电动轮驱动电动汽车行驶路面识别及滑转率控制方法

本项目根据电动轮驱动汽车各轮动力学状态相互独立的特点，通过驱动电机－车轮系统动力学分析，建立电动轮驱动系统的动力学模型，提出电动轮系统轮胎与路面附着系数的表达方法。在此基础上，根据车轮动力学参数提出车轮打滑状态监测因子及监测方法，由此得出电动轮驱动汽车路面附着特性实时识别及车轮滑转状态监测理论。通过实车试验对所研究理论和方法进行验证并研究其在电动轮驱动汽车底盘控制技术中的应用方法。通过此方法汽车可实时监测电动轮系统行驶时是否打滑并获取行驶路面的最佳滑转率从而为电动轮驱动汽车的牵引力控制，稳定性控制奠定基础。本项目研究内容属提升电动汽车技术的基础性课题，对提升我国电动汽车性能从而加速其普及具有重要作用，其在民用车辆及军用车辆上均有很好应用前景。

本课题按计划完成了计划书规定的各项研究内容并取得了较好成果。主要成果如下：.1）在前期研究基础上，建立了可用于轮毂电机驱动汽车的动力学仿真模型，该模型各车轮驱动力相互独立，可真实反映电动轮驱动汽车动力学特性。为开发本课题的路面附着特性识别与牵引力控制的理论分析与仿真工作奠定了基础。.2）从汽车轮胎与行驶路面附着特性的形成机理出发，提出了轮毂电机驱动汽车行驶路面附着特性的识别理论并给出了可行的实现方法。其关键点是将轮毂电机、车轮、轮胎及路面作为一个独立的系统，通过研究其内部变化机理，将路面附着系数用轮毂电机转矩、转速及车轮惯量、半径等参数表示出来。从而得到了路面附着系数的实时量化方法。将路面附着系数对滑移率的导数等效为路面附着系数时间变化历程对时间的导数及滑移率时间变化历程对时间导数。从而得到了利用轮毂电机转矩、转速、车轮惯量及半径、滑移率等可以实时量化的参数判断车轮是否在行驶路面打滑的方法。这种判断方法对每个车轮是独立进行的。.3）由于每个车轮是否打滑可以实时单独识别，提出了基于单个电动轮（轮毂电机+车轮）驱动力控制的整车牵引力控制方法。该方法只需实时判断单个电动轮是否打滑并进行轮毂电机驱动转矩控制实现车轮牵引力最优化。该方法具有系统简单，响应快的优点。.4）从车辆转向时的能量消耗分析入手，建立转向时的能量消耗模型，对电动轮驱动车辆的转向节能进行深入分析，提出了以车辆准中性转向为策略的转矩协调控制，可以在稳态转向行驶时，减小车辆的转弯行驶阻力，在车辆驶过预定路径时，减小了车辆所消耗的能量；.5）为验证所研究成果的可行性，与天津一汽合作开发了四轮毂电机独立驱动的电动试验车。并进行了路面附着特性识别及牵引力控制试验。验证了研究成果的正确性与实用性。.6）针对国产轮毂电机产品性能较国外同类产品相差甚远的现实，与英国Cranfield大学LUK教授开发国际合作，合作开发高性能轮毂电机。已完成第一轮样机测试，同时派出一名博士生赴英国Cranfield大学学习。