重庆大学郑玲：轮毂电机电动汽车安全性及测试评价方法-雷竞技(RAYBET)

本文摘要：7月20-21日，电动汽车资源网在深圳坪山举办“2018第二届中国新能源汽车测试评价技术发展高峰论坛”。

7月20-21日，电动汽车资源网在深圳坪山举办“2018第二届中国新能源汽车测试评价技术发展高峰论坛”。7月21日上午，大会环绕“电机电控及其他核心零部件测试评价技术”邀数位业内大咖。

重庆大学汽车工程系主任，教授、博士生导师郑玲公开发表“轮毂电机电动汽车安全性及测试评价方法”的主题演说。重庆大学汽车工程系主任，教授、博士生导师郑玲近年来，全球汽车保有量日益快速增长，环境污染、能源紧缺等问题日益不利，人们对环境保护、能源消耗明确提出了更高的拒绝。

新能源汽车沦为全球研究热点，各国也逐步发售了停售燃油车的计划，日本、欧盟、美国等主要汽车国家都启动了新能源发展规划，也逐步发售了停售燃油车的计划。在我国政府的大力支持下，新能源汽车在当前乃至未来都是最重要的发展方向，所以各大车企、零部件企业回应都投放了大量的人力、物力和财力。轮毂电机电动汽车阐述就电动汽车的驱动形式来看，主要有集中式驱动和分布式驱动。

集中式驱动和传统燃油汽车类似于，只是发动机变为了电动机，变速器、传动轴和差速器等传动装置与，整个底盘布置形式和传统燃油汽车十分相似；分布式驱动电动汽车，轮毂电机产于在四个车轮上，仍然使用一个集中于电机来驱动，中止了传动装置，不利于底盘的轻量化，同时底盘的布局也不会更为灵活。7月21日下午，郑玲侧重分析了分布式驱动电动汽车的优劣势，并就如何回避劣势，利用其优点得出建议。

她回应，分布式电动汽车转矩波动，不会影响汽车的操纵性；并且如果将电机装有在车轮里，车轮的重量不会大大增加，非簧载有质量减少后对汽车的舒适性和操控稳定性不会产生相当大影响；此外，四个电机同时装有在车轮上，如果电机过热不会影响电动汽车的安全性。当然，分布式驱动电动汽车也有优点，一是转矩掌控准确、号召很快；二是没变速器、差速器，整车质量不会增大，效率不会获得提高。

郑玲回应，轮毂电机驱动电动汽车核心的构架就是电动轮，电动轮主要形式有舍弗勒电动轮、TM4电动轮、米其林电动轮。其中舍弗勒电动轮最低的峰值功率可以超过40kW，扭矩可以超过700Nm；TM4电动轮使用外转子永磁无刷电动机，相同在轮毂上，构建鼓式制动器，必要起到独自转子上面，最低的峰值功率可以超过80kW，峰值扭矩超过670Nm；米其林电动轮在17英寸的车轮当中映射驱动电机，还有主动悬架电机和盘式制动器。

目前，这三家代表了现在主流的轮毂驱动结构形式。分布式驱动电动汽车电子差速掌控郑玲回应，集中于驱动式的电动汽车可以构建差速掌控，不过是通过差速器构建四个轮子的差速，而分布式电动汽车不必须差速器，可以通过每个车轮的转矩准确掌控构建差速掌控。她回应，如果四个轮子扭矩不一样，不会产生一个可选的力矩，这个力矩可以掌控改向过程中的稳定性，如果过度改向，重新加入一个反方向的可选转矩，就可以提升改向稳定性，在直线行经工况下，也能确保四个车轮的速度是一样的，这就是差速掌控的目的。

郑玲回应，四轮驱动的电动汽车更容易构建电子差速掌控，根据控制目标有所不同有三类电子差速掌控方式。一是基于稳定性的差速掌控，基于各种掌控理论，以稳定性因素为控制目标，使得车辆在构建差速的同时确保车身的稳定性；二是基于位移亲率的差速掌控，考虑到位移亲率的影响因素，实时控制差速过程中的车轮位移亲率在稳定性范围内；三是基于位移亲率的差速掌控，将前两种控制器通过一种控制策略展开融合，从而构建车辆平稳、以防位移的差速掌控。基于转矩分配的底盘一体化稳定性掌控随后，郑玲讲解了基于转矩分配的底盘一体化稳定性控制策略。

她回应，由于四个车轮的转矩可以精准的掌控，因此就可以根据汽车的运营工况，调节各个车轮的转矩，通过精准调节转矩来超过汽车稳定性掌控的目的。传统集中式驱动电动汽车一般来说不能通过制动器产生横摆力矩，液压系统号召快，必须额外传感器提供车轮运动状态；而分布式驱动电动汽车各轮可产生驱动/制动器力矩，电机号召慢，精度高，还可必要根据电机扭矩/转矩提供车轮运动状态。为了构建分布式驱动电动汽车的转矩，郑玲及其团队明确提出了分层式平稳控制策略，构架上有三层。根据运营的路径，可以展开希望的横向力、纵向力还有横摆力矩的计算出来，中间层可以考虑到一些约束的条件，以舒适度、安全性、节约能源为目标，对四个车轮的转矩展开准确分配，通过这样的方式，就可以构建安全性、舒适度、节约能源为一体的整车稳定性掌控。

郑玲回应，四轮独立国家驱动改向电动汽车有八个高效率维度，而车辆的平面运动只还包括横向运动、纵向运动以及横摆运动三个维度，因此四轮独立国家电动汽车的驱动、制动器、改向掌控是一个校验系统的掌控分配问题。针对以上情况，可以考虑到轮胎的负荷亲率，以四个轮胎负荷亲率均匀分布为目标，通过减少峰值负荷亲率，可以减少能耗，确保轮胎和路面之间吸附的安全性。如在低吸附系数0.8，车速80km/h的情况下展开工况测试，试验找到四个车轮轮胎负荷亲率很相似，使用稳定性掌控与不采行有较小差异，稳定性掌控需要准确追踪车辆希望行经的状态，还包括横向车速、横摆角速度、质心测偏角，可以使轮胎负荷亲率更为均匀分布，车辆行经轨迹仅次于误差较为小，需要有效地提升车辆在低吸附路面的稳定性。

簧下质量负效应及提高策略负效应主要在于簧下质量过大，回应郑玲明确提出了几点解决方案。使用轮毂电机后，为防止车身操控稳定性上升，将主动轮作为设计目标对象，对整个结构展开一体化设计。在布局设计上，引进吸振器，将轮毂电机展开漂浮设计，变为非簧下质量。此外，使用智能主动悬架控制技术，可以大大提高簧下质量过大以及转矩波动的问题。

随后，郑玲讲解了执行器过热及容错掌控方法。她回应，四轮独立国家驱动电动汽车中给定一个轮子过热都会造成汽车失去安全性。电机过热分两种情况，一是高效率过热，由于一个或两个电机功能失去，损失横向合力和横摆力矩的扰动可以由剩下的驱动力和纵向力补偿；二是不高效率过热，三轮驱动电机过热、所有电机过热、同侧两轮驱动电机过热。针对电机的过热，可以做到一些容错或者维护掌控。

比如单电机过热，就可以把另一侧的电机的转矩减少，然后剩下的电机维持恒定来解决单电机过热带给的功能过热问题；异侧两轮驱动电机过热，比如左前轮、右前轮，这是同一个轴两侧电机过热，在这种情况下，可以把过热的转矩改置为零，所取只剩长时间输入转矩为两者间较小值；同侧两轮或多轮电机过热，将所有驱动电机改置为零，保证车辆安全性行驶。对于四轮独立国家驱动电动汽车功能安全性问题，郑玲指出必须通过整车的动力性性能测试来测试有所不同工况下的动力学特性，还包括整车的转毂实验台以及整车道路试验，测试四轮独立国家驱动电动汽车的安全性。另外由于电机加装在轮毂上，所以透气防尘拒绝随之提高，轮毂电机的加工、生产拒绝就更高。

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