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轮边/轮毂驱动电动汽车一体化控制系统

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登记号:G20190131

所属行业:居民服务、修理和其他服务业

学科分类:物理学;

关键词: 电动汽车一体化

绿色分类:其他节能产品;

  • 基本信息
成果名称: 轮边/轮毂驱动电动汽车一体化控制系统
成果登记号: G20190131 学科分类: 物理学;
绿色分类: 其他节能产品; 项目关键词: 电动汽车一体化        
推荐单位:

同济大学

成果所处阶段: 中期阶段
合作方式: 整体转让, 成果所属行业: 居民服务、修理和其他服务业
国家/地区: 上海 知识产权: 发明专利,其他
简介: 点击查看

项目介绍:发展新能源汽车是全球公认的汽车节能与环保技术路线,美、日、德等汽车发达国家都将其作为国家战略重点发展,我国则分别在2010年和2015年将以电动汽车为主的新能源汽车列入战略性新兴产业和《中国制造2025》规划重点发展。

分布式驱动电动汽车的主要结构特征是将驱动电机直接安装在驱动轮内或驱动轮附近,具有驱动传动链短、传动高效、结构紧凑等突出优点,为汽车结构的变革营造了极大的空间。同时,轮边驱动电机既是汽车的信息单元,又是快速反应的控制执行单元,可实现在传统汽车上难以实现的一些高性能控制功能,大大改善汽车能源利用和行驶性能,为汽车动力学与控制理论及方法的全新发展奠定了基础。根据国外开发分布式驱动电动汽车的成功案例,分布式驱动电动汽车的能源利用效率与现有传统的汽油发动机汽车相比可高出155%,比传统的单电机集中驱动型电动汽车也可高出20%以上。因此,能更好体现节能、环保和安全主题的高性能分布式驱动电动汽车代表着未来电动汽车发展的重要方向。

近年来国内外相继研究开发了不少各具特色的分布式驱动电动汽车概念样车,但受传统汽车结构约束和缺乏新的、系统的设计理论指导,未能充分发挥轮边/轮毂驱动电动汽车应有的各种技术优势。由于驱动电机既是电动汽车的控制执行单元(能够快速实现车轮上的驱动力和制动力控制),又可成为汽车的信息单元(提供转速、转矩信息),若能充分发挥各分布式驱动电机控制方便、转矩响应迅速(可达2ms)的优势,利用现代计算机技术独立控制各分布式驱动电机输出转矩,通过动力系统控制策略优化驱动力、制动力分配,可实现在传统汽车上较难实现的一些高性能控制功能;同时,将动力学控制系统与整车管理系统进行一体化集成,设计满足动力学控制需求的能量管理策略、制动回馈策略、故障诊断和处理策略,从而提高电动汽车节能和主动安全性能。

本项目建了带有参数自适应功能的整车动力学一体化协调控制体系,针对驱动防滑、制动防抱、助力转向、操纵性和稳定性改善等目标提出了新的理论和控制方法;提出基于轮胎力与附着系数双联动态估计的抗积分饱和变结构滑移率控制方法,大幅提高驱/制动效率和路面利用率提出带有动态效率矩阵的电液复合分配方法,实现电子差速功能和电液复合制动功能;充分利用分布式驱动差动特点,分别设计常规工况和极限工况横摆力矩控制策略,并设计基于稳定性判据的协调方法,实现常规工况和极限了工况不同控制的平滑过渡,在全工况下改善车辆操纵性,保证车辆稳定性,提高主动安全性;设计车辆关键状态辨识与参数估计方法,使得控制系统对于车辆状态变化、路面附着情况变化具有自适应性,在复杂工况下具有良好的控制效果;同时,将动力学控制系统与整车管理系统进行一体化集成,设计满足动力学控制需求的能量管理策略、制动回馈策略、故障诊断和处理策略,从而提高电动汽车节能和主动安全性能。

整车试验结果表明,车辆的动力性能和操纵稳定性能均得到提升,蛇行工况最高通过车速提高12.5%;最大爬坡度提高20%;低附着路面利用率91%,对开路面大滑移率持续时间较目前量产的驱动防滑产品减少40%以上;绕桩及紧急避障工况下最高通过车速与装配量产电子稳定性控制程序的四驱车相当,明显提高车辆稳定裕度。

目前应用情况及应用前景:本项目成果在分布式驱动电动汽车开发过程中解决以下关键技术:分布式驱动电动汽车车辆管理策略;分布式驱动电动汽车复杂耦合系统动力学控制,包括驱动防滑控制、制动防抱死控制、差动助力转向控制、转矩矢量控制以及电子稳定性控制;分布式驱动电动汽车的整车动力学稳定性与节能协调控制;基于轮速与驱动转矩信息和多信息融合的精度高、收敛快的实时路面特征参数辨识;变参数、复杂工况的车辆关键行驶状态参数估计。上述技术适用于多轮边/轮毂电机驱动的电动乘用车、大客车和差动转向车辆,并已经与企业合作在上述车型上完成实车试验。



姓名: 成果录入人员2 性别:
出生日期: 职务:
国籍(地区): 1 联系地址: 1
电子邮件: 111
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