四轮独立驱动电动车控制研究开题报告

全文总字数：1619字

1. 研究目的与意义

为了应对能源危机与环境污染的双重危机，电动汽车得到了长足的发展。四轮独立驱动电动车能够利用当前基础设施，在目前火电为主的能源结构上充分发挥电动汽车的节能减排效应，是电动汽车技术研究的重点之一，而对其控制策略的研究则是实现四轮独立驱动的核心。本课题以四轮独立驱动电动车控制系统作为研究对象，深入研究四个车轮的驱动控制，利用MATLAB建立四轮分布式驱动电动车的动力学模型、分析车辆在直行和转弯过程中的动态特性，得到车辆转角、车速和四轮转速之间的关系，利用简单控制算法让车辆在转弯时有良好的稳定性。掌握四轮独立驱动电动车车轮的驱动控制，对我国汽车工业的转型升级具有重大意义。

2. 国内外研究现状分析

国外在四轮独立驱动电动汽车领域的研究起步较早，各国都不同程度的采用了政府、企业与研究机构相结合的研究体系，立足于能源和市场两大核心。在动力驱动方面，形成了3种电动汽车的发展形式：燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车。欧美对于电动汽车的研究主要集中于燃料电池汽车与纯电动汽车技术，而日本已经在混合动力汽车的研究上有了长足性发展，其丰田公司研发的Prius混合动力汽车已经批量投入生产，并且全球销量已经突破50万辆。在轮毂电机方面，日本丰田公司早在上世纪90年代末便开始了四轮轮毂电机纯电动汽车的研发工作，通过对四轮制动力的控制实现ABS（制动防抱死系统）、TCS（驱动防滑系统）、ESC（稳定性控制系统）功能及车辆垂直振动控制以提高行驶舒适性。三菱公司也从轮毂电机电动汽车产品化角度进行了针对传统内燃机汽车的改进设计和稳定性控制方面的研究。同时，美国通用公司、美国俄亥俄州立大学都相继开发出四轮轮毂电机电动汽车。法国米奇林公司也开发了驱动、制动和主动悬架功能集一体的轮毂电机总成Activewheel。

我国自十五国家863计划，开始加大对电动汽车的研发投入，组织企业、高校和科研机构进行电动汽车的攻关，在政策上，确定了三纵三横的研发布局；市场上，通过政府采购等多种途径为电动汽车的生产销售提供扶持；技术方面，更是对氢能等燃料电池关键燃料进行大规模多方面的研究，不断完善电动汽车研究所需的各种基础设施。目前，我国电动汽车已经得到了长足发展，A0、A00级电动车已经开始从接触市场到逐步走量，基础型的电动车技术已经较为成熟，能够满足基本使用需求。在轮毂电机方面，香港中文大学开发了多模式转向运动四轮轮毂电机电动车、同济大学开发了春晖和登峰系列轮毂电机驱动电动轿车，清华大学、上海交通大学等国内各大高校都在针对四轮独立驱动轮毂电机电动车稳定性和节能控制方面做了大量科研工作。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

①利用matlab建立四轮分布式驱动电动车的动力学模型，得到四轮转速分布规律；

②分析车辆在直行和转弯过程中的动态特性，根据每个轮子输出扭矩的大小给出简单控制策略；

4. 研究创新点

利用MATLAB软件对各轮轮不同工作状态进行仿真、计算，对车辆转角、车速和四轮转速进行分析，制定控制策略、绘制操纵稳定性图表，使各轮驱动更为可靠，确保四轮独立驱动电动车获得良好的稳定性和操纵性。