[發(fā)明專利]兼顧動(dòng)力與能效的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車力矩分配方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611150608.8
• 申請(qǐng)日: 2016-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN106627254B
• 公開（公告）日: 2019-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葛平淑;張濤;趙秀春;薄純娟;宋鵬;譚承堅(jiān)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連民族大學(xué)
• 主分類號(hào): B60L15/38
• 分類號(hào): B60L15/38;B60L15/20
• 代理公司: 大連智高專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 21235
• 代理人: 畢進(jìn)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電動(dòng)汽車底盤控制領(lǐng)域，涉及到四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)計(jì)，特別涉及到一種兼顧動(dòng)力與能效的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車力矩分配方法。

背景技術(shù)

隨著汽車保有量的增加，汽車造成的環(huán)境問題日趨嚴(yán)重，電動(dòng)汽車的發(fā)展越來越受到人們的重視。四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車是電動(dòng)汽車的一種重要形式，其四個(gè)車輪的轉(zhuǎn)矩可以單獨(dú)控制，因此相對(duì)傳統(tǒng)汽車有更大的控制優(yōu)勢(shì)。

汽車的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性是汽車的兩大性能指標(biāo)。在傳統(tǒng)汽車上，人們根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)效率MAP圖(轉(zhuǎn)速-力矩-效率圖)，通過優(yōu)化傳動(dòng)系統(tǒng)使得發(fā)動(dòng)機(jī)工作在效率較高的速度-力矩區(qū)間，使汽車保持動(dòng)力性的同時(shí)，提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)型。但是針對(duì)四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的特點(diǎn)，目前尚未有一套有效的兼顧四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性的力矩分配方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)施例要設(shè)計(jì)一種兼顧動(dòng)力與能效的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車力矩分配方法，該方法既能保證四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的動(dòng)力性，又能保證四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)施例的技術(shù)方案如下：一種兼顧動(dòng)力與能效的四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車力矩分配方法，使用二次規(guī)劃的方法對(duì)四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車力矩進(jìn)行分配。

進(jìn)一步的，所述二次規(guī)劃的方法包括：

S1.獲取目標(biāo)函數(shù)；

S2.制定二次規(guī)劃問題的約束條件。

更進(jìn)一步的，所述目標(biāo)函數(shù)為：

其中：

第一項(xiàng)目標(biāo)函數(shù)：

第二項(xiàng)目標(biāo)函數(shù)：

J₂＝(T₁+T₂+T₃+T₄-T_d)²；

第三目標(biāo)函數(shù)為：

其中：η₁，η₂，η₃，η₄分別為左前輪、右前輪、左后輪、右后輪對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)效率；

P₁，P₂，P₃，P₄分別為左前輪、右前輪、左后輪、右后輪對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出功率；

T₁，T₂，T₃，T₄分別為左前輪、右前輪、左后輪、右后輪對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)所分配的力矩

ω₁，ω₂，ω₃，ω₄分別為左前輪、右前輪、左后輪、右后輪對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)角速度；

r為輪胎的有效滾動(dòng)半徑，μ為地面摩擦系數(shù)，F(xiàn)_z1、F_z2、F_z3、F_z4分別為左前輪、右前輪、左后輪、右后輪所受的垂直載荷；

所述第一項(xiàng)目標(biāo)函數(shù)是對(duì)四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總的損耗功率計(jì)算公式進(jìn)行變形改寫成平方和的形式得到的，所述四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)總的損耗功率計(jì)算公式為：

更進(jìn)一步的，所述約束條件包含兩項(xiàng)：電動(dòng)機(jī)最大輸出力矩約束和電池輸出功率約束；

所述電動(dòng)機(jī)最大輸出力矩約束：左右兩車車輪的力矩相等，用公式描述上述約束為：

其中T_max為驅(qū)動(dòng)電機(jī)可提供的最大力矩；

所述電池輸出功率約束：四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)所消耗的功率之和不大于效率電池提供的最大功率的90％，用公式描述上述約束為：

其中P_b為電池可提供的最大功率。

進(jìn)一步的，二次規(guī)劃問題用如下公式表示：

求解此二次規(guī)劃問題即得到四輪獨(dú)立驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車四個(gè)電機(jī)所分配的力矩。

有益效果：本發(fā)明的技術(shù)方案考慮了驅(qū)動(dòng)電機(jī)能量的損耗情況，四個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)分配的力矩之和應(yīng)該等于駕駛員所需要的力矩T_d，輪胎所受到的驅(qū)動(dòng)力與地面可提供的最大摩擦力的比值，并基于上述參量制定了目標(biāo)函數(shù)，即目標(biāo)函數(shù)對(duì)于動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性作出了綜合性的平衡考量，并創(chuàng)造性的將力矩分配轉(zhuǎn)化為二次規(guī)劃問題，提出了力矩分配方法的一種新趨勢(shì)，使得長(zhǎng)久以來動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的相互制衡問題得到解決。

具體實(shí)施方式