微型纯电动汽车的系统构型与关键参数设计

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1、微型纯电动汽车的系统构型与关键参数设计[摘要]本文中为微型纯电动汽车选定了轮毂电机驱动方式，并研究其构型和参数设计。首先构建了由整车控制器、电机控制器和电池管理系统组成的分布式控制系统以及能量回馈制动与液压制动协调配合的并联复合制动系统。然后进行关键部件的参数设计，先确定整车目标性能参数，再根据车辆动力学计算与Matlab/Simulink仿真结果，确定轮毂电机和动力电池的性能参数并进行选型。最后通过仿真与整车试验验证整车性能满足设计指标。关键词：微型电动汽车：轮毂电机；系统构型；分布式控制系统：参数设计SystemConfigurationandKeyParame

2、tersDesignofaMicroElectricVehicle[Abstract]Inthispaperanin-wheelmotordriveischosenforamicroelectricvehiclewithitssystemconfigurationandkeyparametersdesigninvestigated.Firstlyadistributedcontrolsystemconsistingofvehiclecontrolunit,motorcontrolunitsandbatterymanagementsystemandaparallelc

3、ompoundbrakingsystemcoordinatelymatchingtheenergyfeedbackbrakingwithhydraulicbrakingareconfigured.Thentheparametersofkeycomponentsaredesigned.Basedontheobjectiveperformanceparametersofvehicledefined,theparametersofin-wheelmotorsandpowerbatteryaredeterminedaccordingtotheresultsofvehicle

4、dynamiccalculationandMatlab/Simulinksimulation.Finallythesimulationandvehicletestverifythatthevehicleperformancemeetsthedesignindicators.Keywords:microelectricvelucles;in-wheelmotor;systemconfiguration;distributedcontrolsystem;parameterdesign前言随着能源和环境危机的加剧，新能源汽车被认为是解决交通问题的有效方案。纯电动汽车由于具

5、有高效无污染等优点，成为各国汽车制造商的研究重点。但与传统汽车相比，有限的续驶里程和高昂的成本仍然是制约纯电动汽车发展的瓶颈。麦肯锡和上海市政府对电动汽车潜在消费者的一项调查表明，76%的人平均每天行驶里程小于75km。因此，汽车制造商应该首先开发续驶里程能满足大多数驾驶人需求的具有价格吸引力的电动车，而不是各方面都要求与传统汽车匹敌的电动车型。在当前的电池技术条件下，续驶里程能满足大部分人日常出行需求的纯电动汽车应该成为电动汽车大规模产业化的切人点。基于上述分析，本文中选择轮毂电机驱动的微型纯电动汽车作为研究目标。首先对微型纯电动车进行系统构型设计，开发了由整车控

6、制器、电机控制器和电池管理系统组成的分布式控制系统，并设计了能量回馈制动与液压制动协调配合的并联复合制动系统。在美键零部件参数的设计上，确定整车的目标性能参数，包括动力性和续驶里程指标，采用车辆动力学计算和Matlab/Simulink仿真的方法确定轮毂电机和动力电池的性能参数，并进行选型。最后，由于受到试验设备和场地的限制，整车性能参数的验证采用仿真与车辆试验相结合的方式，证明所设计的车辆满足性能指标的要求。1微型纯电动汽车的系统构型1.1轮毂电机与分布式控制系统设计电动汽车可以采用单电机和轮毂电机直接驱动等形式。与使用单电机的传统驱动型式相比，轮毂电机直接驱动可

7、以省略包括减速器、差速器和传动轴等机械部件，因此降低了机械损耗。每个轮毂电机的驱动／制动转矩可以快速、精确和独立地控制，使车辆的稳定性得到增强。采用轮毂电机驱动，可使汽车的设计过程获得更大的自由。各大汽车厂商纷纷开发轮毂电机驱动技术，并将其视为未来的汽车驱动方案。4个轮毂电机分别由4个电机控制器控制，整车控制器(VCU)、电机控制器(MCU)和电池管理系统(BMS)通过TI'CAN总线组成了一个分布式控制系统，如图1所示。整车控制器根据驾驶员操作、整车状态传感器输入和其余各系统通过CAN网络反馈的信息，执行整车控制算法，给各部件发送控制命令，协调各部件的