电动汽车电子差速器的理论建模与仿真(附件)【字数：7336】
摘 要电动汽车是机械和能源的重要行业之一。其核心技术是汽车、电机和驱动技术、电池寿命技术、控制工程技术等。能源问题制约着发展，电动汽车的节能性与清洁性正好能够缓解能源压力，目前前景广阔。国内外许多大型研究机构都在不断推动这一领域的发展。新能源电动汽车正成为多数科研机构的主要研究方向，取得了许多重要的成果。电动汽车技术在不断改进，电动汽车具有良好的操控性能，并且发展前景良好，本文针对电子差速器进行仿真分析。根据传统差速器与电子差速器的路况分析对比，论证电子差速器的优越性。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景与研究意义 2
1.2 目前电动汽车国内外发展的概况 2
第二章 差速器 3
2.1电子差速器的原理 3
2.2 电子差速的意义 3
2.3 电子差速优越性 3
2.4 本课题的主要研究工作 4
第三章 行驶动力学模型 6
3.1 转向行驶动力学模型 6
3.1.1 转向行驶动力学模型 7
3.1.2运动学模型的分析 7
3.2 控制策略 7
3.3 本章小结 7
第四章 simulink整车模型的建立及仿真结果 8
4.1 转向参数方程 9
4.2 仿真模型的建立 10
4.3仿真图形及结果分析 11
4.4 本章小结 12
结论与展望 13
致谢 15
第一章 绪论
1.1 研究背景与研究意义
卡尔本茨先生发明了汽车，给各国的汽车工业带来了双重影响。汽车的发明在给人类生活带来便利、经济带来发展的同时也带来了污染问题。四成的环境污染排放物、八成的城市噪声污染来源于汽车。此外，汽车还是传统化石燃料的头号消耗产业。来自能源环境的巨大压力推动着新能源汽车的不断发展。第一台电动汽车是戴维森在1873年发明的，自此，电动汽车便成为汽车工业界的一大发展方向。低噪音、零排放、综合利用等优点使得电动汽车备受欢迎，也是解决当今世界能源与环境问题的一大突破口。
由于电动汽车表现出色，使电动汽车成为新能源汽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
车中的主要研究方向。文献[1]指出，电动汽车应保持传统汽车的可靠性，同时，也要具备经济性，使其能在民众可接受的价格范围内进行工业化量产。这对传统工业提出了很高的要求，整合了车辆、材料、电池、电控等多方面技术。因此，电动汽车的发展有着广阔的前景和经济环境效益:首先，电动汽车能够符合当今汽车工业的发展趋势，有着良好的经济与环境效益。其次，电动汽车作为新能源发展项目，是一次汽车工业革命，能够缩小我国与世界主要汽车优势国家之间技术层面的差距。
1.2 目前电动汽车国内外发展的概况
十九世纪，当电动汽车还没有被发明时，电动三轮车便出现在了巴黎街头，然而，技术的不成熟与电控系统的短板，使得电动汽车并没有得到充足的发展。燃料汽车的迅速发展也在一定程度上限制了电动汽车的发展。直到二十世纪九十年代，能源问题开始制约燃料汽车的发展时，电动汽车才到达了真正的大发展，各国与各大研究机构对电动汽车不断进行技术革新，电动汽车的发动机马达代替了传统汽车的内燃机，使车辆的结构得到优化，驱动方式也更多，实现了机械与电器的高度统一。
我国作为能源总量大国，总量丰富，但人均能源却远低于全球平均水平，因此能源问题极大地制约了我国的工业发展，在此背景下，电动汽车的发展成为我国汽车工业的一大重要战略发展方向，我国传统化石能源汽车的技术与国外大概相差十年，而新能源电动汽车的技术差距却只有五年，因此，能否发展好这次新能源汽车的技术革命，关乎我国在汽车领域的又一次发展大方向。
从20世纪90年代初起，世界各大汽车集团公司如福特、通用、丰田和本田等，都在电动汽车上投入了较大的资金，并研制出多种电动汽车及电动汽车概念车。九五期间，科技部将电动汽车列入国家重大科技产业工程项目，投入近l亿元。而2001年在十五国家863计划中，特别设立电动汽车重大专项，投入近9亿元。随着国家十五计划863电动汽车重大科技专顼的正式启动，全国各地也掀起了一股研制和开发电动汽车的热潮。目前，北京、武汉、天津、威海4个城市已开展电动汽车试验示范运行，北京、上海还承担了联合国开发计划署、全球环境基金支持的国际燃料电池公共汽车示范项目。
第二章 差速器
2.1电子差速器的原理
在传统汽车的转弯过程中，由于车轮内径与外径长度的不一致（通常情况外部的尺寸要稍稍大于内部的尺寸），此尺寸偏差会使得在转弯的过程中，外侧车轮的转速要大于内侧车轮，与此同时，差速器均衡掉两轮速之间的差额，实现其功能，这也是差速器最为基础的功能，对于目前改进的如中央差速器、防滑差速器、LSD差速器、托森差速器等，核心的主要目的是为了强化行驶质量以及控制等。
2.2 电子差速的意义
ABS和电子差速器是当今汽车控制领域的两大常见词汇。ABS即Anti锁制动系统。是汽车上的一种主要安全装置，它具有防止车轮打滑和拖曳能力。在路上汽车制动时,提高了方向稳定性、转向控制能力并缩短制动距离汽车制动过程,使汽车制动更安全有效的功能。电子差速器（ED）就是通过电子设备利用电子控制来调节每一个车轮的轮速，让车轮以不同速度旋转，并确保车轮不滑移。 做纯滚动操作。在本课题中，电子差速作为一种新型的电子转向系统，它在汽车电子转向系统中替代了转向电机，并通过车轮电机来直接提供转向动力。
2.3 电子差速优越性
提高了汽车的可操作性
对于前轮的控制，可设置任意传动比，随车辆变化的速度也的到补偿，让汽车转向功能不会因轮速变化而变化。减轻驾驶员负担，提高车辆的主动安全性。
提高汽车的稳定性
可与ABS、汽车动力学控制、防撞、单轮转向、轨道跟踪、横向导航、自动驾驶等主动安全装置相结合，实现整车整体控制，提高汽车整体稳定性。
提高司机的道路感应
由于方向盘与方向盘之间没有机械连接，驾驶员的“道路感应”是由仿真产生的。转矩控制,信息反映了实际驾驶的汽车和道路的状况,提出了从信号,控制变量的方向盘转矩,因此方向盘只能为司机提供有用的信息。为了给司机提供更现实的“道路感觉”。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景与研究意义 2
1.2 目前电动汽车国内外发展的概况 2
第二章 差速器 3
2.1电子差速器的原理 3
2.2 电子差速的意义 3
2.3 电子差速优越性 3
2.4 本课题的主要研究工作 4
第三章 行驶动力学模型 6
3.1 转向行驶动力学模型 6
3.1.1 转向行驶动力学模型 7
3.1.2运动学模型的分析 7
3.2 控制策略 7
3.3 本章小结 7
第四章 simulink整车模型的建立及仿真结果 8
4.1 转向参数方程 9
4.2 仿真模型的建立 10
4.3仿真图形及结果分析 11
4.4 本章小结 12
结论与展望 13
致谢 15
第一章 绪论
1.1 研究背景与研究意义
卡尔本茨先生发明了汽车，给各国的汽车工业带来了双重影响。汽车的发明在给人类生活带来便利、经济带来发展的同时也带来了污染问题。四成的环境污染排放物、八成的城市噪声污染来源于汽车。此外，汽车还是传统化石燃料的头号消耗产业。来自能源环境的巨大压力推动着新能源汽车的不断发展。第一台电动汽车是戴维森在1873年发明的，自此，电动汽车便成为汽车工业界的一大发展方向。低噪音、零排放、综合利用等优点使得电动汽车备受欢迎，也是解决当今世界能源与环境问题的一大突破口。
由于电动汽车表现出色，使电动汽车成为新能源汽 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
车中的主要研究方向。文献[1]指出，电动汽车应保持传统汽车的可靠性，同时，也要具备经济性，使其能在民众可接受的价格范围内进行工业化量产。这对传统工业提出了很高的要求，整合了车辆、材料、电池、电控等多方面技术。因此，电动汽车的发展有着广阔的前景和经济环境效益:首先，电动汽车能够符合当今汽车工业的发展趋势，有着良好的经济与环境效益。其次，电动汽车作为新能源发展项目，是一次汽车工业革命，能够缩小我国与世界主要汽车优势国家之间技术层面的差距。
1.2 目前电动汽车国内外发展的概况
十九世纪，当电动汽车还没有被发明时，电动三轮车便出现在了巴黎街头，然而，技术的不成熟与电控系统的短板，使得电动汽车并没有得到充足的发展。燃料汽车的迅速发展也在一定程度上限制了电动汽车的发展。直到二十世纪九十年代，能源问题开始制约燃料汽车的发展时，电动汽车才到达了真正的大发展，各国与各大研究机构对电动汽车不断进行技术革新，电动汽车的发动机马达代替了传统汽车的内燃机，使车辆的结构得到优化，驱动方式也更多，实现了机械与电器的高度统一。
我国作为能源总量大国，总量丰富，但人均能源却远低于全球平均水平，因此能源问题极大地制约了我国的工业发展，在此背景下，电动汽车的发展成为我国汽车工业的一大重要战略发展方向，我国传统化石能源汽车的技术与国外大概相差十年，而新能源电动汽车的技术差距却只有五年，因此，能否发展好这次新能源汽车的技术革命，关乎我国在汽车领域的又一次发展大方向。
从20世纪90年代初起，世界各大汽车集团公司如福特、通用、丰田和本田等，都在电动汽车上投入了较大的资金，并研制出多种电动汽车及电动汽车概念车。九五期间，科技部将电动汽车列入国家重大科技产业工程项目，投入近l亿元。而2001年在十五国家863计划中，特别设立电动汽车重大专项，投入近9亿元。随着国家十五计划863电动汽车重大科技专顼的正式启动，全国各地也掀起了一股研制和开发电动汽车的热潮。目前，北京、武汉、天津、威海4个城市已开展电动汽车试验示范运行，北京、上海还承担了联合国开发计划署、全球环境基金支持的国际燃料电池公共汽车示范项目。
第二章 差速器
2.1电子差速器的原理
在传统汽车的转弯过程中，由于车轮内径与外径长度的不一致（通常情况外部的尺寸要稍稍大于内部的尺寸），此尺寸偏差会使得在转弯的过程中，外侧车轮的转速要大于内侧车轮，与此同时，差速器均衡掉两轮速之间的差额，实现其功能，这也是差速器最为基础的功能，对于目前改进的如中央差速器、防滑差速器、LSD差速器、托森差速器等，核心的主要目的是为了强化行驶质量以及控制等。
2.2 电子差速的意义
ABS和电子差速器是当今汽车控制领域的两大常见词汇。ABS即Anti锁制动系统。是汽车上的一种主要安全装置，它具有防止车轮打滑和拖曳能力。在路上汽车制动时,提高了方向稳定性、转向控制能力并缩短制动距离汽车制动过程,使汽车制动更安全有效的功能。电子差速器（ED）就是通过电子设备利用电子控制来调节每一个车轮的轮速，让车轮以不同速度旋转，并确保车轮不滑移。 做纯滚动操作。在本课题中，电子差速作为一种新型的电子转向系统，它在汽车电子转向系统中替代了转向电机，并通过车轮电机来直接提供转向动力。
2.3 电子差速优越性
提高了汽车的可操作性
对于前轮的控制，可设置任意传动比，随车辆变化的速度也的到补偿，让汽车转向功能不会因轮速变化而变化。减轻驾驶员负担，提高车辆的主动安全性。
提高汽车的稳定性
可与ABS、汽车动力学控制、防撞、单轮转向、轨道跟踪、横向导航、自动驾驶等主动安全装置相结合，实现整车整体控制，提高汽车整体稳定性。
提高司机的道路感应
由于方向盘与方向盘之间没有机械连接，驾驶员的“道路感应”是由仿真产生的。转矩控制,信息反映了实际驾驶的汽车和道路的状况,提出了从信号,控制变量的方向盘转矩,因此方向盘只能为司机提供有用的信息。为了给司机提供更现实的“道路感觉”。
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