四轮驱动电动汽车驱动方式控制系统设计

四轮驱动电动汽车驱动方式控制系统设计四轮驱动电动汽车驱动方式控制系统设计摘要作为电动汽车行业新颖的发展方向，四轮驱动电动汽车由于其理想的控制特性和良好的应用前景，受到学术和工程界的普遍关注，已经成为研究热点。首先，根据整车参数和动力性的要求，计算出电机的功率、转速等主要指标，选定轮毂式无刷直流电机型号并进行简单的动力匹配。再根据不同工况，选择适合电动汽车的驱动方式，构建四轮独立驱动电动车的驱动方式控制的系统模型。其次，根据电动汽车行驶路面的路况和所处的工况，采用一定的控制策略和驱动策略，由切换电动机的工作状态，使电动汽车既可以在不同的工况（例如启动、爬坡及转弯）选择适应的驱动方式，又可以在不同等级的路面下（例如城市路面、高速公路）选择最佳的驱动方式，即做到电动汽车的即时四驱，从而最大程度地发挥电动汽车驱动方式控制的优点。最后，本文通过建立数学模型，并利用matlab进行软件仿真，来对轮毂电机驱动力模型、整车模型以及控制策略模型这些模型进行仿真试验。以上研究表明：四轮驱动是一种理想可行的驱动方案；本文建立的仿真模型合理实用。关键词：四轮驱动；驱动方式控制；不同工况；轮毂式无刷直流电机Designofdrivingformscontrolsystemoffour-wheeldriveelectricvehicleAbstractThefour-wheeldrive(4WD)EVisoneofthedevelopingdirectionsforfurtherEV.Becauseofitsperfectcontrollingperformanceandgoodapplicationprospectinengineering,4WDEVhavebeengettinguniversalattentionbybothacademiciansandengineers.Italsohasbecomearesearchhotspotofresearch.Firstly,accordingtotherequirementsofthevehicleparametersandpowerperformance,weneedtocalculatemainindicatorssuchasthemotorpower,rotationalspeed,andselectthemodelforwheel-hubbrushlessDCmotor.Accordingtodifferentworkingcondition,weshouldchoosesuitabledrivingformsforEV,andbuildupthemodelofdrivingcontrolsystemaboutfour-wheelindependentdriveEV.Then,accordingtoEVworkingconditionofpavement,weneedtoadoptcertaincontrolstrategyanddrivestrategy.Byswitchingtheworkingstateofthemotor,4WDEVcannotonlyworkindifferentconditions(suchasstarting,climbingandturning)tochooseadapteddriveforms,butalsounderdifferentlevelsoftheroad(suchasurbanroads,highways)tochoosethebestwayofdriving.Whichachievethereal-timefour-wheeldriveforEV,soastomaximizetheadvantagesofEVdrivingformscontrol.Finally,byestablishingthemathematicalmodelsandusingMATLABtosimulation,wecansetupthesimulationmodelsfordrivingforcemodelsofwheel-hubmotor,vehiclemodelsandcontrolstrategymodels.Aboveresearchshowsthatthe4WDisakindofidealandfeasibledrivingform;thesimulationmodelsinthispaperisreasonableandpractical.Keywords：Four-wheeldrive;Thecontrolofdrivingforms;Differentworkingconditions;WheelbrushlessDCmotor目录TOC\o"1-3"\h\u261981绪论 页共44页1绪论1.1课题研究背景电动汽车以车载电源作为动力，由电动机来驱动，符合交通法规等规定的车辆。外型上，电动车和传统汽车没什么区别，其主要区别是动力源和驱动系统[1]。电动汽车是以电驱动系统（包括电源、电动机和控制器件）为基础的车辆，而且还是高效、清洁、智能的运载工具，是一个便于和现代交通网络结合的智能系统。世界很多国家都将发展新能源汽车作为提高产业竞争力、保持经济可持续发展的重大战略举措。目前，市场上研制的电动汽车均采用电机取代发动机的模式，这没能充分发挥电动汽车的性能，而四轮独立驱动(Four-wheelindependentdrive)[2]电动汽车直接驱动四个独立安装在车内的轮毂电机，省去了传统汽车的机械传动环节，使得车辆结构简单、更容易控制，是未来电动汽车的发展趋势之一。传统燃油汽车的动力输出主要依靠燃油发动机，而四轮独立驱动的动力输出依靠四个独立可控的驱动电机。很明显，传统燃油汽车的驱动控制方式不能满足四轮独立驱动电动汽车的驱动控制方式。为更好地实现四轮独立驱动电动汽车驱动力的控制，通过对四轮独立驱动试验车在启动、爬坡以及加速等工况下进行分析，以验证不同的驱动方式在不同的工况下对四轮独立驱动电动汽车稳定性、经济性及安全性的影响。参考文献[1]张慧慧．基于电子差速的轮边驱动电动汽车动力驱动系统仿真研究[D]．西安：长安大学，2010．[2]廖凌霄．四轮独立驱动电动汽车控制策略的研究[D]．武汉：武汉理工大学，2010．[3]李乐．四轮独立驱动电动车控制系统的设计[D]．武汉：武汉理工大学,2010．[4]郭辉．汽车传统系统的布置[J]．驾驶园，2004．[5]张旭博．基于混合动力汽车的主要构件与形态关系研究[D]．武汉：武汉理工大学，2010．[6]余志生．汽车理论[M]．北京：机械工业出版社，2006．[7]ZhangzhenDeng,et.DevelopmentoftheElectricVehicleAMTControlStrategy[D].Chongqing:ChinaAutomotiveEngineeringResearchInstitute,2012.[8]邓星钟．机电传动控制[M]．武汉：华中科技大学出版社，2007．[9]刘锋．轮毂驱动电动汽车整体设计与研究[D]．武汉：武汉理工大学，2011．[10]任海．电动汽车轮毂电机车轮动力系统的研究[J]．汽车电器，2008（2）．[11]姜男．轮毂电机电动汽车动力学建模与转矩节能分配算法研究[D]．长春：吉林大学，2012．[12]刘川．电动汽车四轮独立驱动控制系统的研究[D]．武汉：武汉理工大学，2009．[13]YoichiHori,et.TractionControlofElectric