低速轮毂驱动电动汽车驱动系统设计与仿真分析

摘要

车辆普及为人们的出行带来了很多的方便,但也给环境造成了一定的污染,给能源的利用造成了一定的压力,电动汽车是为缓解这些压力的重要手段之一。其中,轮毂驱动电动汽车正是国内外高校和企业研究的关键。本文结合项目开发背景,对低速轮毂电动汽车的驱动系统进行了设计与仿真分析。　　文章设计了所要搭建的电动汽车的基本结构,通过对比分析市场上常用的蓄电池和电机类型,确定选择铅酸蓄电池和永磁无刷轮毂电动机作为动力电源和电机;根据整车设计指标,车辆行驶需满足的条件等,通过公式计算出蓄电池、电机、充电机相应的参数,确定具体的型号。　　基于无刷电机的结构基础,建立永磁无刷直流电机的微分和传递函数方程;在对永磁无刷轮毂电机启动、调速和机械特性分析的认识上,提出了轮毂电机的模糊PID控制策略,制定了该策略的设计步骤,并在 Matlab/Simulink中对该策略进行了建模仿真,得出的仿真结果与仅使用PID控制策略的结果进行对比,证明了电机模糊PID控制策略控制更加合理可行。　　阐述了基于转速、转矩的电子差速系统的控制方式;分析了电动汽车在直线和转向行驶时的电子差速控制策略和控制系统的控制流程。　　利用三维设计软件CATIA为设计平台,对底盘的主要部件进行分析设计和参数化建模,并进行三维模型的虚拟装配,检查装配是否存在干涉,验证装配的合理性。　　使用Advisor软件进行仿真分析,详细给出所要仿真车辆的参数设置,在联合仿真工况下,得出仿真结果,分析所要设计车辆的动力性、续驶里程等特性,并给出最终搭配的轮毂驱动电动汽车样车。

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1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 轮毂驱动电动汽车特点、发展现状

1.3 课题研究的目的和意义

1.4 课题研究的主要内容

2 整车主要部件的匹配设计

2.1 整车总体结构

2.2 整车参数指标

2.3 主要部件的参数确定

2.4 传感器的选用

2.5 本章小结

3 轮毂电机特性分析与控制策略设计

3.1 无刷直流电机的结构

3.2 永磁无刷直流轮毂电机的数学模型

3.3 轮毂电机的特性分析

3.4 轮毂电机模糊PID控制策略研究

4 轮毂驱动电动汽车电子差速控制系统设计

4.1 电子差速控制的特点

4.2 电子差速的实现方式

4.3 电子差速控制系统设计

5 轮毂电动汽车的建模与仿真分析

5.1 建模分析

5.2 虚拟装配

5.3 系统仿真与结果分析

5.4 样车开发

5.4 本章小结

6 总结

参考文献

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致谢