四轮驱动电动汽车牵引力控制研究

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1、———————————————————————————————————四轮驱动电动汽车牵引力控制研究———————————————————————————————————ResearchonTractionControlSystemofFour-WheelDriveElectricVehicle———————————————————————————————————作者姓名：王苓玉专业名称：车辆工程指导教师：丁海涛副教授学位类别：工学硕士答辩日期：2015年05月31日摘要四轮驱动电动汽车牵引力控制研究随着环境污染以及能源枯竭问题日益加剧，电动汽车以其低污染、低噪声、高

2、效率的独特优势迅速成为研究热点。电动汽车在动力源、控制系统等方面明显区别于传统车，所以传统车主动安全技术，如ABS、TCS、ESP等应用到电动汽车时，就需要根据其新结构在控制算法、执行方式等方面加以改进。本文借鉴国内外先进研究方法和成果，依靠课题组丰富的资源，对双电机四轮驱动电动汽车牵引力控制进行研究，旨在保证车辆纵向加速能力的同时提高车辆抵抗侧向干扰能力。首先，本文阐述了国内外电动汽车发展现状及一些先进电动汽车牵引力控制研究方法。在充分分析双电机四轮驱动电动汽车结构特点和应用需求基础上，建立simulink与veDYNA联合仿真车辆模型：在veDYNA已有的15自由

3、度车辆动力学模型基础上，配置好车体、轮胎、转向、制动、悬架等结构参数，切断发动机动力输出，加入在simulink里建立的电机模型、动力耦合装置模型、驾驶员模型等，将veDYNA传统车辆模型改装成研究所需的双电机四轮驱动电动汽车模型，完成联合仿真模型搭建。其次，本文对四轮驱动电动汽车牵引力控制展开研究，主要包括两个方面内容：驱动力前后分配和驱动防滑控制。驱动力前后分配以二自由度车辆模型为基础，结合摩擦椭圆理论，在前后轮同时到达附着极限工况下分析得到前后轴驱动力分配关系，能够保证车辆加速能力的同时提高车辆的侧向稳定裕度，相比于单独前驱、单独后驱、驱动力平均分配、驱动力按载

4、荷进行分配等方法有更好的抵抗侧向干扰能力。驱动防滑控制根据逻辑门限值原理制定控制算法，将轮胎滑转率控制在最佳范围内，充分利用电机控制器中电机转速和电机力矩已知的特点，在未增加轮速和车辆姿态传感器的情况下根据动态斜率法估算出车辆当前状态下的车速，再由目标滑转率和目标轮速差法确定目标轮速，最后以轮速和轮加速度为门限值制定驱动防滑控制逻辑，通过控制电机力矩来改变车轮滑转状态，防止车轮过度滑转，提高车辆起步加速、抵抗干扰和通过坏路面的能力。同时本文配合双电机驱动车辆动力构型特点，根据车辆稳定性需I求，结合前后轴需求力矩、电机极限驱动能力及当前驱动轴滑转状态确定电机所应发出的驱

5、动力矩及当前车辆驱动模式，通过动力耦合装置实现两个电机分别驱动前后轴以及同时驱动某一轴的动态切换，满足车辆在各种不同情况下的行车要求，实现自适应四轮驱动的效果。最后，本文通过离线仿真以及基于xPCTarget环境下的硬件在环试验来验证所建立的控制策略的有效性。通过典型工况（如高、低附着路面直线加速工况，高、低附着路面侧风干扰工况，低附着路面过凹坑工况，爬坡工况等）下车辆行驶速度、加速度、纵向位移、侧向位移、电机驱动力矩等参数来验证控制策略的有效性。关键词：双电机驱动，电动汽车，前后驱动力分配，驱动防滑，硬件在环IIABSTRACTResearchonTractionC

6、ontrolSystemofFour-WheelDriveElectricVehicleDuetotheenvironmentalpollutionandenergydepletionproblemElectricVehiclewithitsadvantagesoflowpollution,lownoise,highefficiencyhasquicklybecametheresearchhotspot.Thepowersourcesandcontrolsystemsofelectriccarsaresignificantlydifferentfromtraditio

7、nalcars.ThetraditionalactivesafetytechnologysuchasABS,TCS,ESPhastodevelopnewcontrolalgorithmandimplementationwayinordertoapplytoEV.ThispaperfocusonthetractioncontrolofthedoublemotordriveEVbyreferencetothedomesticandforeignadvancedresearchresultsandtakingadvantageoftherichresour