[發(fā)明專利]考慮滑移特性的電動汽車驅(qū)動電機加載測試系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110406033.6
• 申請日: 2021-04-15
• 公開（公告）號: CN113295996B
• 公開（公告）日: 2022-12-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 郭鴻浩;谷靖;楊浩;姜本笑;郭前崗
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01M17/007
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 羅運紅

1.考慮滑移特性的電動汽車驅(qū)動電機加載測試方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)根據(jù)驅(qū)動電機、機械傳動裝置和車輪三者之間的位置關(guān)系，分別構(gòu)建驅(qū)動電機轉(zhuǎn)矩方程和車輪處的轉(zhuǎn)矩方程；

(2)根據(jù)驅(qū)動電機角速度與車輪角速度的比例關(guān)系，對步驟1中的兩個轉(zhuǎn)矩方程進行合并，構(gòu)建驅(qū)動電機與車輪連接后整體的轉(zhuǎn)矩方程；

(3)在電動汽車實際行駛過程中，考慮電動汽車滑移特性，構(gòu)建考慮滑移特性的電動汽車路面負(fù)載運動方程；

(4)將驅(qū)動電機與加載電機之間用剛性軸同軸連接，構(gòu)建加載測試系統(tǒng)的轉(zhuǎn)矩方程；

(5)為確保驅(qū)動電機在加載測試系統(tǒng)中與實際運行系統(tǒng)中具有相同的負(fù)載特性，驅(qū)動電機產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩時，兩系統(tǒng)轉(zhuǎn)速相同，得到考慮滑移特性的加載電機轉(zhuǎn)矩表達式，將得到的轉(zhuǎn)矩作為加載電機的轉(zhuǎn)矩參考值；

(6)利用步驟5中的轉(zhuǎn)矩參考值對加載電機進行轉(zhuǎn)矩閉環(huán)控制，實現(xiàn)考慮滑移特性的電動汽車負(fù)載模擬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的驅(qū)動電機加載測試方法，其特征在于，所述步驟1包括：

電動汽車驅(qū)動電機產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩T_m通過傳動軸與機械傳動裝置傳送到車輪，同時車輪對地面產(chǎn)生一個縱向摩檫力F_d，地面產(chǎn)生相對應(yīng)的反作用力，驅(qū)使EV行進，即EV驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)矩方程為：

式中，T_m為EV驅(qū)動電機電磁轉(zhuǎn)矩；T_ω為車輪處的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩；J_m為EV驅(qū)動電機轉(zhuǎn)動慣量；ω_m為EV驅(qū)動電機角速度；B_m為EV驅(qū)動電機摩擦系數(shù)；G為機械傳動裝置總傳動比；η為機械傳動效率；

以車輪為研究對象，建立EV車輪處的轉(zhuǎn)矩方程：

式中r為車輪半徑；F_d為縱向摩檫力；J_ω為車輪轉(zhuǎn)動慣量；ω_ω為車輪角速度。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的驅(qū)動電機加載測試方法，其特征在于，所述步驟2包括：

EV驅(qū)動電機角速度ω_m與車輪角速度ω_ω的關(guān)系表示為：

ω_m＝Gω_ω

式中，G為機械傳動裝置總傳動比；

合并后整體的轉(zhuǎn)矩方程表示為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的驅(qū)動電機加載測試方法，其特征在于，所述步驟3包括：

EV在行駛過程中，與空氣對流產(chǎn)生空氣阻力，大小與車速成正比關(guān)系，空氣阻力F_w表達式為：

式中ρ是空氣密度；C_d為空氣阻力系數(shù)；A是汽車迎風(fēng)面積；v是汽車車速；

EV在加速時，由于車身質(zhì)量產(chǎn)生阻礙加速運動的慣性力，用加速阻力F_a表示，表達式為：

式中M為EV質(zhì)量；是速度的變化率；

EV受到地面對車輪滾動摩擦阻力大小與滾動摩擦系數(shù)f有關(guān)，滾動摩擦阻力F_f表示為：

F_f＝Mgf

式中g(shù)為重力加速度；

EV在驅(qū)動過程中，當(dāng)車輪驅(qū)動轉(zhuǎn)矩超過輪胎與路面間的附著極限，驅(qū)動輪過度滑轉(zhuǎn)，定義車輪的滑移率為：

車輪模型采用三角函數(shù)的形式來描述EV在不同方向所受到各種作用力的車輪特性，車輪模型的表達式為：

μ(λ)＝Dsin{Carctan[Bλ(1-E)+EarctanBλ]}

其中：D為曲線峰值因子，代表曲線的最大值；C為曲線形狀因子，用于確定曲線形狀特性；B為剛度因子；E為曲線特征系數(shù)；

縱向摩擦力F_d包含了非線性因素滑移特性，與滑移率λ的關(guān)系為：

F_d＝μ(λ)Mg

根據(jù)牛頓第二定律，建立考慮滑移特性的EV路面負(fù)載運動方程：

F_d-F_w-F_f＝F_a

其中，μ(λ)為考慮滑移特性的路面附著系數(shù)。