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分布式驱动电动汽车整车控制系统设计与实现
| 论文题名： | 分布式驱动电动汽车整车控制系统设计与实现 |
| 关键词： | 电动汽车;分布式驱动;参数匹配;控制策略;实车试验 |
| 摘要： | 面对石油能源短缺与环境污染问题，电动汽车取代传统的燃油车已经成为大势所趋，分布式驱动电动汽车传动效率高且车轮转矩独立可控，被认为是电动汽车最为理想的驱动形式。本文依托国家重点研发计划项目“新能源汽车运行安全性能检验系列专用装备研发（2020YFB1600604）”，对分布式驱动电动汽车动力系统、控制策略以及整车控制器软硬件展开研究，完成了整车控制系统设计与开发，进行了分布式驱动电动样车性能试验。主要研究工作如下： （1）对比轮毂驱动与轮边驱动的优缺点，确定了四轮轮边驱动的动力系统结构形式，对车辆动力性与经济性提出指标要求；根据性能指标要求进行了驱动电机和动力电池性能参数匹配与选型；基于Carsim和Simulink仿真平台搭建整车动力系统模型，验证参数匹配结果的合理性，为控制策略研究提供仿真平台。 （2）从驱动、制动、差速三方面开展了分布式驱动电动汽车控制策略研究。首先采用基于模糊规则的转矩补偿控制和基于动态规划算法的前后轴转矩优化分配策略实现车辆驱动控制，以提升车辆经济性与动力性；然后根据理想的前后轴制动力分配曲线建立不同制动强度下电、液制动力分配策略，基于动态规划算法以车轮负荷率为优化目标分配各轮纵向制动力，保证车辆制动稳定性，实现制动能量回收；最后采用了基于车轮载荷和滑转率控制的驱动转矩二次分配控制策略，实现了车辆的差速与差动转向。 （3）首先通过整车控制架构设计提出了整车控制系统的功能需求，设计整车工作模式、上下电控制策略以及通讯系统；然后基于控制系统的功能需求，选择STM32F103微处理器作为主控芯片，设计最小系统与功能模块电路；最后基于整车控制器的硬件配置，采用模块化思路设计底层驱动软件与应用层控制软件，完成整车控制系统开发。 （4）根据整车控制系统各部件功能和使用要求，设计分布式驱动电动汽车底盘机械结构和整车控制电路，完成分布式驱动试验样车开发；通过直线加速与最高车速试验验证了车辆的动力性能，通过直角转弯、蛇形和双移线工况试验验证了车辆的转向差速性能，试验结果表明车辆动力性满足设计指标，转向工况下实现了差速功能，表现了良好的横向和纵向稳定性。 |
| 作者： | 任周强 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 余强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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