电动汽车双模耦合驱动系统控制器开发与功能实现

摘要

电动汽车的驱动模式可以分为两种，分别为集中式驱动与分布式驱动。当车辆处于集中式驱动模式下，两侧驱动轮转矩一致，在平直道路上行驶稳定性较高；当车辆处于分布式驱动模式下，两侧驱动轮转矩可独立控制，车辆的通过性较高。然而，当处于集中式驱动模式的车辆单侧车轮打滑时，由于差速器的影响，使得车辆无法脱困；当处于分布式驱动模式的车辆单侧驱动轮失效时，车辆无法稳定行驶。本文主要研究对象是双模耦合驱动系统控制器，此系统结合两种驱动模式的优点，在对应的路况选取最合适的驱动模式，显著提升了电动汽车的行驶性能。本文的主要研究内容如下：　　(1) 根据双模耦合驱动系统的工作特点确定控制器的功能需求，根据实际的使用工况，选定主芯片型号，设计主芯片外部电路，分别有最小系统设计，电源电路， CAN网络的外部电路，采集并且处理电流和电压的外部电路，控制换挡电机的外部电路等。　　(2) 制定双模耦合驱动系统的换挡控制策略，在软件中搭建双模耦合驱动系统模型以及制定控制逻辑程序，通过换挡仿真验证了所制定的控制逻辑的有效性。　　(3) 为了验证所制定的双模耦合驱动系统换挡控制策略的正确性，在台架测功机上对试制的双模耦合驱动系统样机进行换挡与驱动电机调速测试，并在实车试验中，利用dSPACE快速原型系统对双模耦合驱动系统进行直线加速换挡试验。　　(4) 为了验证双模耦合驱动系统集中式与分布式的驱动特性，在对开坡道路面上进行试验车的起步控制。研究双模耦合驱动系统的转矩输出特性并在台架上进行验证。制定对开坡道路面上的换挡触发条件，并进行驱动控制效果的验证，通过试验验证了双模耦合驱动系统提升了车辆在对开坡道路面上的行驶性能。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究的背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3双模耦合驱动系统介绍

1.4本文主要研究内容

(1) 整车控制器与变速箱控制器样板开发

(2) 双模耦合驱动系统模型搭建与控制逻辑制定

(3) 双模耦合驱动系统的软件仿真

(4) 台架测试实车道路试验

(5) 双模耦合驱动系统在对开坡道路面上的起步控制

第2章 控制器硬件开发

2.1控制器功能需求

2.2控制器组成

2.2.1最小系统设计

2.2.2电源电路

2.2.3 CAN总线通讯电路

2.2.4频率信号处理电路

2.2.5模拟信号处理电路

2.2.6变模电机驱动电路

2.3 控制器集成

2.4 本章小结

第3章 双模耦合驱动系统建模换挡仿真

3.1双模耦合驱动系统建模

3.1.1基于ADAMS建立双模耦合变速箱的虚拟样机模型

3.1.2驱动电机模型

3.1.3换挡电机模型

3.2变模控制

3.2.1控制器系统架构设计

3.2.2单参数换挡策略

3.3 驱动电机调速控制方法

3.4 换挡电机转角控制方法

3.5 变模控制仿真

3.6 本章小结

第4章 台架测试与实车试验

4.1 样机介绍

4.2 双模耦合驱动系统台架测试

4.2.1台架测试系统搭建

4.2.2台架测试

4.3 双模耦合驱动系统实车试验

4.3.1样车介绍

4.3.2实车试验

4.4 本章小结

第5章 对开坡道路面起步控制

5.1 转矩输出特性

5.2 转矩输出特性试验

5.3 变模触发条件判定

5.4 驱动控制效果验证

5.4.1试验方案

5.4.1试验验证

5.5 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果

致谢