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四轮独立驱动电动车分工况驱动力分配策略研究
| 论文题名： | 四轮独立驱动电动车分工况驱动力分配策略研究 |
| 关键词： | 电动车;四轮独立驱动;分工况驱动力;分配控制;行驶稳定性 |
| 摘要： | 四轮独立驱动电动车不管在能源还是在环境方面均符合可持续发展的要求，且其布局灵活，动力独立可控，便于实现电子差速控制、制动能量回馈、无级变速、原地转向等功能，成为未来车辆的主要发展方向。驱动力分配控制是改善四轮独立驱动电动车的动力性、经济性和安全性的一项关键技术，本文主要对四轮独立驱动电动车驱动力分配策略展开了研究。 首先根据车辆动力学，建立了驱动力分配所需的车身模型、轮胎模型和车辆驱动的基本方程。车身模型和轮胎模型分为纵向、侧向、横向三个运动方向。 针对目前四轮独立驱动电动车驱动力分配方法存在的问题提出了分工况驱动力分配控制策略。由于各驱动轮行驶过程中非线性约束的不同，根据车辆行驶过程中载荷的转移情况把车辆的行驶工况分为：匀速直线行驶工况、加速或爬坡工况、转向工况。 设计了包括力矩计算层和驱动力分配层的驱动力分配控制系统。力矩计算层根据输入参数计算出车辆期望的总需求力矩；驱动力分配层主要是实时识别出车辆的行驶工况，并根据车辆行驶工况的不同调用相应的驱动力分配算法，优化分配各驱动轮上的驱动力，包括工况识别模块、驱动力分配模块、驱动力调整模块和驱动防滑模块。 制定了分工况的驱动力分配控制算法。匀速直线行驶工况以经济性最优为控制目标建立了驱动力平均分配算法；加速或爬坡工况以动力性最优为控制目标建立了前后轴附着力相等的驱动力分配算法；转向工况以操作稳定性最优为控制目标建立了有约束的轮胎使用率和最小的最优驱动力分配算法。 以一款四轮独立驱动电动试验车为对象，利用AVL CRUISE和MATLAB/Simulink对制定的驱动力分配控制策略进行联合仿真试验。仿真试验结果验证了分工况驱动力分配控制策略的可行性，以及在改善车辆动力性、行驶稳定性方面的有效性。 （1）在直线变加速度行驶过程中，前后轴驱动力的变化趋势、后轴驱动力与总驱动力的比值的变化趋势都与加速度的变化趋势一致，且后轴驱动力一直大于前轴驱动力。 （2）在爬坡工况中，分工况驱动力分配策略控制下车辆的最大爬坡度为38.5％，驱动力平均分配控制下车辆的最大爬坡度为24.9%，；在不考虑驱动电机约束的前提下，分工况驱动力分配策略控制下车辆的最大爬坡度明显高于驱动力平均分配控制的车辆。 （3）在转向行驶工况中，分工况驱动力分配策略使车辆的最大横摆角速度下降了40%左右、稳定横摆角速度下降了10%左右、车辆的轮胎总利用率降了24%降低了车辆过多转向的趋势，改善了车辆的行驶稳定性。 |
| 作者： | 赵华慧 |
| 专业： | 机电系统工程 |
| 导师： | 李云伍 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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