發(fā)布時間：2020-09-26 20:37

　　 采用輪轂電機獨立驅動的電動汽車使車輛傳動系統(tǒng)得到了根本簡化,便于實現(xiàn)多軸多輪驅動,提高了驅動效能及控制的靈活性,已成為車用驅動方式研究的熱點。四輪獨立驅動電動汽車的轉向可通過差速控制取代傳統(tǒng)的機械差速器來實現(xiàn),進一步簡化了車輛的轉向結構。電子差速控制方案是影響車輛轉彎半徑、行駛穩(wěn)定性的關鍵因素,本文主要針對電子差速系統(tǒng)在四輪獨立驅動電動汽車的應用展開了研究。首先,本文對電子差速原理進行了分析,為了得到電動汽車四個車輪的理論速度,分別建立了前輪差速轉向模型和四輪差速轉向模型,并分析了兩種差速方式各自優(yōu)勢;為了研究轉向角變化對車輪的影響,建立了差速轉向動力學模型和輪胎模型。其次,在對所建立的模型進行分析后,并基于對現(xiàn)有電子差速系統(tǒng)的研究分析、駕駛過程的安全性、差速方式的靈活性和工程應用實際情況的綜合考慮,設計了基于不同行駛狀態(tài)和車況下的電子差速方案。電動汽車的電子差速控制器,通過對車況信號實時采集,判斷執(zhí)行不同的電子差速方式;同時計算不同差速方案中四個車輪的車速實時變化情況,并將車速的控制信號分別發(fā)送給四個電機驅動控制器,電機驅動控制器控制輪轂電機運行,達到差速的目的。電子差速控制器還實時的對四個車輪的滑移率/滑轉率進行檢測,從而判斷四個車輪的行駛狀況,并對四個車輪的速度進行實時調整。文章對所建立的Matlab/Simulink差速仿真模型結果進行了分析,驗證了電子差速方案的有效性。然后,本文對電動汽車的電控系統(tǒng)和軟件進行了設計。主要對電動汽車的電子差速控制器進行了詳細設計,使用Altium Designer對控制器進行原理圖設計和PCB繪制;根據(jù)電動汽車的差速功能要求,使用KeilμVision4對電動汽車控制器進行電子差速軟件開發(fā),并搭建了電動汽車的差速實驗平臺。最后,本文研制了原理樣車,對電控系統(tǒng)和電子差速系統(tǒng)進行實驗,實驗結果表明所設計的電子差速方案有效可行。
【學位單位】：西安科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U469.72
【部分圖文】：

向驅動力分配情況、輪胎的滑轉率和路面附著系數(shù)等，取得了許多成果。文獻[9]基于后輪驅動的電動車，采用滑模控制算法對驅動電機進行了閉環(huán)控制，取得了很好的控制效果。文獻[10]基于兩后輪獨立驅動的電動汽車，建立了以車輪轉速為控制目標的自適應控制和以橫擺角速度為控制目標的兩層控制方案，并達到了控制目標。文獻[11]設計了基于前輪、后輪和四輪三種電子差速控制模式的電子差速器，并進行了仿真和大量的實驗。2014 年，日本的純電動汽車研發(fā)公司——SIM-Drive 宣布：研發(fā)出第四款車輛“SIM-HAL”，如圖 1.1（a）所示。該車采用四個輪轂電機直接驅動，進行四輪獨立控制，實現(xiàn)了電動汽車的機動性與穩(wěn)定性的平衡。美國著名的電動汽車及能源公司——特斯拉（Tesla），從 2008 年至 2017 年期間相繼推出了“Roadster”、“Model S”、“Model X”、“Model 3”，如圖 1.1（b）所示。其設計制造、電池技術、充電技術、電池管理、驅動技術不斷完善，而驅動技術也由原來的兩輪驅動逐漸提升為四輪全驅，而這背后依托的是兩個電機：一個電機驅動后輪，配合另一個較小的電機驅動前輪。Tesla 無疑極大的推動了電動汽車的發(fā)展。

（a）“春暉三號” （b）文獻 13 和 14 的差速結構圖 1.2 “春暉三號”和文獻 13 和 14 的差速結構獻[13]和文獻[14]對基于 Ackerman 轉向模型的電子差速控制進行了研究，列研究成果，其研究模型如圖 1.2（b）所示。獻[15]和文獻[16]設計了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電子差速控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過行分析，估算出各種情況下車輪的轉速，實現(xiàn)起來比較方便。獻[17]提出了以輪胎滑移率為控制目標的用于轉矩分配的滑�？刂撇呗裕治�，也取得了一定的效果。011 年，奇瑞公司展出了采用四輪驅動的瑞麟“XI-EV”純電動汽車，車輪進行單獨調節(jié)，如圖 1.3（a）所示。

（a）“春暉三號” （b）文獻 13 和 14 的差速結構圖 1.2 “春暉三號”和文獻 13 和 14 的差速結構文獻[13]和文獻[14]對基于 Ackerman 轉向模型的電子差速控制進行了研究，并取一系列研究成果，其研究模型如圖 1.2（b）所示。文獻[15]和文獻[16]設計了基于神經(jīng)網(wǎng)絡的電子差速控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過對樣據(jù)進行分析，估算出各種情況下車輪的轉速，實現(xiàn)起來比較方便。文獻[17]提出了以輪胎滑移率為控制目標的用于轉矩分配的滑�？刂撇呗裕ㄟ^仿真分析，也取得了一定的效果。2011 年，奇瑞公司展出了采用四輪驅動的瑞麟“XI-EV”純電動汽車，車輪的驅可以進行單獨調節(jié)，如圖 1.3（a）所示。

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

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本文編號：2827468