考慮能效優(yōu)化的四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車轉(zhuǎn)矩分配控制
發(fā)布時(shí)間:2021-02-25 05:42
新能源汽車作為能耗危機(jī)和環(huán)境污染問題的解決方案,成為目前汽車領(lǐng)域主要的發(fā)展方向。在多種驅(qū)動(dòng)模式和整車構(gòu)架的新能源汽車中,由輪轂電機(jī)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)每個(gè)車輪的四輪驅(qū)動(dòng)純電動(dòng)汽車因其結(jié)構(gòu)緊湊、驅(qū)動(dòng)形式靈活多變、傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn),成為電動(dòng)汽車領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的一個(gè)關(guān)鍵研究問題是電機(jī)的轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制,本文從整車能效優(yōu)化的角度展開對四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)矩分配策略問題的研究。通過合理的轉(zhuǎn)矩分配方式,減小電機(jī)和車輪的能量損耗,有效的提高整車的經(jīng)濟(jì)性。首先本文針對四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)和能耗特性,分析了與汽車能效相關(guān)的電機(jī)能量損耗和輪胎滑移引起的能量損耗特點(diǎn)。對此,介紹了輪轂電機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和能耗分析,并建立輪轂電機(jī)的能量損失模型;其次,介紹了車輪模型、輪胎模型,并闡述了基于UniTire模型的輪胎滑移能耗模型的建模過程。為后文構(gòu)建轉(zhuǎn)矩分配優(yōu)化問題奠定基礎(chǔ)。然后,將電機(jī)能量損失和輪胎滑移能量損失作為性能指標(biāo)函數(shù),建立綜合考慮整車能耗的轉(zhuǎn)矩分配優(yōu)化控制問題。在構(gòu)建優(yōu)化控制問題上,根據(jù)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程與優(yōu)化場景的設(shè)定,構(gòu)建出優(yōu)化問題對應(yīng)的狀態(tài)方程,系統(tǒng)約束以及邊值條件,并將歸一化后的電機(jī)能耗損失和輪...
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
013-2019年新能源汽車銷量及增長率
第1章緒論3機(jī)中[11]。但這種情況下,隨著車輛的加減速過程中加速度的改變,車輛的垂直載荷會(huì)在前后軸之間轉(zhuǎn)移變化,從而改變輪胎的滑移剛度大小,影響輪胎與地面的滑移程度,加大輪胎的磨損,增加輪胎的更換頻率,增大整車的投入成本。尤其是在急加速工況和路面附著系數(shù)較低的條件下,輪胎的磨損較大,此時(shí)考慮四輪驅(qū)動(dòng)車輛合理的轉(zhuǎn)矩分配更有意義。因此,在考慮整車的能效問題上,綜合考慮電機(jī)能量效率和輪胎的滑移能耗損失的優(yōu)化過程中,四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)矩分配策略尤其重要。1.2研究現(xiàn)狀1.2.1四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀汽車的四個(gè)車輪可以獨(dú)立控制驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,四個(gè)車輪之間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持相互獨(dú)立,車輪和車輪之間沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)連接的車輛被稱為四輪驅(qū)動(dòng)汽車[12]。相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車,電動(dòng)汽車采用四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)技術(shù)會(huì)給底盤帶來更大程度的主動(dòng)化和電動(dòng)化,提高整車的性能。四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)更加緊湊,傳動(dòng)效率更高,并且整車的控制更加自由,為新能源汽車帶來新的發(fā)展機(jī)會(huì)[13-14]。隨著汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步,四輪驅(qū)動(dòng)汽車的種類也逐漸增多起來,四輪驅(qū)動(dòng)車輛的結(jié)構(gòu)和控制方法也在不斷發(fā)展。目前的四輪驅(qū)動(dòng)車輛有適時(shí)四驅(qū)、分時(shí)四驅(qū)和全時(shí)四驅(qū)。適時(shí)四驅(qū)是指在行駛路況良好時(shí),車輛采用后驅(qū)的方式,當(dāng)路面環(huán)境惡劣使得汽車出現(xiàn)打滑等情況時(shí),車輛會(huì)將驅(qū)動(dòng)力根據(jù)需求分配給四個(gè)車輪,這種適時(shí)四驅(qū)的車輛存在反應(yīng)速度慢的缺點(diǎn)。全時(shí)四驅(qū)車輛是指車輛在行駛中一直處于四輪驅(qū)動(dòng),分為可調(diào)節(jié)動(dòng)力分配和不可調(diào)節(jié)動(dòng)力分配兩種方式。分時(shí)四驅(qū)是指可以選擇性地控制車輛是四驅(qū)還是保持兩輪驅(qū)動(dòng),具體的四輪驅(qū)動(dòng)車輛的分類方式[16]如圖1.2所示。圖1.2四輪驅(qū)動(dòng)汽車的分類
通用Autonomy概
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Using approximate dynamic programming for multi-ESM scheduling to track ground moving targets[J]. WAN Kaifang,GAO Xiaoguang,LI Bo,LI Fei. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(01)
[2]Effect of Tire Repeated Root Modal on Tire Modelling with Experimental Modal[J]. Zhenfeng Wang,Yongchang Du,Mingming Dong,Liang Gu. Journal of Beijing Institute of Technology. 2017(01)
[3]基于LSSVM的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的Willans模型[J]. 李仲興,王吳杰,徐興,蔣侃. 江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[4]四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車研究綜述[J]. 李剛,宗長富. 遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
[5]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)控制發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 余卓平,馮源,熊璐. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(08)
[6]線控四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)電動(dòng)車集成控制[J]. 李剛,宗長富,陳國迎,洪偉,何磊. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2012(04)
[7]四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車永磁無刷輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩分配[J]. 盧東斌,歐陽明高,谷靖,李建秋. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(04)
[8]未來電驅(qū)動(dòng)主力——輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡介[J]. 孫毅. 汽車運(yùn)用. 2011(10)
[9]輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車各輪轂電機(jī)扭矩分配算法的仿真和評價(jià)[J]. 熊璐,余卓平. 計(jì)算機(jī)輔助工程. 2010(01)
[10]基于滑?刂频乃妮嗱(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制[J]. 趙艷娥,張建武. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(10)
博士論文
[1]四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車操縱穩(wěn)定性與節(jié)能集成優(yōu)化控制[D]. 趙彬.吉林大學(xué) 2019
[2]四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車最小轉(zhuǎn)彎能耗轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制研究[D]. 孫文.吉林大學(xué) 2018
[3]4WID/4WIS電動(dòng)車輛防滑與橫擺穩(wěn)定性控制研究[D]. 楊福廣.山東大學(xué) 2010
[4]四輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)車輛實(shí)驗(yàn)平臺及驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng)研究[D]. 王博.清華大學(xué) 2009
碩士論文
[1]低附著條件下四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)控制[D]. 蔣智通.吉林大學(xué) 2019
[2]四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車穩(wěn)定性分層控制研究[D]. 張東升.西安科技大學(xué) 2019
[3]輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D]. 張松楊.華中科技大學(xué) 2019
[4]四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直線行駛控制策略研究[D]. 喬名星.北京理工大學(xué) 2016
[5]電動(dòng)汽車用直驅(qū)式輪轂電機(jī)的研究[D]. 吳應(yīng)軍.武漢理工大學(xué) 2012
[6]車輛四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究及仿真分析[D]. 戚烈.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[7]基于磁阻轉(zhuǎn)矩的高功率密度永磁輪轂電機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D]. 李信梅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號:3050532
【文章來源】:吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
013-2019年新能源汽車銷量及增長率
第1章緒論3機(jī)中[11]。但這種情況下,隨著車輛的加減速過程中加速度的改變,車輛的垂直載荷會(huì)在前后軸之間轉(zhuǎn)移變化,從而改變輪胎的滑移剛度大小,影響輪胎與地面的滑移程度,加大輪胎的磨損,增加輪胎的更換頻率,增大整車的投入成本。尤其是在急加速工況和路面附著系數(shù)較低的條件下,輪胎的磨損較大,此時(shí)考慮四輪驅(qū)動(dòng)車輛合理的轉(zhuǎn)矩分配更有意義。因此,在考慮整車的能效問題上,綜合考慮電機(jī)能量效率和輪胎的滑移能耗損失的優(yōu)化過程中,四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)矩分配策略尤其重要。1.2研究現(xiàn)狀1.2.1四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車發(fā)展現(xiàn)狀汽車的四個(gè)車輪可以獨(dú)立控制驅(qū)動(dòng)和制動(dòng)轉(zhuǎn)矩,四個(gè)車輪之間的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)保持相互獨(dú)立,車輪和車輪之間沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)連接的車輛被稱為四輪驅(qū)動(dòng)汽車[12]。相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車,電動(dòng)汽車采用四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)技術(shù)會(huì)給底盤帶來更大程度的主動(dòng)化和電動(dòng)化,提高整車的性能。四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的結(jié)構(gòu)更加緊湊,傳動(dòng)效率更高,并且整車的控制更加自由,為新能源汽車帶來新的發(fā)展機(jī)會(huì)[13-14]。隨著汽車技術(shù)的不斷進(jìn)步,四輪驅(qū)動(dòng)汽車的種類也逐漸增多起來,四輪驅(qū)動(dòng)車輛的結(jié)構(gòu)和控制方法也在不斷發(fā)展。目前的四輪驅(qū)動(dòng)車輛有適時(shí)四驅(qū)、分時(shí)四驅(qū)和全時(shí)四驅(qū)。適時(shí)四驅(qū)是指在行駛路況良好時(shí),車輛采用后驅(qū)的方式,當(dāng)路面環(huán)境惡劣使得汽車出現(xiàn)打滑等情況時(shí),車輛會(huì)將驅(qū)動(dòng)力根據(jù)需求分配給四個(gè)車輪,這種適時(shí)四驅(qū)的車輛存在反應(yīng)速度慢的缺點(diǎn)。全時(shí)四驅(qū)車輛是指車輛在行駛中一直處于四輪驅(qū)動(dòng),分為可調(diào)節(jié)動(dòng)力分配和不可調(diào)節(jié)動(dòng)力分配兩種方式。分時(shí)四驅(qū)是指可以選擇性地控制車輛是四驅(qū)還是保持兩輪驅(qū)動(dòng),具體的四輪驅(qū)動(dòng)車輛的分類方式[16]如圖1.2所示。圖1.2四輪驅(qū)動(dòng)汽車的分類
通用Autonomy概
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Using approximate dynamic programming for multi-ESM scheduling to track ground moving targets[J]. WAN Kaifang,GAO Xiaoguang,LI Bo,LI Fei. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2018(01)
[2]Effect of Tire Repeated Root Modal on Tire Modelling with Experimental Modal[J]. Zhenfeng Wang,Yongchang Du,Mingming Dong,Liang Gu. Journal of Beijing Institute of Technology. 2017(01)
[3]基于LSSVM的電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的Willans模型[J]. 李仲興,王吳杰,徐興,蔣侃. 江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2016(04)
[4]四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)電動(dòng)汽車研究綜述[J]. 李剛,宗長富. 遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(01)
[5]分布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)控制發(fā)展現(xiàn)狀綜述[J]. 余卓平,馮源,熊璐. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(08)
[6]線控四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)電動(dòng)車集成控制[J]. 李剛,宗長富,陳國迎,洪偉,何磊. 吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2012(04)
[7]四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車永磁無刷輪轂電機(jī)轉(zhuǎn)矩分配[J]. 盧東斌,歐陽明高,谷靖,李建秋. 清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2012(04)
[8]未來電驅(qū)動(dòng)主力——輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)簡介[J]. 孫毅. 汽車運(yùn)用. 2011(10)
[9]輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車各輪轂電機(jī)扭矩分配算法的仿真和評價(jià)[J]. 熊璐,余卓平. 計(jì)算機(jī)輔助工程. 2010(01)
[10]基于滑?刂频乃妮嗱(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性控制[J]. 趙艷娥,張建武. 上海交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2009(10)
博士論文
[1]四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車操縱穩(wěn)定性與節(jié)能集成優(yōu)化控制[D]. 趙彬.吉林大學(xué) 2019
[2]四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車最小轉(zhuǎn)彎能耗轉(zhuǎn)矩優(yōu)化控制研究[D]. 孫文.吉林大學(xué) 2018
[3]4WID/4WIS電動(dòng)車輛防滑與橫擺穩(wěn)定性控制研究[D]. 楊福廣.山東大學(xué) 2010
[4]四輪獨(dú)立電驅(qū)動(dòng)車輛實(shí)驗(yàn)平臺及驅(qū)動(dòng)力控制系統(tǒng)研究[D]. 王博.清華大學(xué) 2009
碩士論文
[1]低附著條件下四輪驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)控制[D]. 蔣智通.吉林大學(xué) 2019
[2]四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車穩(wěn)定性分層控制研究[D]. 張東升.西安科技大學(xué) 2019
[3]輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)研究[D]. 張松楊.華中科技大學(xué) 2019
[4]四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直線行駛控制策略研究[D]. 喬名星.北京理工大學(xué) 2016
[5]電動(dòng)汽車用直驅(qū)式輪轂電機(jī)的研究[D]. 吳應(yīng)軍.武漢理工大學(xué) 2012
[6]車輛四輪驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)研究及仿真分析[D]. 戚烈.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
[7]基于磁阻轉(zhuǎn)矩的高功率密度永磁輪轂電機(jī)的設(shè)計(jì)研究[D]. 李信梅.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2008
本文編號:3050532
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