纯电动汽车及其操纵稳定性操纵
一、电动汽车的特点
电动汽车是指全部或局部以车载电池为动力源、符合道路交通平安 各项要求的新型汽车,包括三种类型:牡丹客车
纯电动汽车〔PureElectricVehicle,简称PEV〕、
混合动力电动汽车HybridElectricVehicle,简称HEV〕
燃料电池电动汽车〔FuelCellElectricVehicle,简称FCEV〕
电动汽车与传统汽车一样也是由动力装置、底盘、车身和电器设备等4个局部组成。不同点要紧集中在动力装置以及由于动力源的不同而需要的多能源动力总成操纵系统,辅助能源系统和辅助操纵系统。
纯电动汽车的工作原理
全然工作原理如图1一2所示。电池通过操纵系统向电动机供电,在电动机中电能转化为机械能动力并传给传动系,最后传给驱动车轮,力图使驱动车轮转动,并通过与地面间的相互作用产生使汽车行驶的牵引力。
1.2纯电动汽车的驱动方案
电动汽车的动力性能与其驱动系统直截了当相关,当前驱动方案要紧有四种:
1、机械驱动布置方案:
商务车座椅改装2、机电集成化驱动布置方式:
v12发动机多少钱3、机电一体化驱动布置方式:
这种布置方式最大的进步确实是根基取消了机械式差速器,在左右两个双联式电机之间,配置了电子操纵的差速器,用电子差速器来解决左右半轴的差速咨询题。
4、轮毅电机驱动布置方式:
轮毅电机驱动布置方式的电机装在电动汽车的车轮轮毅中,直截了当驱动电动汽车的驱动轮。如如下面图。
它还能够对各个驱动电机进行相互独立的操纵,有利于提高车辆转向灵活性和充分利用路面附着力。这种布置方式比以上介绍的各种布置方式更能表达电动汽车的优势。采纳这种布置方式的驱动系统需要解决的咨询题确实是根基如何保证车辆行驶的方向稳定性。
轮毂电机示意图:
电动汽车电机驱动系统分类与选择:
1、直流电机驱动系统、
2、交流感应电机〔异步电机〕驱动系统、
3、永磁同步电机驱动系统
4、开关磁阻电机驱动系统等。
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二、电动汽车操纵稳定性
电动汽车从出现至今,研究的重点一直在于提高整车的燃油经济性和落低排放,而电动汽车的平安性能那么较少被关注。
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汽车稳定性操纵是通过车载操纵系统实时调整车辆的运行状态,使车辆能够按照驾驶员的意图行驶,并防止车辆失稳的汽车主动平安装置。
真正意义上的汽车稳定性操纵一般认为出现在1995年。在1995年,BOSCH公司提出了VDC〔VehicleDynamicControl,汽车动力学操纵〕[4]的概念,Benz公司提出了ESP〔ElectronicStablityProgram,汽车电子稳定程序〕的概念,丰田公司提出了VSC〔VehicleStablityControl,汽车稳定性操纵〕的概念,它们均采纳了能直截了当测量汽车运行姿态的侧向加速度传感器和横摆角速度传感器,使得稳定性操纵系统的应用范围大大扩展。
目前市场上有许多提高汽车操纵稳定性的电子操纵装置:电控悬挂、四轮转向〔4WS〕、防抱死制动系统〔ABS〕、牵引力操纵系统〔TCS〕、电子稳定性程序〔ESP/VSC〕,以及集成了多种操纵方式的车辆动力学操纵〔VDC/VDM〕等。
2.1多电机电动汽车稳定性操纵的研究现状:
传统汽车与电动汽车动力学操纵区不
内燃机汽车的汽车的动力学操纵系统依据给定的转向角和加速踏板位置,在牵引力操纵系统的作用下,通过操纵发动机转矩和车轮制动压力,调节各车轮牵引力产生一个横摆力矩,使汽车实际运动状态与期瞧运动状态一致。
四轮独立驱动电动汽车的操纵系统那么依据检测到的转向角和加速踏板位置直截了当操纵各车轮转矩输进,使汽车运动到达期瞧状态。
多电机汽车稳定性操纵
tsi稳定性操纵关于汽车的性能和行驶平安都具有重要意义。今后的电动车必定会装备次系统。而电机之于内燃机的显著不同,给予了多电机驱动的电动车在稳定性操纵领域天然的优势。表现在:
(1)首先是轮毂驱动电动车无需发动机、变速器、传动轴等部件,驱动电机也是安置在轮毂中,节约了大量的空间以便布置电池以提高车辆的续驶里程;
(2)电机的扭矩的响应时刻特别短,扭矩的大小特别精确。电机扭矩的响应时刻大约是几毫秒,是传统内燃机或者是液压系统的10-100倍;
(3)各个电机扭矩独立可控且易于测量。
利用后两个优点,就能够通过独立操纵各个电机的扭矩
产生纵向力的方法来改变作用在汽车内的横摆力矩,提高汽车的操纵稳定性。独立的电机驱动系统为实现直截了当横摆力矩的操纵奠定了良好的根底。
国际上的一些研究机构依据电机的上述优点将多电机驱动的电动车的操纵研究分为两个内容:
〔1〕“电子差速〞,即如何在车辆转向过程中协调各电机的运动,使得各驱动力能够按照运动约束具有不同的转速。如Ju-SangLee[6]等人,以转向几何或经验模型为动身点,进行驱动轮速度开环或闭环操纵;
〔2〕以车辆动力学方程为动身点,引进横摆角速度等运动参量,通过适当的转矩分配实现对电动汽车的横向运动操纵甚至横、纵向集成操纵,目前此类研究已成为主流。
日本东京农工大学永井正夫(MasaoNagai)[7]实验室关于多电机电动车的直截了当横摆力偶矩操纵、四轮转向与DYC集成操纵、主动转向与DYC的集成操纵等方法进行了大量仿真研究,操纵器设计要紧采纳线性二次型最优调节器进行显模型跟踪。
东京大学的崛阳一(YoichiHori)在UOTElectricMarchⅡ上进行了大量的运动操纵研究,要紧方法是DYC与每个车轮的“快速响应闭环〞(实际上即是TCS/ABS)的结合,为此该车安装了光纤陀螺仪等传感器以检测车辆的横摆和侧向运动。要紧研究了基于MarchII的鲁棒的模型匹配操纵方法、横摆力偶矩操纵及其与车轮防滑操纵结合下的横向运动操纵。有力的证实了多电机独立驱动电动车在运动操纵方面的优越性。
日本庆应义塾大学环境信息学部清水浩[4]教授领导的电动汽车研究小组在过往的十几年中,一直以轮毅电机型电动汽车为理想的研发目标,至今已试制了五种不同型式的样车。
轮毂驱动式的电动汽车越来越引起人们的注重,各大汽车厂商也不断投进资金进行研发,如丰田的FINE-N和PM、日本庆应大学研制的ELIICA、以及GM公司研究制的雪佛兰S-10等。