The Summary of the Research on the Compound Braking Strategy of Four Wheel Hub Motor Drive Electric Vehicle

This paper describes in detail three kinds of typical compound braking strategy of wheel motor drive electric vehicle and summarizes the current commonly used strategies based on the three typical strategies developed. In the end, a new compound braking strategy is proposed;that is, we take braking mode classify, ECE regulations and SOC value of the battery as an important reference of braking force that joins the motor braking force, as well as we join the different identification models;according to the different braking modes, the purpose is that we can apply the different braking program.

永磁无刷轮毂电机轮对系统同步工况下的协调控制策略

针对双轮毂电机在负载不平衡工况下转速同步精度不够及同步响应速度不快的问题,该文提出速度环补偿PID交叉耦合同步控制和电流环补偿PID交叉耦合同步控制策略。首先,建立双轮毂电机的数学模型,采用双闭环六步方波控制。基于该模型,采用速度环补偿PID交叉耦合同步控制代替单增益交叉耦合控制器,使转速同步调节精度提升。在两侧电机负载不平衡工况下,用电流环补偿PID交叉耦合控制方法进一步提升转速同步精度,同时加快同步响应速度,并兼顾了转矩精度。仿真和实验验证了所提控制策略的正确性和有效性。

轮毂电机技术在新能源汽车上的应用分析

近年来,随着新能源汽车技术的快速发展,传统的汽车驱动方式已经不能满足新能源汽车的发展需求。轮毂电机技术是一种新型驱动方式,可以为新能源汽车提供更多的动力。轮毂电机技术能够提高新能源汽车的行驶里程,对新能源汽车的发展具有重要意义。基于此,本文就轮毂电机技术的特点、目前存在的问题以及优化措施进行阐述和分析,希望对中国新能源汽车产业实现稳步发展有一定的促进意义。

轮毂电机温度场与水冷散热分析

由于轮毂电机发热率较高,散热性能较差,电机温度过高会降低电机工作效率以及影响电机工作稳定性。本文利用Maxwell软件建立的轮毂电机电磁仿真模型得出了电机相应的热源损耗;通过温度场计算模型计算了电机各部件的生热率以及电机重要表面的换热系数;设计了一种冷却电机的双螺旋冷却通道结构,利用Ansys软件对电机温度场及冷却结构进行了模拟,分析了冷却前和冷却后的温度场分布。结果表明,该冷却结构能大幅度降低电机工作时产生的温升影响,相较于传统单水道结构,双水道结构冷却效果更佳,对轮毂电机散热系统研究具有一定的参考价值。

辅具选配对轮毂电机功率测试影响的研究

对不同电动自行车及电动摩托车用轮毂电机台架试验的装配方式进行了对比试验,明确了三角笼形夹持设计的优势,并对其轻量化设计后的效果进行了试验验证。

某型轮毂外转子永磁电机定转子合装工装的设计

针对某型轮毂外转子永磁电机的特殊结构,分析了电机定转子合装工艺的难点,并提出了相应的解决方案。设计了一种定转子合装工装,通过现场样机组装及试验验证了方案的可行性。

采用轮毂电机的独立车轮轮对的主动导向控制

研究采用左、右车轮的转速差作为反馈量对轮毂电机独立车轮轮对进行主动导向控制的效果。结果表明:如果仅使用转速差作为反馈量,只能使轮对获得类似刚性轮对的导向能力;而在补偿轨道曲率和车辆速度信息以后,可以使轮对的横移接近线路的中心位置。引入反馈控制后,随着控制增益的增加,系统的临界速度逐渐下降,补偿轨道曲率和车辆速度信息并不改变轮毂电机独立车轮主动导向控制的稳定性。在PI控制器作用下,基于左、右轮转速差为反馈量的轮毂电机独立车轮轮对的行为类似于弹性—阻尼耦合轮对,其稳定性与弹性—阻尼耦合轮对相同,在补偿轨道曲率和车辆速度信息后其导向能力能够优于弹性—阻尼耦合轮对。

电动轮式移动小车控制系统设计与试验

为了实现电动轮式移动小车能在实际不同的负载和路况下可以稳定的运行工作，该文研制了小车的四轮独立驱动的电机驱动和四轮转向控制系统，该系统由主控制芯片STM32F103RCT6对移动小车进行解算得出4个驱动轮的速度，然后对每个驱动电机进行转矩分配，控制4台用于驱动的无刷直流轮毂电机、2台转向直流电机以及2台制动用直流电机，使得小车实现直线行驶、转向和原地转向；通过单片机ATMEGA48PA控制4台无刷直流轮毂电机换相；采用驱动芯片IR2113驱动场效应管FQA140N10，并利用电机内部霍尔传感器输出的脉冲信号检测无刷直流电机的速度，采用放大器LM358搭建过载保护电路。试验结果表明，所开发的小车驱动控制系统实现了四轮电子差速与转矩分配，移动小车能在水泥路面、干泥土路面、斜坡和草地上稳定可靠运行，小车限速20km/h，爬坡度为8°。在空载情况下能匀速运行8～10h，带额定负载250kg情况下能匀速运行4～5h，有较好的负载性能，满足农业运输及农田作业的需求，减轻人的体力劳动，提高生产效率。该研究可为应用于田间作业的电动移动小车的机械设计及电气控制系统设计提供参考。

四轮轮毂电机电动汽车行驶状态估计

针对四轮轮毂电机电动汽车行驶过程中的状态估计和在数据测量过程中由于偶然因素使观测序列中存在野值的问题,本文中提出了一种基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的车辆行驶状态估计算法。首先利用四轮轮毂电机电动汽车的每个车轮的电机驱动力矩容易测得的优势计算轮胎的纵向力,采用Dugoff轮胎模型计算轮胎的侧向力,建立了汽车非线性3自由度车辆模型。接着通过对简单易测低成本传感器信号的信息融合实现电动汽车在行驶过程中的纵向速度、侧向速度和质心侧偏角的准确估计。最后应用Car Sim和Matlab/Simulink联合仿真对估计算法进行验证。结果表明,基于抗野值鲁棒容积卡尔曼滤波的估计算法比扩展卡尔曼滤波估计算法更能较准确地对车辆行驶状态进行估计,且具有较好的实时性。

多轴轮毂电机驱动电动车电子差速控制研究

针对现阶段电动轮驱动车辆电子差速控制无法适应任意行驶工况、电机性能要求较高等问题,提出自适应电子差速控制策略;对轮毂电机进行转矩指令控制,转速随动的方式,使车轮根据自身受力状态实现差速;同时介绍了多轴轮毂电机驱动汽车动力学整车建模方法。在此基础上,介绍整体控制策略,模拟传统汽车从动力系统到差速器的功率分配特性,利用驾驶员期望车速和反馈的实际车速的差值输入到PID控制器中,输出得到各电机目标需求转矩。最后提出差速性能评价方法,并针对差速问题的3种主要工况进行离线仿真及台架试验。结果表明:所提自适应电子差速控制能够控制车轮理论和实际行驶距离误差小于0.5%左右,验证了自适应电子差速控制策略的正确性以及较高的控制精度。

四轮轮毂电机电动车横摆力矩参数自调整模糊控制

针对四轮轮毂电机电动车横摆力矩控制问题,进行横摆力矩参数自调整模糊控制研究,确定整车横摆力矩分层控制结构.基于参数自调整模糊控制理论设计附加横摆力矩决策控制器.利用四轮驱动力矩独立可控的优势,采用规则分配方法进行四轮驱动力分配,并通过CarSim与Matlab/Simulink联合仿真实验,选取连续正弦方向盘转角输入工况对控制方法进行验证.结果表明:四轮轮毂电机横摆力矩参数自调整模糊控制方法能够有效提高车辆行驶稳定性.

电动汽车电机双闭环差速控制策略研究

研究双轮毂电机搭建的电动试验车实验平台,为提高车辆转弯速度响应性能,采用阿克曼转速控制系统,在MATLAB/simulink中建立差速控制模型,结合直流无刷电机BLDC的控制系统模型进行联合仿真,通过速度闭环和电流滞环双环控制方法实现对电动汽车在直线行驶的轮毂电机转速、转弯时车轮差速控制与转矩分配。对电动汽车直线和转弯行驶时的差速特性进行仿真分析,仿真结果表明,差速控制方法可满足电动试验车直线行驶、转向行驶时,对差速控制和轮毂电机输出转矩控制的要求。

电动车用双凸轮式永磁轮毂电机电磁设计

根据对汽车驱动装置的实测数据,结合传统解放牌汽车后轮轮毂的结构特点,设计并一种新型的双凸轮式永磁轮毂电机,并对该结构进行了各种相应机械特性的核算和调整。在此基础上,针对该轮毂电机的电磁,设计开发了基于VC++的电磁场三重迭代核算程序,给出了一台5 kW样机的电磁设计方案。

电励磁双凸极轮毂电机空载性能的有限元分析

该文提出了一种新型12/8极电励磁双凸极轮毂电机的结构。采用有限元方法对电机内的磁场进行计算,得出了电机空载时的磁场分布,并研究了不同励磁电流下电机的气隙磁密特性、磁链特性以及反电势波形,所得结果为电机负载时选择励磁电流和换相角度提供了依据。

电动汽车轮毂电动机低成本变结构控制

根据电动汽车轮毂电动机驱动实际,提出一种基于滑模变结构的系统检测、控制解决方案。以较低的硬件成本改进转矩电流采样方法,提高了转矩检测精度。设计变结构控制器,并进行鲁棒性证明与换相转矩脉动抑制分析。对控制方案进行仿真验证,并在自建的样机上进行实验研究。实验结果表明,该方案可行有效,适用于电动汽车轮毂电机驱动。

基于矢量空间纯电动车三自由度建模与验证

建立电动车运动坐标系,利用矢量空间数学工具和刚体力学原理,建立四轮独立转向、四轮独立驱动的电动车运动学数学模型,模型包含了纵向、侧向、横摆3个自由度。同时根据直流无刷轮毂电机的电气特性建立了轮毂电机的数学模型。模型使用了课题组试验车的参数,在相同的油门输入与方向盘输入的情况下,分别做了实车实验与模型仿真实验,采集两组实验输出的速度、横摆角速度、质心侧偏角数据。通过比较试验车与仿真模型输出的数据验证了数学模型的准确性。利用已经建立的数学模型,研究高速状态下后轮转角对电动车的横摆角速度和质心侧偏角的影响,从实验结果可以看出,实施对后轮转角的控制可以有效改变电动车的横摆特性和质心侧偏角特性。此外,论文对模型的局限性进行了分析,明确该数学模型适用的场合以及使用该模型时应注意的事项。

轮毂电机驱动电动汽车转向性能控制研究

文中研究分布式后轮轮毂驱动电动汽车转向控制特性。首先建立驱动电机和车辆动力学模型,分析简化的动力学模型和非简化动力学模型在不同转角和速度时的输入输出特性。将整车动力学模型、两个轮毂电机的机电特性模型集成起来,形成两层三环节的控制。外层进行行驶速度反馈控制,内层进行两个电机转速的反馈控制,外层的总行驶速度经过速度分配,作为内层两个电机转速的输入分别控制两个驱动电机,车轮的转矩作为电机的负载转矩输入。最后对三种模型在两种转角变化工况下的动力学响应进行对比分析。

一种新的四轮独立转向独立驱动的电动车建模

根据刚体力学原理,利用试验车实际参数,提出一种基于矢量空间的四轮独立转向、四轮独立驱动的电动车建模方法.在相同的方向盘输入和电油门输入的情况下,分别采集模型仿真与实车实验输出的速度、横摆角速度、质心侧偏角数据,通过2组数据的比较验证了数学模型的准确性.利用建立的数学模型,分析高速状态下后轮转角对电动车的质心侧偏角和横摆角速度的影响.从试验结果可以看出,实施对后轮转角的控制可以有效改变电动车的质心侧偏角特性和横摆特性.

改进单神经元网络PID算法下的车用轮毂电机控制系统仿真

针对采用传统PID控制下轮毂电机控制系统中存在转速超调量大、转矩突变严重等问题,在单神经元网络PID的基础上,引入最优控制理论中的误差二次型性能指标对单神经元网络PID算法的学习规则进行改进,将改进后单神经元网络PID算法运用到轮毂电机矢量控制系统的速度环中。仿真结果表明:改进后单神经元网络PID控制的轮毂电机矢量控制系统速度环响应速度快、转矩突变小以及运行状态更加稳定。

基于轮毂电机驱动的山地林果茶园轮式运输车设计与试验

针对南方丘陵山地林果茶园复杂的地形地貌特点,在集中式电机驱动运输车基础上,开发了以轮毂电机驱动的山地林果茶园运输车;该运输车以36 V铅酸蓄电池为能源,采用双后轮独立驱动方式并具备电子差速转向系统。运输车最大爬坡度、续驶里程试验、差速及制动性能等关键指标性能试验结果显示:运输车满载最大爬坡度为15°,最小转弯半径为2395 mm,空载和满载状态下以常用车速20 km/h行驶时平均里程分别可达66.97和46.33 km;满载时运输车分别以初速度25、20、15、10 km/h行驶时的紧急制动距离分别为5.83、4.11、2.68、1.57 m,试验值与理论值的最大相对误差为8.2%;运输车还具备良好的差速转向性能。