四轮毂电机驱动电动汽车再生制动系统研究

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1、分类号:U469.7210710-2015122035硕士学位论文四轮毂电机驱动电动汽车再生制动系统研究董昊轩导师姓名职称郭金刚副教授申请学位类别工学硕士学科专业名称车辆工程论文提交日期2018年4月18日论文答辩日期2018年6月4日学位授予单位长安大学StudyonRegenerativeBrakingSystemofFourIn-wheel-motorActuatedElectricVehicleAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DongHaoxuanSupervisor：A.P.GuoJingangChang

2、’anUniversity,Xi’an,China摘要随着环境污染与能源危机问题日益严峻，电动汽车（ElectricVehicle，EV）成为了世界各国研发的热点。其中四轮毂电机驱动EV简化了传统机械传动部件，各轮毂电机可根据需求任意匹配，可以快速、精确、独立地控制驱动和制动力矩，在车辆底盘布置、节能优化和动力学控制等方面具有诸多优势。受蓄电池技术制约，EV充电速度较慢且续驶里程较短，提高能量利用率是目前迫切需要解决的问题。在城市工况下，EV制动过程耗散的能量较多，而再生制动系统（RegenerativeBrakingSystem，RBS）可在减速或制动过程中回收车辆动能，

3、有效地提高能量利用率，同时可以减少传统制动器磨损，改善车辆动力学控制性能。考虑到四轮毂电机驱动EV的4个轮毂电机都可以回收制动能量，有着比传统EV更好的能量回收优势，因此四轮毂电机驱动EV的RBS具有重要的研究意义。论文以陕西省自然科学基础研究计划资助项目“四轮独立驱动电动汽车制动稳定性研究”（2017JM5139）为依托，通过分析四轮毂电机驱动EV结构特点、RBS能量回收影响因素、电机和蓄电池工作特性、液压制动系统工作特性等因素，提出了适用于四轮毂电机驱动EV，可实现RBS能量回收最大化的动力系统参数匹配方法，制定了保证能量回收率和制动平顺性的RBS控制策略。基于某无刷直

4、流电机实验开发板、电机工作原理、电机再生制动控制原理等，提出了电机再生制动控制方案，完成RBS控制器硬件电路的设计改造，并在MPLABXIDE中编写RBS控制程序。通过MATLAB/Simulink、Isight和CarSim等软件搭建了四轮毂电机驱动EV的RBS仿真模型，完成上述匹配方法和RBS控制策略的研究、验证和反馈优化。结果表明，所设计的匹配方法适用于四轮毂电机驱动EV，实现了RBS能量回收最大化的4个轮毂电机和蓄电池的匹配选型；所设计的RBS控制策略，在保证能量回收率和制动平顺性方面的效果明显。另外在课题组小型EV传动系统试验台上完成RBS控制器和控制程序的测试，

5、结果表明，所设计的RBS控制器和控制程序达到了设计目标，具有良好的控制效果。关键词：电动汽车，轮毂电机，再生制动，参数匹配，控制策略，控制器，dsPIC30F4011，联合仿真IAbstractElectricVehicle(EV)werehottopicsthatappealstoverystrongresearchinterestsaroundtheworld,withtheincreasinglyseriousproblemofenvironmentalpollutionandenergycrisis.Thefourin-wheel-motoractuatedEVsi

6、mplifiesconventionalmechanicaltransmissionsystem,andeachin-wheel-motorcanbearbitrarilymatchedaccordingtorequirements.Thedrivingandbrakingtorqueofeachin-wheel-motorcanbecontrolledquickly,accuratelyandindependently.Besides,intheaspectofvehiclechassislayout,energy-savingoptimization,dynamicsc

7、ontrolandsoon,fourin-wheel-motoractuatedEVhavemanyadvantages.However,constrainedbybatterytechnology,theEV’sbatterychargingspeedisslowandthedrivingrangeisshort,itisthereforeanurgentproblemtobesolvedisincreasingenergyutilizationrate.Thereismorebrakingenergyareco