电动大客车电驱动系统设计及整车试验研究

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为应对日益严峻的能源危机和环境污染问题,世界各国的研究机构都加大对新能源汽车的研究力度。纯电动公交客车作为适合于减缓我国交通拥挤现象、解决能源危机和环境问题的理想交通工具,成为各客车企业和高校科研机构的研究的热点之一。  本文在金龙联合汽车工业(苏州)有限公司新能源室纯电动大客车新产品研发的基础上,对电驱动桥大客车的研制过程中的关键技术进行了研究,为电驱动桥大客车的产业化提供理论依据和技术支撑。  首先,介绍了纯电动汽车的研究现状、国家产业政策及对城市公交客车的需求,对纯电动客车的两种驱动系统结构型式进行分析,根据新产品设计目标,本文选择轮边驱动型式即电驱动桥驱动型式,并对电驱动桥动力总成中关键部件结构方案选型。  其次,根据整车参数和性能目标要求,设计匹配了驱动电机的动力参数、减速机构减速比和电池容量参数;在动力总成选定的基础上,设计电驱动桥系统中承载部件和传力部件的结构尺寸。通过CATIA建立电驱动桥的三维模型,在适当简化后利用Hypermesh进行前处理,在ANSYS中求解计算各部件在不同危险工况下的强度和刚度,计算结果表明本文设计的电驱动桥的结构强度和刚度均符合要求。  随后,针对电驱动桥大客车驱动系统的特殊性,需要通过电子差速系统控制车辆差速行驶,对差速系统模型进行理论分析,简述驱动电机控制方法,选取转速控制策略,采用模糊PID控制方法,以滑转率为控制目标,建立差速控制系统Simulink模型,仿真分析了车辆转向时内外侧车轮的滑转率,仿真结果与理论分析一致。  最后,设计了电驱动桥大客车整车控制系统的控制策略,设计整车工作流程,通过Matlab/Simulink中Stateflow工具箱实现各模块的切换,制定出完整的整车控制策略程序,在此基础上建立整车驱动模块,用于仿真最大转矩需求下整车最高车速、原地起步加速(0~50km/h)的加速时间的数值。  在整车试制完成后,对整车最高车速、原地起步加速(0~50km/h)的加速时间和等速工况下整车能量消耗率进行实车测定,对比分析有关试验数值和理论仿真值,相对误差较小,表明设计的电驱动桥大客车的整车性能满足设计要求。  
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