轮毂/轮边电驱动汽车底盘系统构型与集成优化设计及综合动力学协调控制

The technology developments and theory studies of electrified chassis system equipped with in-wheel or close-to-wheel motors, have been technology focus of automotive industry and hot spot of academic world. .This project aims at structural optimization and cooperative control of electrified chassis system with distributed driven motors, from the viewpoints of topological architecture, system analysis and design of in-wheel and close-to-wheel motors, and coordinated motion control of vehicle..Firstly, this project will establish systemic architecture design and parameters matching methods, based on an innovative considerations on hybrid driving, hybrid braking and differential steering functionalities. Secondly, this project will master the key optimum technologies of in-wheel-motor system by taking into account the coupled thermo-mechanical effects and torque-excitation effects between electromagnetic machine and frictional brake ,and the core design technologies close-to-wheel system by considering the coupled kinematic and dynamic of close-to-wheel machine and suspension system. Finally, this project will establish coordinated motion control method to improve the maneuverability, stability and comfortability, and the intelligent fault diagnosis and fault tolerant control methods to enhance the reliability, taking advantages of multi-actuators and multi-sensors.

基于轮毂/轮边电机的分布式电动化底盘系统研发是汽车工业界的技术焦点和学术界的研究热点。本项目针对基于轮毂/轮边电机的分布式电动化底盘系统，从系统拓扑构型、轮毂和轮边电机系统设计、系统协调控制的关键技术出发，旨在建立优化设计和协调控制的知识和技术体系。.基于综合考虑混合驱动、复合制动和差动转向三大功能和性能的新思路，建立系统拓扑构型与参数匹配优化方法；以轮毂电机-制动器热机耦合效应与动力耦合效应分析切入，以轮边电机-悬架系统机构综合与运动学和动力学优化切入，自主掌控轮毂电机与轮边电机系统核心关键分总成优化设计技术；充分利用多电机执行器优势与多信息传感器优势，建立操控性、稳定性和舒适性的多目标综合控制方法，并建立系统的智能故障诊断和容错控制方法，确保系统安全、可靠、稳定运行。

基于轮毂/轮边电机的分布式电动化底盘系统研发是汽车工业界的技术焦点和学术界的研究热点。课题完成四轮驱动电动汽车底盘系统统一模型建立及标准规范的仿真软件设计。在充分考虑热效应和冲击效应对轮毂电驱动系统一体化设计优化的影响下，提出轮毂电驱动系统多物理场耦合建模流程、分析方法和评价指标。提出若干一体化悬架轮边驱动系统构型与一体化悬架-线控独立转向系统构型，为基于分布式驱动的新型底盘系统构建提供理论依据。基于动力吸振、主动悬架控制两种技术路线的新型结构方案，形成了抑制簧下质量负效应的研究与开发方法，为分布式驱动电动汽车悬架系统的集成设计提供新的解决方案。面向控制策略进行车辆横-纵-垂向系统数据/机理建模，研究抑制路面不平度干扰的鲁棒控制方法，研究多目标多执行器的协调滚动优化控制方法和快速实现，基于车辆横-纵-垂向系统数据/机理建模，多目标多执行器滚动优化控制方法。以轮毂/轮边电驱动汽车故障诊断与控制的研究为目标，建立以驱动系统故障状态为参数的故障模型，提出基于粒子群优化的模型参数辨识方法，给出故障参数实时估计方法，并利用汽车测试数据，在数据驱动框架下，给出离线数据库建立与在线分类的故障诊断方法，避免了汽车参数变化对故障诊断的影响。