四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述

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四轮独立驱动电动汽车的电子系统研究

四轮独立驱动电动汽车的电子系统研究一、概述随着科技的飞速发展和人们对环保出行的日益关注，电动汽车作为新能源汽车的代表，逐渐成为了未来汽车产业的发展趋势。

四轮独立驱动电动汽车，作为一种创新的电动汽车类型，以其独特的驱动方式和优秀的性能表现，受到了广泛的关注和研究。

四轮独立驱动电动汽车的核心在于其电子系统，该系统集成了先进的电机控制、能量管理、车辆稳定性控制等多项技术，为车辆提供了高效、稳定且安全的动力输出。

对四轮独立驱动电动汽车的电子系统进行深入研究，不仅有助于提升车辆的性能和品质，还能够推动电动汽车技术的进一步发展。

本文旨在全面探讨四轮独立驱动电动汽车的电子系统，包括其结构组成、工作原理、控制策略以及在实际应用中的表现等方面。

通过深入研究和分析，以期为解决当前电动汽车领域面临的挑战和问题提供有益的参考和启示。

同时，本文还将关注电子系统的创新点和发展趋势，为电动汽车产业的可持续发展贡献力量。

1. 四轮独立驱动电动汽车的发展背景及意义随着全球能源结构的转型和环境保护意识的日益增强，电动汽车作为新能源汽车的代表，正逐渐取代传统燃油汽车，成为汽车工业发展的主流趋势。

四轮独立驱动电动汽车以其独特的驱动方式和优越的性能，成为了当前研究的热点。

四轮独立驱动电动汽车，即每个车轮都配备独立的驱动电机，通过电子控制系统实现对各车轮的精确控制。

这种驱动方式不仅简化了汽车的传动系统，提高了传动效率，而且能够实时调整各车轮的驱动力和制动力，从而优化车辆的操控性能和行驶稳定性。

从发展背景来看，四轮独立驱动电动汽车的兴起，既是汽车工业技术进步的必然结果，也是应对能源危机和环境污染挑战的重要举措。

随着电池技术的不断进步和电机控制技术的日益成熟，四轮独立驱动电动汽车的续航里程和性能得到了显著提升，使得其商业化应用成为可能。

从意义上看，四轮独立驱动电动汽车的研究和推广，对于推动汽车工业的绿色发展和可持续发展具有重要意义。

它能够有效降低汽车对石油资源的依赖，减少尾气排放，从而缓解能源危机和环境污染问题。

四轮毂独立驱动电动汽车协调控制技术综述

文章编号：１００９— ３１５Ｘ（２０１４）０１— ００２９— ０６
四轮毂独立驱动电动汽车协调控制技术综述
徐国凯，葛平淑，王娟，韩桂英
（大连民族学院ａ．机电信息Ｓ－程学院；ｂ．信息与通信Ｓ－程学院，辽宁大连１１６６０５）
方面的独特优势和巨大发展潜力成为电动汽车研发的一个重要方向。
制等方面，在充分利用四轮毂独立驱动的特点以改善整车动力学特性和操纵稳定性方面的研究起步较晚］，而这方面的研究将决定电动汽车的行
驶安全性，是制约轮毂驱动电动汽车发展的关键
摘要：对四轮毂独立驱动电动汽车的协调控制技术进行综述，重点介绍了多目标之间的协调控制以及
四轮转矩协调控制的研究方法以及国内外研究现状，提出了当前存在的一些问题，展望了今后的发展趋势。关键词：电动汽车；四轮毂驱动；协调控制
ｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｗｅｒｅｐｕｔｆｏｒｗａｒｄａｎｄｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄｉｎｔｈｅｆｕｔｕｒｅｗａｓｐｒｏｓｐｅｃｔｅｄ．
ｗａｓｒｅｖｉｅｗｅｄ．Ｍｕｌｔｉ —ｏｂｊｅｃｔｉｖｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｔｏｒｑｕｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｒｅｓｅａｒｃｈ

四轮驱动小车轮毂电机调研报告

四轮驱动小车轮毂电机调研报告一、背景介绍四轮驱动小车是一种由四个轮毂电机驱动的车辆，它具有良好的操控性和稳定性，适用于各种地形和道路条件。

轮毂电机是安装在车辆轮毂上的电机，可以直接驱动车轮转动，不需要传动装置，因此具有高效率和紧凑的特点。

本报告对四轮驱动小车轮毂电机进行调研分析，以帮助了解其特点和应用。

二、四轮驱动小车轮毂电机的特点1.高效率：轮毂电机不需要传动装置，直接将电能转化为机械能，转化效率高于传统的发动机驱动方式。

2.紧凑：轮毂电机安装在车轮中，节省了传动装置的空间，使得整车尺寸更为紧凑。

3.动力分配灵活：四轮驱动小车轮毂电机可以实现前、后、左、右四个轮子各自独立驱动，可以根据需求灵活分配动力。

4.高操控性：轮毂电机可以根据电控系统的控制信号进行精确控制，提供更好的操控性和稳定性。

5.低噪音：轮毂电机没有传动装置的摩擦和噪音，工作时噪音较低，提供更好的驾驶体验。

三、四轮驱动小车轮毂电机的应用领域1.物流配送：四轮驱动小车轮毂电机可以实现无人驾驶，提高物流配送的效率和安全性。

2.农业机械：四轮驱动小车轮毂电机可用于农业机械，实现自动导航和作业，减轻劳动强度。

3.特种车辆：四轮驱动小车轮毂电机可以用于消防车、警车等特种车辆，提供更好的操控性和应急响应能力。

4.城市交通工具：四轮驱动小车轮毂电机可以用于城市小型电动车辆，提供更好的操控性和环保性能。

四、四轮驱动小车轮毂电机的发展趋势1.高能量密度：随着电动车辆市场的发展，对于电池的能量密度要求越来越高，轮毂电机需要能够提供更高的功率和驱动能力。

2.自动驾驶：随着自动驾驶技术的发展，四轮驱动小车轮毂电机将与智能传感器和控制系统结合，实现更高级别的自动驾驶功能。

3.绿色环保：四轮驱动小车轮毂电机可以提供零排放和低噪音的性能，符合环保发展的趋势。

4.智能互联：四轮驱动小车轮毂电机可以与互联网和智能控制系统结合，实现车辆远程监控和故障检测，提高车辆管理和维修效率。

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究共3篇

四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究共3篇四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究1四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统控制研究随着各国对环保和节能理念的不断提高，电动车的普及程度越来越高，特别是在城市交通领域。

传统的车辆采用传统的燃油动力，较之电动汽车，不仅控制复杂，同时能源消耗过大、环境污染严重，跟不上时代的步伐。

为了响应绿色环保理念，四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统逐渐进入人们的视野。

许多汽车生产厂家也开始投入大量的经费，尽力满足客户日益增长的需求。

永磁无刷轮毂电机是现代电动汽车中常见的一种驱动形式，要想将电力变为动力，永磁无刷轮毂电机驱动系统的控制显得十分重要。

由于永磁无刷轮毂电机的控制技术问题，目前该驱动系统仍处于完善状态。

本文旨在分析和研究四轮驱动电动汽车永磁无刷轮毂电机驱动系统的控制问题，并提出一种新型控制系统的方案。

1. 电动四轮驱动汽车系统介绍电动四轮驱动汽车，即为同时由四个独立的电机提供动力的车辆，其每个电机的功率、扭矩和转速均可以独立调节。

其中，永磁无刷轮毂电机是一种常见的电机产品，具有高效、可靠、安全、节能等特点。

轮毂电机的工作原理是将电能转化成机械能，通过转轮来驱动车辆行驶。

2. 永磁无刷轮毂电机的驱动控制永磁无刷轮毂电机的控制分为位置控制和速度控制两种。

其中位置控制主要是马达的定位和调整，而速度控制是为了控制汽车的运动速度。

（1）位置控制在位置控制方面，目前较为常用的是闭环控制方法。

用速度传感器、定位信号器和转子位置估计等仪器来获取电动机转子的具体位置，再根据电动机的工作状态进行调节控制。

同时，为确保闭环控制系统的稳定运行，一般需要加入PID控制算法进行调整。

（2）速度控制在速度控制上，电动车辆的执行器通常是直流转换器。

直流转换器主要是将交流电转换为直流电，使其可以输出发动机所需的电流和电压。

直流转换器一般采用电流控制和电压控制两种调控方式。

线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究

线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车稳定性与节能控制研究一、本文概述随着环保意识的日益增强和新能源汽车技术的迅速发展，电动汽车（EV）在全球范围内正逐步成为新的交通出行选择。

特别是线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车（以下简称轮毂电机电动汽车），其独特的驱动方式和控制策略使得车辆性能优化成为可能。

然而，这类电动汽车在稳定性和节能性方面仍面临诸多挑战。

因此，本文旨在深入研究轮毂电机电动汽车的稳定性和节能控制策略，以提高其运行性能并降低能耗。

本文将首先概述轮毂电机电动汽车的基本原理和特性，包括其驱动方式、控制系统以及与传统电动汽车的差异。

随后，将重点分析轮毂电机电动汽车在稳定性方面面临的挑战，如侧倾、横摆等动态特性问题，以及如何通过先进的控制算法和车辆动力学模型来提高稳定性。

本文还将探讨节能控制策略，包括能量管理、优化驱动和回收制动等方面，以实现更高的能源利用效率和更长的续航里程。

通过本文的研究，我们期望能够为轮毂电机电动汽车的稳定性和节能控制提供有效的理论支持和实践指导，推动电动汽车技术的进一步发展，并为未来的绿色出行贡献力量。

二、线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车概述随着电动汽车技术的不断发展和创新，线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车（Independent Wheel Drive In-Wheel Motor Electric Vehicle, IWD-IWM EV）作为一种新型的电动汽车形式，逐渐展现出其独特的优势和巨大的发展潜力。

这种电动汽车采用轮毂电机直接驱动车轮，取消了传统的传动轴和差速器，实现了车辆的独立四轮驱动。

线控四轮独立驱动轮毂电机电动汽车的核心特点在于其高度集成化和模块化的设计。

每个车轮都配备有独立的轮毂电机，这些电机通过先进的电子控制系统进行精确控制，能够实现车辆在各种路况下的高效、稳定行驶。

由于取消了传统的机械传动系统，这种电动汽车的结构更为紧凑，重量更轻，从而提高了整车的能效和动力性能。

基于再生制动的四轮毂电机独立驱动电动汽车差速转向控制研究

基于再生制动的四轮毂电机独立驱动电动汽车差速转向控制研究随着科技的不断发展，汽车的技术也在不断地更新换代。

电动汽车成为新一代汽车的主要发展方向，再生制动技术也成为电动汽车行业的重要技术之一。

针对传统的四轮驱动电动汽车，研究者们提出了采用四轮毂电机独立驱动的电动汽车，借助再生制动技术实现差速转向控制。

四轮毂电机独立驱动的电动汽车是指将电动汽车的驱动电机集成到车轮中，即为每个车轮都安装一台电机，使得每个车轮都能够独立驱动。

这种结构有助于提高车辆的能量利用效率和功率输出效率，同时也能够提高汽车的马力和加速性能。

再生制动技术是指将汽车制动时产生的能量通过电机转化为电能储存起来，在车辆行驶时供电使用。

再生制动技术可以降低车辆的能量浪费，从而提高车辆的续航里程。

再生制动技术对于四轮毂电机独立驱动的电动汽车来说，也是非常重要的。

由于每个车轮都有独立的电机，因此可以对每个车轮的电机进行独立的再生制动控制，从而提高制动能效并减少电池的充电时间。

此外，再生制动技术还可以用于差速转向控制。

在传统的汽车中，差速器起到了平衡左右车轮输出扭矩的作用，但在电动汽车中，由于每个车轮都有独立的电机驱动，因此可以通过控制每个车轮的输出扭矩实现差速转向控制。

通过再生制动技术的应用，可以实现差速转向控制并减少能量浪费，从而提高汽车的性能和续航里程。

四轮毂电机独立驱动的电动汽车结合再生制动技术可以改变传统汽车转向机构的复杂性，提高驾驶操控性能和安全性。

综上所述，再生制动技术和四轮毂电机独立驱动技术在电动汽车领域都是非常重要的技术。

它们可以提高汽车的能源利用效率和驾驶性能，同时也可以减少能量浪费和提高续航里程。

在未来的发展中，这两项技术将持续发挥重要作用，推动电动汽车技术不断进步。

四轮毂电机独立驱动的电动汽车结合再生制动技术可以实现智能化控制，提高车辆的安全性和驾驶舒适性。

通过传感器对车辆的速度、方向、加速度等数据进行实时监测和反馈，可以对每个车轮的输出扭矩进行精确控制，从而实现更加灵活、稳定和安全的驾驶体验。

四轮独立驱动电动汽车纵向动力学控制研究

摘要由于石油等燃料属于不可再生能源，而如今汽车的保有量一直呈现增长趋势，因此电动汽车技术成为解决能源与环境危机的必然发展趋势。

相对于集中式驱动电动汽车，分布式驱动的传动方式可以明显体现出更加良好的动力学操控性，高传动效率以及简化的系统结构，于是分布式驱动电动汽车逐渐开始变成研究热点。

本文以四轮独立驱动电动汽车为研究对象，对纵向动力学控制进行研究。

利用分布式驱动汽车四轮转矩可独立控制的特点，考虑轮胎的动态特性和制动系统执行器的动态特性，基于分层控制理念，利用先进控制分配技术，实现车辆的稳定性控制并提高控制性能。

主要完成了以下研究工作：（1）建立了整车动力学模型，并搭建了CarSim/Simulink联合仿真平台。

利用CarSim软件搭建了模块化的整车动力学模型，并根据控制模型需求，配置了CarSim与MATLAB/Simulink软件之间的I/O口，完成整车模型与控制器模型的连接。

（2）基于逆轮胎模型设计了稳态车轮滑移率控制策略。

首先基于带约束的优化分配方法将目标纵向轮胎力进行分配，然后通过Dugoff逆轮胎模型求出目标滑移率，再利用滑模控制（Sliding Mode Control，SMC）对目标滑移率进行跟踪控制。

最后对基于逆轮胎模型的轮胎力控制分配效果与不考虑轮胎动态特性的轮胎力控制分配效果进行了仿真对比。

结果表明，本文所提出的考虑轮胎动态特性，基于逆轮胎模型，通过滑移率控制进行轮胎力控制分配的策略，有效地提高了轮胎力的控制精度，轮胎力绝对误差至少降低了51.10%。

（3）基于执行器动态控制分配方法设计了极限工况下的滑移率控制策略。

首先在上层控制器中通过滑模控制跟踪滑移率，防止车轮出现滑转和抱死，得到驱动防滑控制(Acceleration Slip Regulation，ASR)转矩和制动防抱死控制（Anti-lock Braking System，ABS）转矩。

然后在制动工况下，下层控制器考虑电机和液压制动系统的动态特性，基于模型预测控制（Model Predictive Control，MPC）动态分配的方法，对电机和机械制动进行转矩分配，实现复合制动。

四轮驱动小车轮毂电机调研报告

四轮驱动⼩车轮毂电机调研报告四轮驱动⼩车轮毂电机调研报告李煌⽬录1轮毂电机 (1)1.1概述 (1)1.2电机类型 (1)1.2.1异步电机 (1)1.2.2永磁⽆刷电机 (2)1.2.3开关磁阻电机 (2)1.2.4横向磁场电机 (2)1.2.5电机性能⽐较 (2)1.3发展趋势 (3)1.3.1⽆位置传感器控制技术 (3)1.3.2转矩脉动的抑制 (3)1.3.3弱磁扩速 (4)1.4结论 (4)2⽆刷电机介绍 (5)2.1⽆刷电机简介 (5)2.2⽆刷电机结构解析 (5)2.3⽆刷电机简明运⾏原理 (5)2.4有刷电机的缺点 (6)2.4.1摩擦⼤，损耗⼤ (6)2.4.2发热⼤，寿命短 (6)2.4.3效率低，输出功率⼩ (6)2.5⽆刷电机的优点 (6)2.5.1⽆电刷、低⼲扰 (6)2.5.2噪⾳低，运转顺畅 (6)2.5.3寿命长，低维护成本 (7)3市⾯上可购型号轮毂电机 (7)3.160V1000W电瓶车发动机澳玛 (7)3.22000W型改装电机 (10)3.38⼨⼀体轮电动滑板车⽆刷有齿轮毂电机36V (11)3.4锂电池电动车前置⾼速⽆刷有齿轮毂电机48V250W (15)3.5⼩结 (18)附录 (19)第⼀章轮毂电机1.1概述早在20世纪50年代初，美国⼈罗伯特就发明了⼀种将电动机、传动系统和制动系统融为⼀体的轮毅装置。

该轮毅于1968年被通⽤电⽓公司应⽤在⼤型的矿⽤⽩卸车上。

近年来，随着电动汽车的兴起，轮毅电机重新引起了重视。

轮毅电机驱动系统的布置⾮常灵活，可以使电动汽车成为两个前轮驱动、两个后轮驱动或四轮驱动。

与内燃机汽车和单电机集中驱动电动汽车相⽐，使⽤轮毅电机驱动系统的汽车具有以下⼉⽅⾯优势:（1）动⼒控制由硬连接改为软连接型式。

通过电了线控技术，实现各电动轮从零到最⼤速度的⽆级变速和各电动轮问的差速要求，从⽽省略了传统汽车所需的机械式操纵换档装置、离合器、变速器、传动轴和机械差速器等，使驱动系统和整车结构简洁，有效可利⽤空问⼤，传动效率提⾼。

全线控四轮独立转向驱动制动电动汽车动力学集成控制研究

全线控四轮独立转向驱动制动电动汽车动力学集成控制研究一、本文概述随着电动汽车技术的快速发展，车辆动力学集成控制已成为提高车辆行驶稳定性、安全性及能效的关键。

特别是针对全线控四轮独立转向驱动制动电动汽车，其动力学特性与传统车辆存在显著差异，开展对其动力学集成控制的研究具有重要意义。

本文旨在深入探讨全线控四轮独立转向驱动制动电动汽车的动力学特性，分析其转向、驱动和制动系统的协同工作机理，研究相应的集成控制策略，以实现车辆在各种工况下的最优性能。

本文将对全线控四轮独立转向驱动制动电动汽车的基本结构和工作原理进行介绍，阐述其与传统车辆在动力学方面的主要差异。

分析车辆在转向、驱动和制动过程中的动力学行为，建立相应的数学模型，为后续控制策略的研究提供理论基础。

接着，本文将重点研究车辆的动力学集成控制策略，包括转向、驱动和制动系统之间的协同优化，以及基于多传感器信息融合的车辆状态感知与决策算法。

通过仿真分析和实车试验验证所提控制策略的有效性，为全线控四轮独立转向驱动制动电动汽车的实际应用提供理论支撑和技术指导。

本文的研究不仅对提升电动汽车的动力学性能具有重要意义，同时也为车辆动力学集成控制领域的发展提供新的思路和方法。

二、全线控四轮独立转向驱动制动电动汽车概述随着科技的进步和新能源汽车的快速发展，全线控四轮独立转向驱动制动电动汽车（Fully Actuated Four-Wheel Independent Steering, Driving, and Braking Electric Vehicle，简称FAFWIDBEV）作为一种新型的电动汽车技术，正受到越来越多的关注和研究。

这种电动汽车突破了传统汽车的设计框架，通过先进的控制系统和算法，实现了四轮独立转向、驱动和制动，从而极大地提高了车辆的动力性、操纵稳定性和安全性。

全线控四轮独立转向技术允许车辆的四个车轮各自独立地进行转向操作，不再局限于传统的前轮转向或四轮同向转向的模式。

四轮驱动电动汽车永磁同步轮毂电机驱动系统转矩控制研究

四轮驱动电动汽车永磁同步轮毂电机驱动系统转矩控制研究一、本文概述随着电动汽车技术的不断发展，四轮驱动电动汽车因其卓越的操控性和动力性能受到了广泛关注。

作为电动汽车的核心组成部分，驱动系统的性能直接决定了车辆的整体性能。

永磁同步轮毂电机作为一种高效、紧凑的驱动方式，在四轮驱动电动汽车中具有重要的应用价值。

本文旨在对四轮驱动电动汽车永磁同步轮毂电机驱动系统的转矩控制进行研究，以提高其控制精度和动态响应性能，为电动汽车的进一步发展提供理论和技术支持。

本文首先介绍了四轮驱动电动汽车及其驱动系统的基本结构和特点，重点阐述了永磁同步轮毂电机的工作原理和性能优势。

随后，详细分析了转矩控制技术在永磁同步轮毂电机驱动系统中的应用现状，指出了现有控制方法存在的问题和挑战。

在此基础上，本文提出了一种新型的转矩控制策略，并通过仿真和实验验证了其有效性和优越性。

本文的研究内容主要包括以下几个方面：建立了四轮驱动电动汽车永磁同步轮毂电机驱动系统的数学模型，为后续的控制策略研究提供了理论基础；设计了一种基于模糊逻辑和神经网络的转矩控制算法，实现了对电机转矩的精确控制；再次，通过仿真分析，研究了不同控制策略下系统的动态性能和稳定性；通过实验验证了所提控制策略在实际应用中的可行性和可靠性。

本文的研究成果对于提高四轮驱动电动汽车永磁同步轮毂电机驱动系统的控制精度和动态响应性能具有重要的理论价值和实际意义。

本文的研究方法和思路也为其他类型的电动汽车驱动系统控制策略的研究提供了有益的参考和借鉴。

二、永磁同步轮毂电机驱动系统概述随着电动汽车技术的快速发展，轮毂电机驱动系统作为一种新型驱动方式，正在逐渐得到广泛的关注和应用。

其中，永磁同步轮毂电机驱动系统以其高效率、高功率密度和良好的调速性能等优点，成为电动汽车驱动系统的重要发展方向。

永磁同步轮毂电机驱动系统主要由永磁同步电机、功率转换器、控制系统和轮毂等部分组成。

其中，永磁同步电机作为系统的核心部件，其性能直接影响到整个驱动系统的性能。

四轮独立驱动与转向电动汽车四轮转向研究综述

10.16638/ki.1671-7988.2020.17.002四轮独立驱动与转向电动汽车四轮转向研究综述*姬晓，李刚，曹天琳（辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州121001）摘要：四轮独立驱动与转向电动汽车作为分布式电动汽车的一种，通过四个轮毂电机分别独立控制各个车轮的转角和转矩而取代了传统汽车的分动器等其他机械结构，简化了车辆的底盘结构，同时又为车辆的各种控制提供了便利条件。

文章介绍了四轮独立驱动与转向电动汽车转向控制的研究背景和特点，对国内外的研究情况进行了阐述，提出四轮转向控制的发展方向。

关键词：电动汽车；四轮独立转向；轮毂电机；转向控制中图分类号：U469.72 文献标识码：A 文章编号：1671-7988（2020)17-05-03Overview of Research on Steering Control of Four-wheel Independent Drivingand Steering Electric Vehicle*Ji Xiao, Li Gang, Cao Tianlin（College of Automobile and Traffic Engineering, Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001）Abstract:Four-wheel independent drive and four-wheel independent steering electric vehicles are a kind of distributed electric vehicles. The four in-wheel motors independently control the rotation angle and torque of each wheel, replace the transfer case of traditional car and other mechanical structures. It saves space and provides convenient conditions for various control of the vehicle. The paper introduces the research background and characteristics of the steering control of four-wheel independent drive and steering electric vehicles, expounds the research situation at home and abroad, and proposes the development direction of steering control.Keywords: Electric vehicle; Four wheel independent steering; In-wheel motor; Steering controlCLC NO.: U469.72 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2020)17-05-03前言随着科学技术的迅速发展，近年来汽车行业迅猛发展，汽车不管在形态上还是结构上都发生了巨大的变化。

电动汽车四轮独立驱动技术综述

电动汽车四轮独立驱动技术综述摘要：在能源与环境的双重压力下,电驱动车辆已经成为当前汽车工业的发展趋势,其中四轮独立驱动技术更是成为当前相关领域的研究热点。

通过对电动汽车四轮独立驱动技术领域的关键技术的描述，如电动轮驱动电机及驱动系统、电子差速控制技术、整车控制技术进行分析，了解和深化对电动汽车的认识。

关键词：电动汽车，驱动电机，电子差速控制，整车控制0引言随着能源问题的突显和人们环境保护意识的加强，混合动力汽车(HEV)、燃料电池汽车(FCEV)、纯电动汽车(EV)等新能源汽车已经开始受到越来越多的关注。

在这种大背景下，具有无污染、零排放特点的纯电动汽车被公认为是最具有发展前途的交通工具之一[1]。

以驱动电机为原动机的电动汽车，在驱动形式的多样性上有较大优势。

其中，把电机直接安装在轮毂上，对整车进行驱动的四驱动方式称为四轮独立驱动(Four-wheel Independent Drive)，简称4WD，因其简洁的整车结构、高效传动、以及能借助微控制器实时控制技术直接控制各电动轮实现差速转向和驱动防滑等突出优点，成为电动汽车发展的一个独特方向[2]。

目前率先进入到商业运行的电动车辆多是在传统内燃机汽车底盘结构上进行改造，以中置电机取代发动机作为车辆动力源。

由于机械传动系统结构未发生改变，这种形式电动车辆难以充分发挥电机驱动应有的各种技术优势。

随着电机技术的发展和线控技术的应用，以轮毂电机为驱动系统的底盘结构成为电动汽车新的发展方向[3]。

本文通过对电动汽车四轮独立驱动技术领域的关键技术的描述，如电动轮驱动电机及驱动系统、电子差速控制技术、整车控制技术，了解和深化对电动汽车的认识。

1国内外研究现状1.1国外电动汽车研究现状轮毂电机车辆平台自身具有的线传控制特征，使整车布置和控制系统设计具有很大的柔性，这些优势得到了各国汽车厂商和研发机构的认同并都展开了相关的研究。

不过受到安全法规的限制，现在与整车安全相关的线控技术还无法应用到量产车型当中。

四轮独立驱动电动汽车轮毂电机控制策略的研究

四轮独立驱动电动汽车轮毂电机控制策略的研究随着科学技术的不断进步，新能源汽车已经逐渐成为一种趋势。

电动汽车具有零排放、环保、低噪音等特点，成为了未来汽车的主流。

而四轮独立驱动电动汽车轮毂电机控制策略也得到了广泛关注和研究。

四轮独立驱动是一种将每一个车轮都配备电动机的新型汽车驱动形式，它可以实现前、后、左、右四轮独立控制，增强了汽车的操控性能，同时也可以有效提高汽车的能效。

轮毂电机则是将电机直接安装在车轮中，代替传统的发动机和变速箱结构，从而实现汽车驱动方式的变革。

掌握四轮独立驱动电动汽车轮毂电机控制策略，可以有效提高汽车的性能和驾驶体验。

其中，电机控制系统是十分重要的部分。

该系统的控制方法多种多样，包括PID控制、变结构控制、自适应控制、SLIDING MODE 控制等。

其中，PID控制是一种较为常见的控制方法，主要用于控制电机转速和转矩，并且具有结构简单、调节方便等优点。

在实际运行过程中，电机也会面临很多不同的负载状况，包括急启动、急刹车、上下坡等。

在控制策略中，也需要考虑这些因素。

针对电机的负载状况，可采用速度矢量控制、磁场定向控制、直接扭矩控制等多种控制方法实现电机转矩和转速的控制。

在电机控制方面，还需要考虑不同的能量回收方式。

例如利用制动能量回收（Regenerative Braking，简称ReB）就可以将制动损失的能量全部收回，充电电池的电量也可以得到有效的补充。

同时，还可以利用光伏充电等方式为汽车充电，降低汽车的能量消耗，抵消环境污染。

总之，四轮独立驱动电动汽车轮毂电机控制策略是未来汽车产业中的一个重要方向，可以为汽车的性能提升、能效提高、环保节能等方面做出贡献。

未来，随着新技术的研发和应用，相信这种驱动方式会逐渐普及，成为新能源汽车发展的一个新趋势。

四轮独立电驱动车辆实验平台及驱动力控制系统研究共3篇

四轮独立电驱动车辆实验平台及驱动力控制系统研究共3篇四轮独立电驱动车辆实验平台及驱动力控制系统研究1四轮独立电驱动车辆实验平台及驱动力控制系统研究随着电动汽车市场的不断发展，电驱动技术也被广泛应用于各种类型的车辆中。

其中，四轮独立电驱动技术因其优异的性能和灵活的控制方式在汽车领域中备受瞩目。

为了更好地研究四轮独立电驱动技术，我们设计了一套实验平台，并研究了不同的驱动力控制系统。

一、实验平台的设计实验平台主要由电机、转向系统、悬挂系统、传感器、控制器和数据采集系统等组成。

其中，电机是实验平台的核心部件，它们负责驱动车辆的四个车轮。

为了实现四轮独立控制，我们使用了四个相同的电机，并通过能够实现精确控制的驱动器进行控制。

转向系统由电动转向机构和电子稳定系统等组成，它们能够精准控制车辆的转向和稳定性，从而满足不同的实验需求。

悬挂系统则通过四个独立悬挂系统进行控制，可以模拟不同路况下的行驶情况，从而更好地评估车辆性能。

传感器是实验平台的重要组成部分，可以实现车辆状态的实时监测和数据采集。

其中，轮速传感器、转向传感器、陀螺仪和加速度计等传感器可以提供详细的车辆状态信息，以便进行车辆控制和性能分析。

控制器是实验平台的大脑，能够接收传感器数据并实现车辆控制。

基于德州仪器的C2000系列DSP芯片，我们设计了一款高性能的控制器，其频率可高达100kHz，能够快速响应车辆状态的变化并实现精确的控制。

数据采集系统是实验平台的另一个重要部分，可以对车辆性能进行全面评估。

我们使用了高精度的数据采集卡和LabVIEW软件进行数据采集和分析，以实现对车辆性能的定量评估。

二、驱动力控制系统的研究驱动力控制是四轮独立电驱动技术的核心之一，它可以实现四个轮子的独立控制，从而为车辆带来更好的动力性能和稳定性能。

我们研究了基于模型预测控制(MPC)和基于反馈线性化控制的驱动力控制系统，并进行了实验验证。

基于MPC的控制系统是以实时预测为基础，通过对车辆状态和驱动力的优化预测，实现了对车辆的精准控制。

四轮驱动轮毂电机驱动系统研究

其次,基于汽车运动学原理建立了四轮驱动电动汽车的数学模型, 再采用Simulink平台建立了了四轮驱动电动汽车的仿真模型,此模型下电机按照其电压量与转速关系的外特性建立。整车模型在CYC-1015及EUDC工况下仿真,仿真结果表明所研究的四轮驱动电动汽车是可以适应不同工况的行驶要求得,这为侧重研究轮毂电机驱动系统控制奠定了基础。
四轮驱动轮毂电机驱动系统研究
汽车工业发展日新月异,环境保护意识也日益提高,传统汽车的尾气排放与当今的环境保护成为越来越突出的矛盾,以电动汽车为代表的新能源汽车成为解决汽车工业的发展与低碳节能环保之间矛盾的突破口。四轮独立驱动的电动汽车因为其结构及性能的优越性成为电机一般为无刷直流电机,直接安装在车轮的轮毂中随车轮一同转动,因此也称为轮毂电机。驱动控制系统是指如何控制四台轮毂电机协调动作,满足用户的用车需求和体验,同时也是发挥四轮独立驱动特性的关键技术,正因为如此,四轮驱动电动汽车驱动系统研究成为当今汽车行业研究的热点之一。
在掌握整车动态特性后着重对以无刷直流电机为代表的轮毂电机进行了研究,基于电机理论建立了无刷直流电机的数学模型。为了进一步研究无刷直流电机的运动特性本课题先后采用梯形波控制法及矢量控制法在Simulink建立仿真模型并进行仿真分析。
仿真结果表明所研究的无刷直流电机模型能够正确反映电机运行状态并能积极响应外部载荷。为了提高轮毂电机驱动系统的控制性能,采用萤火虫优化算法对PID控制器的控制参数进行优化,从而设计了GSO-PID算法模型并采用Simulink进行仿真实验, 实验结果得到了萤火虫优化算法能够正确找出PID控制参数的结果,表明在PID参数整定领域应用群智能优化算法是可行的。
采用STM32单片机为中央控制器(CPU),在此基础上研究并设计了功率控制单元和功率控制芯片;研究并编写了控制程序,完成了一整套驱动控制系统的设计。基于所设计的驱动系统搭建了台架并进行了台架试验。

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关键词：四轮独立驱动；轮毂电机：电动汽车；智能控制
中图分类号：Ｕ４６９．７２
文献标识码：Ｂ
文章编号：１６７４－３２６１（２０１４）０１－００４８－０６
ＲｅｖｉｅｗｏｎＥｌｅｃｔｒｉｃＶｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈＦｏｕｒ－ｗｈｅｅｌＩｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔＤｒｉｖｅＩｎ－ｗｈｅｅｌＭｏｔｏｒｓ
ａｂｒｏａｄｗａｓｓｔａｔｅｄ．Ａｔｌａｓｔ．ｉｔｐｏｉｎｔｅｄｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｔｕｄｙａｎｄｐｒａｃｔｉｃａｌｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎａｒｅｆｕｒｔｈｅｒｎｅｅｄｅｄｉｎｓａｂｔｉｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌ，ｕｒｂａｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｅｎｅｒｇｙｃｏｎｔｒｏｌｆｒｏｍｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｚａｔｉｏｎａｓｐｅｃｔａｎｄｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｔｎｃｏｎｔｒｏｌｂａｓｅｄｏｎｒｉｄｖｅｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ｗｈｉｃｈｉＳａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｉｒｄｅｃｔｉｏｎｉｎｕｔｆｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈ．
Ｖｏ１３４，Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０１４
２０１４年２月
本刊核心层次论文
四轮独立驱动轮毂电机电动汽车研究综述
李刚，一，宗长富２
（１．辽宁工业大学汽车与交通工程学院，辽宁锦州１２１００１；２．吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春１３００２５）
ＬＩＧａｎｇ。，．ＺＯＮＧＣｈａｎｇ￣ｆｕ
，
（１．Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ＆ＴｒａｉｃｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏｌｌｅｇｅ，ＬｉａｏｎｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＪｉｎｚｈｏｕＬｉａｏｎｉｎｇ１２１００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏａｔｒｏｒｙｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＣｏｎｔｒｏｌ，ＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｃｈｔｍ１３００２５，Ｃｈｉｎａ）
摘
要：基于轮毂电机驱动的电动汽车是未来汽车的重要发展方向，而针对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车
的发展和国内外研究现状，论文进行了综述。首先介绍了轮毂电机和轮毂电机电动汽车结构和控制特点，对四轮独立驱动轮毂电机电动汽车国内外研究概况进行了说明，最后指出从产品化角度四轮毂电机电动汽车在稳定性控制、城市工况节能控制方面进行深入的理论研究和实践探索，而充分发挥其控制优势进行基于驾驶员特性的智能控制是未来研究的重要内容。
ｈｅｔｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒｕｃｔｒｅｕｏｆｔｈｅｉｎ－ｗｈｅｅｌｍｏｔｏｒａｎｄｉｎ－ｗｈｅｅｌｍｏｔｏｒｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｈｉｃｌｅｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｈｉｔｓｐａｐｅｒ．Ｓｅｃｏｎｄ，ｔｈｅｓｔｕｄｙｏｆｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｉｃｈｌｅｗｉｔｈｆｏｕｒ－ｗｈｅｅｌｉｎｄｅｐｅｎｄｅｔｎｉｎ — ｗｈｅｅｌｍｏｔｏｒｓａｔｈｏｍｅａｎｄ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ－ｗｈｅｅｌｍｏｔｏｒｅｌｅｃ仃ｉｃｖｅｈｉｃｌｅｉｓａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｒｄｅｃｔｉｏｎｆｏｒｆｕｔｕｒｅｃａｒｓ．Ｉｎｖｉｅｗｏｆｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｉｔｓｓｉｔｕａｔｉｏｎｉｎｂｏｔｈｏｆｔｈｅｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄａｓｆａｒａｓｔｈｅｅｌｅｃｔｒｉｃｖｅｉｃｈｌｅｗｉｔｈｆｏｒ－ｕｗｈｅｅｌｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔｄｒｉｖｅｉｓｃｏｎｃｅｒｎｅｄ，ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｗａｓｍａｄｅ．Ｆｉｒｓｔ，
第３４卷第ｌ期
辽宁工业大学学报（自然科学ｆＡ）
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＬｉａｏｎｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）