量子遗传算法在永磁同步轮毂电机优化设计中的应用

量子遗传算法具有种群规模小而不影响算法性能、收敛速度快和全局搜索能力强等优点。为了获得高功率密度和低成本的电动车用轮毂电机,基于量子遗传算法,针对研究设计的一种外转子永磁同步轮毂电机,以电机有效质量、材料成本和功率损耗为优化目标,建立了包含8个设计变量和5个约束的数学模型,对电机进行优化设计。研究结果表明:永磁同步轮毂电机有效质量、材料成本和功率损耗降低,效率特性提升,有限元分析结果与量子遗传算法计算结果接近,能满足电动车对驱动轮毂电机的使用要求,因此,量子遗传算法对于轮毂电机优化设计是有效可行的。     

基于遗传算法的电动代步车用轮毂电机优化设计

 建立了电动代步车轮毂电机优化设计的数学模型,介绍了遗传算法在该轮毂电机优化设计的应用.在对电动代步车轮毂电机进行研究的基础上,针对轮毂电机设计的特点,对轮毂电机的优化设计进行了详细的研究与探讨.优化结果表明,无论是在性能、成本还是质量,电机都得到了改善,满足了产品对驱动电机的使用要求.     

轮毂电机的转矩脉动抑制方法研究

以轮毂电机为动力的四轮独立驱动电动车是电动车未来的发展方向之一。本文针对轮毂电机常采用的两两导通控制方式所存在的问题,提出改进方法。利用霍尔传感器获得的低精度位置信息对转子位置进行估算。并利用估算得的精确位置信息进行正弦调制的方式控制轮毂电机。根据仿真结果来看,转矩脉动降低了50%左右。因此,这对于轮毂电机的精确转矩控制具有重要意义。     

轮毂电机嵌入式电磁离合器优化与动态分析

为了实现微型电动车轮毂电机设计小尺度化提高驻车制动灵敏性提出了一种嵌入式电磁离合器失电制动的新结构并进行了优化和动态分析。基于遗传算法对该电磁离合器结构参数、电磁吸力进行了优化分析优化得到的吸力比优化前的吸力增加了27.6 N;基于有限元方法对该电磁离合器的磁场分布、电流和电磁吸力、衔铁位移随时间变化等动态特性进行了精确计算分析。结果表明采用轮毂电机嵌入式电磁离合器的电磁吸力和动态响应时间能够满足微型电动车驻车制动要求。     

四轮毂驱动电动汽车电子差速控制的研究

本文针对四轮独立驱动轮毂电动车的差速控制展开研究,首先对电子差速方法进行分析,然后提出基于四轮毂电机的电子差速控制方案,并基于HTU控制平台对整车的控制技术进行研究实验,实验结果表明所采用的控制模型满足实验样车在中低速行驶下的行驶要求。因此该实验平台及研究成果为以后对四轮独立驱动的电动车的深入研究奠定了良好基础。     

四轮轮毂电机电动车集成控制算法实车验证

为了实车验证四轮独立驱动轮毂电机电动车驱动转向集成控制算法,开发了线控转向四轮轮毂电机驱动实验车并进行了集成控制算法实车实验。介绍了线控转向四轮轮毂电机驱动实验车部件组成和控制系统结构。根据集成控制算法验证需要,对实验车进行了转向差速功能实验和四轮独立驱动功能实验;并对基于模型预测控制理论的驱动转向集成控制算法选择方向盘角正弦输入实验进行了实车验证。实车实验结果表明:实验车具有满足集成控制实验验证所需功能;驱动转向集成控制算法够控制实车较好跟踪期望运动。     

轮毂电机气隙偏心下不平衡电磁力与转子系统振动特性分析

相对于传统电机,轮毂电机在电动车行驶过程中,由于路面激励等外界因素的作用,定转子之间会更容易产生偏心,造成轮毂电机气隙不均匀而产生不平衡磁拉力,影响轮毂电机的运行。以一种表贴式永磁同步轮毂电机为研究对象,建立等效的转子动力学模型。通过解析计算和Maxwell Ansoft软件分析了气隙偏心下轮毂电机电磁力的变化情况,并将不平衡电磁力带入等效转子系统运动方程,运用隐式Newmark积分法对转子系统在不平衡电磁力、质量偏心和初始误差偏心影响下的动力响应进行计算。结果表明:气隙偏心会产生特定频率的不平衡磁拉力,增大质量偏心会减轻不平衡磁拉力对转子系统的影响,并且初始位置误差偏心会使转子轴心朝偏心方向偏移,并会与重力相互作用。研究结果可为分析电动车用轮毂电机定转子的振动和后续的控制奠定基础。     

轮毂电机驱动式微型电动汽车驱动防滑控制

针对轮毂电机驱动式微型电动汽车的驱动轮过度滑转问题,基于双后轮独立驱动微型电动汽车,从工程化角度设计了汽车驱动防滑模糊PID控制器.首先设计了简化的模糊路面识别方法,然后在Carsim软件中建立了车辆模型,并基于Simulink和Carsim软件建立了联合仿真平台,最后基于联合仿真平台采用以驱动轮转矩为控制量进行了汽车在典型路面的驱动防滑控制仿真实验.实验结果表明,基于路面识别的驱动防滑控制器能够较好地抑制汽车驱动轮过度滑转,提高了汽车行驶的动力性和稳定性.     

后轮毂电机独立驱动电动车的驱动控制研究

针对后轮毂电机独立驱动的电动车,研究其驱动控制系统.分别分析了直线行驶和转向行驶时的运动状态,根据经典Ackermann-Jeantand转向模型建立转向运动学方程并构建驱动控制系统,遵循转向降速的原则,以两前轮转速差为参考控制两后轮转速差,快速并准确判断汽车的行驶状况,采用PID算法,输出PWM调节后驱动轮转速.Matlab/Simulink仿真表明,该驱动控制系统能保证电动车直线行驶平稳和转向差速可靠.     

轮毂电机驱动式微型电动汽车电子差速控制策略

针对轮毂电机驱动式微型电动汽车的电子差速控制,考虑滑转率和轴荷转移的影响,提出了以驱动轮转矩为控制量,以电动汽车内外侧驱动轮滑转率均衡为控制目标,并考虑汽车转弯时轴荷转移的差速控制策略,进行了差速控制实车试验.试验结果表明,所采用的控制策略合理,控制器能够较好地协调2后驱动轮转矩,实现了汽车电子差速控制.     

基于垂向振动负效应的新型轮毂电机电动汽车平顺性影响研究

为解决轮毂电机电动汽车非簧载质量过大导致的垂向振动负效应问题,提高车辆行驶平顺性和安全性能。本文以一种定子悬置的新型轮毂电机电动轮为研究对象,建立考虑吸振器效应的1/4车辆垂向动力学模型,研究定子质量转移构型对电动轮垂向振动特性及整车平顺性响应的影响;在此基础上,基于电动轮系统的振动传递路径特性,以电机定子和整车质心位置的加速度响应值为优化目标函数,通过Patternsearch理论方法对橡胶衬套的刚度和阻尼进行优化设计与分析。结果表明,该电动轮结构形式及参数优化设计能有效改善轮毂电机电动汽车行驶平顺性能,为新型电动轮结构及整车动力学特性进一步优化提供了参考。     

轮毂电机电动汽车轮内悬置系统设计与优化

为了改善轮毂电机驱动电动汽车簧下质量变大导致的垂向振动负效应问题,优化汽车的平顺性,以自主研发的可实现四轮独立驱动的轮毂电机电动汽车为实验对象,设计了一种可安装于电动轮内的轮毂电机悬置系统.提出在电动轮内的特定位置加装橡胶衬套的悬置系统方案,使轮毂电机的定子和转子与簧下质量实现弹性隔离.建立具备电动轮内悬置系统的整车动...     

四驱电动车经济性改善的最优转矩分配控制

阐述了转矩分配控制实现四轮驱动电动车经济性改善的思路，采用效率最大化方法优化确定了转矩分配系数矩阵作为最优转矩分配控制策略核心，针对各种驾驶循环进行了能量消耗的仿真分析，仿真分析表明，最优转矩分配控制方法能够明显减少驱动能量消耗，增加反馈制动能量回收，总体能效提高约3％，同时能够大大降低轮毂电机的发热功率，延长其使用寿命，转矩分配最优化的控制方法能够应用于采用轮毂电机的纯电动车、前轴机械驱动，以及后轴电驱动的混合动力四轮驱动汽车的能量消耗经济性改善控制。     

新型多功能电动轮设计及整车动力性能仿真

为节约能源和保护环境,适应未来城市交通的要求,提出了一种用于电动汽车的集动力、悬架、制动和行驶为一体的高效紧凑的多功能电动轮系统。对轮毂电机、悬架和制动器进行了选型,形成了直接驱动型电动轮系统方案。结合城市道路条件和行车环境,确定了整车参数,进行了轮毂盘式永磁电机的结构设计和动力参数的计算。设计了基于MR阻尼器的车轮内装半主动悬架。把电动轮与四轮独立驱动电动汽车车体进行耦合,在电动汽车仿真软件ADVISOR基础上,建立整车动力学仿真模型,对整车进行了动力学仿真。结果表明,该车的动力性能与设计指标基本相符,能够适应城市的交通状况,电动轮驱动系统的设计方案是实用、可行的。     

轮毂驱动电动汽车振动负效应及抑制方法

四轮独立驱动电动汽车通过轮毂电机直接驱动车辆,电磁力输出波动直接作用于车轮和悬架,将导致车辆的动力学性能恶化。利用傅立叶级数法,建立考虑不平衡径向力的悬架系统机电耦合模型。在此基础上,提出了电磁主动悬架多目标粒子群优化设计方法,以抑制轮毂电机驱动电动汽车的振动负效应问题。研究结果表明:通过对主动悬架构型以及控制器参数的多目标优化设计,能有效削弱振动负效应,改善电动汽车的安全性和舒适性。     

四轮轮毂电机电动汽车固定横摆角速度增益控制研究

基于四轮轮毂电机电动汽车,对固定横摆角速度增益控制问题进行了研究。首先在Car Sim中建立线控转向汽车模型,应用Isight软件对固定横摆角速度增益进行优化设计。根据四轮轮毂电机电动汽车四轮驱/制动力矩独立可控的优势,基于模糊PI控制理论设计了附加横摆力矩决策控制器。采用驱/制动力规则分配方法对四轮驱/制动力进行合理分配;并通过Car Sim与Simulink联合仿真,选取中低车速变车速蛇形试验工况和高速双移线工况对控制方法进行了验证。结果表明:控制后汽车能够很好地跟踪期望横摆角速度,减轻驾驶员转向负担,有效地提高了汽车低速转向灵敏性、高速转向操纵稳定性和转向行驶舒适性。     

轻型电动汽车电子差速器设计

针对双轮毂电机独立驱动的轻型电动汽车,根据汽车转向行驶时内、外侧车轮转速与转向角和车体速度之间的关系,提出了一种基于方向盘转角和车轮转速的电子差速控制方案;设计了硬件电路、实时差速计算算法,并编写了汇编语言程序;进行电路调试验证了该差速器设计的可行性.     

目标分流法理论及其在汽车开发中的应用

针对汽车开发工作特点,提出采用目标分流法进行汽车总体方案优化. 某电动汽车总体设计被考虑为两个层次的优化问题:整车和子系统层次. 在整车层次,电机参数、动力电池组参数、变速器速比及主减速器速比等设计变量通过求解一个针对整车动力性和能耗经济性的多目标优化问题得以确定;在子系统层次,主减速器主动齿轮、从动齿轮有关参数得以优化设计,以实现其所构成的主减速器速比与整车层次所需最佳主减速比尽可能一致. 优化设计结果表明,在满足各种约束条件前提下,整车层次所期望性能指标及子系统层次设计方案可行性均能得以保证.