基于预测滑转率的转矩分配策略研究

为解决后轮双电机驱动电动汽车的动态非线性转矩分配问题,提出一种预测并优化输出的分配策略。基于车辆动力学计算转矩输出,使用粒子群优化(PSO)算法及路面检测系统修正输出转矩,以某型后驱双轮毂电机样车为基础,设计优化分配算法,通过CarSim搭建整车联合仿真模型验证算法的性能,并以整车控制器为基础对设计的算法进行硬件在环测试。测试结果表明,提出的动态转矩分配策略可以根据实际工况分配驱动轮的转矩,降低驱动轮滑转率,提高整车的驾驶性能。     

分布式驱动电动汽车回馈制动失效的液压补偿控制

分布式驱动电动汽车各驱动轮转速和转矩可以单独精确控制,便于实现整车动力学控制和制动能量回馈,从而提升车辆的主动安全性和行驶经济性。但车辆在回馈制动过程中,一旦1台电机突发故障,其他电机产生的制动力矩将对整车形成附加横摆力矩,从而造成车辆失稳,此时虽可通过截断异侧对应电机制动力矩输出来保证行驶方向,但会使车辆制动力大幅衰减或丧失,同样不利于行车安全。为了解决此问题,提出并验证一种基于电动助力液压制动系统的制动压力补偿控制方法,力图有效保证整车制动安全性。以轮毂电机驱动汽车为例,首先建立了整车动力学模型以及轮毂电机模型,通过仿真验证了回馈制动失效的整车失稳特性以及电机转矩截断控制的不足;然后,建立了电动助力液压制动系统模型,并通过原理样机的台架试验验证了模型的准确性;接着,基于滑模控制算法设计了制动压力补偿控制器,并在单侧电机再生制动失效后的转矩截断控制基础上完成了液压制动补偿控制效果仿真验证;最后,通过实车试验证明了所提控制方法的有效性和实用性。研究结果表明：在分布式驱动电动汽车单侧电机再生制动失效工况下,通过异侧电机转矩截断控制和制动系统的液压主动补偿,能够使车辆快速恢复稳定行驶并满足制动强度需求。     

电动客车驱动电机系统与动力性匹配分析

首先对道路设计规范和汽车行驶工况分析,得出电动客车动力性设计指标;同时建立电动客车动力性计算模型,计算、分析驱动电机转速、功率、转矩,并给出驱动电机控制器的匹配分析;最后用MATLAB进行整车动力性仿真分析及测试验证。     

电动轮驱动电动汽车直线行驶转矩协调试验研究

针对目前国内车用驱动电机性能的现状,分析了电机输出转矩误差对车辆直线行驶稳定性的影响.利用横摆角速度作为反馈变量,对直线行驶过程中的驱动转矩进行协调控制.对应用该控制策略的某车型在所开发的电动轮驱动试验车平台上进行了不同速度下的道路试验.结果表明,该转矩协调控制策略能够保证车辆直线行驶稳定性.     

分布式驱动电动汽车转矩节能优化分配

为了提高分布式驱动电动汽车的经济性和续航里程,对4个轮毂电机驱动转矩优化分配问题进行研究。通过轮毂电机台架试验得到轮毂电机的驱动效率特性,分析转矩优化分配实现节约整车能耗的可行性;建立侧重提高电机效率的目标函数,使电机转矩处于电机效率Map图中的高效区;建立侧重提高电机响应速度的目标函数,减小转矩分配瞬间电流波动过大带来的能耗;基于模糊理论设计以电机效率为变量的权重函数,实时调节权重来协调2种目标函数,提出一种转矩节能优化分配方法,得到最优的轴间转矩分配系数。在后轴驱动、平均分配、优化分配3种分配方式下进行整车能耗的ECE城市循环工况对比仿真分析。结果表明：提出的节能优化分配方法通过实时优化驱动电机的转矩,避免了电机工作在转矩过大和过小的低效区,提高了整个驱动系统的能量利用率,相比于后轴驱动和平均分配整车能耗效率提高了5.91%和10.54%;实车试验验证了转矩节能优化分配算法的节能效果,优化分配相比另外2种分配方式整车能耗效率分别提高了3.66%和8.58%。     

电动汽车永磁同步驱动电机控制器用变权重叠加型过调制方法

电动汽车驱动电机控制器中使用过调制方法能提升电机驱动系统最大输出功率,增强高转速区域的转矩输出能力和转速调节能力,然而传统过调制方法在过调制Ⅱ区存在电压突变的问题,导致电机驱动系统输出转矩抖动较大,影响整车动力性能和NVH性能。针对这一问题,本文提出一种变权重叠加型过调制方法。该方法通过将参考电压的相位角引入叠加权重因子的计算中,消除了传统过调制方法中存在的电压突变,降低了谐波畸变率。仿真和试验结果表明,该方法能提升驱动电机控制的电流稳定性,减小电机驱动系统输出转矩的抖动,使电动汽车电机驱动系统高转速区域内能输出最大转矩和最大转速。     

机电无级传动混合动力驱动系统的模式切换协调控制

开发了一种由双转子电机和双排行星齿轮机构组成的机电无级传动混合动力驱动系统,建立了整车动力学模型,提出了"转矩分配+发动机转矩估计+电动机转矩补偿+补偿系数修正"的协调控制策略;最后分别对由纯电动模式切换到混合驱动模式的定工况和全工况进行仿真,结果表明:所提出的控制策略能有效地抑制驱动模式切换过程中因不同动力源动态特性差异所造成的整车纵向冲击,提高了汽车行驶平顺性。     

混合动力客车自适应巡航控制研究

为减轻驾驶员驾驶负担,综合改善车辆的行驶安全、节能和环保性能,针对所研究的混合动力客车,提出一种自适应巡航控制算法。控制算法采用分层控制结构,由上层控制器和下层控制器组成。上层为多模式切换控制器,它根据本车与前车的行驶状态,得出整车期望加速度;下层为转矩协调控制器,它根据上层控制器得到的期望加速度,对发动机、起动发电集成电机和主电机驱动转矩或制动转矩进行协调控制。开发了基于MICROAUTOBOX的整车控制器,并通过采用模拟雷达信号的转鼓实验台实验和采用真实雷达信号的实际道路实验对所开发的控制系统进行验证。结果表明,所开发的分层控制系统能实现混合动力客车的自适应巡航控制,不仅减轻了驾驶员的驾驶负担和提高了行驶安全性,且在一定程度上实现了节能减排。     

分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统动态特性仿真EI北大核心CSCD

采用Matlab/Simulink软件建立分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统的仿真模型,并通过仿真,分析系统起动、加速和能量回馈制动时的动态特性。结果表明,该轮边电机传动系统的输出转矩发生突变时会引起速度和加速度的抖动,并影响整车动态特性。针对受传动系统输出转矩抖动影响较大的因素,采用状态反馈控制方法从理论上解决系统的振动问题,改善整车动态特性,提高车辆的可靠性、耐久性和乘坐舒适性。     

新能源汽车电驱后桥永磁同步电机优化设计

驱动电机是新能源汽车动力总成关键部件之一,其性能指标直接影响汽车动力输出品质。参考某款新能源汽车整车性能指标,选用永磁同步电机作为电动后桥驱动电机,通过计算获得电机的功率、转速及转矩等关键参数,基于电机的性能参数对电机结构参数进行选定,基于MotorCad软件利用参数化方法以降低齿槽转矩峰值作为优化目标,对电机永磁体厚度、宽度以及气隙长度进行优化设计,并得到电机的效率MAP图和外特性图,结果表明齿槽转矩相比于优化前有较为显著的降低,选取中国乘用车行驶工况（CLTC-P）进行仿真分析,验证了永磁同步电机优化设计的合理性。     

分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统动态特性仿真

采用Matlab/Simulink软件建立分布式驱动电动汽车轮边电机传动系统的仿真模型,并通过仿真,分析系统起动、加速和能量回馈制动时的动态特性。结果表明,该轮边电机传动系统的输出转矩发生突变时会引起速度和加速度的抖动,并影响整车动态特性。针对受传动系统输出转矩抖动影响较大的因素,采用状态反馈控制方法从理论上解决系统的振动问题,改善整车动态特性,提高车辆的可靠性、耐久性和乘坐舒适性。     

并联混合动力汽车驱动模式切换协调控制研究综述

混合动力汽车逐渐成为汽车行业发展的趋势,并已经在市场上取得了突破性的进展。混合动力系统中两动力源需要根据行驶路况进行能量管理和驱动模式的切换。由于发动机与电机动态响应特性的不同,单独按照各自的特性进行目标转矩控制,来达到总的需求转矩,但这样会导致整车运行模式切换过程中动力中断或出现转矩波动现象。本文主要研究运行模式切换过程中发动机与电机输出转矩的动态协调控制,目的是避免电机突增负载造成的震荡,希望在模式切换过渡过程中拥有足够的动力来保持整车快速、平稳行驶。     

纯电动汽车驱动电机系统标定方法研究

简述电动汽车用驱动电机系统的功能及驱动电机系统台架标定测试的内容,提出驱动电机系统基于纯电动汽车整车的标定方法,通过台架标定测试和整车标定测试,可大大提高系统的安全性、可靠性和舒适性。     

一种动态抑制驱动电机转速波动的控制系统

根据驱动电机系统在纯电动轿车中的应用特性,在复杂工况下,对整车行驶过程中的转矩需求值、速度变化值等参数进行分析,基于模糊控制算法思想,模拟道路路况和驾驶员意愿,线性化调节扭矩补偿值,有效抑制车辆的低速抖动,提高车辆的行驶平稳性。     

滑行过程中的电机控制对电动汽车行驶阻力的影响分析

针对某款纯电动轿车进行整车阻力试验分析与研究,在整车阻力分解阶段提出在原有电机控制策略的基础上进行"电机零转矩指令下偏正向转矩标定优化"的控制策略,并对体现优化策略的实车进行阻力复测研究。研究结果表明,优化后的策略对降低整车行驶阻力有明显的改善,整车道路行驶阻力平均值降低33 N。运用此策略在进行道路行驶阻力测试时满足相应的国标测试规范,对新标欧洲循环测试(New European Driving Cycle,NEDC)下的续驶里程提升也有显著贡献。     

故障注入在MCU功能安全测试中的实施研究

本文以MCU (电机控制器)为被测对象,以故障注入为主要测试手段,分别进行部件级、系统级、整车级的故障注入测试,并对MCU的功能安全测试的主要项目进行实施研究。试验结果表明,通过故障注入测试可以对系统的安全机制进行有效验证,进而可以实现对系统功能安全的评估。     

基于功能安全的分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制

分布式驱动电动汽车可以实现四轮转矩分配和差动转向,提升整车的动力学控制性能和经济性,但是四轮转矩独立可控的特点也对功能安全提出挑战。当前轮单侧电机出现执行器故障失效情况时,不仅会产生附加横摆力矩降低车辆安全性,差动转向功能的存在还会使车辆严重偏航。基于此,在设计分布式驱动-线控转向一体化底盘的基础上,基于功能安全提出一种分布式驱动电动汽车前轮失效补偿控制策略。首先建立分布式驱动失效动力学模型,分析前轮失效对车辆状态的影响机理,发现单一的驱动转矩截断控制无法满足车辆状态修正需求;其次设计一套备用的线控转向结构,通过变截距滑模控制算法提高切换状态下线控转向系统的转角跟踪性能,并用台架试验验证跟踪的准确性;然后设计自适应失效诊断观测器实时诊断驱动系统的电机故障,在将对应轮进行驱动转矩截断后,通过模型预测控制算法对车轮转矩重新分配实现纵向和侧向的状态跟踪;最后通过仿真和实车试验验证所提失效补偿控制策略的有效性和可用性。研究结果表明：分布式驱动电动汽车前轮单侧电机失效后,备用的线控转向系统能及时矫正前轮转角,所提出的失效补偿控制策略能够快速恢复车辆的稳定性和路径跟踪能力。     

电动汽车用驱动电机功能安全测试研究

开展电动汽车用驱动电机功能安全研究对于降低电驱系统性失效和随机硬件失效具有重要意义。文章概述功能安全集成测试：软件和硬件集成测试、系统集成测试、整车集成测试3个阶段的测试内容和测试方法,对电驱系统控制器的常见故障进行归纳,同时也对电驱系统功能安全测试方法进行阐述,并搭建基于AVL单轴测功机的测试台架,对电驱系统功能安全进行测试并分析测试结果,最终用于评价某电驱系统功能安全需求是否满足功能安全设计,以便验证该测试方法对功能安全集成验证的参考价值。     

纯电动环卫车电驱动系统参数匹配研究

纯电动环卫车已成为城市日常生活的重要组成部分,为提高其动力性及作业效率,文章以一种基于平行轴变速箱与行星排集成的多模高效电驱动系统构型的纯电动环卫车为研究对象,首先对系统能够实现的模式进行了分析,其次以纯电动环卫车整车参数和动力性能为指标,分别匹配了驱动电机和作业电机峰值、额定功率、转矩及最高转速等参数,并搭建了整车动力学模型,通过仿真分析及系统台架进行爬坡和加速能力测试,证明系统参数匹配的有效性。     

纯电动汽车电气与安全监测系统

为确保电动汽车安全行驶,必须综合设计其驱动部分的电气系统,并研制电气安全监测系统。通过设计分析和试验,确定了纯电动汽车的电压等级、输出通断等电气系统方案,并给出了接触器、熔断器等关键器件的电气参数;基于HCS（12）微处理器和CAN总线网络,设计了整车电气安全监测系统。结果表明,提出的电气系统满足电动汽车的动力性要求．电气安全监测系统可以实时监测整车电气特性参数并实现故障预警,有效保障了电动汽车的试运行。