四轮轮毂电机驱动电动汽车转向工况转矩分配方法研究

发布时间：2017-07-20 05:18

  本文关键词：四轮轮毂电机驱动电动汽车转向工况转矩分配方法研究

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【摘要】：现在所用的汽车基本都是由内燃机驱动的,然而随着上世纪石油危机的爆发,能源安全问题引起了各个国家的重视；同时,由于内燃机燃烧石油燃料会排放出大量的尾气,日益庞大的燃油汽车基数造成了严重的环境污染,给人们的身体健康带来了巨大的威胁,随着人们环保意识的增强,人们迫切的需要更环保、安全的交通工具,电动汽车的发展也因此受到越来越多的人们的关注。四轮轮毂电机驱动电动汽车作为电动汽车的一种特殊的驱动形式,具有结构简单、传动效率高、空间利用率高等一系列的优点。由四个安装在轮毂内的电机直接驱动的四轮轮毂电机驱动电动汽车,其在转向行驶时,四个电机所传递的转矩与转速互不相同,是以需要对四个轮毂电机的转矩分别进行控制。为了研究四轮轮毂电机驱动电动汽车在转向行驶时转矩分配的方法,本文首先建立了一个考虑汽车纵向运动、侧向运动、横摆运动以及四个车轮转动的七自由度非线性整车模型。为了让整车模型更好的反映汽车行驶的状态,接着建立了能够基本反映轮胎实际受力状况的“魔术公式”轮胎模型。针对轮毂电机的特殊构造,对轮毂电机的类型进行了分析与选型,对所选的无刷直流电机进行了建模仿真；由于建立的模型采用是速度控制,本文所需的是转矩控制,因此本文建立了一个简化的直流电机模型,并根据整车的参数和动力性能要求计算得到了所需电机的具体参数。针对转向工况,本文设计了三种转矩分配方式,包括平均分配转矩、根据前后轴距分配转矩、根据垂直载荷分配转矩。最后在MATLAB/Simulink软件上,模拟了汽车直行、等速转向和移线行驶这三种工况,对所采用的三种转矩分配方式进行了仿真,并分析了所得到的结果。
【关键词】：电动汽车 轮毂电机 转矩分配 转向
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U469.72
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 选题背景8-9
• 1.2 国内外研究现状9-12
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-12
• 1.3 转矩分配的研究12-14
• 1.3.1 转矩分配研究意义12-13
• 1.3.2 转矩分配的研究现状13-14
• 1.4 论文的主要研究内容14-15
• 2 电动汽车动力学模型建立15-26
• 2.1 车体动力学模型15-17
• 2.1.1 车辆坐标系15-16
• 2.1.2 整车动力学方程16-17
• 2.2 车轮模型17-20
• 2.2.1 车轮动力学模型18
• 2.2.2 车轮的垂直载荷18-19
• 2.2.3 车轮的侧偏角19-20
• 2.3 轮胎模型20-24
• 2.3.1 “魔术公式”轮胎模型20-24
• 2.3.2 滑移率的计算24
• 2.4 本章小结24-26
• 3 轮毂电机的选择及参数计算26-39
• 3.1 电机的选择26-28
• 3.1.1 直流电机26
• 3.1.2 交流感应电机26-27
• 3.1.3 永磁同步电机27
• 3.1.4 开关磁阻电机27-28
• 3.2 无刷直流电机建模28-33
• 3.2.1 无刷直流电机的数学模型28-29
• 3.2.2 无刷直流电机模型建立及结果29-33
• 3.3 简化直流电机模型参数的选择33-38
• 3.3.1 简化直流电机33-34
• 3.3.2 直流电机的控制方法34-36
• 3.3.3 电机参数的选择36-38
• 3.4 本章小结38-39
• 4 整车转向转矩分配方法39-45
• 4.1 Ackerman-Jeantand转向模型分析40-41
• 4.2 转矩平均分配方法41
• 4.3 转矩前后轴分配41-43
• 4.4 垂直载荷转矩分配方法43-44
• 4.5 本章小结44-45
• 5 计算机建模与仿真分析45-64
• 5.1 仿真软件的简介45-46
• 5.2 Simulink仿真模型的建立46-53
• 5.2.1 整车模型的建立46-50
• 5.2.2 轮胎模型的建立50-51
• 5.2.3 电机及其控制系统模型51-52
• 5.2.4 整车位移计算52-53
• 5.3 系统仿真及其结果53-62
• 5.3.1 直线行驶工况的仿真53-55
• 5.3.2 转向角阶跃输入工况55-59
• 5.3.3 移线工况仿真59-62
• 5.4 本章小结62-64
• 6 全文总结与展望64-65
• 6.1 论文总结64
• 6.2 论文展望64-65
• 参考文献65-68
• 致谢68-69

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