淺析電動(dòng)汽車技術(shù)論文(2)
淺析電動(dòng)汽車技術(shù)論文
淺析電動(dòng)汽車技術(shù)論文篇二
電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)研究
摘 要 電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)作為電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)之一，一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。論文介紹了電動(dòng)汽車常用驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的種類及控制方法的研究現(xiàn)狀;闡述了國內(nèi)外電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究進(jìn)展;最后指出，結(jié)合車輛行駛工況與電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)來提高續(xù)航里程是未來研究的重要內(nèi)容。
關(guān)鍵詞 電動(dòng)汽車;驅(qū)動(dòng)控制;輪轂電機(jī)
中圖分類號(hào)：TM36 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597(2014)21-0041-01
電動(dòng)汽車，是在傳統(tǒng)燃油汽車面臨能源危機(jī)與環(huán)境污染兩大難題時(shí)，得到重視和發(fā)展的，并被視為解決上述兩大難題的有效途徑。它是車輛工程、電子信息、新能源技術(shù)、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多學(xué)科交叉技術(shù)的集成，更容易使車輛電子化、信息化，從而提高車輛智能控制水平。電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)作為電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)之一，一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。
1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)種類及驅(qū)動(dòng)控制算法
目前，電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按所使用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型不同可以分為交流感應(yīng)電機(jī)、直流電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)、永磁同步電機(jī)、永磁無刷直流電機(jī)等驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是電動(dòng)汽車研究開發(fā)的重點(diǎn)之一，就目前而言，單電機(jī)配合減速器和差速器驅(qū)動(dòng)車輪是電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)的普遍方式。考慮到各地的差異性及車輛的通用情況，目前大多數(shù)控制策略及控制方法的研究都通過軟件模擬仿真。山東大學(xué)的李珂等建立電動(dòng)汽車異步電機(jī)仿真模型以及與之對(duì)應(yīng)的控制模型，實(shí)現(xiàn)了對(duì)純電動(dòng)汽車動(dòng)力性能仿真[1]。Z.Rahman等人，根據(jù)電動(dòng)汽車驅(qū)動(dòng)電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍、車輛行駛對(duì)電池組能量需求、驅(qū)動(dòng)電機(jī)工作效率、車輛傳動(dòng)系數(shù)，以建模仿真的方式來確定動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵部件的選型[2]。Mehrdad Ehsani等人，則利用電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程和行駛的動(dòng)力需求為主要優(yōu)化目標(biāo)，對(duì)匹配純電動(dòng)汽車動(dòng)力參數(shù)優(yōu)化算法進(jìn)行了深入研究[20]。王慶年，丁永濤等人，在MATLAB/SIMULINK環(huán)境下完成了整車的并聯(lián)式控制策略的建模。所得出的研究結(jié)果表明，所開發(fā)電動(dòng)汽車正向仿真平臺(tái)正確性、可靠性，對(duì)提高電動(dòng)汽車初期研發(fā)效率、降低電動(dòng)汽車的研發(fā)成本具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2 電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)
早在上世紀(jì)中期，名叫ROBERT的美國人將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、傳動(dòng)/制動(dòng)裝置全部集成在輪轂上，研發(fā)了最初的電動(dòng)汽車輪轂。該類電機(jī)根據(jù)其安裝的方式不同，又分為輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)、輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)兩種結(jié)構(gòu)。輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)，它是將驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在車架位置，電機(jī)的輸出軸直接把驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動(dòng)輪，電機(jī)與車輪之間彼此相對(duì)獨(dú)立，只通過電機(jī)輸出軸或其它變速機(jī)構(gòu)聯(lián)接，減輕了車輪慣性力及車輛顛簸程度。輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)在結(jié)構(gòu)上與輪邊電機(jī)驅(qū)動(dòng)有所不同，它是把驅(qū)動(dòng)電機(jī)直接安裝在車輪的輪轂內(nèi)直接驅(qū)動(dòng)車輪。這種結(jié)構(gòu)省略了傳統(tǒng)燃油汽車上面一系列的傳動(dòng)裝置，大大提高了驅(qū)動(dòng)效率，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。在2005年，美國德州大學(xué)教授E.J.Triche等人對(duì)輪轂電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力及純電動(dòng)軍用車輛的沖擊載荷進(jìn)行了相關(guān)的仿真和實(shí)驗(yàn)[4]。K.Cakir和A.Sabanovic設(shè)計(jì)了直接驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的電氣系統(tǒng)，創(chuàng)建了電機(jī)三維模型，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，使得該輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)很好的匹配實(shí)驗(yàn)車輛[5]。2012年，Perer Juris等人研究了溫度對(duì)輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的影響，運(yùn)用有限元方法對(duì)輪轂電機(jī)進(jìn)行瞬時(shí)熱力學(xué)仿真分析，結(jié)果表明：過高的溫度會(huì)導(dǎo)致輪轂電機(jī)的驅(qū)動(dòng)失效，并導(dǎo)致永磁鐵失磁。在國內(nèi)，同濟(jì)大學(xué)余卓平教授等，對(duì)四輪輪轂驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)汽車路面附著系數(shù)估算方法進(jìn)行了深入分析研究。他們利用電動(dòng)汽車輪轂電機(jī)測(cè)速準(zhǔn)確、驅(qū)動(dòng)力響應(yīng)迅速等特點(diǎn)對(duì)車輛行駛路面的附著系數(shù)進(jìn)行估算，通過這種方式能有效防止車輛行駛時(shí)車輪滑轉(zhuǎn)，確保車輛的行駛穩(wěn)定性。2012年，張立軍等人建立了包括電機(jī)轉(zhuǎn)矩波動(dòng)動(dòng)力學(xué)模型與充氣輪胎剛性圈動(dòng)力學(xué)模型的系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)模型，并進(jìn)行了時(shí)頻域特性分析。此外，北京理工大學(xué)在輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)方面也有較深入研究，如謝邵波，林誠對(duì)前輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車行駛穩(wěn)定性進(jìn)行研究，通過實(shí)驗(yàn)仿真，驗(yàn)證了其設(shè)計(jì)的控制策略可提高車輛橫擺穩(wěn)定性。
3 結(jié)論
目前，國內(nèi)外在電動(dòng)汽車電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制方面的研究已涉及各個(gè)方面，從目前研發(fā)的進(jìn)程狀況來看，國內(nèi)外基本處于同一起跑線上，國外略處于領(lǐng)先地位。另外，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，絕大部分研究焦點(diǎn)都集中于對(duì)電機(jī)本體的研究，沒有與電動(dòng)汽車整車控制需求相結(jié)合。將電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制策略與車輛行駛工況緊密結(jié)合來提高驅(qū)動(dòng)效率的相關(guān)報(bào)道較少。
參考文獻(xiàn)
[1]陳勇，張大明，等.電動(dòng)汽車用異步電機(jī)矢量控制系統(tǒng)仿真分析[J].上海交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，19(16)：3761-3765.
[2]Rahman Z，Ehsani M，Butler K L，An Investigation of Electric Motor Drive Characteristic for EV and HEV Propulsion Systems[C].SAE paper.2000-01-3062.
[3]Kowal J，Gerschler J B，et.Efficient battery models for the design of EV drive trains[C].14th Inernational Power Electronics and Motion Contorl Conference，2010，31-38.
[4]Ehsani M，Gao Y M，Emadi A.Modern Electric，Hybird Electric，and Fuel Cell Vehicles Fundamentals，Theory，and Design[M]，Boca Raton：CRC Press，2010.
[5]K.Cakir A.Sabanovic.In-wheel Motor Design for Electric Vehicles[C].Proceedings of IEEE AMC06-Istanbul，Turkey.2006.6：13-20.
[6]夏長亮.無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)[M].北京：科學(xué)出版社，2009.
[7]王葳，張永科，劉鵬鵬.無刷直流電機(jī)模糊PID控制系統(tǒng)研究與仿真[J].計(jì)算機(jī)仿真，2012，29(4)：196-199.
[8]朱穎合.自適應(yīng)模糊PID控制器的研究與應(yīng)用[D].杭州：杭州電子科技大學(xué)，2010(12).
[9]李健，王東青，王麗美.模糊PID控制器設(shè)計(jì)及MATLAB仿真[J].工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，2011，24(5)：56-95.
[10]殷云華，鄭賓等.一種基于Matlab的無刷直流電機(jī)控制系統(tǒng)建模仿真方法[J].系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào)，2008(02)：293-299.
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