超微型双轮毂电动四轮车转向实验研究
目 录
1 绪论2
1.1 课题研究的背景、意义与目的2
1.1.1 课题研究的背景2
1.1.2 课题研究的意义2
1.1.3 课题研究的目的2
1.2 国内外研究概况3
1.2.1 国外研究状况3
1.2.2 国内研究状况4
1.3 本课题的主要研究内容4
2 电动车电桥差速控制系统的设计4
2.1 传统差速控制器原理及实现5
2.2 电桥差速器原理及实现5
2.2.1 惠斯通电桥原理6
2.2.2 电桥差速器差速原理7
2.2.3 有关参数的选择8
2.2.4 电动车车轮转速和转向盘转角的关系9
3 超微型双轮毂电动四轮车转向实验9
3.1 试验设备10
3.2 试验内容10
3.2.1 实验前的调试10
3.2.2 不同转向盘转角下的踏板电压与电桥电压的关系试验11
3.2.2 不同踏板深度下的转向盘转角与电桥电压的关系试验16
总 结 22
致 谢 23
参 考 文 献24
1 绪论
1.1 课题研究的背景、意义与目的
1.1.1 课题研究的背景
现今世界石油、天然气以及煤炭三大不可再生能源的储量是非常的严峻，环境污染与能源短缺的问题已经成为阻碍我国经济和社会发展的重要因素。据国家相关部门统计,2008年我国已经成为全球第二大汽车生产国。我国是世界上人口重多的国家，汽车工业的快速发展对我国的能源问题产生了巨 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
大的压力，并且对我国的环境问题也产生了严重的影响。为此世界很多国家都在寻求一种新能源成为汽车的动力。经过多国的不断努力探索，电能这种清洁的新能源成为了新动力。为了合理的利用能源，减少环境污染，电动汽车以其较高的驱动效率，简单的机械传动结构，低廉的成本等优点已成为国内外研究的热点。
1.1.2 课题研究的意义
在汽车理论中，我们知道汽车在直线或转向行驶时，由于制造的误差、轮胎及路面状况，使得内外车轮所走过的路程不等。使用同种电机驱动车轮，两侧的车速是相同的，由此，因为路程的不等会致使走大路程的车轮产生滑转或滑移，造成轮胎磨损，严重的话会发生事故。传统的汽车利用机械差速器维持两侧车轮在行驶路程不等的情况下产生不同的转速从而避免发生这种现象，保障汽车行驶过程中的安全可靠。现今大多数电动汽车都是采用双轮毂电机或者多轮毂电机驱动，在驱动的过程中，电机是直接驱动车轮的，不能采用机械差速器实现差速，没有了机械差速器，汽车在转弯时就不能顺利转弯，因此，电子差速器的研究在轮毂式电动汽车显得尤为重要。电子差速系统仅在需要转向时电机才输出功率,它省去了机械传动,节省了能源。而且在电子转向系统中取消了液压助力,从而减少了相应的液压装置,进而避免了液压油泄漏、液压油管、油封等废弃物对环境造成的污染等。此外,电子差速系统的硬件具有通用性,因此针对不同路况,只需修改相应的参数,就可以实现不同的控制算法,甚至可以在一个系统里含有多套控制算法,针对不同的情况,只要在显示界面通过键盘设定即可。这些无疑都提高了汽车的操纵性,从而将传统“人一车”闭环系统中驾驶员负担的部分工作由控制器完成,减轻驾驶员负担,提高了汽车系统对驾驶员转向输入响应的敏感度和“人一车”闭环系统的主动安全性。
1.1.3 课题研究的目的
本毕业设计就超微型双轮毂电动四轮车的差速转向问题，设计了电桥差速控制方式，该式差速器不需要轮速、转角等传感器，具有成本低、结构简单的特点。毕业设计主要在双轮毂电动四轮车转向试验台的基础上进行转向试验，建立转向角度和对应速度之间的关系。
1.2 国内外研究概况
1.2.1 国外研究状况
在美国、欧洲、日本等发达国家，由于新技术的推动发展和政府对汽车的排放越来越苛刻，各大汽车企业投入了大量的物力、人力和财力用于开发电动汽车，不断推出自己的新产品。为了加强电动汽车的发展，有关国家制定了一系列政策法规，如对购买电动汽车者的优惠政策，对使用燃油汽车者的限制政策，还有对科研经费的投入和优惠政策等，这些政策都大大的促进了电动汽车的发展。
美国的电动汽车的开发和研究，得到了来自政府的资金、法律和科研力量的大力支持。在1976年7月，美国国会通过了《电动汽车和复合汽车的研究开发和样车试用法令》，以政府资助、立法和财政补贴等手段不断加速发展电动汽车。随后，美国东部有些州也都通过了相应的法律规定。法规的强力推行，促进了电动汽车商业化、小批量生产和实践应用。此后，美国还制定了一系列许多鼓励和开发生产电动汽车的政策。诸如上面的这些因素加快了美国电动车产业化的进程。
从世界电动汽车产业化发展状况来看，日本是最早发展电动汽车的国家之一。日本国土面积狭小，石油资源相当匮乏，几乎完全依靠进口，油价很高。于此同时，日本工业比较发达，人口密度非常大，城市污染很严重。因此，日本政府相当重视电动汽车的开发和研究，老早就对电动车的发展做出了详细具体的计划和布置。当下，日本新能源汽车的研发侧重点在于混合动力汽车。日本是国际上在混动汽车技术方面最为成熟的国家。
欧洲的国家历来重视节能减排。在替代燃料的开发和应用的发展方向上，氢燃料和生物燃料是重点。在欧洲和亚洲竞争对手对电动车的热情日益高涨的情况下，欧洲很多汽车厂商没有坚守自己的观念。除了欧盟委员会外，欧盟各国的政府也根据本国的情况出台了大量措施和政策，不断推动电动汽车的消费和开发。在1972年的时候，德国的欧宝公司就开始研发电动汽车。目前，法国电动汽车的保有量和普及程度都位居世界前列。英国的新能源汽车研制推广的侧重点在于氢燃料汽车，政府直接投入对氢能燃料汽车研发、轻生产、燃料电池的研制。其他国家和地区如瑞士、丹麦、捷克、匈牙利、澳大利亚、墨西哥等也都已开展研制电动汽车。
1.2.2 国内研究状况
国内对电动汽车的研发始于20世纪60年代，但就当时的研究开发而言都是非常的零散和小规模化，投入的也很少。从1980年开始，国内开始掀起了电动汽车的研发高潮，电动汽车的研制被国家列为“八五”、“九五”科技攻关项目。中国一些生产企业和科研院所相继开始研究电动汽车，并且取得了一些优秀成果。最近几年，国内电动汽车的研发工作进入了全面发展的阶段，电动汽车市场已经出入了端倪。2001年9月，科技部组织召开了国家“863”计划电动汽车重大专项可行性论证会，这次会议研究并且通过了电动汽车专项可行性的研究报告，标志着电动汽车项目正式启动，这对于中国汽车产业的发展有着重大的战略意义。这个专项确立了“三纵三横”的研发布局，其中“三纵”是指混合动力汽车、燃料电动汽车、纯电动汽车三种整车技术，“三横”是指驱动电机、多能源动力总成系统、动力电池三种关键技术。经过不懈努力，中国电动汽车的研发呈现良好的发展局面，各大汽车厂商们也都通过积极投入物力、人力研发电动汽车，取得了优秀的成绩。
1.3 本课题的主要研究内容
本论文主要以双轮毂电机后轮驱动电动四轮车为研究对象，电动机采用永磁同步电动机。主要研究内容：
1 绪论2
1.1 课题研究的背景、意义与目的2
1.1.1 课题研究的背景2
1.1.2 课题研究的意义2
1.1.3 课题研究的目的2
1.2 国内外研究概况3
1.2.1 国外研究状况3
1.2.2 国内研究状况4
1.3 本课题的主要研究内容4
2 电动车电桥差速控制系统的设计4
2.1 传统差速控制器原理及实现5
2.2 电桥差速器原理及实现5
2.2.1 惠斯通电桥原理6
2.2.2 电桥差速器差速原理7
2.2.3 有关参数的选择8
2.2.4 电动车车轮转速和转向盘转角的关系9
3 超微型双轮毂电动四轮车转向实验9
3.1 试验设备10
3.2 试验内容10
3.2.1 实验前的调试10
3.2.2 不同转向盘转角下的踏板电压与电桥电压的关系试验11
3.2.2 不同踏板深度下的转向盘转角与电桥电压的关系试验16
总 结 22
致 谢 23
参 考 文 献24
1 绪论
1.1 课题研究的背景、意义与目的
1.1.1 课题研究的背景
现今世界石油、天然气以及煤炭三大不可再生能源的储量是非常的严峻，环境污染与能源短缺的问题已经成为阻碍我国经济和社会发展的重要因素。据国家相关部门统计,2008年我国已经成为全球第二大汽车生产国。我国是世界上人口重多的国家，汽车工业的快速发展对我国的能源问题产生了巨 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
大的压力，并且对我国的环境问题也产生了严重的影响。为此世界很多国家都在寻求一种新能源成为汽车的动力。经过多国的不断努力探索，电能这种清洁的新能源成为了新动力。为了合理的利用能源，减少环境污染，电动汽车以其较高的驱动效率，简单的机械传动结构，低廉的成本等优点已成为国内外研究的热点。
1.1.2 课题研究的意义
在汽车理论中，我们知道汽车在直线或转向行驶时，由于制造的误差、轮胎及路面状况，使得内外车轮所走过的路程不等。使用同种电机驱动车轮，两侧的车速是相同的，由此，因为路程的不等会致使走大路程的车轮产生滑转或滑移，造成轮胎磨损，严重的话会发生事故。传统的汽车利用机械差速器维持两侧车轮在行驶路程不等的情况下产生不同的转速从而避免发生这种现象，保障汽车行驶过程中的安全可靠。现今大多数电动汽车都是采用双轮毂电机或者多轮毂电机驱动，在驱动的过程中，电机是直接驱动车轮的，不能采用机械差速器实现差速，没有了机械差速器，汽车在转弯时就不能顺利转弯，因此，电子差速器的研究在轮毂式电动汽车显得尤为重要。电子差速系统仅在需要转向时电机才输出功率,它省去了机械传动,节省了能源。而且在电子转向系统中取消了液压助力,从而减少了相应的液压装置,进而避免了液压油泄漏、液压油管、油封等废弃物对环境造成的污染等。此外,电子差速系统的硬件具有通用性,因此针对不同路况,只需修改相应的参数,就可以实现不同的控制算法,甚至可以在一个系统里含有多套控制算法,针对不同的情况,只要在显示界面通过键盘设定即可。这些无疑都提高了汽车的操纵性,从而将传统“人一车”闭环系统中驾驶员负担的部分工作由控制器完成,减轻驾驶员负担,提高了汽车系统对驾驶员转向输入响应的敏感度和“人一车”闭环系统的主动安全性。
1.1.3 课题研究的目的
本毕业设计就超微型双轮毂电动四轮车的差速转向问题，设计了电桥差速控制方式，该式差速器不需要轮速、转角等传感器，具有成本低、结构简单的特点。毕业设计主要在双轮毂电动四轮车转向试验台的基础上进行转向试验，建立转向角度和对应速度之间的关系。
1.2 国内外研究概况
1.2.1 国外研究状况
在美国、欧洲、日本等发达国家，由于新技术的推动发展和政府对汽车的排放越来越苛刻，各大汽车企业投入了大量的物力、人力和财力用于开发电动汽车，不断推出自己的新产品。为了加强电动汽车的发展，有关国家制定了一系列政策法规，如对购买电动汽车者的优惠政策，对使用燃油汽车者的限制政策，还有对科研经费的投入和优惠政策等，这些政策都大大的促进了电动汽车的发展。
美国的电动汽车的开发和研究，得到了来自政府的资金、法律和科研力量的大力支持。在1976年7月，美国国会通过了《电动汽车和复合汽车的研究开发和样车试用法令》，以政府资助、立法和财政补贴等手段不断加速发展电动汽车。随后，美国东部有些州也都通过了相应的法律规定。法规的强力推行，促进了电动汽车商业化、小批量生产和实践应用。此后，美国还制定了一系列许多鼓励和开发生产电动汽车的政策。诸如上面的这些因素加快了美国电动车产业化的进程。
从世界电动汽车产业化发展状况来看，日本是最早发展电动汽车的国家之一。日本国土面积狭小，石油资源相当匮乏，几乎完全依靠进口，油价很高。于此同时，日本工业比较发达，人口密度非常大，城市污染很严重。因此，日本政府相当重视电动汽车的开发和研究，老早就对电动车的发展做出了详细具体的计划和布置。当下，日本新能源汽车的研发侧重点在于混合动力汽车。日本是国际上在混动汽车技术方面最为成熟的国家。
欧洲的国家历来重视节能减排。在替代燃料的开发和应用的发展方向上，氢燃料和生物燃料是重点。在欧洲和亚洲竞争对手对电动车的热情日益高涨的情况下，欧洲很多汽车厂商没有坚守自己的观念。除了欧盟委员会外，欧盟各国的政府也根据本国的情况出台了大量措施和政策，不断推动电动汽车的消费和开发。在1972年的时候，德国的欧宝公司就开始研发电动汽车。目前，法国电动汽车的保有量和普及程度都位居世界前列。英国的新能源汽车研制推广的侧重点在于氢燃料汽车，政府直接投入对氢能燃料汽车研发、轻生产、燃料电池的研制。其他国家和地区如瑞士、丹麦、捷克、匈牙利、澳大利亚、墨西哥等也都已开展研制电动汽车。
1.2.2 国内研究状况
国内对电动汽车的研发始于20世纪60年代，但就当时的研究开发而言都是非常的零散和小规模化，投入的也很少。从1980年开始，国内开始掀起了电动汽车的研发高潮，电动汽车的研制被国家列为“八五”、“九五”科技攻关项目。中国一些生产企业和科研院所相继开始研究电动汽车，并且取得了一些优秀成果。最近几年，国内电动汽车的研发工作进入了全面发展的阶段，电动汽车市场已经出入了端倪。2001年9月，科技部组织召开了国家“863”计划电动汽车重大专项可行性论证会，这次会议研究并且通过了电动汽车专项可行性的研究报告，标志着电动汽车项目正式启动，这对于中国汽车产业的发展有着重大的战略意义。这个专项确立了“三纵三横”的研发布局，其中“三纵”是指混合动力汽车、燃料电动汽车、纯电动汽车三种整车技术，“三横”是指驱动电机、多能源动力总成系统、动力电池三种关键技术。经过不懈努力，中国电动汽车的研发呈现良好的发展局面，各大汽车厂商们也都通过积极投入物力、人力研发电动汽车，取得了优秀的成绩。
1.3 本课题的主要研究内容
本论文主要以双轮毂电机后轮驱动电动四轮车为研究对象，电动机采用永磁同步电动机。主要研究内容：
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