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作者：俞传阳安徽农业大学

学位级别：硕士

伴随着能源危机和环保意识的增强,特别是2014下半年全国大范围出现雾霾天气,促使人们加大对纯电动汽车的关注度。国内外有实力的传统汽车商往往将产品定位较高,很难在大众消费群体中普及,小微型纯电动汽车以及纯电动环保车辆作为中高端... 详细信息

伴随着能源危机和环保意识的增强,特别是2014下半年全国大范围出现雾霾天气,促使人们加大对纯电动汽车的关注度。国内外有实力的传统汽车商往往将产品定位较高,很难在大众消费群体中普及,小微型纯电动汽车以及纯电动环保车辆作为中高端纯电动汽车的补充将迎来很大的发展潜力,这类纯电动汽车具有结构紧凑,质量较轻,成本低等优点。而电动驱动桥则是这类纯电动汽车的核心构件,包括电动驱动桥机械结构及其驱动控制系统。如何在满足设计性能要求下保证电动驱动桥结构具有足够的强度以及驱动控制系统具有良好的控制性能,是本文研究的重点。在确定设计对象的基本性能要求参数后,论文从电动驱动桥机械结构和驱动控制器系统两方面进行了设计。在分析确定了电机与驱动桥布置方式基础上,进行了电动驱动桥的设计,主要包括半轴、主减速器、差速器和桥壳等部件。根据汽车运行时三种典型工况分析法,由理论计算确定了各部件的基本参数;在CATIA中建立了电动驱动桥虚拟样机;结合有限元分析方法对各部件进行了强度和疲劳校核。驱动控制系统的设计是从永磁无刷直流电机的数学模型开始的,根据电机的数学模型运用Matlab/Simulink工具箱建立了转速环、电流环双闭环PI的控制系统模型,并得出仿真波形,为驱动控制系统软硬件设计提供了主要依据;其次进行了控制系统的硬件设计,并分析其中电源供电及检测模块,光电隔离及功率驱动模块,电流限流及反馈模块和霍尔信号检测模块等;阐述了驱动控制系统的软件实现方案,并给出了主程序流程图和部分子程序流程图。为验证理论分析的准确性和方案的可行性,完成了电动驱动桥样机和驱动控制器的制造,并在实验室中基于NI数据采集系统搭建了驱动控制器试验台。采集了电机运转波形如转矩、转速波形,并对波形进行了分析,控制性能达到了设计目的和要求,整个电动驱动桥设计具有一定的实用价值。

关键词：电动驱动桥 PI控制脉宽调制数据采集

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纯电动汽车电动驱动桥设计与试验

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纳税 2017年第28期 187-187页

作者：雷金平杨晓慧陕西东铭车辆系统股份有限公司

随着经济的发展和人民生活水平的进步,人民对于生活的质量和所在环境的舒适度有了很高的要求。但是,在今年来的天气状态看来,我们所处的环境并不能满足我们的生活,尤其是2014年全国范围内出现的雾霾天气,使得人民对于天气的要求越来越高... 详细信息

随着经济的发展和人民生活水平的进步,人民对于生活的质量和所在环境的舒适度有了很高的要求。但是,在今年来的天气状态看来,我们所处的环境并不能满足我们的生活,尤其是2014年全国范围内出现的雾霾天气,使得人民对于天气的要求越来越高,国家对于环境的治理也在不断地加强。所以,这些原因导致人民对于纯电动汽车的追求和热忱越来越大,对纯电动电车的关注也是越来越高。国内外很多的汽车制造厂商对产品的定位往往比较高,在普通的人群中很难普及,建造出外观好看、质量较好、价格适中的纯电动汽车势在必行。本文就是基于纯电动汽车的电动驱动桥设计以及进行相关的实验,从而推动研究纯电动汽车的发展,通过分析实验结果和具体的数据使得整个电动驱动桥的设计具有一定的价值和意义。

关键词：纯电动汽车电动驱动桥设计试验

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新型双电机耦合驱动系统参数匹配和模式切换控制

新型双电机耦合驱动系统参数匹配和模式切换控制

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作者：倪健土吉林大学

学位级别：硕士

人民的生活日益富裕,消费水平不断提高,汽车也从奢侈品变成了必需品,成为了人们日常生活中不可替代的一部分。汽车保有量越来越高,随之而来的能源消耗增加和排放污染加剧也变成了不可避免的问题。为了实现节能减排,各个国家及车企正在... 详细信息

人民的生活日益富裕,消费水平不断提高,汽车也从奢侈品变成了必需品,成为了人们日常生活中不可替代的一部分。汽车保有量越来越高,随之而来的能源消耗增加和排放污染加剧也变成了不可避免的问题。为了实现节能减排,各个国家及车企正在向新能源汽车方向发展,并且将更多的节能技术应用于车辆上。电动车凭借其自身优势一跃走在了汽车发展的最前沿。相比于传统燃油车,电动汽车可以更好的和各种提高性能的技术手段相结合来实现节能减排的目的。除了增加电池容量,对现有结构进行优化之外,还有电动四驱技术、轮毂电机分布式驱动、转矩定向分配驱动技术和双电机耦合驱动等,这些都是提高汽车性能的重要技术手段。为了充分发挥双电机耦合驱动的优势并最大程度利用双电机构型,在保证动力性的前提下提高整车的经济性,本文在此提出一种新型双电机耦合驱动系统,根据需要提供多种驱动模式,旨在最大限度发挥电机的性能,为电动汽车的未来画上浓墨重彩的一笔。本文首先对现有的双电机驱动构型进行了讨论研究,归纳总结了现有构型的缺点和不足,在充分利用双电机优势的前提下,将其与转矩定向分配技术相结合而提出了一种新型双电机耦合驱动系统,旨在保证动力性的前提下进一步提高经济性。针对新型双电机耦合驱动系统,首先对其双电机耦合三种直线驱动模式进行分析,分别为主驱动电机单独驱动,TV(torque-vectoring)电机单独驱动和双电机转矩耦合驱动,并简要阐述了其节能原理。接下来根据动力性要求进行了单电机的参数匹配,为后面的经济性对比做铺垫。在此基础上,对双电机耦合驱动系统进行参数匹配。由于两电机的功能不同,对主驱动电机和TV电机提出了各自的匹配原则,并且两个电机还有兼顾直线行驶和转矩定分向配功能的需求。完成参数匹配后,在MATLAB/Simulink中搭建了汽车七自由度模型和新型双电机耦合驱动系统模型对转矩定向分配功能进行了初步的验证。然后利用Car Sim和MATLAB/Simulink联合仿真进行了进一步的验证。为充分发挥双电机耦合构型的节能潜力,设计了符合该构型的模式切换控制策略。搭建了车速跟随模块,需求转矩求解模块,以及最优驱动模式判断模块。车速跟随模块便于后续仿真时的车速跟随。需求转矩求解模块根据驾驶员需求提供了运动模式和经济模式。最优驱动模式判断模块根据需求转速和需求转矩对双电机等效外特性进行了遍历,将三种驱动模式中所需电功率最小的作为最优驱动模式。另外基于逻辑门限值方法对双电机等效外特性map进行了区域划分,最大限度发挥节能优势。最后,为了验证新型双电机耦合驱动系统及模式切换控制策略的有效性,基于AVL Cruise和MATLAB/Simulink联合仿真平台,在Cruise中搭建了装有新型双电机耦合驱动系统的车辆模型,与MATLAB/Simulink中搭建好的控制策略进行联合仿真。首先对其是否满足动力性指标进行了验证,结果表明满足动力性需求。然后分别设置了NEDC循环工况以及FTP-75循环工况,并将单电机驱动,双电机转矩均分驱动和双电机模式切换控制驱动进行了对比。结果表明,无论在哪种工况中,双电机模式切换控制策略所消耗的能源均最小,充分发挥了双电机的节能潜力。

关键词：双电机耦合转矩定向分配电动驱动桥参数匹配模式切换经济性控制

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面向整车全工况经济性改善的双电机耦合TV驱动系统研究

面向整车全工况经济性改善的双电机耦合TV驱动系统研究

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作者：管畅洋吉林大学

学位级别：硕士

电动汽车作为一种控制性能优良、整体集成度高的新能源汽车,近年来在我国得到了快速发展。然而,目前我国在高端电动汽车相关前沿技术上仍然需要进一步的探索,以促使我国电动汽车产业能在未来引领全球行业发展。在电动汽车新型驱动技术中... 详细信息

电动汽车作为一种控制性能优良、整体集成度高的新能源汽车,近年来在我国得到了快速发展。然而,目前我国在高端电动汽车相关前沿技术上仍然需要进一步的探索,以促使我国电动汽车产业能在未来引领全球行业发展。在电动汽车新型驱动技术中,双电机耦合驱动技术和转矩定向分配技术在近年来得到了广泛的研究。其中双电机耦合驱动技术能通过优化驱动系统的高效区间显著提升其驱动效率,进而提升电动汽车的能量经济性。转矩定向分配技术(Torque Vectoring,TV)能直接控制各驱动轮的驱动转矩,针对不同的工况分别提升汽车的操纵稳定性、通过性、动力性和经济性等性能。为了充分提升电动汽车的操纵性能和驾驶体验,并在保证电动汽车优异动力性的基础上实现其良好的经济性,本文提出了一种新型双电机耦合TV驱动系统。该驱动系统的传动系统由多组行星齿轮机构组成,通过控制三个离合器的工作状态,驱动系统可以分别在单电机驱动模式、双电机耦合驱动模式和转矩定向分配模式下工作,这使得驱动系统既能通过转矩定向分配技术有效提升电动汽车的驾驶性能,又能通过双电机耦合驱动技术使电动汽车在具备高动力性的同时获得良好的经济性。本文主要研究了这种新型驱动系统对整车全工况经济性的改善效果,并以后轴搭载新型驱动系统的电动汽车作为研究对象。首先,本文对新型驱动系统的基本结构与功能、各驱动模式下的动力传递路线及稳态输出特性进行了详细分析,基于键合图理论对转矩定向分配模式下的驱动系统进行了动力学建模并通过仿真验证了驱动系统的转矩定向分配效果。为了给本文的研究提供整车仿真平台基础,本文搭建了整车动力学模型,包括三自由度车身动力学模型、车轮旋转动力学模型、基于“魔术公式”的轮胎模型、基于PID的纵向驾驶员模型和基于“单点预瞄”模型的转向驾驶员模型。为了研究双电机耦合驱动技术在驱动系统中的应用对整车经济性的改善效果,本文提出了一种以整车经济性为目标、以动力性需求和转矩定向分配需求为约束条件的驱动系统参数匹配优化方法,并基于遗传算法完成了参数匹配优化的计算,而后根据全工况瞬时寻优结果制定了驱动模式切换控制策略,该控制策略主要包含了基于逻辑门限值的最优驱动模式识别策略和动力分配寻优策略。最后,为了研究转矩定向分配技术在驱动系统中的应用对汽车在转弯工况下的经济性改善效果,本文提出了一种以稳定性为前提的转弯节能TV控制策略,该控制策略主要包含了基于零化质心侧偏角方法的稳定性目标TV控制策略、基于转矩定向分配相关能耗优化的经济性目标TV控制策略和基于质心侧偏角—质心侧偏角速度相平面分析的稳定区域划分方法。为了验证新型驱动系统对整车全工况经济性的改善效果,本文基于MATLAB/Simulink搭建了包含驱动系统模型、整车动力学模型和驱动系统各项控制策略的仿真平台,针对后轴搭载新型驱动系统的电动汽车,分别在多种循环工况和多种转弯工况下完成了仿真验证。CLTC循环工况、NEDC循环工况和WLTC循环工况下的仿真结果表明,双电机耦合驱动技术在新型驱动系统中的应用能有效提高驱动系统的驱动效率,进而显著改善整车经济性。方向盘正弦输入工况、双移线工况和U-Turn工况下的仿真结果表明,转矩定向分配技术在新型驱动系统中的应用在部分工况中能有效减小汽车转弯过程中的能量消耗,对整车经济性具有一定的改善效果。

关键词：电动汽车电动驱动桥双电机耦合转矩定向分配参数匹配经济性控制

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