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中文摘要 ............................................................................................... 错误!未定义书签。英文摘要 (3)
1 绪论 ................................................................................................. 错误!未定义书签。
1.1研究意义.............................................................................. 错误!未定义书签。
1.2 国内外研究状况 .................................................................... 错误!未定义书签。
2.1 轮毂电动汽车动力性的评价指标 ........................................ 错误!未定义书签。
2.2 轮毂电动汽车受力分析 ........................................................ 错误!未定义书签。
2.3 轮毂电动汽车的最高车速 .................................................... 错误!未定义书签。
2.4 轮毂电动汽车的加速能力 .................................................... 错误!未定义书签。
2.5 轮毂电动汽车的上坡能力 .................................................... 错误!未定义书签。
2.6 四轮驱动的轮毂电动汽车相关的直线行驶时的控制方式错误!未定义书签。
2.7 本章小结 ................................................................................ 错误!未定义书签。3轮毂电动汽车的制动性 ............................................................... 错误!未定义书签。
3.1 制动性的评价指标 ................................................................ 错误!未定义书签。
3.2 制动时车轮的受力 ................................................................ 错误!未定义书签。
3.3 轮毂电动汽车的回馈制动的概述 ........................................ 错误!未定义书签。
3.4 轮毂电动汽车回馈制动技术的研究内容 ............................ 错误!未定义书签。
3.5 回馈制动系统各个制动力变化特性 .................................... 错误!未定义书签。
3.6 回馈制动的控制逻辑与操作方式 ........................................ 错误!未定义书签。
4 轮毂电动汽车的操纵稳定性 ......................................................... 错误!未定义书签。
4.1 汽车操纵稳定性的概述 ........................................................ 错误!未定义书签。
4.2汽车转向时的受力分析 ......................................................... 错误!未定义书签。
4.3 汽车在前轮角阶跃输入下的稳态响应的类型 .................... 错误!未定义书签。
4.4 四轮独立驱动的轮毂电动汽车转向时的转矩控制 ............ 错误!未定义书签。
4.5 本章小结 ................................................................................ 错误!未定义书签。
5 轮毂电动汽车的行驶平顺性 ......................................................... 错误!未定义书签。
5.1 轮毂电动汽车行驶平顺性的概述 ........................................ 错误!未定义书签。
5.2 轮毂电动汽车的垂直振动特性研究 .................................... 错误!未定义书签。
5.3 本章小结 ................................................................................ 错误!未定义书签。
6 结论与展望 ..................................................................................... 错误!未定义书签。谢辞 ....................................................................................................... 错误!未定义书签。[参考文献] ............................................................................................ 错误!未定义书签。
轮毂电动汽车的动力性能研究
摘要：轮毂电动汽车是一种新型的电动汽车，利用四个独立控制的轮毂电机驱动四个车轮，为提高汽车
的动力性、稳定性、安全性提供了更大的技术
潜力。本文主要结合轮毂电动机的特性，对轮毂电动汽车的动力性、制
动性、操纵稳定性和行驶平顺性进行分析和研究，其中以汽车操纵稳定
性中通过控制轮毂电机转矩来控制汽车转向运动的研究为重点。并类比
传统的集中驱动汽车与轮毂电动汽车，结合轮毂电动机的特性，探究汽
车的动力性能，针对轮毂电动汽车的特点，研究轮毂电动汽车通过控制
轮毂电机转矩来控制汽车转向运动的可能性，并简要分析轮毂电动汽车
与传统集中驱动汽车相比的优势。
关键词：电动汽车，轮毂电机，动力性，制动性，操纵稳定性，行驶平顺性。
Dynamic Analysis of Vehicles Driven by hub
motors
Abstract：Vehicle driven by hub motors is a new kind of electric vehicle. Its four wheels which are controlled independently are driven by “in wheel” engines.
This offers greater potential in order to improve the vehicle’s dynamic,
stability and security character. The paper mainly researches electric
vehicle’s dynamic, braking, handling stability, and ride comfort according to
the character of the hub motor, which focus mainly on handling stability. It
also compare vehicle driven by hub motors with in order to analyzing the
possibility of controlling the torque to control the steering of the vehicle. At
last, it analyses the advantages of vehicle driven by hub motor compare to
traditional concentrated driven vehicle.
Keywords: Electric vehicle, Hub motor, Dynamic character, Braking character, Handling stability, Ride comfort
1 绪论
1.1研究意义
随着经济的发展，私家车将大幅度增加，若只靠燃油汽车满足这一增长要求，是有的供给能力将日渐萎缩，直至完全失去。考虑到石油危机，对世界的发展是很严峻的考验。随着电动汽车的兴起，轮毂电机重新引起了人们的重视。目前国内已有多家企业高校和科研单位已经开始研究，但由于电池，电机性能和价格间的矛盾，控制策略的不完善，轮毂电动汽车的产业化还未成形。但从目前发展趋势以及各种驱动技术的特点来看，轮毂电动汽车将是电动汽车的最终驱动形式，也是现阶段电动汽车研究的热点和难点之一。
轮毂电机驱动系统能够灵活的布置于各类电动汽车的前后轮，直接驱动轮毂旋转，与内燃机、单电机等传统集中驱动方式相比，其动力配置、传动结构、操控性能、能源利用等方面的技术优势和特点极为明显，主要表现为[1]：
（1）动力控制由硬连接改为软连接，能通过电子控制器，实现个轮毂从零到最大速度之间的无级变速和轮毂间的差速要求。省去了传统的机械换挡、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等装置，使的驱动系统和整车结构简约归一，可利用空间增大，传动效率提高（理论值为10%）。
（2）整车布局和车身造型设计的自由度大大增加。以汽车为例，将底架的承载功能与传动功能分离后，桥架结构大为简化，更容易实现相同底盘不同车身造型的产品多样化和系列化，缩短新车开发周期，降低开发成本。
（3）各轮毂扭矩独立可控，响应快捷，正反转灵活，瞬时动力性能更为优越，显著提高了适应恶劣路面条件的行驶能力。
（4）容易实现轮毂的电气制动、机电复合制动和制动过程中的能量回馈，还能对整车能源的高效利用实施最优化控制与管理，有效节约能源。[1]
1.2 国内外研究状况
电动汽车最早于1834年问世，但因一次充电续驶里程不能满足要求而于20世纪30年代退出历史舞台。20世纪70年代，由于环境恶化和能源危机的出现，人们
重新展开了对电动汽车的研究开发[7]。
作为比较先进的驱动技术，国外有很多研究所和公司都对轮毂电机进行了专项研究，并已经开始将其应用到实际产品中。
位于美国加州的通用汽车高级技术研发中心成功地将自行研制的轮毂电机应用到雪弗兰s-10皮卡车中。该电机给车轮增加的重量只有约15kg，却可产生约25kW 的功率，产生的扭矩比普通的雪弗兰s-10四缸皮卡车高出60%，加速性能也有所提高。
日本对轮毂电机研究起步早，技术在世界上处于领先。日本庆应义塾大学清水浩教授领导的电动汽车研究小组在过去10年中，研制的IZA、ECO、KAZ等电动汽车均采用轮毂电机驱动技术。其中后轮驱动电动汽车ECO采用的永磁无刷直流电机，额定功率6.8 kW，峰值功率可达20kW。日本的各大公司在2003年东京汽车展上纷纷推出自己的轮毂驱动产品，如：普利司通公司的动力阻尼型车轮内装式电机系统、丰田公司的燃料电池概念车F INE-N等等。
我国的轮毂电机技术虽然起步较晚，但近几年随着国家“863”计划电动汽车重大课题研究的深入，各高校对该技术的研究也有所加强。同济大学汽车学院在2002年和2003年独立研制的“春晖一号”和“春晖二号”就采用4个低速永磁无刷直流轮毂电机直接驱动系统。中国科学院北京三环通用电气公司开发出了电动汽车专用的715 kW轮毂电机。哈工大-爱英斯电动汽车研究所开发的EV96-I型电动汽车采用了多态轮毂电机的轮毂驱动系统。该轮毂电机采用双边混合式磁路结构, 兼有同步电动机和异步电动机的双重特性。驱动轮额定功率6.8kW, 最大功率15kW, 最大转矩25N·m。[4]
汽车电机网1.3 本文主要内容
（1）轮毂电动汽车动力性的分析，包括最高车速，加速时间，爬坡能力等，讨论对轮毂电机的转矩要求。
（2）轮毂电动汽车制动性的分析，主要包括对制动时轮胎受力分析，讨论制动时回馈电能的可能性。
（3）轮毂电动汽车操纵稳定性的分析，主要包括轮毂电动汽车转向性能，以及通过控制转矩来控制轮毂电动汽车转向的研究。
（4）轮毂电动汽车行驶平顺性的研究，主要包括轮毂电机吸收行驶时承受的各
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