基于主動(dòng)輪系統(tǒng)的電動(dòng)汽車整車動(dòng)力學(xué)分析與集成控制.pdf

1、隨著汽車電動(dòng)化與智能化的發(fā)展要求，汽車底盤系統(tǒng)的革新也日趨必要。其突出特點(diǎn)是底盤控制集成化、空間立體化，也即包括車輛驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的縱向動(dòng)力學(xué)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的橫向動(dòng)力學(xué)及懸架系統(tǒng)的垂向動(dòng)力學(xué)的綜合平衡以及全面協(xié)調(diào)。集成制動(dòng)、轉(zhuǎn)向及差速轉(zhuǎn)向、甚至懸架功能的輪轂電機(jī)主動(dòng)輪概念，為上述發(fā)展趨勢(shì)提供了有效的解決方案，其主要思想是將汽車底盤動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)與車身其他系統(tǒng)分離，而將汽車動(dòng)力學(xué)縱向、橫向、垂向控制系統(tǒng)功能集成。這樣的底盤功能化發(fā)展趨勢(shì)，不僅提高了控制

2、系統(tǒng)的可靠性和有效性，而且易于避免底盤功能耦合與控制目標(biāo)矛盾性，具有“高功能內(nèi)聚、低系統(tǒng)耦合”的優(yōu)點(diǎn)。本文旨在通過充分挖掘新型電動(dòng)汽車主動(dòng)輪底盤系統(tǒng)性能潛力的關(guān)鍵理論問題，為全面發(fā)揮主動(dòng)輪底盤系統(tǒng)的性能以及各功能間的協(xié)調(diào)工作，提出改善輪邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車平順性和操縱穩(wěn)定性矛盾的有效方法，對(duì)未來新型電動(dòng)汽車研發(fā)并走向?qū)嵱锰峁├碚摶A(chǔ)和技術(shù)支持。論文主要開展了以下研究工作：
　　①主動(dòng)輪系統(tǒng)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)和激振特性及其對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)影響研究及

3、控制。輪轂電機(jī)是主動(dòng)輪系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行機(jī)構(gòu)之一，針對(duì)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)器對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)、特別是平順性和驅(qū)動(dòng)需求方面的影響進(jìn)行了相關(guān)研究，并進(jìn)一步提出相關(guān)的電機(jī)控制方法，以滿足車輛驅(qū)動(dòng)需求。
　?、谥鲃?dòng)輪集成電磁主動(dòng)懸架執(zhí)行器特性及其對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)影響研究及控制。直線電機(jī)是主動(dòng)輪底盤系統(tǒng)中電磁主動(dòng)懸架的關(guān)鍵作動(dòng)器。針對(duì)在實(shí)際應(yīng)用中需要考慮其非線性特性，如摩擦力、電機(jī)紋波力、功率限制以及電磁飽和等非線性因素對(duì)主動(dòng)懸架控制的影響以及可能的改進(jìn)措施進(jìn)

4、行了相關(guān)研究。
　?、壑鲃?dòng)輪集成主動(dòng)懸架系統(tǒng)優(yōu)化匹配。主動(dòng)輪系統(tǒng)的主動(dòng)懸架雖然可以有效改善輪邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的平順性和操穩(wěn)性之間的矛盾，但卻引起了主動(dòng)懸架性能和能耗之間的矛盾。為改進(jìn)主動(dòng)懸架的性能利用率，即懸架有效作動(dòng)力與峰值作動(dòng)力比值等指標(biāo)，針對(duì)的主動(dòng)懸架進(jìn)行了效率和性能利用率聯(lián)合優(yōu)化的研究。
　?、芑谥鲃?dòng)輪系統(tǒng)的多自由度耦合整車動(dòng)力學(xué)一體化建模。由于主動(dòng)輪底盤系統(tǒng)是集成車輛縱橫垂三向動(dòng)力學(xué)控制的單元，因此車輛動(dòng)力學(xué)的分析

5、需要相對(duì)統(tǒng)一和完整的整車動(dòng)力學(xué)模型。以裝備四輪驅(qū)動(dòng)、四輪轉(zhuǎn)向、四輪主動(dòng)懸架的主動(dòng)輪車輛為研究對(duì)象，完成整車六軸耦合動(dòng)力學(xué)建模，為分析整車穩(wěn)定性提供基礎(chǔ)。
　?、葜鲃?dòng)輪電動(dòng)汽車動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定性多目標(biāo)分析。根據(jù)主動(dòng)輪系統(tǒng)縱、橫、垂動(dòng)力學(xué)一體化的特性，全面考察分析車輛抗側(cè)翻及側(cè)向穩(wěn)定性之間的耦合關(guān)系，以及路面激勵(lì)對(duì)電動(dòng)汽車穩(wěn)定性的影響。
　?、藁谥鲃?dòng)輪底盤系統(tǒng)的控制策略研究。基于四輪主動(dòng)轉(zhuǎn)向控制、電磁主動(dòng)懸架的整車姿態(tài)（車身、車輪）