基于主動輪系統(tǒng)的電動汽車整車動力學分析與集成控制.pdf

1、隨著汽車電動化與智能化的發(fā)展要求，汽車底盤系統(tǒng)的革新也日趨必要。其突出特點是底盤控制集成化、空間立體化，也即包括車輛驅(qū)動系統(tǒng)的縱向動力學、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的橫向動力學及懸架系統(tǒng)的垂向動力學的綜合平衡以及全面協(xié)調(diào)。集成制動、轉(zhuǎn)向及差速轉(zhuǎn)向、甚至懸架功能的輪轂電機主動輪概念，為上述發(fā)展趨勢提供了有效的解決方案，其主要思想是將汽車底盤動力學系統(tǒng)與車身其他系統(tǒng)分離，而將汽車動力學縱向、橫向、垂向控制系統(tǒng)功能集成。這樣的底盤功能化發(fā)展趨勢，不僅提高了控制

2、系統(tǒng)的可靠性和有效性，而且易于避免底盤功能耦合與控制目標矛盾性，具有“高功能內(nèi)聚、低系統(tǒng)耦合”的優(yōu)點。本文旨在通過充分挖掘新型電動汽車主動輪底盤系統(tǒng)性能潛力的關(guān)鍵理論問題，為全面發(fā)揮主動輪底盤系統(tǒng)的性能以及各功能間的協(xié)調(diào)工作，提出改善輪邊驅(qū)動電動汽車平順性和操縱穩(wěn)定性矛盾的有效方法，對未來新型電動汽車研發(fā)并走向?qū)嵱锰峁├碚摶A(chǔ)和技術(shù)支持。論文主要開展了以下研究工作：
　?、僦鲃虞喯到y(tǒng)輪轂電機驅(qū)動和激振特性及其對車輛動力學影響研究及

3、控制。輪轂電機是主動輪系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行機構(gòu)之一，針對輪轂電機驅(qū)動器對車輛動力學、特別是平順性和驅(qū)動需求方面的影響進行了相關(guān)研究，并進一步提出相關(guān)的電機控制方法，以滿足車輛驅(qū)動需求。
　?、谥鲃虞喖呻姶胖鲃討壹軋?zhí)行器特性及其對車輛動力學影響研究及控制。直線電機是主動輪底盤系統(tǒng)中電磁主動懸架的關(guān)鍵作動器。針對在實際應(yīng)用中需要考慮其非線性特性，如摩擦力、電機紋波力、功率限制以及電磁飽和等非線性因素對主動懸架控制的影響以及可能的改進措施進

4、行了相關(guān)研究。
　?、壑鲃虞喖芍鲃討壹芟到y(tǒng)優(yōu)化匹配。主動輪系統(tǒng)的主動懸架雖然可以有效改善輪邊驅(qū)動電動汽車的平順性和操穩(wěn)性之間的矛盾，但卻引起了主動懸架性能和能耗之間的矛盾。為改進主動懸架的性能利用率，即懸架有效作動力與峰值作動力比值等指標，針對的主動懸架進行了效率和性能利用率聯(lián)合優(yōu)化的研究。
　　④基于主動輪系統(tǒng)的多自由度耦合整車動力學一體化建模。由于主動輪底盤系統(tǒng)是集成車輛縱橫垂三向動力學控制的單元，因此車輛動力學的分析

5、需要相對統(tǒng)一和完整的整車動力學模型。以裝備四輪驅(qū)動、四輪轉(zhuǎn)向、四輪主動懸架的主動輪車輛為研究對象，完成整車六軸耦合動力學建模，為分析整車穩(wěn)定性提供基礎(chǔ)。
　　⑤主動輪電動汽車動力學穩(wěn)定性多目標分析。根據(jù)主動輪系統(tǒng)縱、橫、垂動力學一體化的特性，全面考察分析車輛抗側(cè)翻及側(cè)向穩(wěn)定性之間的耦合關(guān)系，以及路面激勵對電動汽車穩(wěn)定性的影響。
　?、藁谥鲃虞喌妆P系統(tǒng)的控制策略研究?；谒妮喼鲃愚D(zhuǎn)向控制、電磁主動懸架的整車姿態(tài)（車身、車輪）