶速度和转向盘转角来计算理想横摆角速度,将理想横摆角速度和实际横摆角速度的差值通过PID控制器得出附加横摆力矩,将其转换为附加转矩加到正确的驱动轮上,进而实现差速转向...
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１汽车稳定性控制原理??
?第一章绪论????％?％?’??ＩＩ加樓摆力矩方向?附加掼摆力矩方向??图１－１汽车稳定性控制原理??１．２国内外研究现状??分布式驱动电机是基于电动汽车本身的特性，使用驱动轮独立驱动的驱动形式??ｍｍ。在制动反馈速度，动力传递效率，内部空间利用率和车辆可控性方面，分布式??驱动电动汽车优于集中驱动电动汽车和常规内燃机汽车［１４］。分布式驱动电动汽车由多??个电机独立驱动，每个电机的输出扭矩可以独立，准确地控制驱动轮。在电动机容量??范围内，每个驱动轮的扭矩可以按任意比例分配，甚至一侧可以驱动，另一侧可以制??动。分布式驱动电动汽车省去了传统汽车变速箱系统的许多组件，例如差速器，变速??器，离合器与主减速器，从而大大简化了车辆的整体结构并提高了整体变速箱的效率??￡１５＼如图ｉ－２是传统汽车和轮毂驱动的电动汽车布置对比图。??奶?????＿?？?■?？?４ＢＰＰＢＩ?］■?Ｉ?ＪＰＰＰｆＰｉＳｉ?］??．．．?．??卜?１?；?．?ｒｎ??ｖ＇￣＇?￣?－?？?＾?Ｇ＾ｉｉＯ?＇?°??图１－２传统汽车与轮毂驱车汽车布置对比图??但是轮毂电机独立驱动的形式提髙了对驱动轮之间协调控制的要求，因此各国学??者对此进行了大量的研究。??１９９０年，日本东京大学的Ｓｈｉｎ－ｉｃｈｉｒｏ等人，通过研究路面情况和车轮滑移的关??系，设计ＭＦＣ?（模型跟随控制）和ＳＲＣ?（滑移率控制）控制器并在ＵＯＴ?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?Ｍａｒｃｈ??电动车上进行评估验证［１６】。??１９９７年，ＭａｓａｙｕｋｉＴｅｒａｓｈｉｍａ和ＴａｄａｓｈｉＡｓｈｉｋａｇａ等人，通过对高速行驶下，电?
理想工况，比如低速、车轮无侧偏的情况，并不适用于车辆??所有转向工况，同时基于目前研宄出的算法中大部分因未考虑系统的动力学变化，仍??属于静态控制而非基于系统特性的动态控制分配，无法满足实车应用。轮毂驱动电动??汽车的控制方法主要针对极端条件如何提高整车的稳定性，而对非限制条件下的研宄??较少。??１．３分布式驱动电动汽车??１．３．１分布式电动汽车的驱动方式??分布式驱动电动汽车的驱动方式分为轮边驱动和轮毂驱动两种方式，分布式驱动??方式和单电机集中驱动方式的具体布置方式对比如图１－３所示：??＾?ａ??；Ｉ磁?１?；?！?ｉ?！?！?！??ｉ?Ｓ｝?１?ｉ?＇?ｉ?！?Ｉ?！??Ｉ?ｉｉ?ｉｉ?Ｍ?ｔ??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）?（ｄ）??Ｄ：差速器Ｇ：减速器Ｍ：电机??图１－３分布式驱动电动汽车的驱动方式??如图１－３?（ａ）所示为单电机集中驱动方式包括电机，减速器和差速器。由于省略??了离合器和变速器所以可以减小传动系统的尺寸和质量；如图１－３?（ｂ）所示也是单电??机集中驱动方式，其中电机，减速器和差速器是一体的，通过左右两侧的半轴驱动车??轮。该驱动方式结构紧凑，主要用于小型电动车辆；如图１－３?（ｃ）所示为分布式驱动??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于状态反馈的分布式驱动电动汽车操纵性改善控制方法[J]. 余卓平,熊璐,冯源. 科技创新导报. 2016(03)
[2]分布式驱动电动汽车稳定性分层控制策略研究[J]. 林程,徐志峰,周逢军,曹万科. 北京理工大学学报. 2015(05)
[3]轮毂电机驱动电动汽车电子差速器仿真研究[J]. 孙明江,段敏,李刚. 农业装备与车辆工程. 2015(02)
[4]分布式驱动电动汽车操纵性改善控制策略设计[J]. 余卓平,刘军,熊璐,冯源. 同济大学学报(自然科学版). 2014(07)
[5]我国汽车行业销量预测及对策[J]. 李磊,洪学敏. 辽宁省交通高等专科学校学报. 2014(03)
[6]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)
[7]电动车电子差速控制方法的研究[J]. 吴志红,朱文吉,朱元. 电力电子技术. 2008(10)
[8]四轮毂电机电动车的电子差速控制方法[J]. 周勇,李声晋,田海波,方宗德,周奇勋. 电机与控制学报. 2007(05)
[9]基于BP神经网络的电动车电子差速器设计[J]. 唐文武,陈世元,郭建龙. 汽车工程. 2007(05)
[10]电动车用轮毂电机研究现状与发展趋势[J]. 褚文强,辜承林. 电机与控制应用. 2007(04)
博士论文
[1]轮式驱动电动车控制系统的研究[D]. 葛英辉.浙江大学 2005
硕士论文
[1]基于转矩分配的分布式驱动电动汽车稳定性控制研究[D]. 李少坤.吉林大学 2016
[2]电动汽车电机CAN通信与测试系统的研究[D]. 李霁雰.浙江大学 2015
[3]高速电动轮结构设计与分析[D]. 谢丹.重庆大学 2013
[4]基于电液比例控制的自行式重型平板车转向特性研究[D]. 范钰涓.山东理工大学 2013
[5]大学生方程式赛车总布置设计及优化[D]. 李金三.华南理工大学 2011
[6]电动轮汽车差速控制策略研究[D]. 彭思仑.武汉科技大学 2011
[7]基于电子差速的轮边驱动电动汽车动力驱动系统仿真研究[D]. 张慧慧.长安大学 2010
[8]基于FPGA的四驱电动车电机驱动控制系统设计[D]. 李学君.武汉理工大学 2010
[9]电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究[D]. 刘川.武汉理工大学 2009
[10]电动汽车驱动控制系统的研究与设计[D]. 卢旭.长安大学 2007
本文编号：3368494
【文章来源】：厦门理工学院福建省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１汽车稳定性控制原理??
?第一章绪论????％?％?’??ＩＩ加樓摆力矩方向?附加掼摆力矩方向??图１－１汽车稳定性控制原理??１．２国内外研究现状??分布式驱动电机是基于电动汽车本身的特性，使用驱动轮独立驱动的驱动形式??ｍｍ。在制动反馈速度，动力传递效率，内部空间利用率和车辆可控性方面，分布式??驱动电动汽车优于集中驱动电动汽车和常规内燃机汽车［１４］。分布式驱动电动汽车由多??个电机独立驱动，每个电机的输出扭矩可以独立，准确地控制驱动轮。在电动机容量??范围内，每个驱动轮的扭矩可以按任意比例分配，甚至一侧可以驱动，另一侧可以制??动。分布式驱动电动汽车省去了传统汽车变速箱系统的许多组件，例如差速器，变速??器，离合器与主减速器，从而大大简化了车辆的整体结构并提高了整体变速箱的效率??￡１５＼如图ｉ－２是传统汽车和轮毂驱动的电动汽车布置对比图。??奶?????＿?？?■?？?４ＢＰＰＢＩ?］■?Ｉ?ＪＰＰＰｆＰｉＳｉ?］??．．．?．??卜?１?；?．?ｒｎ??ｖ＇￣＇?￣?－?？?＾?Ｇ＾ｉｉＯ?＇?°??图１－２传统汽车与轮毂驱车汽车布置对比图??但是轮毂电机独立驱动的形式提髙了对驱动轮之间协调控制的要求，因此各国学??者对此进行了大量的研究。??１９９０年，日本东京大学的Ｓｈｉｎ－ｉｃｈｉｒｏ等人，通过研究路面情况和车轮滑移的关??系，设计ＭＦＣ?（模型跟随控制）和ＳＲＣ?（滑移率控制）控制器并在ＵＯＴ?Ｅｌｅｃｔｒｉｃ?Ｍａｒｃｈ??电动车上进行评估验证［１６】。??１９９７年，ＭａｓａｙｕｋｉＴｅｒａｓｈｉｍａ和ＴａｄａｓｈｉＡｓｈｉｋａｇａ等人，通过对高速行驶下，电?
理想工况，比如低速、车轮无侧偏的情况，并不适用于车辆??所有转向工况，同时基于目前研宄出的算法中大部分因未考虑系统的动力学变化，仍??属于静态控制而非基于系统特性的动态控制分配，无法满足实车应用。轮毂驱动电动??汽车的控制方法主要针对极端条件如何提高整车的稳定性，而对非限制条件下的研宄??较少。??１．３分布式驱动电动汽车??１．３．１分布式电动汽车的驱动方式??分布式驱动电动汽车的驱动方式分为轮边驱动和轮毂驱动两种方式，分布式驱动??方式和单电机集中驱动方式的具体布置方式对比如图１－３所示：??＾?ａ??；Ｉ磁?１?；?！?ｉ?！?！?！??ｉ?Ｓ｝?１?ｉ?＇?ｉ?！?Ｉ?！??Ｉ?ｉｉ?ｉｉ?Ｍ?ｔ??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）?（ｄ）??Ｄ：差速器Ｇ：减速器Ｍ：电机??图１－３分布式驱动电动汽车的驱动方式??如图１－３?（ａ）所示为单电机集中驱动方式包括电机，减速器和差速器。由于省略??了离合器和变速器所以可以减小传动系统的尺寸和质量；如图１－３?（ｂ）所示也是单电??机集中驱动方式，其中电机，减速器和差速器是一体的，通过左右两侧的半轴驱动车??轮。该驱动方式结构紧凑，主要用于小型电动车辆；如图１－３?（ｃ）所示为分布式驱动??
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于状态反馈的分布式驱动电动汽车操纵性改善控制方法[J]. 余卓平,熊璐,冯源. 科技创新导报. 2016(03)
[2]分布式驱动电动汽车稳定性分层控制策略研究[J]. 林程,徐志峰,周逢军,曹万科. 北京理工大学学报. 2015(05)
[3]轮毂电机驱动电动汽车电子差速器仿真研究[J]. 孙明江,段敏,李刚. 农业装备与车辆工程. 2015(02)
[4]分布式驱动电动汽车操纵性改善控制策略设计[J]. 余卓平,刘军,熊璐,冯源. 同济大学学报(自然科学版). 2014(07)
[5]我国汽车行业销量预测及对策[J]. 李磊,洪学敏. 辽宁省交通高等专科学校学报. 2014(03)
[6]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)
[7]电动车电子差速控制方法的研究[J]. 吴志红,朱文吉,朱元. 电力电子技术. 2008(10)
[8]四轮毂电机电动车的电子差速控制方法[J]. 周勇,李声晋,田海波,方宗德,周奇勋. 电机与控制学报. 2007(05)
[9]基于BP神经网络的电动车电子差速器设计[J]. 唐文武,陈世元,郭建龙. 汽车工程. 2007(05)
[10]电动车用轮毂电机研究现状与发展趋势[J]. 褚文强,辜承林. 电机与控制应用. 2007(04)
博士论文
[1]轮式驱动电动车控制系统的研究[D]. 葛英辉.浙江大学 2005
硕士论文
[1]基于转矩分配的分布式驱动电动汽车稳定性控制研究[D]. 李少坤.吉林大学 2016
[2]电动汽车电机CAN通信与测试系统的研究[D]. 李霁雰.浙江大学 2015
[3]高速电动轮结构设计与分析[D]. 谢丹.重庆大学 2013
[4]基于电液比例控制的自行式重型平板车转向特性研究[D]. 范钰涓.山东理工大学 2013
[5]大学生方程式赛车总布置设计及优化[D]. 李金三.华南理工大学 2011
[6]电动轮汽车差速控制策略研究[D]. 彭思仑.武汉科技大学 2011
[7]基于电子差速的轮边驱动电动汽车动力驱动系统仿真研究[D]. 张慧慧.长安大学 2010
[8]基于FPGA的四驱电动车电机驱动控制系统设计[D]. 李学君.武汉理工大学 2010
[9]电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究[D]. 刘川.武汉理工大学 2009
[10]电动汽车驱动控制系统的研究与设计[D]. 卢旭.长安大学 2007
本文编号：3368494
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