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原文传递电动汽车矢量四驱与稳定性研究

论文题名：	电动汽车矢量四驱与稳定性研究
关键词：	电动汽车;矢量四驱;转矩分配;稳定性
摘要：	随着各国对新能源汽车的大力支持，电动汽车迎来了前所未有的发展机遇，由于电动汽车动力系统布置形式的多样化，越来越多的驱动技术被应用于电动汽车上，其中矢量四驱即驱动转矩矢量控制技术是当前驱动技术研究的一大热点。矢量四驱能够实现驱动转矩的定向分配，这就使得各驱动车轮能充分利用路面附着力，减少车轮滑转情况的出现；同时还可以通过轮间差扭来调整车辆转向行驶时的车身姿态，提高车辆稳定性。转矩分配技术在避免分布式驱动功率密度小等劣势的同时又具有分布式驱动能够实现驱动转矩定向分配的优点，是电动汽车四轮驱动技术的一个重要方向。因此，针对电动汽车转矩定向分配问题开展理论和工程实践研究具有重要的意义。　　基于本文所提出的驱动系统构型，对电控限滑差速器进行转矩分配特性研究，然后通过汽车动力学分析了转矩分配对于车辆稳定性的影响，并搭建了涵盖直行和转向行驶在内的转矩分配控制策略，最后通过Matlab/Simulink和Carsim联合仿真验证本文所提出的转矩分配控制策略的正确性和有效性。　　本文所完成的主要内容如下：　　（1）对当前存在的电动汽车动力系统布置方案进行分析并确定本文四驱系统布置方案，对电控限滑差速器转矩分配特性进行研究，并分析电控限滑差速器中湿式多片离合器扭矩传递特性及其影响因素，通过台架试验确定相关参数，最后搭建电控限滑差速器数学模型。　　（2）本文基于二自由度模型和载荷转移等确定了动态轮荷、理想横摆角速度、滑转率等参数的计算公式，为后续整车及控制模型的搭建提供依据；同时，根据轮胎附着椭圆理论及滑转率与附着率曲线，分析了矢量四驱汽车通过驱动转矩的分配能改变每个驱动车轮纵向力与侧向力的原理，阐述了转矩分配对于车辆在直行状态下提升车辆稳定性、充分利用各个车轮路面附着系数，以及在转向行驶时，改变车辆姿态，增加车辆稳定裕度，提高过弯能力的作用。　　（3）本文基于动力学分析提出矢量四驱系统转矩分配控制策略，主要由直行工况和转向行驶工况两部分构成；直行工况下控制策略包含当前、后轴滑转率小于门限值时基于前后轴滑转率差的反馈控制和前、后轴滑转率大于等于门限值时基于最优滑转率的反馈控制以及基于后轴左右车轮目标滑转率的反馈控制；而在转向行驶工况下主要是基于直接横摆力矩的驱动转矩分配控制。　　（4）本文将Matlab/Simulink软件中搭建完成的控制策略模型与其他相关模型和Carsim软件进行联合仿真，采用多种工况进行离线仿真并分析仿真结果，通过仿真验证了矢量四驱系统在直行工况下对于稳定性的提升和对车轮滑转率的控制；在转向行驶工况验证了矢量四驱系统在车辆转向行驶时对转向姿态的改善和对操纵稳定性的提升。
作者：	许杰
专业：	车辆工程
导师：	靳立强
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2022