分布式电动汽车操纵稳定性仿真分析

基于Carsim/Simulink对轮毂电机式电动汽车操纵稳定性的研究,建立轮毂电机式电动汽车的整车模型。通过分析在同一实验工况下轮毂电机驱动电动汽车和传统汽车对操纵稳定性的区别。通过对轮毂电机式电动汽车的非簧载质量、行驶速度、路面摩擦系数仿真分析,从而确定主要影响稳定性的因素。另外通过双移线仿真实验仿真实验分析该模型的优劣。主要通过轮毂电机式电动汽车的侧向加速度、横摆角速度和质心侧偏角等参数评价确定其操纵稳定性。     

纯电动汽车综合性能试验台的国内外现状与改进

针对纯电动汽车研究开发的需要,介绍了台架试验的必要性,分析了目前纯电动汽车综合性能试验台架的国内外研究现状,提出了主要由机架、道路模拟装置、加载装置、惯性模拟装置等组成的纯电动汽车综合性能试验台架,结合电动车试验实际要求,指出了电动轮台架试验是轮毂电机驱动的电动汽车研制阶段中的重要环节,并介绍了一种具备多项改进设计的电动轮综合性能试验台的方案.研究结果表明,该方案能够真实地模拟实际汽车行驶的各种工况,而且还具备电机试验、垂直加载试验、机电耦合制动试验、侧向力试验等多种拓展功能,对研究轮毂电机驱动的纯电动车各项性能具有较大的实际作用.     

轮毂电机驱动电动汽车侧倾稳定性解耦控制

基于轮毂电机的力矩主动分配实现电动汽车的侧倾稳定性控制。建立轮毂电机驱动整车虚拟样机模型并通过了试验验证;以横摆角速度和质心侧偏角为状态变量,设计基于模型预测控制的横摆稳定性控制器,以侧倾角速度和侧倾角为状态变量,设计基于反馈最优控制的侧倾稳定性控制器;基于空间运动解耦进行四轮驱动转矩的底层协调分配,在此基础上实现了兼顾整车横摆运动的轮毂电机驱动电动汽车的侧倾稳定性控制。研究表明,轮毂电机驱动具有常规半轴驱动所不具备的整车空间稳定性大强度控制能力,利用所提出的横摆和侧倾运动联合解耦控制方法,可以在保证横摆稳定性的前提下有效控制侧倾运动,从而大幅提高整车的空间稳定性。     

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

针对高速行驶工况下分布式驱动电动汽车的稳定性控制问题,对分布式驱动电动汽车参考模型、模糊PI控制、车辆动力学规划、电机/液压系统协同控制策略、最优控制分配方法等方面进行了研究,对分布式驱动电动汽车电液复合稳定性控制策略进行了归纳,提出了基于轮毂电机/液压制动系统协同控制的车辆稳定性控制系统。利用Carsim建立了分布式驱动电动汽车动力学模型,并通过Simulink设计了电机/液压协同控制策略,在Car Sim/Simulink联合仿真平台上进行了正弦停滞转向试验。研究结果表明:在极限工况下,无控制或仅电机控制车辆均无法保持稳定,采用电机/液压制动系统协同控制则能保证车辆操纵稳定性。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动防滑控制关键技术综述

驱动防滑控制是四轮轮毂电机驱动电动汽车主动安全控制关键技术之一。分别从车速估计方法、路面识别方法、驱动防滑控制算法三个方面综述了四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动防滑控制的关键技术与难点。通过比较车速估计方法中基于运动学和基于动力学的估计方法的优缺点,明确了基于多方法、多信息融合的估计方法是提高车速估计精度的重要措施。比较了基于试验与基于模型的路面识别算法,分别对路面识别中涉及的路面附着系数估计方法、路面类型识别方法进行了分析,并指出:基于试验的路面识别方法仍需提高对测试环境的鲁棒性,基于模型的识别方法则需提高轮胎模型精度以及不同工况的自适应性。总结了基于滑转率控制和基于电机输出转矩控制的驱动防滑控制策略,对现有驱动防滑控制算法进行了分析,并指出提高算法的适应性和鲁棒性是未来的研究重点。最后对四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动防滑关键技术发展方向进行了展望。     

四轮轮毂电机驱动电动汽车驱动系统参数多目标优化匹配

为改善四轮轮毂电机驱动电动汽车平顺性和降低整车能耗,提出一种驱动系统参数多目标优化匹配方法.基于台架测试数据,建立永磁同步轮毂电机广义效率模型和质量模型;分别以经济性和稳定性为目标,基于动态规划法提出最优驱动与制动扭矩分配策略;以降低整车能耗和簧下质量为优化目标,求解驱动系统参数多目标优化匹配问题,获得整车能耗与簧下质量的帕累托最优集.仿真结果表明,在不同动力性指标约束下,整车动力性和经济性之间存在矛盾关系,动力性指标越高,车辆在测试工况下的能耗也越高,驱动系统最优配置方案为"前轴大电机,后轴小电机";电机尺寸优化时,应尽量减小电机轴向尺寸,以提升车辆的操稳性和平顺性;驱动系统能耗与测试工况具有强相关关系,构建具有地域特异性的测试工况对轮毂电机设计具有重要意义.     

轮毂电机四轮独立驱动电动汽车再生制动控制策略

为提高电动汽车续驶里程,提出一种适用于前后轴采用不同轮毂电机四轮独立驱动电动汽车的再生制动控制策略。基于理想制动力分配曲线、ECE R13法规、前后轴轮毂电机工作特性差异、前后轴载荷变化、电池工作特性等约束条件,制定了再生制动控制策略。在保证制动稳定的前提下,合理分配电机与摩擦制动力,提高轮毂电机制动力利用比例,回收更多制动能量。使用MATLAB/Simulink和Car Sim软件联合仿真,与典型控制策略在不同制动工况下进行对比研究。仿真结果表明:新型控制策略适用于前后轴采用不同轮毂电机的四轮独立驱动电动汽车,比传统控制策略回收更多制动能量,且制动稳定性较好,有效地延长了电动汽车续驶里程。     

电传动推土机双侧驱动转速控制策略

为了解决双电机独立驱动的电传动履带推土机的直线行驶和转向的控制问题,提出了基于转速调节的控制策略,该控制策略将驾驶员输入信号解释为电机的目标转速,控制量为两侧电机的目标转速。首先建立了电机驱动系统数学模型和整车动力系统的数学模型,然后基于Matlab/Stateflow建立了控制策略,接着利用Matlab/Simulink建立了包括推土机输入模块、控制策略模块、电机驱动系统模块、整车动力学模块的双电机独立驱动系统的仿真平台。最后在仿真平台和试验台架上进行了验证。实验结果表明:基于转速调节的控制策略是一种有效的控制策略。     

多轴独立电驱动混合动力车整车控制系统的开发

为有效解决多轴独立电驱动混合动力车辆控制技术的难题,包括如何解决整车驱动功率急剧变化与特殊用电设备稳压要求的矛盾,以及如何兼顾多轴独立电驱动系统的经济性、动力性和通过性,提出一种多轴独立电驱动混合动力车的整车分层式控制系统结构方案。在该系统中,采用整车功率跟随式能量管理策略,重点研究稳压型APU变增益PID控制策略和多轴独立电驱动多目标驱动力控制策略,并通过前向仿真系统和实车试验对其进行验证与评价。仿真和实车试验结果表明,该整车控制系统能够有效地对车辆进行控制,在实现各项功能的情况下,稳压型APU控制系统能保证在大功率波动的情况下电压波动在3%之内,多目标驱动力控制策略在提高车辆机动性的同时将电动机驱动系统的效率提高约4%。     

电动汽车分布式驱动系统的台架试验研究

掌握分布式驱动系统的转矩输出特性是制定分布式驱动汽车整车控制策略的基础。利用专门搭建的双路测试平台对研制的双电机分布式驱动系统进行了台架试验研究,考察了其转矩输出能力和不一致程度。试验结果表明,分布式驱动系统大部分工况下可以保证转矩输出的精确性和一致性,但在极限工况下还存在明显差异。因此,对于分布式驱动电动汽车,正常工况下直接根据整车稳定性需求进行驱动转矩分配即可,但极限工况下必须采取一定的结构和控制措施来保障行车安全。