淺析電動汽車技術(shù)論文(2)
淺析電動汽車技術(shù)論文
淺析電動汽車技術(shù)論文篇二
電動汽車電機(jī)驅(qū)動技術(shù)研究
摘 要 電動汽車電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)作為電動汽車關(guān)鍵技術(shù)之一，一直是國內(nèi)外學(xué)者研究的重點(diǎn)。論文介紹了電動汽車常用驅(qū)動系統(tǒng)的種類及控制方法的研究現(xiàn)狀;闡述了國內(nèi)外電動汽車輪轂電機(jī)驅(qū)動技術(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 電動汽車;驅(qū)動控制;輪轂電機(jī)
中圖分類號：TM36 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597(2014)21-0041-01
電動汽車，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，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)、計算機(jī)、自動控制等多學(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。電動汽車電機(jī)驅(qū)動控制技術(shù)作為電動汽車關(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)動系統(tǒng)種類及驅(qū)動控制算法
目前，電動汽車的驅(qū)動系統(tǒng)按所使用的驅(qū)動電機(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)動系統(tǒng)。電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)是電動汽車研究開發(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)動車輪是電動汽車驅(qū)動的普遍方式?？紤]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)的李珂等建立電動汽車異步電機(jī)仿真模型以及與之對應(yīng)的控制模型，實(shí)現(xiàn)了對純電動汽車動力性能仿真[1]。Z.Rahman等人，根據(jù)電動汽車驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍、車輛行駛對電池組能量需求、驅(qū)動電機(jī)工作效率、車輛傳動系數(shù)，以建模仿真的方式來確定動力驅(qū)動系統(tǒng)關(guān)鍵部件的選型[2]。Mehrdad Ehsani等人，則利用電動汽車?yán)m(xù)航里程和行駛的動力需求為主要優(yōu)化目標(biāo)，對匹配純電動汽車動力參數(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)電動汽車正向仿真平臺正確性、可靠性，對提高電動汽車初期研發(fā)效率、降低電動汽車的研發(fā)成本具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
2 電動汽車輪轂電機(jī)驅(qū)動技術(shù)
早在上世紀(jì)中期，名叫ROBERT的美國人將驅(qū)動電機(jī)、傳動/制動裝置全部集成在輪轂上，研發(fā)了最初的電動汽車輪轂。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、輪邊電機(jī)驅(qū)動兩種結(jié)構(gòu)。輪邊電機(jī)驅(qū)動，它是將驅(qū)動電機(jī)固定在車架位置，電機(jī)的輸出軸直接把驅(qū)動轉(zhuǎn)矩傳遞給驅(qū)動輪，電機(jī)與車輪之間彼此相對獨(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)動在結(jié)構(gòu)上與輪邊電機(jī)驅(qū)動有所不同，它是把驅(qū)動電機(jī)直接安裝在車輪的輪轂內(nèi)直接驅(qū)動車輪。這種結(jié)構(gòu)省略了傳統(tǒng)燃油汽車上面一系列的傳動裝置，大大提高了驅(qū)動效率，使系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加簡單。在2005年，美國德州大學(xué)教授E.J.Triche等人對輪轂電機(jī)直接驅(qū)動的混合動力及純電動軍用車輛的沖擊載荷進(jìn)行了相關(guān)的仿真和實(shí)驗[4]。K.Cakir和A.Sabanovic設(shè)計了直接驅(qū)動電動汽車的電氣系統(tǒng)，創(chuàng)建了電機(jī)三維模型，通過優(yōu)化設(shè)計，使得該輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)很好的匹配實(shí)驗車輛[5]。2012年，Perer Juris等人研究了溫度對輪轂電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)的影響，運(yùn)用有限元方法對輪轂電機(jī)進(jìn)行瞬時熱力學(xué)仿真分析，結(jié)果表明：過高的溫度會導(dǎo)致輪轂電機(jī)的驅(qū)動失效，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，對四輪輪轂驅(qū)動的電動汽車路面附著系數(shù)估算方法進(jìn)行了深入分析研究。他們利用電動汽車輪轂電機(jī)測速準(zhǔn)確、驅(qū)動力響應(yīng)迅速等特點(diǎn)對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)矩波動動力學(xué)模型與充氣輪胎剛性圈動力學(xué)模型的系統(tǒng)耦合動力學(xué)模型，并進(jìn)行了時頻域特性分析。此外，北京理工大學(xué)在輪轂電機(jī)驅(qū)動方面也有較深入研究，如謝邵波，林誠對前輪輪轂電機(jī)驅(qū)動的電動車行駛穩(wěn)定性進(jìn)行研究，通過實(shí)驗仿真，驗證了其設(shè)計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)外在電動汽車電機(jī)驅(qū)動控制方面的研究已涉及各個方面，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)動系統(tǒng)中，絕大部分研究焦點(diǎn)都集中于對電機(jī)本體的研究，沒有與電動汽車整車控制需求相結(jié)合。將電機(jī)驅(qū)動控制策略與車輛行駛工況緊密結(jié)合來提高驅(qū)動效率的相關(guān)報道較少。
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