基于永磁同步电机的电动轮仿真方法研究.pdf

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1、第28卷第5期计算机仿真2011年5月文章编号：1006—9348(2011)05—0337—05基于永磁同步电机的电动轮仿真方法研究孟磊L2。叶世伟1(1．中国科学院研究生院，北京100049；2．中国北方车辆研究所，北京100072)摘要：轮式特种和中重型车辆的电动轮具有集机、电、液等多个子系统为一体的特点。由于电动轮结构复杂，各子系统的性能匹配和动态响应直接决定了电动轮设计指标的实现。由于系统集成度高，为了提高传动效率和牵引性能，提出基于永磁同步电机的电动轮性能匹配的仿真计算方法，通过在Simul

2、ink上建立整车和电动轮模型进行车辆性能和车轮驱动响应前后两个方向的仿真，优选电动轮各子系统的性能参数，解决了电动轮设计中整车性能匹配和动态响应的适应性，达到了提高车辆驱动系统动力性能和动态响应特性的目的。关键词：电动轮；永磁同步轮毂电机；仿真分析方法中图分类号：Ud61．1；TP391．9文献标识码：AStudyonSimulationAnalysisMethodoftheMotorizedWheelBasedonPSPMMENGLeil一．YEShi—weil(1．GraduateUniversit

3、yofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China；2．ChinaNorthVehicleInstitutedResearch，Beijing100072，China)ABSTRACT：Usedbyspecialwheeledvehicleandmid-heavyvehicle，themotorizedwheelincludesmechanicalparts，powerelectronicsystem，andhydraulicsystemandsoon．Iti

4、sthekeytodesignthewheelmatchingthesesys—ternfactors．Inthispaper，theauthorshaveadvancedthesimulationanalysismethodofthemotorizedwheelbasedonPSPM(permanent-magnetsynchronismmotor)．Intheway，themaindynamicssystemparametersoftheMotorizedWheelsareanalyzedandsi

5、mulatedforwardandbackwardwiththeMatlab／SimulinkmodelsoftheMotorizedWheelandthevehicle，inordertoadaptthevehicleandtotestitsdynamicsrespond．Atlast，theperformancesofvehiclehavebeenimproved．KEYWORDS：Motorizedwheels：In—wheel—PSPM：Simulationanalysismethodl引言随着

6、人们对电动和混合动力车辆认识的进一步深化和相关电力电子技术水平的不断提高，电动和混合动力车辆技术在各个领域的运用优势日益体现出来。其中，电动轮及其控制技术是电动和混合动力车辆技术的研究热点之一，它推动了车辆传动方式的巨大变革。首先，电动轮将轮毂驱动电机、减速装置和制动装置等直接与车轮集合成为一体，车辆驱动力传递由硬连接改为软连接型式，省略了传统汽车动力传动系统所需的机械式操纵换档装置、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等，使得车辆驱动系统和整车结构更加简洁、有效利用空间更大、传动效率提高。其次，对于车辆

7、驱动力控制来说，各车轮的驱动力可以收稿日期：2010—02—26修回日期：2010—04—18实现直接独立控制，使其动力学控制更为灵活、方便，能更加合理地分配各电动轮的驱动力，从而提高车辆在各种路面特别是恶劣路面条件下的行驶性能，实现或接近最佳的牵引特性控制⋯。若进一步导入线控全轮转向技术，通过常规转向和滑动转向的结合，可使车辆能够实现或接近原地转动，极大的提高车辆的机动性拉]。机电结合的集成技术可以实现各电动轮的电气制动、机电复合制动和制动能量回馈等性能，达到绿色环保、减少排放和节约能源等目的。因此，

8、从发展趋势以及各种驱动技术的特点来看，电动轮将是电动和混合动力车辆的最终驱动形式之一。而目前，国内外对于电动轮的开发大多局限在“一大、一小”两个方向发展，也就是适用于自行车和微型轿车的微型和小型化车轮方向或者适用于超大型矿用机械使用的大型车轮方面，这两类车辆的特殊状况和性能要求使得微型或者超大型电动轮结构与设计方法无法满足常规中重型车辆的使用。．．——337．．——本文针对该类电动轮结构复杂、系统集成度高的特点，提出基于永磁同步电机的电动轮