低附著條件下四輪驅動電動汽車動力學控制伴隨著2018年下半年國內經(jīng)濟的普遍下行,國內乘用車銷量出現(xiàn)了28年以來的首次下滑,然而新能源乘用車銷量卻實現(xiàn)了逆勢上漲。再加上政府在純電動汽車領域一輪輪的補貼政策,使得自主品牌和合資車企都加快了純電動汽車的研發(fā)與量產(chǎn)。跟傳統(tǒng)汽車相比,輪轂電機電動汽車將驅動電機安裝在四個輪轂中,有著四個車輪力矩獨立可控的特點,有利于車輛動力學的分析與驗證。本文以四輪輪轂驅動純電動汽車為研究對象,搭建了四輪輪轂驅動改裝車平臺,進行低附著條件下縱向力力矩矢量控制(TVC)的仿真研究與實車測試。本文的具體研究內容如下:首先,本文分析了輪轂電機的特點與優(yōu)勢,然后對福特、奔馳等整車廠的輪轂電機改裝車進行了探討,概述了輪轂電機汽車動力學控制研究現(xiàn)狀。接下來,本文對某緊湊型轎車進行改裝與調試,對整車通信網(wǎng)絡和車載用電設備進行硬件和軟件檢測,搭建輪轂電機純電動改裝車輛基本行駛策略,改裝完成后輪轂驅動純電動汽車百公里加速工況時間為7.96s,為本文的算法提供了實車測試平臺。其次,對車輛在低附著路面車輛動力學機理進行了研究。針對低附著路面情況,本文根據(jù)車輛車輪滑轉狀況的不同將驅動防滑系統(tǒng)分為四種控制模式,建立了邏輯門限控制的四輪輪轂驅動純電動汽車的驅動防滑策略。通過二自由度車輛模型得到車輛橫擺角速度的響應過程,并將橫擺角速度瞬態(tài)響應看作二階系統(tǒng),通過調節(jié)二階系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比來設計理想橫擺角速度。使用理想橫擺角速度與實際橫擺角速度誤差進行PI控制,決策出整車橫擺力矩。然后,對四輪驅動輪轂電機純電動汽車縱向力矩優(yōu)化分配進行研究。本文首先分析了二次規(guī)劃問題,基于輪胎附著橢圓理論研究了車輪縱向力與側向力的關系。以四輪輪胎滑移負荷率之和最小為優(yōu)化目標,推導得到了適用于輪轂電機純電動汽車縱向力分配的二次規(guī)劃方法,進而求解得到車輪縱向力矩。由驅動防滑子模塊、直接橫擺力矩子模塊以及二次規(guī)劃優(yōu)化模塊實現(xiàn)了整車縱向力矩的矢量控制。之后,進行了縱向力矩矢量控制算法的離線仿真。分別在Carsim和Simulink中建立車輛模型和電機模型,利用Carsim與Simulink進行聯(lián)合仿真測試。仿真結果顯示,在冰雪路面,TVC可以明顯抑制車輪滑轉并提高車輛的動力性。雙移線工況(DLC)仿真顯示,車輛在DLC工況中TVC改善了車輛不足轉向特性,減小了車輛質心側偏角和車輛的側向位移,使車輛可以更好的過彎。四個輪胎的負荷率明顯降低,車輛穩(wěn)定性更好。最后,進行了硬件在環(huán)測試和實車測試?；贚abview-RT進行了整車控制器(VCU)在環(huán)測試,測試了VCU軟硬件功能,進行了HIL條件下VCU動力性算法測試,為實車試驗做好準備。在黑龍江黑河試驗場進行了TVC算法的實車測試。實車試驗結果表明,在低附著路面上驅動防滑測試工況中,TVC可以有效抑制車輪滑轉現(xiàn)象,明顯提高車輛的縱向動力性。之后進行了雙移線(DLC)試驗、蛇行試驗與方向盤轉角放大梯形試驗。實車數(shù)據(jù)顯示,TVC開啟后,可以明顯提高DLC與蛇行試驗的通過速度,同時質心側偏角和車輪負荷率明顯減小,車輛更加穩(wěn)定;同時,附加橫擺力矩的存在也使得試驗過程中駕