轮毂电机电动汽车再生制动与稳定性控制研究

• 作 者: 滕冬冬
• 机 构: 合肥工业大学
• 出 处: 合肥工业大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 电动汽车 轮毂电机 再生制动 稳定性控制 μ控制

随着人们节能环保意识的日益提高,电动汽车成为汽车行业的研究热门。而目前电动汽车的结构多在传统汽车上改装,没有充分施展电机驱动的优势。而轮毂电机电动汽车简化了车辆的结构,具备传动效率高等优点,且各车轮独立可控,为新的动力学控制提供了载体,是电动汽车的终极驱动形式。通过对轮毂电机电动汽车进行分析,建立其纵向动力学模型、驾驶员模型、电池与电机模型、车轮与轮胎模型以及制动系统模型。基于所研究车辆的整车与性能参数,通过性能对比计算,对电机以及电池的关键参数进行选择。在Carsim/Simulink联合仿真环境中,建立了验证模型,对比分析得出,所建立模型的有效性。本文基于制动力分配理论以及ECE法规,在分析三种典型分配策略的基础上,建立了本文再生制动力分配策略。在China_urban以及1015两种城市循环工况下进行仿真分析,分析表明本文控制策略能有效提高能量回收率,验证本文控制策略的有效性。在再生制动系统的基础上,提出了基于分层控制结构的轮毂电机稳定性控制。上层控制器用鲁棒控制理论中的μ控制算法,设计了求解控制器的性能指标以及加权函数,并用模型匹配方法设计控制系统结构,最终决策出进行稳定性控制所需求的横摆力矩。下层控制器将横摆力矩进行分配,可确定所施加制动力的车轮以及制动力大小。在低附着系数路面仿真分析,结果表明,施加稳定性控制的车辆在整个双移线工况有良好的稳定性,而未施加控制的车辆在第三个弯道失稳。同时,施加控制的车辆电池SOC状态比未施加控制有明显上升,表明在稳定性控制时轮毂电机制动能有效的回收能量。