[发明专利]电动汽车轮边电机驱动系统试验研究系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种电动汽车轮边电机驱动系统试验研究系统，该系统属于电动汽车驱动控制技术研发领域。

背景技术

电动汽车因其节能与环保的优点，成为当前汽车技术和汽车工业可持续发展的研究重点。目前电动汽车主要由单电机进行驱动控制，单电机驱动控制方式相对简单，容易实现；但是，单电机驱动存在明显的缺点，如电机单体的功率比较大，高效率工作区域不能满足整车需要，安装方式受车辆结构制约等。

轮边电机驱动是一种比较先进的驱动方式，它舍弃了传统的减速器、离合器、传动桥等机械传动部件，将电机直接或通过减速器间接安装在车轮上，在动力配置、传动结构、操控性能、能源利用等方面具有独特的技术优势，主要表现在：轮边电机直接驱动车轮，简化了传动机构，使传动效率得以提高；轮边电机的驱动力能够直接控制，操作方便灵活，可以通过合理控制车轮的驱动力实现电子差速，进而提高整车操纵稳定性；此外，轮边电机驱动系统属于多电机驱动系统，可以使整车在动力系统控制、制动能量回馈等方面得到进一步优化。由此可见，轮边电机驱动系统在电动汽车整车结构、整车动力学控制等方面具有明显的优势。而轻量化、集成化、高性能的轮边电机驱动系统将是未来比较理想的一种电动汽车驱动系统。

轮边电机驱动系统布置比较灵活，可以作为轮边电机装配在电动汽车的两个前轮、或两个后轮、或四个车轮，相应的使电动汽车成为前轮驱动、后轮驱动或四轮驱动，无论是那种驱动方式，都要求两个或四个轮边电机能够实现协调同步控制。轮边电机驱动系统的协调同步控制是当前轮边电机驱动系统研发的重点，也是区别于单电机驱动系统的一项关键技术。也正是因此，与单电机驱动系统相比，利用实车进行实际道路试验来对轮边电机驱动系统进行研究的方法具有试验精度低、研究成本高、可重复性差等严重不足。由此，在实验室里对轮边电机驱动控制系统进行实际道路负载模拟，进而对轮边电机驱动系统进行协调同步控制研究就显得十分重要。目前对电动汽车轮边驱动技术的研究比较少，大部分试验研究系统都是针对单电机，而单电机的试验系统无法满足双电机或多电机对同步协调控制的精确要求。本发明开发了一种适用电动汽车轮边电机驱动控制系统的试验研究系统，不仅能够测试双轮边电机驱动系统的性能，优化轮边驱动系统控制策略，同时还可以模拟驾驶员的驾驶意图以及实际道路工况，因此本发明对电动汽车轮边电机驱动系统的技术研发具有极其重要的意义和价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车轮边电机驱动控制系统的试验研究系统，能够应用于多轮边电机驱动系统相关技术的试验研究。

为达到上述目的，本发明涉及的电动汽车轮边电机驱动系统的试验研究系统可以分为四个子系统：驾驶员与道路工况模拟子系统、电源子系统、数据采集与分析处理子系统以及轮边电机驱动子系统。

该试验研究系统各子系统的情况如下：

驾驶员与道路工况模拟子系统：

包括两台动态测功机及其控制器、一个驾驶操作机构、两台变速器。两台变速器分别通过机械轴和齿轮的啮合与一台测功机的机械输出轴相连接；驾驶操作机构包括油门踏板、制动踏板、挡位组合开关、钥匙开关组成，其中油门踏板和制动踏板的信号为0-5V模拟信号，通过AD转换可以输入到测功机控制器，挡位组合开关和钥匙开关为数字信号，可以直接输入到测功机控制器。测功机可以根据驾驶操作机构的动作状态理解试验人员的操作意图从而实现对驾驶员的驾驶意图的模拟，也可以根据编写好的软件流程直接对驾驶员的驾驶意图进行模拟。此外，测功机及其控制器也可以对实际道路工况进行模拟从而通过减速器为轮边电机提供相应的负载。

电源子系统：

电源子系统包括一个高压直流电源和一个低压直流电源。高压直流电源的输出电压可以调整，同时可以模拟电动汽车蓄电池组的伏安特性，该电源为轮边电机驱动系统提供高压直流电能；低压直流电源的输出电压为24V，为试验研究系统的所有控制单元提供控制所需电源。

数据采集与分析处理子系统：

由CAN通讯网络、主计算机、数据采集分析装置组成。其中CAN通讯网络可以完成驾驶员与道路工况模拟子系统、电源子系统、轮边电机驱动子系统三个子系统与数据采集与分析处理子系统的数据传递；主计算机完成数据的采集、处理分析和存储；数据采集分析装置由分布在电动汽车轮边电机驱动系统试验研究系统中的电压传感器、电流传感器、温度传感器、转矩转速传感器以及功率分析仪组成，可以完成试验过程中各系统工作状态的采集和分析。

轮边电机驱动子系统：