關于獨立驅動電動汽車機電耦合系統(tǒng)的研究

盧從娟（重慶交通大學機電與汽車工程學院,重慶　400074）

關于獨立驅動電動汽車機電耦合系統(tǒng)的研究

盧從娟
（重慶交通大學機電與汽車工程學院,重慶400074）

摘要：電動汽車是現(xiàn)代汽車行業(yè)剛剛出現(xiàn)不久的新產(chǎn)品，也是未來汽車行業(yè)發(fā)展的新趨勢。因為電動汽車動力來源于車載電池，污染小，綠色環(huán)保。但是獨立驅動電動汽車中經(jīng)常會因為機電耦合系統(tǒng)中防滑控制造成動力下降的問題。本文正是對獨立驅動電動汽車機電耦合系統(tǒng)中黏性聯(lián)軸器進行實驗研究和對比，希望可以提高電動汽車的安全和性能。

關鍵詞：獨立驅動；電動汽車；機電耦合系統(tǒng)；研究

相比于集中驅動來說，獨立驅動電動汽車優(yōu)點是可以利用單獨控制每個驅動輪的驅動轉矩來優(yōu)化汽車在行駛時的性能，這是獨立驅動汽車比集中驅動汽車優(yōu)秀的地方。但是獨立驅動汽車在某些方面還沒有集中驅動汽車優(yōu)秀，例如當車輛在行駛中低附路面的車輪打滑，必須要通過減少或者停止打滑車輪側驅動電極的輸出轉矩來使得車輪恢復工作，這樣雖然確保了行駛安全但是導致打滑車輪一側的驅動閑置，因此本文選擇了黏性聯(lián)軸器作為機電耦合系統(tǒng)，研究汽車的動力性和穩(wěn)定性。

1　黏性聯(lián)軸器的選擇和設計

1.1黏性聯(lián)軸器的選擇

以最近發(fā)明的具有防滑差速的雙電機獨立驅動車輛作為實驗研究對象。黏性聯(lián)軸器主要組成部分是輸入軸、輸出軸、外殼、內外摩擦片、硅油和油封。其中外殼是與輸出軸相連的部分，而硅油則是為聯(lián)軸器黏性工作的材料。黏性聯(lián)軸器有兩種工作狀態(tài)，分別是駝峰和剪切。當車輛靜止時處于駝峰狀態(tài)，當車輛行駛時是剪切狀態(tài)，也就是說當黏性聯(lián)軸器想要讓驅動轉矩轉速減緩時是利用對硅油的剪切。

1.2黏性聯(lián)軸器的參數(shù)設置

由于選擇的目標車型性能參數(shù)如表1所示，然后對目標車輛進行實驗得到：目標汽車正常轉向時，兩邊車輪轉速差最高為80r/min,這就意味著將要設計的黏性聯(lián)軸器在不工作狀態(tài)時兩邊轉速差必須大于80，通過設計，黏性聯(lián)軸器的性能數(shù)據(jù)參考表2。

表1　目標車型的性能參數(shù)

表2　設計后的黏性聯(lián)軸器參數(shù)

2　安裝黏性聯(lián)軸器的車輛動力研究

對安裝黏性聯(lián)軸器和未安裝車輛進行仿真分析:

2.1電動汽車的動力性仿真

將電動汽車車輪左側路面附著系數(shù)設為0.8，車輪右側路面附著系數(shù)設為0.2，車輛在此路面上行駛，左前輪劃轉情況和右前輪滑轉情況以及對兩輛車進行加速時的速度變化。

2.2電動汽車的動力性仿真分析

安裝黏性聯(lián)軸器的電動汽車，在附著系數(shù)高路面上的左車輪滑轉率要比沒有安裝黏性聯(lián)軸器的電動汽車左車輪滑轉率要高一些，但左車輪仍然處于正常工作狀態(tài)。因為黏性聯(lián)軸器將右側機電的一部分轉矩傳到左側車輪，從而導致左車輪滑轉率的提高。其次，中安裝黏性聯(lián)軸器的電動汽車右前輪滑轉率隨著時間在不斷降低，而沒安裝黏性聯(lián)軸器的汽車右前輪產(chǎn)生滑轉狀況。當沒有安裝黏性聯(lián)軸器的電動汽車右前輪發(fā)生滑轉現(xiàn)象時，為了保證電動汽車的安全性，必須要減少右側電機的輸出轉矩來降低右側的驅動轉矩，進而減少右前輪的滑轉。而安裝有黏性聯(lián)軸器的電動汽車能夠無需降低右側的驅動轉矩。最后，安裝黏性聯(lián)軸器的電動汽車在對汽車進行加速時，每秒的加速度要高于沒有安裝黏性聯(lián)軸器的電動汽車。這是因為安裝有黏性聯(lián)軸器的電動汽車在附著系統(tǒng)不高的路面上不需要通過降低電機的輸出轉矩來避免車輪滑轉現(xiàn)象的發(fā)生，綜合三張圖可知，安裝黏性聯(lián)軸器的電動汽車在動力方面都有顯著的提高。

3　安裝黏性聯(lián)軸器車輛穩(wěn)定性研究

假設汽車在行駛過程中轉向角度一直是9°，汽車啟動后加速到40km/h后保持勻速，無論在附著系數(shù)高還是低的路面，安裝黏性聯(lián)軸器的電動汽車在穩(wěn)定狀態(tài)下轉向時，橫擺角速度和側向加速度都比沒安裝黏性聯(lián)軸器的電動汽車低，不但不影響電動汽車正常轉向的功能，還能對電動汽車的轉向趨勢進行了輕微的控制和調整。所以安裝黏性聯(lián)軸器有利于電動汽車的穩(wěn)定性。

4　結束語

綜上所述，通過對獨立驅動電動汽車中機電耦合系統(tǒng)安裝黏性聯(lián)軸器后，進行仿真實驗，對安裝黏性聯(lián)軸器的電動汽車的動力性和穩(wěn)定性進行研究，實驗結果表明，在獨立驅動電動汽車中機電耦合系統(tǒng)中加入黏性聯(lián)軸器，車輪滑轉和轉向都有一定程度的降低，汽車的動力性和穩(wěn)定性明顯有所提升，不僅僅簡化了驅動防滑控制系統(tǒng)，還對當今的獨立驅動系統(tǒng)中左右電機動力無法耦合的問題，提出了一個研究目標。

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