电动汽车轮毂电机驱动系统的运动特性与能量分配

发布时间:2012-09-28
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摘要

由于电动汽车(EV,Electrical Vehicle)是零排放或近零排放的交通工具,随着坏保和能源问题日益受到关注,电动汽车的研究开发被看作是解决能源和环境问题的一种有效手段。近几十年它又呈现加速发展的趋势。它结构简单、紧凑、占用空间小、容易实现全轮驱动,因此得到广泛应用。在电动汽车诸多电力驱动系统中,轮毂电机驱动系统作为一种新兴的电动汽车驱动形式,正日益成为电动汽车领域的研究重点和研究热点。它直接将电机安装在车轮轮毂中,省略了传统的离合器、变速箱、主减速器及差速器等部件,大大简化了整车结构,提高了传动效率,因而成为未来电动汽车的发展方向。本文以电动场地车为原型,采用外转子式永磁无刷直流电机驱动、两后轮为驱动轮双后轮驱动汽车为研究对象,主要分析了基于轮毂电机的电动汽车驱动系统的性能与控

制。

首先根据各种不同类型轮毂电机的特点,选择适合的电机类型,并简要分析该电机的工作原理和调速特性。接着建立电动汽车的动力学仿真模型,轮胎采用统一半经验指数模型,这个模型中可以较容易得到纵向、侧向力和滑转率,能较好的与整车和控制系统连接;取X、Y方向位移和横摆角三个自由度以及四个车轮转动建立整车动力学模型;电机采用永磁无刷直流电机模型,较为简单。控制系统的模型分别以转速和转矩两个不同参量为控制变量。由于Simulink是一个功能非常强大的仿真软件,将在Simulink中完成整车的动态仿真,建立各个子系统的模型,最后连接、运行,得出具体的结果并对其进行分析,主要对比分析了以转速和转矩两种参量为控制变量的动力性能、操纵稳定性能以及差速控制效果。

本课题将计算机运动仿真技术与现有的研究技术相结合,在使用轮毂电机驱动后,如果选型合适的电机控制方式,采用合理的差速控制方法——转矩型差速控制方式,即使摒弃了离合器、变速箱、主减速器和机械式差速器,车辆也能获得较好的操纵稳定性,减少轮胎磨损,为差速控制技术的完善和电动汽车的进一步改进提供依据。

详细资料下载:http://file.vogel.com.cn/2012/0928/1100137423.pdf

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