轮毂式电动车操纵稳定性参数估计算法与试验研究

摘要

当今世界经济迅速发展的同时，环境与能源问题不断凸显，并越来越被各国关注。我们国家在“十二五”规划纲要中提出的经济社会发展主要指标中，资源环境类指标制定的非常大。具体到汽车行业，就是鼓励发展小排量节能型汽车，这样，电动汽车以其典型的清洁和低耗特点成为产业发展首当其冲的选择。虽然现在国外发达国家从汽车诞生以来，对电动汽车的研究就没有间断过，而且我们国家很久以前也加大了电动汽车的资金投入与科研力量，一些企业和高校科研单位已经取得了一定的成果，但是在决定电动汽车发展的核心技术如在电池、电动机的使用性能、完善的控制策略上面，仍然存在很大的障碍，制约着电动汽车发展的产业化、规模化。
　　 本文首先针对当前国内外轮毂式电动汽车及其相关技术的现状和发展趋势、亟待突破的技术难题、与传统汽车相比较之下的优势做了介绍。接着，在对当今电动汽车动力学仿真模型做了对比分析之后，利用TATLAB软件SIMULINK模块建立了轮毂式电动汽车的7自由度仿真模型。结合轮毂式电动车的特点，针对影响汽车操纵稳定性的参数--汽车质心侧偏角的状态估计，分别建立了基于二自由度汽车动力学模型最小均方差估计的扩展卡尔曼滤波器以及基于魔术轮胎模型和汽车运动学模型的估计算法，并对二者的有效性和估计精度进行了电动车车方向盘正弦输入、低速和高速双移线的仿真验证与对比分析。最后利用虚拟仪器软件labview，车速传感器，加速度传感器，横摆角速度传感器和轮毂电机电动车建立了汽车质心侧偏角测量车载试验平台，对两个估计算法进行实车验证，从结果中得出基于魔术轮胎模型和汽车运动学模型的估计算法估计的汽车质心侧偏角更接近实际值，更适合轮毂式电动汽车的开发，为下一步新型轮毂式电动车的研发提供了重要参考。