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轮边驱动增程式电动客车扭矩协调控制策略研究

王松涛  
【摘要】:增程式电动汽车作为现阶段解决纯电动汽车续驶里程问题的最佳技术方案,具有广阔的应用前景。而相较于集中驱动式的电动汽车,电动轮驱动的电动汽车因其响应迅速、可控性较高且结构简单等特点,成为了电动汽车新的发展方向。本文以后轮轮边驱动的增程式电动客车为研究对象,基于汽车系统动力学理论,对其整车能量管理控制及转矩协调控制策略进行了研究,在实现增程电动汽车动力性经济性控制的同时,满足整车操纵稳定性需求。主要研究内容和结论如下:首先,根据增程式轮边驱动电动汽车动力系统的特性,以保证整车动力性与经济性为目标,对传动系统、驱动电机、增程器和动力电池的性能参数进行了匹配计算。其次,基于汽车系统多体动力学理论,在AMESim软件中建立了包括整车纵向、横向、侧向平动,车身俯仰、侧倾、横摆运动,汽车转向运动以及四个车轮的旋转运动、垂向运动在内总计十五自由度的整车动力学模型,并将传统汽车动力学模型与电动汽车动力性分析模型相结合,建立了模块化的轮边驱动增程式电动客车整车动力学仿真模型。然后,基于气电混合增程式电动客车特点,建立了恒功率整车能量管理控制策略及制动能量回馈控制策略,提高了整车经济性,并根据实车试验,验证了模型的有效性。研究了轮边驱动转向差速控制策略,以汽车转向修正模型为分析基础,并考虑了汽车转向行驶时轴荷转移和轮胎侧偏的影响,将车轮转矩分配与滑移率控制相结合,进行左右两侧驱动电机转矩协调控制。实现了车辆稳定的转向行驶,并将车轮滑移率控制在适宜的范围。最后,进行了驱动防滑控制及稳定性转矩协调控制策略研究,基于实时路面识别方法,确定最佳滑转率,优先保证车辆动力性,抑制车轮的过度滑转,同时根据车轮的滑转情况,协调控制驱动电机转矩,适应多种路面条件和极限工况,具有较好的操纵稳定性。


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