[发明专利]一种四轮轮毂电机车辆系统动力匹配方法

说明书

本发明提供一种四轮轮毂电机车辆系统动力匹配方法，以整车参数和动力性需求为依据，进行多工况下的动力学分析并计算车辆对电机整体性能的要求；确定电机选型和结构布置方案，根据驾驶员意图和行驶工况，制定不同行驶工况下的驱动策略；根据车型和用途，结合已有的车辆的行驶工况数据进行统计和大数据分析，分析车辆的常用的典型行驶工况的需求功率，作为分布式电机的参数匹配和功能划分的依据，对各个轮毂电机进行参数匹配；建立以动力性和经济性为优化目标，以电机具体的参数为优化变量，以动力性能要求和细化匹配具体要求作为约束条件的多目标优化模型；运用权重法简化为但目标求解优化问题，运用模拟退火算法寻找全局最优解。

技术领域

本发明涉及电动汽车领域，具体涉及一种四轮轮毂电机车辆系统动力匹配方法。

背景技术

新能源汽车是未来汽车发展的重要方向，而分布式驱动的新能源汽车是其发展方向之一，分布式驱动的新能源汽车动力匹配和选型方法是其一个关键技术。

轮毂电机分布式电驱动系统是将驱动电机直接安装在驱动轮内，通过独立控制电动机驱动实现汽车行驶。目前轮毂电机分布式电驱动系统的新能源汽车动力匹配和选型方法在国内还未成熟，更多的是将整车总体电机功率需求平均分配到各个车轮，采用四个完全相同的电动机，这样的匹配方法没有充分考虑车辆的常用工况和特殊工况要求，没有发挥分布式驱动各轮独立的优点，不能保证电机在汽车行驶过程中的常用工况下保持在高效率区工作，影响车辆的行驶里程，在动力性和经济性之间没有达到权衡。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种四轮轮毂电机车辆系统动力匹配方法，充分发挥轮毂电机各轮独立驱动的特点，提升车辆的能源利用效率。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：一种四轮轮毂电机车辆系统动力匹配方法。其特征在于它包括以下步骤：

S1、确定整车参数和动力性需求，以整车参数和动力性需求为依据，进行多工况下的动力学分析并计算车辆对电机整体性能的要求，所述的电机整体性能包括整车需求的峰值功率和峰值转矩；

S2、初步匹配：确定电机选型和结构布置方案，结合驾驶员意图和行驶工况，制定不同行驶工况下的驱动策略；

S3、细化匹配：根据车型和用途，分析车辆的应用场景，对车辆行驶工况数据进行统计和大数据分析，提取城市道路和高速公路上车辆的速度和加速度特征，将出现比例大于30％的速度和加速度特征作为常用行驶工况，计算车辆匀速巡航、起步加速等常用行驶工况的需求功率，作为分布式电机的参数匹配和功能划分的依据，对各个轮毂电机进行参数匹配；

S4、优化匹配：根据车型、行驶工况和对应的驱动策略，建立以动力性和经济性为优化目标，以电机具体的参数为优化变量，以动力性能要求和细化匹配具体要求作为约束条件的多目标优化模型；

S5、将多目标优化模型运用权重法简化为单目标求解优化问题，运用模拟退火算法，寻找全局最优解，作为最终匹配结果。全部匹配流程如图1所示。

按上述方法，所述的S1中的整车参数包括：整车整备质量m₁，满载质量m₀，轮胎滚动半径r，空气阻力系数C_d，迎风面积A，滚动阻力系数f，轮毂电机传动系总成的机械传动效率η_T，最大爬坡车速v_amax，最大爬坡度α_max，重力加速度g，最高车速v_max，经济巡航车速v_e，0-100km/h加速时间，旋转质量换算系数δ。

按上述方法，所述的S1车辆对电机整体性能的要求具体计算如下：

以最高车速、最大爬坡度和最短加速时间确定整车最大功率需求；以最大爬坡度确定整车最大转矩需求；越野车辆考虑越野路况下的通过性具体需求；