关键词：电动汽车;;轮毂电机驱动;;空间稳定性;;解耦控制;;不平路面
摘 要：基于布置和控制上的诸多优点,电动轮驱动被认为是电动车辆的终极驱动形式,是新能源汽车的重要发展方向。由于轮毂电机的引入,电动轮驱动汽车簧下质量过大,在不平路面激励下会带来空间失稳等负效应问题。本文基于电动轮驱动汽车各轮驱动力矩独立可控的特点,提出了改善整车空间稳定性的解耦控制策略,大幅提升了电动轮驱动汽车的动力学性能。本文的主要研究内容如下:(1)针对轮毂电机驱动的结构特点,对整车进行空间稳定性控制机理分析,建立了通过轮毂电机驱制动力矩,产生调整车身垂向力的力学传递方程,提出了侧倾稳定性控制方法,并针对二者控制相互干扰等问题,提出了横摆侧倾运动解耦方法。(2)为验证所提控制方法的可行性,建立电动轮驱动汽车整车动力学模型以及横摆/侧倾稳定性控制器,并基于Matlab/Simulink进行仿真验证。本文提出的控制策略能有效改善横摆侧倾稳定性,解耦方法合理有效地实现了驱动力矩的底层分配。(3)为验证电动轮驱动汽车平整路面和不平路面侧翻演化过程的不同,建立适用于不平路面的轮胎模型,并结合整车模型进行Matlab/Simulink侧翻特性仿真分析,针对不平路面侧翻问题,设计了防侧翻控制器,通过仿真验证了该控制器的有效性。(4)为了考察所提出的整车空间稳定性控制策略的实际效果,利用课题组研制的一款电动轮驱动汽车样车,对所提出的稳定性控制方法进行了实车道路试验验证,运用本文所提出的控制策略可以有效地改善电动轮驱动汽车的空间稳定性。
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