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。

基于激光测距技术的轮毂电机驱动电动汽车操纵稳定性控制方法

电动汽车内传感器的测量精度较差,为提高汽车行车稳定性,基于激光测距技术的轮毂电机驱动电动汽车操纵稳定性控制方法。建立电动汽车动力学模型,在车轮动力模型中,对四个轮胎分别建立驱动力平衡方程。设计了一种轮毂电机驱动下的汽车稳定性控制方法,分别设置车身与车轮稳定性的目标函数与约束条件。实验结果显示,上层控制器中,汽车dβ-β相平面均在0~0.1 rad的标准范围之内且横摆角速度也基本与目标值相符;在下层控制器中,汽车dβ-β相平面均在-0.5 rad~0.5 rad的标准范围之内且横摆角速度基本与目标值相符,可见本方法对该汽车稳定性控制方法有效。

基于全域解析法的外转子轮毂永磁同步电机多目标优化

基于全域解析法对外转子永磁同步电机(PMSM)的空载反电动势、气隙磁密、齿槽转矩等性能求解计算。计算结果与有限元法计算结果较为吻合,验证了全域解析法对外转子PMSM求解的准确性。在此基础上应用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对电机多个结构参数,多个性能进行多目标优化。与初始方案相比,优化方案的电机综合性能得到有效提高。经过仿真和试验验证,证明了所提方法的合理有效性。

基于神经网络PID的多轮轮毂电机协调控制研究

多轮轮毂电机运行参数具有不确定性,因此难以精准计算电机协调控制量,所以设计基于神经网络PID的多轮轮毂电机协调控制方法;搭建多轮轮毂电机数学模型,在该模型下实时采集多轮轮毂电机转速、位置等运行参数,并计算电机协调控制量;设计神经网络PID协调控制器,利用神经网络PID算法生成协调控制指令,从转速、转矩等方面实现多轮轮毂电机的协调控制;测试结果表明,在空载和负载工况下所提方法的转速控制结果与预期值之间的差值分别为2.7 r/min、3.3 r/min,转矩控制结果与预期值之间的差值分别为5.2 N·m、5.8 N·m,电机运行平衡度较高,多轮轮毂电机协调控制效果好。

轮毂电机电动汽车EPS系统控制策略研究

为降低轮毂电机电动汽车非簧载质量增加对整车操纵稳定性的影响,以某轮毂电机电动汽车电动助力转向系统(Electric Power Steering,EPS)为研究对象,对其参数匹配和控制策略进行研究。设计了目标车型的直线型助力特性曲线,在助力控制的基础上加入阻尼、回正控制,采用PID控制算法对助力电流进行调节。基于ADAMS/Car搭建轮毂电机电动汽车整车动力学模型,通过MATLAB/Simulink搭建EPS控制模型,实现联合仿真。对操纵稳定性进行了转向盘角阶跃和转向盘角脉冲仿真试验,加入EPS控制后,整车横摆角速度、侧向加速度、质心侧偏角值均有所降低。结果表明:研究的EPS控制策略提高了轮毂电机电动汽车的操纵稳定性,具有较好的控制效果。

动车与拖车ER8钢车轮轮毂表面的微动损伤行为

以在我国西北风沙环境下运行1.73×10^(6)km的动车组动车和拖车ER8钢车轮轮毂为研究对象,通过硬度测试、表面和截面损伤形貌观察等方法,分析了动车和拖车车轮轮毂表面的微动损伤行为。结果表明:动车车轮轮毂表面平均硬度约为335 HV,硬化层深度约为300μm,最大塑性变形层厚度约为29μm,均大于拖车车轮轮毂(310 HV,250μm,25μm);拖车车轮轮毂表面损伤以相互交错的浅犁沟为主,同时存在较多连片的剥落坑和疲劳裂纹,并发生氧化磨损,截面损伤以剥落为主,部分区域还存在小角度的长裂纹;动车车轮轮毂表面损伤主要为方向一致的深犁沟和少量大剥落坑,表面疲劳裂纹较少,截面损伤以小角度长裂纹为主,部分区域表层存在沿塑性变形线向内部扩展的裂纹。

永磁同步轮毂电机设计及噪声优化

轮毂电机种类繁多,包括直流电机、异步电机、永磁同步电机等,但永磁同步电机较其他类型电机具有更好稳定性、更高的效率以及功率密度。但在爬坡过程或满载时,电机既要保证高速行驶,又要避免产生过大噪声,现从轮毂电机主要尺寸设计、振动噪声理论分析、抑制措施研究等方面进行理论计算、软件分析,通过软件模拟结果,设计合理极槽配合、绕组方案等,优化电机噪声振动。

基于灰狼算法的轮毂电机汽车悬架性能优化

针对中央电机驱动电动汽车升级为由轮毂电机驱动后非簧载质量增加,悬架参数需调整的问题,在MATLAB/Simulink中建立了半车被动悬架模型,以前后悬架的弹簧刚度、减振器阻尼为自变量,以车身质心加速度、俯仰角加速度、前后悬架动挠度、轮胎动载荷的均方根值为优化目标,运用灰狼优化算法寻找最优的刚度、阻尼参数。仿真结果表明,优化后,悬架的操纵稳定性保持在合理区间的同时,舒适性提升12.73%。

轮毂电机噪声研究

随着电动汽车普及,轮毂电机因体积小、效率高,已成为研究焦点,作为电动汽车动力输出设备,具有调速范围大、转速高等特点,但同时作为电动车一部分,与传统发动机比较,仍存在刺耳的噪声,在产品快速升级的时代,研究轮毂电机振动噪声已迫在眉睫。因此,以轮毂电机为例,从设计环节入手,通过有限元仿真电机噪声,并对转子结构、齿部辅助槽进行分析,得出降低噪声方案。

永磁同步轮毂电机冷却系统研究

轮毂电机具有传动效率高、体积小、重量轻等优点,在电动车领域应用越来越广,但随着对汽车起步性能、加速性能和爬坡性能要求提高,电机功率逐渐提高,而电机安装空间并没有增加,反而对电机结构紧凑性和轻量化要求增加,这样使得电机温升控制尤为重要,因此现以8.5kW轮毂电机为例,通过电机损耗计算,电磁场理论分析,并通过有限元软件对水冷结构温度场进行分析,得出最佳的冷却参数和水冷管路结构。

轮毂电机油冷却结构设计及分析

随着全球温室效应严重,电动车使用轮毂电机应用越来越广,对电机功率密度气压逐渐增加,电机尺寸并没有加大,电机越来越紧凑,体积小,重量轻尤为重要,散热困难,普通空冷已无法满足要求,导致电机温升增加,最终影响电机使用性能,因此现以196kW永磁轮毂同步轮毂电机为例,通过软件计算温度场,并通过不同油位下温度场进行分析,得出最佳的油位参数,评估电机性能。

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。