电动客车电子稳定性控制技术研究

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近年来,由于国内政策导向和汽车市场发展的需要,新能源汽车主要是电动汽车技术在客车领域的发展受到越来越多的重视。根据目前国内外电动客车的最新技术数据来看,国内的电动客车技术和成果都占据着极具竞争力的市场地位。国内比较有代表性的几大知名的客车企业,如郑州宇通、东风扬子江、北京福田、一汽客车等,在电动客车领域都推出了比较成功的产品,为新能源客车的进一步发展提供了市场导向。电动客车产品的快速发展对车辆的底盘技术提出了更加严格的要求,而且客车整备质量大的特点,对动力系统的功率是一种极大的挑战,所以采用双电机驱动是一种很有前景的选择。国内已有企业开始投入这方面的研究,甚至部分样车已经开始使用。这种双电机驱动技术不仅可以大大简化客车底盘的布局,能有更大的空间安装布置动力电池,也为客车底盘的控制技术提供了新的思路。传统内燃机驱动客车由于质量大,惯性大,轿车上的一些底盘控制技术如ABS,TCS,VDC等技术难以在客车上实现,市场上虽然已有气动控制的ABS产品,但是因为气动产品的灵敏性和精确性始终达不到液压产品的水平,市场推广上存在很大困难。采用双电机驱动的电动客车可以采用电机制动的性能,而且电机反应速度快,控制精确,为客车实现先进的底盘控制技术提供了可能。本文针对客车的电子稳定控制技术展开了深入的研究,运用Simulink强大的仿真功能搭建了15自由度的复杂客车模型,其中包括了后轮电机驱动模型,电机控制模型,转向模型,基于魔术公式的轮胎—路面模型,以及针对客车的悬架模型。在模型的验证上选择了急加速工况,单移线工况,双移线工况来验证车辆的驱动系统,转向系统,悬架系统,包括制动系统之间均能够协调工作,在稳态工况对驾驶员的输入具有准确快速的响应。对于电动客车的电子稳定系统,本文建立了完整的车辆底盘控制系统,其中包括质心侧偏角估算模块,ESP转矩控制模块,ESP激活控制模块,基于附着椭圆和滑移率的转矩分配模块,以及完整的反馈系统。经过大量的性能调试和参数整定工作后,建立本模型对整车模型控制,完成了低附着路面(如均匀冰面或者洒水瓷砖路面),中附着路面(如压实雪路面,或者光滑水泥路面),高附着路面(如沥青路面)上的仿真。仿真工况设置选取了验证ESP性能最具代表性的工况,如急转工况和稳态转向(阶跃转向盘转角输入),连续转向(多个周期连续正弦转角输入),单移线工况(单个周期正弦转角输入),双移线工况(带有延时的正弦转角输入),以及在硬件在环上的阶跃和正弦转向工况仿真,这些工况的仿真曲线均验证了所搭建了ESP控制器对整车动态有较为理想的控制效果。
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