輪轂驅(qū)動輕型商用車底盤差速控制研究
發(fā)布時間:2021-08-28 12:14
輪轂驅(qū)動是一種將驅(qū)動電機集成在汽車輪轂里的新型布置方式,它改變了常規(guī)純電動汽車電機集中布置的形式,驅(qū)動輪的驅(qū)動和制動力矩能夠獨立控制。由于輪轂驅(qū)動的電動化汽車底盤取消了傳統(tǒng)的機械式差速器,如何協(xié)調(diào)驅(qū)動電機和各驅(qū)動輪之間的差速轉(zhuǎn)向關(guān)系成為了決定整車操縱穩(wěn)定性和行駛安全性的關(guān)鍵問題。本研究源自于行業(yè)委托課題《輪轂電機驅(qū)動純電動輕型車底盤及關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)》,旨在面向輕型商用車開發(fā)純電動輪轂驅(qū)動底盤,實現(xiàn)整車的差速控制提高操縱穩(wěn)定性。本研究重點開展的工作如下所述:第一,采用平臺化的理念,面向輕型商用車提出可拓展的輪轂驅(qū)動底盤設(shè)計方案;谳嗇炿姍C驅(qū)動底盤的特點,結(jié)合電動汽車參數(shù)匹配方法,對整車和動力系統(tǒng)進行參數(shù)匹配計算確保底盤參數(shù)的合理性。采用ADAMS/CAR軟件,建立整車多體動力學(xué)模型用于后續(xù)的仿真分析。第二,對整車動力學(xué)的數(shù)學(xué)模型進行計算,結(jié)合電子差速轉(zhuǎn)向控制原理,采用PID閉環(huán)反饋控制提出的差速控制策略。該策略根據(jù)整車縱向行駛速度和轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角來計算理想橫擺角速度,將理想橫擺角速度和實際橫擺角速度的差值通過PID控制器得出附加橫擺力矩,將其轉(zhuǎn)換為附加轉(zhuǎn)矩加到正確的驅(qū)動輪上,進而實現(xiàn)差速轉(zhuǎn)向...
【文章來源】:廈門理工學(xué)院福建省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1汽車穩(wěn)定性控制原理??
?第一章緒論????%?%?’??II加樓擺力矩方向?附加摜擺力矩方向??圖1-1汽車穩(wěn)定性控制原理??1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??分布式驅(qū)動電機是基于電動汽車本身的特性,使用驅(qū)動輪獨立驅(qū)動的驅(qū)動形式??mm。在制動反饋速度,動力傳遞效率,內(nèi)部空間利用率和車輛可控性方面,分布式??驅(qū)動電動汽車優(yōu)于集中驅(qū)動電動汽車和常規(guī)內(nèi)燃機汽車[14]。分布式驅(qū)動電動汽車由多??個電機獨立驅(qū)動,每個電機的輸出扭矩可以獨立,準(zhǔn)確地控制驅(qū)動輪。在電動機容量??范圍內(nèi),每個驅(qū)動輪的扭矩可以按任意比例分配,甚至一側(cè)可以驅(qū)動,另一側(cè)可以制??動。分布式驅(qū)動電動汽車省去了傳統(tǒng)汽車變速箱系統(tǒng)的許多組件,例如差速器,變速??器,離合器與主減速器,從而大大簡化了車輛的整體結(jié)構(gòu)并提高了整體變速箱的效率??£15\如圖i-2是傳統(tǒng)汽車和輪轂驅(qū)動的電動汽車布置對比圖。??奶?????_???■???4BPPBI?]■?I?JPPPfPiSi?]??...?.??卜?1?;?.?rn??v' ̄'? ̄?-???^?G^iiO?'?°??圖1-2傳統(tǒng)汽車與輪轂驅(qū)車汽車布置對比圖??但是輪轂電機獨立驅(qū)動的形式提髙了對驅(qū)動輪之間協(xié)調(diào)控制的要求,因此各國學(xué)??者對此進行了大量的研究。??1990年,日本東京大學(xué)的Shin-ichiro等人,通過研究路面情況和車輪滑移的關(guān)??系,設(shè)計MFC?(模型跟隨控制)和SRC?(滑移率控制)控制器并在UOT?Electric?March??電動車上進行評估驗證[16】。??1997年,MasayukiTerashima和TadashiAshikaga等人,通過對高速行駛下,電?
理想工況,比如低速、車輪無側(cè)偏的情況,并不適用于車輛??所有轉(zhuǎn)向工況,同時基于目前研宄出的算法中大部分因未考慮系統(tǒng)的動力學(xué)變化,仍??屬于靜態(tài)控制而非基于系統(tǒng)特性的動態(tài)控制分配,無法滿足實車應(yīng)用。輪轂驅(qū)動電動??汽車的控制方法主要針對極端條件如何提高整車的穩(wěn)定性,而對非限制條件下的研宄??較少。??1.3分布式驅(qū)動電動汽車??1.3.1分布式電動汽車的驅(qū)動方式??分布式驅(qū)動電動汽車的驅(qū)動方式分為輪邊驅(qū)動和輪轂驅(qū)動兩種方式,分布式驅(qū)動??方式和單電機集中驅(qū)動方式的具體布置方式對比如圖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:減速器M:電機??圖1-3分布式驅(qū)動電動汽車的驅(qū)動方式??如圖1-3?(a)所示為單電機集中驅(qū)動方式包括電機,減速器和差速器。由于省略??了離合器和變速器所以可以減小傳動系統(tǒng)的尺寸和質(zhì)量;如圖1-3?(b)所示也是單電??機集中驅(qū)動方式,其中電機,減速器和差速器是一體的,通過左右兩側(cè)的半軸驅(qū)動車??輪。該驅(qū)動方式結(jié)構(gòu)緊湊,主要用于小型電動車輛;如圖1-3?(c)所示為分布式驅(qū)動??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于狀態(tài)反饋的分布式驅(qū)動電動汽車操縱性改善控制方法[J]. 余卓平,熊璐,馮源. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2016(03)
[2]分布式驅(qū)動電動汽車穩(wěn)定性分層控制策略研究[J]. 林程,徐志峰,周逢軍,曹萬科. 北京理工大學(xué)學(xué)報. 2015(05)
[3]輪轂電機驅(qū)動電動汽車電子差速器仿真研究[J]. 孫明江,段敏,李剛. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2015(02)
[4]分布式驅(qū)動電動汽車操縱性改善控制策略設(shè)計[J]. 余卓平,劉軍,熊璐,馮源. 同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(07)
[5]我國汽車行業(yè)銷量預(yù)測及對策[J]. 李磊,洪學(xué)敏. 遼寧省交通高等?茖W(xué)校學(xué)報. 2014(03)
[6]四輪驅(qū)動電動汽車永磁無刷輪轂電機轉(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(自然科學(xué)版). 2012(04)
[7]電動車電子差速控制方法的研究[J]. 吳志紅,朱文吉,朱元. 電力電子技術(shù). 2008(10)
[8]四輪轂電機電動車的電子差速控制方法[J]. 周勇,李聲晉,田海波,方宗德,周奇勛. 電機與控制學(xué)報. 2007(05)
[9]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電動車電子差速器設(shè)計[J]. 唐文武,陳世元,郭建龍. 汽車工程. 2007(05)
[10]電動車用輪轂電機研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 褚文強,辜承林. 電機與控制應(yīng)用. 2007(04)
博士論文
[1]輪式驅(qū)動電動車控制系統(tǒng)的研究[D]. 葛英輝.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于轉(zhuǎn)矩分配的分布式驅(qū)動電動汽車穩(wěn)定性控制研究[D]. 李少坤.吉林大學(xué) 2016
[2]電動汽車電機CAN通信與測試系統(tǒng)的研究[D]. 李霽雰.浙江大學(xué) 2015
[3]高速電動輪結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[D]. 謝丹.重慶大學(xué) 2013
[4]基于電液比例控制的自行式重型平板車轉(zhuǎn)向特性研究[D]. 范鈺涓.山東理工大學(xué) 2013
[5]大學(xué)生方程式賽車總布置設(shè)計及優(yōu)化[D]. 李金三.華南理工大學(xué) 2011
[6]電動輪汽車差速控制策略研究[D]. 彭思侖.武漢科技大學(xué) 2011
[7]基于電子差速的輪邊驅(qū)動電動汽車動力驅(qū)動系統(tǒng)仿真研究[D]. 張慧慧.長安大學(xué) 2010
[8]基于FPGA的四驅(qū)電動車電機驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 李學(xué)君.武漢理工大學(xué) 2010
[9]電動汽車四輪獨立驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉川.武漢理工大學(xué) 2009
[10]電動汽車驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 盧旭.長安大學(xué) 2007
本文編號:3368494
【文章來源】:廈門理工學(xué)院福建省
【文章頁數(shù)】:81 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1汽車穩(wěn)定性控制原理??
?第一章緒論????%?%?’??II加樓擺力矩方向?附加摜擺力矩方向??圖1-1汽車穩(wěn)定性控制原理??1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀??分布式驅(qū)動電機是基于電動汽車本身的特性,使用驅(qū)動輪獨立驅(qū)動的驅(qū)動形式??mm。在制動反饋速度,動力傳遞效率,內(nèi)部空間利用率和車輛可控性方面,分布式??驅(qū)動電動汽車優(yōu)于集中驅(qū)動電動汽車和常規(guī)內(nèi)燃機汽車[14]。分布式驅(qū)動電動汽車由多??個電機獨立驅(qū)動,每個電機的輸出扭矩可以獨立,準(zhǔn)確地控制驅(qū)動輪。在電動機容量??范圍內(nèi),每個驅(qū)動輪的扭矩可以按任意比例分配,甚至一側(cè)可以驅(qū)動,另一側(cè)可以制??動。分布式驅(qū)動電動汽車省去了傳統(tǒng)汽車變速箱系統(tǒng)的許多組件,例如差速器,變速??器,離合器與主減速器,從而大大簡化了車輛的整體結(jié)構(gòu)并提高了整體變速箱的效率??£15\如圖i-2是傳統(tǒng)汽車和輪轂驅(qū)動的電動汽車布置對比圖。??奶?????_???■???4BPPBI?]■?I?JPPPfPiSi?]??...?.??卜?1?;?.?rn??v' ̄'? ̄?-???^?G^iiO?'?°??圖1-2傳統(tǒng)汽車與輪轂驅(qū)車汽車布置對比圖??但是輪轂電機獨立驅(qū)動的形式提髙了對驅(qū)動輪之間協(xié)調(diào)控制的要求,因此各國學(xué)??者對此進行了大量的研究。??1990年,日本東京大學(xué)的Shin-ichiro等人,通過研究路面情況和車輪滑移的關(guān)??系,設(shè)計MFC?(模型跟隨控制)和SRC?(滑移率控制)控制器并在UOT?Electric?March??電動車上進行評估驗證[16】。??1997年,MasayukiTerashima和TadashiAshikaga等人,通過對高速行駛下,電?
理想工況,比如低速、車輪無側(cè)偏的情況,并不適用于車輛??所有轉(zhuǎn)向工況,同時基于目前研宄出的算法中大部分因未考慮系統(tǒng)的動力學(xué)變化,仍??屬于靜態(tài)控制而非基于系統(tǒng)特性的動態(tài)控制分配,無法滿足實車應(yīng)用。輪轂驅(qū)動電動??汽車的控制方法主要針對極端條件如何提高整車的穩(wěn)定性,而對非限制條件下的研宄??較少。??1.3分布式驅(qū)動電動汽車??1.3.1分布式電動汽車的驅(qū)動方式??分布式驅(qū)動電動汽車的驅(qū)動方式分為輪邊驅(qū)動和輪轂驅(qū)動兩種方式,分布式驅(qū)動??方式和單電機集中驅(qū)動方式的具體布置方式對比如圖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:減速器M:電機??圖1-3分布式驅(qū)動電動汽車的驅(qū)動方式??如圖1-3?(a)所示為單電機集中驅(qū)動方式包括電機,減速器和差速器。由于省略??了離合器和變速器所以可以減小傳動系統(tǒng)的尺寸和質(zhì)量;如圖1-3?(b)所示也是單電??機集中驅(qū)動方式,其中電機,減速器和差速器是一體的,通過左右兩側(cè)的半軸驅(qū)動車??輪。該驅(qū)動方式結(jié)構(gòu)緊湊,主要用于小型電動車輛;如圖1-3?(c)所示為分布式驅(qū)動??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于狀態(tài)反饋的分布式驅(qū)動電動汽車操縱性改善控制方法[J]. 余卓平,熊璐,馮源. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2016(03)
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[3]輪轂電機驅(qū)動電動汽車電子差速器仿真研究[J]. 孫明江,段敏,李剛. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2015(02)
[4]分布式驅(qū)動電動汽車操縱性改善控制策略設(shè)計[J]. 余卓平,劉軍,熊璐,馮源. 同濟大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2014(07)
[5]我國汽車行業(yè)銷量預(yù)測及對策[J]. 李磊,洪學(xué)敏. 遼寧省交通高等?茖W(xué)校學(xué)報. 2014(03)
[6]四輪驅(qū)動電動汽車永磁無刷輪轂電機轉(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(自然科學(xué)版). 2012(04)
[7]電動車電子差速控制方法的研究[J]. 吳志紅,朱文吉,朱元. 電力電子技術(shù). 2008(10)
[8]四輪轂電機電動車的電子差速控制方法[J]. 周勇,李聲晉,田海波,方宗德,周奇勛. 電機與控制學(xué)報. 2007(05)
[9]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的電動車電子差速器設(shè)計[J]. 唐文武,陳世元,郭建龍. 汽車工程. 2007(05)
[10]電動車用輪轂電機研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 褚文強,辜承林. 電機與控制應(yīng)用. 2007(04)
博士論文
[1]輪式驅(qū)動電動車控制系統(tǒng)的研究[D]. 葛英輝.浙江大學(xué) 2005
碩士論文
[1]基于轉(zhuǎn)矩分配的分布式驅(qū)動電動汽車穩(wěn)定性控制研究[D]. 李少坤.吉林大學(xué) 2016
[2]電動汽車電機CAN通信與測試系統(tǒng)的研究[D]. 李霽雰.浙江大學(xué) 2015
[3]高速電動輪結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析[D]. 謝丹.重慶大學(xué) 2013
[4]基于電液比例控制的自行式重型平板車轉(zhuǎn)向特性研究[D]. 范鈺涓.山東理工大學(xué) 2013
[5]大學(xué)生方程式賽車總布置設(shè)計及優(yōu)化[D]. 李金三.華南理工大學(xué) 2011
[6]電動輪汽車差速控制策略研究[D]. 彭思侖.武漢科技大學(xué) 2011
[7]基于電子差速的輪邊驅(qū)動電動汽車動力驅(qū)動系統(tǒng)仿真研究[D]. 張慧慧.長安大學(xué) 2010
[8]基于FPGA的四驅(qū)電動車電機驅(qū)動控制系統(tǒng)設(shè)計[D]. 李學(xué)君.武漢理工大學(xué) 2010
[9]電動汽車四輪獨立驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究[D]. 劉川.武漢理工大學(xué) 2009
[10]電動汽車驅(qū)動控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D]. 盧旭.長安大學(xué) 2007
本文編號:3368494
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