分布式驅動新能源汽車驅動控制技術的發展及研究現狀

于進川

摘要：分布式驅動新能源汽車是在環境污染和能源危機的雙重壓力下所研發出的新技術汽車，其相對于傳統汽車優勢明顯，污染較低，且對不可再生能源的消耗較小。本文對分布式驅動新能源汽車的控制技術進行了現狀分析，闡述了驅動控制技術發展存在的問題，為驅動控制技術發展提供一定的借鑒意義。

關鍵詞：分布式驅動;新能源汽車;驅動控制;控制方法

引言

人類的高速發展離不開能源的消耗，在消耗能源的同時，一方面加重了對環境的污染，另一方面也加快了地球上人類賴以生存的不可再生能源的消耗速度，因此，新能源汽車作為可以有效解決環境污染問題與能源危機問題的重要途徑，是新時代汽車發展的趨勢。在新能源汽車發展過程中，出現了分布式驅動汽車，這種分布式驅動相比于傳統電動汽車具有獨特的動力系統與傳動結構，在形式過程中各個驅動輪轉矩獨立可控，這就為新能源汽車底盤控制提供了便利。在使用分布式驅動控制技術后，新能源汽車的穩定性大大提高，汽車形勢的安全性與平順性也大幅度提升。

1 分布式驅動新能源汽車

1.1 分布式驅動新能源汽車的結構

分布式驅動新能源汽車的結構與傳統汽車不同，其特點為根據電機的安裝位置分別安裝輪邊電機驅動與輪轂電機驅動，通過這樣的方式，動力可以通過減速結構。

由傳動軸傳遞給車輪，如圖1所示。

電機和減速機構通過萬向節的方式安裝在車架上，所以這兩部分的質量都成為了簧載質量，大大提高了車輛行駛的穩定性。但是，在使用這種結構的情況下會導致車內電機與減速機構等裝置缺乏緊湊性，而且在形式的過程中，減速機構會直接影響到機械的功率。所以在使用分布式驅動結構時，使用的電機轉速藥膏，這樣可以保證電機的質量較小，有利于結構的空間架構，而且高速電機能夠大大提高汽車的動力。

輪轂電機驅動汽車相對于分布式驅動控制技術具有傳動效率更高，結構更緊湊等特點。輪轂電機驅動的信息單元為電動機，反應速度較快，操作穩定性較高，在整體結構框架內移除了傳統汽車的變速箱與離合器、傳動軸、差速器等傳動裝置，大大減少了車身的重量。每個輪轂電機都可以對車輪進行獨立控制與驅動，可以合理有效的分配能量，側面減少了能源的消耗，提高了整車能源的制動能量回收，更加節約能源。圖2所示為輪轂電機驅動結構框圖。

1.2 分布式驅動新能源汽車的優勢

分布式驅動新能源汽車的最大優勢就是相比于傳統集中驅動式新能源汽車具有單獨驅動與單獨制動的能力，每個車輪都可以使用回饋制動，而且分布式驅動新能源汽車在搭載線控液壓制動系統后，可以更進一步的進行單獨制動。其主要優勢有如下幾點：

（1）分布式驅動新能源汽車的操作安全性較高。

傳統汽車在行駛過程中，如需進行驅動或制動，通常都是使用一個或多個車輪改變與地面的相互運動狀態進行影響形式。而分布式驅動新能源汽車可以更好地理由動力學特性，采用輪轂電機或輪邊電機作為驅動或制動的切入點，在制動中可以通過力學原理精準控制回收動能。

（2）分布式驅動新能源汽車的驅動力分配方式。

由上文得知，分布式驅動新能源汽車的驅動力可以通過單獨的電機進行最優分配。由于在行駛過程中，路面狀況、電池電機狀態、駕駛意向等眾多因素的影響，合理分配驅動力是汽車形勢中的重中之重，最優的驅動力分配不但可以根據多種復雜因素進行精細化控制，還能夠實現各個車輪之間的整體優化控制，更符合動力學原理。

2 分布式驅動新能源汽車驅動控制技術

分布式驅動汽車驅動控制技術的發展可以有效提高汽車的綜合性能，在分布式驅動中，需要使用到電子差速技術模擬差速器的基本功能。

2.1 電子差速技術

分布式驅動新能源汽車驅動控制中最重要的技術就是電子差速技術。由于分布式驅動新能源汽車的各個車輪的轉速和驅動控制是獨立的，在復雜的行駛過程中，需要電子差速技術對各個車輪所需動力進行詳細具體的計算。方向盤的角度輸出信號是電子差速技術首先需要計算的。電子差速器通過汽車轉向時方向盤的輸出以及驅動電機的不同位置進行信號接收，分析數據變化，而后對電機輸出信號，改變電機轉速實現車輛正常行駛。

2.2 電子差速技術實現途徑

電子差速技術可以通過兩種方法實現：一是以車輪的轉速為控制變量，通過控制器對各驅動電機的轉速與轉矩進行分別調節控制。這種方法也可以將控制對象改變為驅動輪滑轉率。分別調節電機的難度較高，需要配置高性能的電機同時計算多方面外界因素，但控制驅動滑轉率也較難實現，因為無法實時對驅動輪滑轉率進行監控;二是在結構上進行變動，控制驅動電機結構進行差速控制，但該方法的加工難度較大，也不能將分布式驅動新能源汽車的優勢發揮到最大。

3 分布式驅動新能源汽車驅動控制技術的展望與總結

目前分布式驅動新能源汽車在驅動控制技術領域已經有了不小的發展，但是仍不能滿足現階段新能源汽車驅動控制技術的去求。因此，分布式驅動技術的動力學控制技術需要更為安全、平穩、精細化的控制技術，這些都是未來分布式驅動新能源汽車驅動控制技術的發展方向。

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