四轮独立驱动电动汽车动力学仿真分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽实技术2015年第1州AUT0M0BIl_EAPPLIE1)TEC}{N010GY2Ol5NO．1四轮独立驱动电动汽车动力学仿真分析刘树伟，秦笃赫(辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州121000)摘要：针对四轮独立驱动汽车在转向和变速行驶中各车轮输出转矩和功率变化规律问题，建立自然坐标系下的整车动力学模型，考虑车辆转向时的轴荷转移，并在Matlab／Simulink环境下对低速行驶的工况进行仿真。结果表明，在低速转向和变速工况行驶中，各轮的输出转矩和功率有所不同，但与理论

2、变化趋势相吻合，进一步为各轮转矩控制策略的研究奠定基础。关键词：电动汽车；电动轮；动力学模型；仿真中图分类号：U461．1文献标识码：A文章编号：1671—7988(2015)01—36—04FourindependentdriveelectricvehicledynamicssimulationanalysisLiuShuwei，QinDuhe(CollegeofAutomobileandTransportationEngineering，LiaoningUniversityofTechnology,Liaoni

3、ngJinzhou121000)Abstract：Four-wheeldrivevehiclesforeachwheelindependentlytorqueandpoweroutputvariationproblemsinsteeringandspeeddriving，vehicledynamicsmodelestablishedundernaturalcoordinates，consideringtheeffectsofaxleloadtransferandinMatlab／Simulinkenvironmen

4、tforlow—speeddrivingconditionssimulated．Theresultsshowthatinlow-speedsteeringandspeeddrivingconditions，eachwheeltorqueandpoweroutputaredifferent，hutthetheoryisconsistentwiththetrend，andfurtherlaythefoundationforthestudyofeaehwheeltorquecontrolstrategy．Keywords

5、：electricvehicle；motorizedwheel；dynamicsmodel；simulationCLCNO．：U461．1DocumentCode：AArticleID：1671—7988(201S1O1-36-04文在Matlab／Simulink仿真环境下进行建模分析，进而考查采月lJ昌用各轮独立驱动的电动汽车在低速转向和变速工况下各轮输出转矩和功率的变化情况，为进一步建立转矩控制算法奠定电动汽车采用电动轮独立驱动方式具有传递效率高，空基础。间布置灵活，驱动电机响应快等优点，各轮采用独立电机驱动

6、，在理论上可以根据转向等实时工况分配各轮的驱动转矩汽车动力学模型的建立⋯。另外，四轮独立驱动系统的驱动力可单独控制，这就为改善汽车的动力性及稳定性提供了更大的技术潜力【2】。鉴于1．1整车系统模型的建立上述方面的优势有必要对其进行深入的研究。电动轮汽车的动力学模型在自然坐标系中建立，为研究目前该领域已有一些积极的研究。文献[3]针对变速或转问题方便，规定在初始时刻汽车向左转向，且向左转向时转向过程中各轮输出的转矩差异进行了分析，但是在建模过程向半径为正，反之为负。在建立的整车系统模型中，为简化中忽略了簧载质量侧倾的

7、影响。文献[4】在建立整车动力学模模型，忽略车辆悬架系统的影响，假设路面水平，除考虑前型的过程中，采用线性轮胎模型，精度不够理想。为此，本进方向的空气阻力外，忽略其它空气动力学的影响；在变速工况分析中忽略俯仰的影响，仅考虑车体4自由度四个车轮作者简介：刘树伟，博士，副教授；就职于辽宁工业大学，主要从的旋转自由度，得到整车系统模型，如图1所示。事汽车服务l程方面的_r作，研究方向汽车系统动力学。学兔兔www.xuetutu.com37汽车实用技术2015年第1期式中Jw为车轮的转动惯量；O=1～4)为车轮的角加速度；

8、=1～4)为车轮转矩：为车轮半径；=1～4)为车轮的滚动阻力矩。1．2轮胎模型的建立本文采用Pecejka提出的“MagicFormula”非线性轮胎模型，该模型是目前汽车动力学仿真研究中广泛采用的轮胎模图1整车系统模型型，可对轮胎的特性进行良好描述，其模型表达式为L5j：根据车辆在转向过程中的受力和运动状态，由刚体运动y(x)=D．sin(C．arctan