轮毂电机电动汽车纵向稳固化控制概述

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1、轮毂电机电动汽车纵向稳固化控制概述1绪论1.1论文的选题意义及研究背景能源与环境问题愈来愈成为各个学科及产业关注的焦点。自二十世纪70年代，全球爆发石油危机，随后，2008年全球油价上涨，使得各行各业均处在较为严重的萧条状态，而汽车行业首当其冲。据全球权威能源机构(IEA)预计，到2020年前后全球汽车保有量可能达到12亿辆，届时交通用油至少将占全球的石油总消耗62%。美国国家能源部预测，到2020年之时，全球石油的需求与常规石油的供给之间将可能出现净缺口，2050年供需缺口近乎相当于2000年世界石油的总产量2倍。在我国，随着工业生产及交

2、通运输的发展，对石油及成品油的需求增加。据报道，1993年，我国的石油除了自给还会有部分出口，但是从1993年起，我国已经变成石油的净进口国。据记载2000年时，我国的机动车消耗石油已达到了6560万吨，约占据全国总石油消费量的1/3。而到2020年时，我国石油消耗量将达4.3亿吨-6.1亿吨，在这个巨大的数字中，国内可提供量仅占约1.8亿吨-2亿吨，缺口高达到2.5亿吨-4.1亿吨。我国的石油对外依存程度也从1995年的7.6%急剧地增加到了2000年的31%。据此态势增长下去，到2020年有可能到达60%。根据我国国情，我国自有石油产量

3、不可能在短期内出现大幅增长，所以，今后石油需求量几乎全部要依靠进口。这样，到2020年，我国的石油进口量将有可能超过3亿吨，那时，我国便成为世界第一大油品进口国[2]。与此同时，石油的大量消耗也对环境造成了极大的压力。近年来，由于环境自净化能力日趋饱和，导致我国部分城市和地区出现雾霾等严重污染现象。再加上急剧上升的交通压力，使得人们将矛头指向传统汽车。在能源和环境两大矛盾的激化下，电动汽车的幵发、应用逐渐成为业内焦点。其电驱动的本质能够较好协调上述矛盾。电动汽车包括混合动力汽车、燃料电池汽车和纯电动汽车。其中，纯电动汽车由于具有零排放的优势

4、，而被广泛研究。纯电动汽车按照驱动系统种类可分为单电机驱动、双电机驱动和四轮轮毂电机驱动。本文以四轮轮穀电机驱动电动汽车为研究对象，其具有系统响应时间短、整体结构简化、节能效果好、可控性较高等特点。1.2国内外研究现状轮毂电机驱动系统的众多优点使其更加适用于军车，是军用车辆驱动系统的发展方向之一。釆用轮毂电机驱动吋，车辆噪声和热福射很小，不易被红外侦察设备发现，隐蔽性优越；不需繁冗的机械传动装置，使车辆底盘的布置灵活，同时使得车内的可利用的有效空间大大增加，以便装载卜更多的人员及设备；多轮驱动时，可在某轮毂电机发生故障的情况下，由其他正常工

5、作的轮毂电机对车辆进行驱动继续行驶。在美国国防部高级防务计划研究局提供科研协助的情况下，美国的通用动力陆地系统公司同美国的海军陆战队下的战斗装备实验室合作研制了应用电动轮的驱动系统的串联混合动力电动军车影子RST-V[37]。该车配备有114katlab/Simulink作为仿真平台，建立轮毂电机驱动电动汽车的七自由度模型。2.2轮穀电机驱动电动汽车动力学建模在整车动力学模型中，为了能够正确反应车辆的纵向驱动行驶性能，需要车体动力学模型、车轮动力学模型及轮胎模型等。针对这些整车模型必需的模块，下文将逐项进行建立。本文研究的是车辆纵向驱动稳定

6、性的控制问题，主要涉及到车辆的纵向、横向和横摆运动，因此建立了七自由度整车平面运动模型，七自由度包括整车四个车轮绕其轴线的转动自由度，还包括车辆纵向、横向和绕Z轴的横摆运动的自由度。在本文的轮毂电机驱动电动汽车纵向驱动稳定性的研究中，横摆角速度和质心侧偏角是车辆在转向过程中的重要控制参数，故本文主要考虑滑移率对车辆稳定性的影响，但在整车纵向驱动过程的理论研究中，出现路面附着系数不同时，也需介入对轮毂电机驱动电动汽车进行简单的转矩协调控制，在这个过程中需考虑质心侧偏角和横摆角速度的变化。车辆直线驱动行驶时，质心侧偏角较小，车辆主要跟随理想横摆

7、角速度变化，控制四个驱动轮的转矩分配，以产生理想的横摆力矩，使得车辆的运动姿态和轨迹得到控制；当质心侧偏角较大时，对车辆釆取其他的主动安全控制，减小质心侧偏角，以控制车辆的稳定行驶，避免危险情况发生。3轮毂电机驱动电动汽车整车纵向驱动........213.1整车驱动防滑控制方法........213.2整车纵向驱动防滑控制策略研究........223.2.1整车转矩协调控制策略........233.2.2整车驱动防滑控制策略........263.3本章小结........354轮毂电机驱动电动汽车仿真平台的建立........374

8、.1基于Matlab/Sixnulink的整车动力学模块........374.2基于Matlab/Simulink的车轮动力学模块........384.3基于Matlab/S