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目录

1. 第一篇电动汽车论文范文参考：纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究
2. 第二篇电动汽车论文样文：纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究
3. 第三篇电动汽车论文范文模板：中国电动汽车产业发展财税政策研究
4. 第四篇电动汽车论文范例：电动汽车全生命周期分析及环境效益评价
5. 第五篇电动汽车论文范文格式：四轮独立线控电动汽车试验平台搭建与集成控制策略研究

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第一篇电动汽车论文范文参考：纯电动汽车动力系统参数匹配及整车控制策略研究

能源危机、环境污染以及温室效应等问题的日益严重,对汽车行业提出了更高的节能减排要求,除了进一步对传统汽车进行技术创新提高节能减排效果外,发展新能源汽车已成汽车行业变革的必然趋势.纯电动汽车由于具有较大的节能环保潜力并且更易于产业化,因而受到了世界范围内的广泛关注.各国政府及汽车企业均已将纯电动汽车产业化作为其近期的发展目标,这同时也对纯电动汽车技术水平以及整车性能的提高提出了更为急切的实际需求.

纯电动汽车整车技术及性能水平的提高需要整车厂及零部件供应企业的共同协作发挥各自的技术和产业优势.动力系统零部件供应企业应进一步提升动力系统部件的技术研发和制造工艺水平；整车企业则需依托现有的产品及技术平台,建立纯电动汽车关键技术研发体系,完成整车及动力总成部件的系统集成,开发并完善整车控制技术,最大限度发挥纯电动汽车的性能潜力,包括动力性、经济性以及成本特性,扩大市场及用户接受度,提高纯电动汽车产品的市场竞争力,推动纯电动汽车的产业化.本文依托国家863计划项目《一汽全新结构小型纯电动轿车设计与技术开发》

（No.2011AA11A219）、国际科技合作项目《全新结构小型纯电动轿车动力系统技术平台的合作研究》（No.2012DFA61010）以及吉林省科技厅项目《全新结构小型纯电动轿车整车控制系统关键技术研究》(No.20116002),与一汽技术中心紧密合作,开展纯电动汽车动力系统技术平台、动力系统参数匹配及优化以及一汽下一代纯电动汽车整车控制技术的研究,主要研究内容入下：

1、以整车运动力学特性分析为基础,对纯电动汽车的整车性能需求及其主要影响因素进行了研究.

（1）从动力性、经济性以及成本特性三方面分析了纯电动汽车的性能需求以及相应的评价指标.着重提出将成本作为整车性能评价的关键指标之一,并提出将动力电池全生命周期续驶里程作为纯电动整车维护和使用成本的一项重要表征因素.

（2）通过能耗敏感度的分析,明确了整车降重对提高整车经济性水平的重要性；并根据不同行驶工况的特征差异,提出以多工况加权平均作为整车经济性评价的基础；分析了两档变速器型式应用于纯电动汽车的优势,确定将两档作为变速器匹配的基本原则.

通过对整车性能需求及影响因素的分析,为纯电动汽车性能优化提出了可行的方向和优化目标.

2、通过机理分析和试验研究相结合的方式系统性地研究了纯电动汽车两大动力总成—电机和电池的部件特性及规律.

（1）从车用永磁同步电机工作原理出发,研究了电机系统特征参数与系统特性以及整车性能之间的内在联系,包括动力电池电压对电机输出功率的影响,基速点变化对加速功率需求的影响,峰值转矩对电机系统质量的影响以及通过关键特征参数实现电机效率及分布区间的等效估算等.

（2）通过对目标动力电池样品的试验研究,确定了与整车性能密切相关的车载动力电池特性的主要影响因素,分别研究了动力电池的开路电压、容量特性、倍率放电特性、内阻特性、能量效率特性以及循环寿命特性等的特性规律.

通过对动力系统部件特性的研究,建立起纯电动整车与动力系统部件之间的桥梁纽带,有利于从整车角度对动力系统部件提出更为切实可行的技术需求,并为整车动力系统建模及性能优化提供更准确的数据支持和技术基础.

3、针对纯电动汽车动力系统参数匹配技术进行了研究,以提升整车性能潜力为目标,完成对目标纯电动车型动力系统参数的匹配设计和优化,并进行了对比仿真分析.

（1）将整备质量作为整车经济性和成本特性的关键表征因素,提出“整备质量最小”手动参数整定优化方案,以动力性指标为切入点,着重考虑单次续驶里程和全生命周期续驶里程的约束调节作用,通过手动参数循环整定的方式实现整车降重的匹配目标,该方案无需建立复杂的系统模型,通过较少的工作量即可实现对电机电池系统关键特征参数的匹配,基本满足整车经济性和成本特性的要求.

（2）手动参数循环整定方案并未充分考虑实际行驶工况下的动力系统综合效率对整车性能的影响,针对这一问题,提出动力系统参数“全局优化法”,以经济性指标和整备质量作为综合优化目标,以动力性为约束条件,建立优化软件和纯电动整车性能仿真软件相联合的参数优化机制,对动力系统部件参数进行综合寻优操作,实现动力系统参数的全局优化,尽可能发挥动力系统参数匹配对整车性能提升的潜力.

（3）在整车性能仿真软件平台上进行了优化前后车型参数的仿真对比,仿真结果表明,整备质量最小手动参数整定优化方案能够有效实现整车降重的基本要求,而全局优化方法则能够在此基础上进一步降低整车能耗水平,提升经济性潜力.

针对目标车型动力系统参数的优化满足了在保证动力性的前提下实现整车降重及经济性水平提高的整车设计目标和要求.

4、针对纯电动汽车的结构特点以及整车控制系统产品的开发目标,建立了包括动力模式、经济模式以及跛行模式的控制软件结构,并基于动力模式以及经济模式开发了基于基准转矩MAP加模糊转矩补偿的转矩控制方案.

（1）动力模式下以突出整车动力性为目标,通过提高基准转矩对加速踏板的负荷系数,加大转矩补偿力度,并加入急加速意图识别和灵敏性更高的转矩控制策略,能够有效提升整车的动力性表现.

（2）经济模式下则侧重整车经济性能表现,降低基准转矩MAP以减小相同加速踏板开度下的输出功率以及对电池的放电倍率需求,提高电池放电能量效率,延长续驶里程；另外,针对驾驶员的不同加速需求程度,在基准转矩MAP基础上予以适当的转矩补偿,在确保经济性的同时兼具了一定的驾驶性能考虑,提高驾驶感觉,能够增强经济模式的实用性.

（3）针对电机过温和电池欠压等未上升至故障级别的异常现象,开发了跛行模式转矩约束控制策略,在避免对动力系统部件造成不可逆损伤的前提下,使车辆具备跛行回家的功能,提高纯电动整车对异常现象的应对处理能力.

通过对整车控制策略的研究及开发,丰富了纯电动整车的控制功能,注重控制效果的提升,实现了控制系统开发目标要求.

5、以dSPACE为快速控制原型,进行了目标车型控制策略的代码转化和参数调试,并在转毂试验台上完成了实车转矩控制和性能测试试验.着重验证了各控制模式下的控制功能实现及实际控制效果,试验结果表明各控制功能得以切实体现,符合预期的设计意图,整车性能测试结果满足整车的设计指标要求,验证了所开发控制策略的有效性.

第二篇电动汽车论文样文：纯电动汽车动力总成系统匹配技术研究

纯电动汽车具有高效、节能、终端零排放等特点,是解决能源危机和环境污染的重要途径.但电动汽车受电池能量密度和驱动系统效率的限制,续驶里程短,充电时间长,制约了纯电动汽车的推广应用.因此,对动力总成系统关键部件进行选型和匹配,确保这些部件高效区域与电动汽车频繁运行区域之间的合理匹配,并开发合适的控制策略,能够提高车辆驱动系统工作效率,有效延长纯电动汽车的续驶里程.

围绕纯电动汽车动力总成系统的匹配技术,本文开展了以下研究工作：

1.纯电动汽车动力总成系统性能测试试验台开发

为测试纯电动汽车动力总成关键部件及动力总成系统的性能,评价动力总成系统的匹配效果,验证电力驱动系统各控制单元的有效性,建立了由电源系统、驱动电机系统、测功机系统及数据采集控制系统构成的纯电动汽车动力总成系统性能测试试验台；试验台集成的各设备分别采用了CAN总线、485总线或232总线等不同的通信方式,为实现试验台数据的集中采集及对试验台各设备的远程控制,以英飞凌XC164CM单片机为核心,开发了基于CAN总线的信息采集及通信方式转换信息单元,将各设备通信方式统一转化为CAN总线通信方式,构建了试验台CAN总线通信网络；根据试验台所要实现的功能,参考SAEJ1939协议,对试验台各CAN节点源地址进行了分配,并定义了各节点的CAN报文内容,制订了试验台CAN通信网络应用层协议,构建了试验台数据采集及控制系统的基本结构框架,实现了所需的通讯、控制功能.论文以智能型放电仪为例,对数据采集及控制过程的实现方法进行了详细描述,并讨论了试验台的报警及保护机制.动力电池组的放电试验和基本城市循环工况下动力总成系统性能的测试结果表明,开发的试验台实现了纯电动汽车动力总成系统测试所需的功能,达到了设计要求.

2.纯电动汽车动力总成关键部件特性分析

对车辆动力总成系统进行优化匹配和控制策略开发时,需充分了解动力电池、驱动电机等关键部件的效率特性.为此,在试验台上,以320V/100A·,h磷酸铁锂电池组为研究对象,对电池组开路电压、容量效率及电压性效率等特性进行了测试研究,结果表明磷酸铁锂电池组在不同充、放电电流下的容量效率达99%以上；电压性效率随电池组工作电流和SOC而变化,电池组在充电电流较小和SOC处于20%-80%时充电效率较高,达92%以上；在放电电流较低且SOC较高时,电池组放电效率较高.基于试验数据构建了电池组充、放电效率模型,用以描述电池组效率与充、放电电流及SOC之间的关系,利用实车测试的电池组工作电流对建立的电池组效率模型进行了验证,结果表明,模型计算值与实测值的最大相对误差为0.57%,表明建立的模型是有效的.

以32kW交流异步电机为研究对象,在试验台上对驱动电机系统常用工况范围和高速弱磁范围内的效率特性进行了测试分析.指出,在不同工况点,电机系统效率相差很大,在低速或低负荷时电机系统效率很低；在电机输出功率0.3Pe≤P≤1.4Pe的中等转速及中等转矩区域内效率较高,维持适当的电机负荷率可显著提高电机系统运行效率；在电机输出功率存在较大过载时,电机系统效率急剧降低.基于实测数据构建了驱动电机系统效率模型；利用驱动电机额定转矩下部分工况点的实测数据对模型进行了验证,结果表明：模型计算值与实测值的最大相对误差为3.4%,建立的模型是有效的.

对电力驱动系统的能量回馈效率特性和驱动效率特性进行了测试分析,结果表明,电力驱动系统高效区域主要集中在电机额定转速附近的中等负荷区域.基于实测数据构建了电力驱动系统能量回馈和驱动效率模型,并通过台架试验验证了模型的有效性.

3.济南市道路工况下车辆动力系统运行区域测试分析

不同城市的车辆行驶工况具有不同的特点,通过构建济南市车辆行驶工况,统计得到车辆实际行驶过程中电力驱动系统常用工作区域,可为动力总成系统匹配设计以及控制策略的优化开发提供依据.本文开发了车载信息单元,通过车辆CAN总线获取车辆实时运行数据,并将有效数据打包,通过GPRS远程无线通信网络发送至监控中心,实现车辆运行信息的实时采集.考虑车道数量、道路坡度及车流密度等因素,选择了济南市典型道路,利用纯电动微型客车连续进行了15天的数据采集,获得了260万条有效数据.本文提出了基于车辆能耗状态构建济南市道路行驶工况的思路,对道路坡度、瞬时比功率、车速及车辆加速度等反映车辆能耗状态的关键因素进行了分析,定义了27个参数反映运动学片段特征；运用主成分分析、快速聚类分析等方法,构建出候选工况,并综合考虑相关系数、相对误差及关键参数概率分布,选出了代表性行驶工况,即济南市车辆行驶工况.通过对济南市车辆行驶工况的统计分析,得到车辆行驶工况点主要集中在车速为10km/h～40km/h、车轮转矩为-200N·,m～300N.m、需求功率为-2kW～3.5kW的区域内.

4.动力总成系统软件在环仿真分析

开发了纯电动汽车动力总成系统软件在环仿真系统,用于进行动力总成系统参数匹配研究.以MATLAB/Simulink为基础,搭建了包括道路工况描述模块、车辆行驶动力学模块、整车控制器模块、动力总成关键部件选型模块、驱动电机模块、电机控制器模块以及动力电池组模块在内的动力总成系统在环仿真系统.仿真结果与试验结果以及与ADVISOR仿真结果的对比表明,建立的软件在环仿真系统是有效的.基于所建立的仿真系统,结合台架试验和底盘测功机试验,对一辆纯电动轿车动力总成系统中电池组、电机及传动系统参数进行了选型匹配,实现了电力驱动系统高效区域与车辆实际道路行驶工况点密集区域相吻合.对匹配额定功率7.5kW电机,192V/100A-h磷酸铁锂电池组,传动比6.18的车辆实测结果表明,车辆40km/h匀速行驶时的续驶里程达169km；在基本城市循环工况下百公里能耗为12.01kW.h,续驶里程达160km.

5.电力驱动系统控制单元及控制策略开发

基于Infineon TC1782F微控制器和Hybrid PACK1功率模块开发了电机控制单元,并基于矢量控制算法开发了电机控制策略,控制策略包括坐标变换、转子磁通角计算、电压空间矢量扇区定位、电压矢量作用时间计算等模块.针对纯电动汽车用驱动电机的特点,分析了电机控制器直流母线电压波动、电机温升引起的转子电阻变化、电机高速弱磁控制、转速控制环的PI参数整定及供电电源电压和放电电流对电机系统性能的影响规律,并在试验台上通过转矩动态响应试验和电机转速闭环控制试验,验证了电机控制系统的有效性.

对车辆运行模式进行了划分,并利用Matlab软件中的Simulink、Stateflow建立了驱动模式识别和转换控制模型.设计开发了纯电动汽车驱动控制策略,对加速踏板信号进行了抗干扰、防抖动及滤波处理；车辆在稳态模式下,采用基于车速偏差的增量式PID控制；在瞬态模式下,按照效率最优路径进行控制；在失效模式下,限制电机输出功率.为了最大限度地提高驱动系统效率,提出了基于动力总成系统效率模型实现车辆变工况下转矩轨迹最优的控制策略.模型仿真分析和实车测试结果表明,开发的驱动控制策略是有效的.

在试验台上,以交流异步驱动电机及LiFePO4/C锂离子电池组为研究对象,测试分析了电机转速、制动转矩、电池组SOC及电池组温度对能量回馈效率的影响规律；讨论了电机温度对能量回馈最大制动转矩的限制：针对滑行能量回馈,开发了基于动态矩阵预测控制算法的滑行能量回馈控制策略,参考传统车辆滑行时发动机产生的阻力和电动汽车能量回馈效率模型,确定滑行能量回馈时电机制动转矩参考轨迹,在确保司机驾驶舒适性的前提下,有效回收车辆滑行时的能量；制动能量回馈时,考虑驱动电机最大制动转矩的限制,基于滑动率合理分配机械制动力和电机制动力,确保车辆制动安全性.

实测结果表明,纯电动汽车行驶过程中,驾驶特性对车辆能耗的影响很大.利用济南市区实际运行的纯电动物流用车,对比分析了不同司机驾车行驶时的能耗及其影响因素；对车辆加速度、车速、制动减速度及电机过载特性等对车辆能耗的影响进行了测试分析；在保证车辆性能指标的前提下,通过增加电机极限参数控制模式降低了车辆能耗对驾驶特性的敏感度.试验结果表明,优化后车辆的能耗较原车最高可降低34.9%.

6.匹配车辆性能的试验验证

对匹配开发的车辆进行了底盘测功机试验和实车道路验证试验.在底盘测功机上的测试结果表明,车辆最高车速满足设计指标ua>,80km/h,城市工况下的百公里能耗为10.71kW.h,续驶里程为177km.实车道路试验表明,转矩限值为120N-m时,车辆0-60km/h加速时间为10.88s,满足车辆设计指标要求.对驱动模式管理系统功能测试结果表明,车辆运行模式识别准确,模式间切换平稳,整车控制策略达到了预期的效果.在底盘测功机上对动力总成系统安全保护功能进行了测试,结果表明,电池管理系统和电机控制器能根据设定的极限参数对动力总成系统关键部件进行有效保护.

第三篇电动汽车论文范文模板：中国电动汽车产业发展财税政策研究

电动汽车通过“以电代油”使其在节能减排和环保方面优势明显,业已成为世界汽车工业发展的方向.美国、日本、德国等多国政府近年来出台了一系列促进和规范电动汽车产业发展的配套政策和战略性文件,大力推动电动汽车相关核心技术的研发与示范应用.由于电动汽车在减少石油对外依存度、实现经济社会可持续发展等具有多重战略价值,我国政府将其作为战略性新兴产业予以支持发展.但作为一个技术资金密集型产业,我国电动汽车产业化发展还面临诸多挑战,亟需充分发挥政府的主导作用,通过财税等一系列政策促进电动汽车产业规范、健康可持续发展.

论文首先综述了国内外电动汽车产业发展现状及主要产业政策,研究了我国电动汽车及电池关键技术路线和发展趋势,探讨了适应我国电动汽车产业发展的商业运营模式,分析了电动汽车规模化发展对能源结构的影响及综合节能减排效益.

其次,基于我国电动汽车产业发展形势研判,从我国电动汽车发展规模、发展思路、商业模式、配套基础设施等方面分析了我国电动汽车产业发展的战略选择问题,并提出了关于我国电动汽车产业发展的战略建议.

第三,主要从技术标准和检测认证体系、财政补贴、税收优惠、金融信贷、政府采购、科研投入与人力资源支撑等方面研究了政府在促进、规范电动汽车产业的快速进步、产业化和可持续发展中角色和责任.同时,鉴于电动汽车充换电服务网络在电动汽车产业发展中的重要作用,还重点研究了电网企业在促进电动汽车产业发展过程中的角色定位.

第四,借鉴国际电动汽车及相关产业发展政策经验,构建了系统的支持我国电动汽车产业发展的财税政策体系.从政府投入环节选择、投入方式选择及政府采购等角度分析促进电动汽车产业发展的财政支出政策；从增值税、消费税、车辆购置税、企业所得税等不同税种来研究分析促进电动汽车产业发展的税收优惠政策途径.

第四篇电动汽车论文范例：电动汽车全生命周期分析及环境效益评价

随着石油价格的不断上涨和低碳经济的要求,新能源汽车因其污染低、效率高而成为汽车产业发展的一个重要方向.《节能与新能源汽车产业发展规划》明确提出：我国将以纯电动汽车为主要战略方向,同时重视油电混合动力汽车的发展,以此实现我国汽车业的跨越式发展.因此,电动汽车将成为未来汽车市场的主力.然而,在我国以煤电为主的电网能源结构背景下,推广使用电动汽车能否实现真正的节能减排效益是我国政府和民众共同关心的焦点.

本文选取动力系统电气化程度不同的三款电动乘用车为研究对象,分别是混合动力汽车（HEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）和纯电动汽车（BEV）；采用从“摇篮”到“坟墓”（“Cradle-to-Grave”）的生命周期评价（LCA）方法,建立基于我国国情的电动汽车全生命周期模型.以每辆电动汽车行驶1km（记作,/vkm）为功能单位,通过基于过程的生命周期评价（PLCA）与基于经济投入产出的生命周期评价（EIOLCA）相结合的混合生命周期评价（HLCA）方法获取模型关键输入参数,通过汽车全生命周期评价软件GREET仿真计算得到我国电动汽车全生命周期的一次能源消耗、温室气体（GHG）排放和常规气体排放情况.同时与传统汽油内燃机汽车（GICEV）全生命周期的相应指标进行对比分析,以评价电动汽车全生命周期的环境效益.最后将环境影响进一步引申为对自然界的影响效应,并分析电动汽车全生命周期环境影响的敏感性因素以及电动汽车规模推广对我国能源结构的影响,为我国电动汽车产业的健康发展和决策提供技术依据.

本文主要结论如下：

1、在当前中国环境下,HEV、PHEV和BEV全生命周期的一次能源消耗总量分别为：2.621MJ/vkm、2.617MJ/vkm和3.113MJ/vkm；与GICEV全生命周期一次能源消耗3.637MJ/vkm相比,能源节约分别为27.9%、28.0%和14.4%；石油消耗的节能效益分别为32.7%、45.9%和95.0%.

2、当电力来源于水电、风电和太阳能电等清洁电能时,随着动力系统电气化程度提高,汽车全生命周期的节能减排效益逐渐提高.此时,BEV相对GICEV全生命周期的节能效益约为57.1%；BEV相对GICEV生命周期GHG的减排效益为86.5%；BEV相对GICEV的全生命周期VOC、CO、NOx、PM10、PM2.5和SO2的减排效益分别为55.3%、94.9%、82.0%、34.6%、42.0%和26.9%.BEV相对GICEV全生命周期的人体毒害潜势（HTP）、全球变暖潜势（GWP）、酸化潜势（AP）、气溶胶潜势（AQP）、光化学烟雾潜势（POCP）的环境效益分别为55.9%、86.5%、54.5%、34.6%和80.9%.

3、当电力全部来自煤炭发电时,电动汽车全生命周期的环境效益不明显并且出现负效益.此时,BEV相对GICEV全生命周期的节能效益仅为4.1%；BEV相对GICEV生命周期GHG减排效益为-15.5%；BEV相对GICEV全生命周期的VOC、CO、NOx、PM10、PM2.5和SO2的减排效益分别为47.3%、93.2%、-74.1%、-99.7%、-65.9%和-208.7%.BEV相对GICEV全生命周期的HTP、GWP、AP、AQP、POCP的环境效益分别为-138.0%、-15.5%、-143.0%、-99.7%和-43.8%.

4、汽车所含钢材质量越高,其对再生钢使用率的敏感度越高.PHEV全生命周期能源使用（EU）对再生钢使用率的敏感度最高为5.8%,其后依次是HEV（5.6%）、BEV（4.5%）和GICEV（3.8%）.

5、在我国当前电网能源结构下,当BEV对GICEV的替代率为50%时,每年可以节约1.99×,108GJ的一次能源（折合为9423.4万吨标准煤）,其中节约原油1971.8万吨.

综上所述,电动汽车全生命周期分析表明,纯电动汽车具有明显的节能减排潜力,并且能够显著降低交通运输业对石油的依赖,但是需要政府大力发展清洁电能,以真正实现电动汽车的节能减排效益.

第五篇电动汽车论文范文格式：四轮独立线控电动汽车试验平台搭建与集成控制策略研究

四轮独立线控电动汽车是一种全新的电动车辆形式,它继承了轮毂电机驱动电动汽车的所有优点,同时将车辆转向系统从传统机械转向机构中解放出来,形成一种全线控的四轮可独立驱动\独立制动\独立转向的先进车辆.与传统车辆相比,它具有更多的可控自由度,因此可以实现常规车辆无法完成的原地转向、斜行以及横向移动等特殊功能,极大的提高车辆的机动性能.同时,通过对整车动力学集成控制系统的设计,可以实现车轮转向、驱动、制动的协调控制,从而可以确保车辆每个轮胎具有最大附着裕度,提高整车的操纵稳定性.四轮独立线控电动汽车代表了未来车辆的发展方向,是目前车辆领域的研究热点之一.

本文依托国家自然科学基金项目“线控汽车底盘控制方法和关键技术研究”（编号：50775096）和“线控转向系统操纵杆及其双向控制方法研究”（编号：51105165）,在已有相关研究成果基础上,针对四轮独立线控电动汽车的试验平台和驱动/制动/转向系统集成控制方法展开深入研究,包括四轮独立线控电动汽车整车架构和控制系统开发；四轮独立线控电动汽车底盘集成控制问题中所需状态信息的估算算法研究；四轮独立线控电动汽车驱动/制动/转向集成控制策略研究以及相关试验验证.论文研究工作的具体内容如下：

（1）基于全电控方案搭建了四轮独立线控电动汽车试验平台,并设计了全车控制系统和整车CAN通讯网络应用层协议.

本文首先对四轮独立线控电动汽车试验平台的功能需求进行分析,在此基础上,确定了平台整车结构设计方案,并据此开发出线控四轮独立电动车辆.车辆采用四个轮毂电机、四个电磁制动器和四个力矩电机分别作为整车的驱动、制动和转向系统的执行部件,所有子系统间通过CAN总线进行信息交互.基于整车结构方案,利用模块化设计方法对整车控制系统进行了设计与实现.设计过程中将其划分为传感器单元,整车控制单元以及底层执行单元三个子模块,各子模块在设计中,除了着重考虑其单元功能外,融入了容错控制思想,以提高整个系统可靠性.除此之外,本文还构建了整车的网络架构,并参照SAEJ1939协议建立了全车的CAN总线应用层通讯协议,以便于新的子系统融入整车网络,增强系统的可扩展性.

（2）结合四轮独立线控电动汽车的特点,研究并建立了基于Unscented卡尔曼滤波（简称UKF）理论的车辆状态估算算法.

为解决集成控制中车辆状态信息缺失的问题,本文展开了对四轮独立线控电动汽车状态估算方法的研究.首先建立了包含纵向、侧向和横摆在内的三自由度四轮车辆估算模型,同时结合纵向力计算模型和基于单轨模型的轮胎侧向力模块,根据四轮轮毂电机电动车轮可以精确获得各车轮转速和力矩的特点,设计了UKF状态估算器,并基于四轮电动车辆模型对其进行了仿真与分析.为减小侧向力估算误差和整车质量变化对估算精度的影响,本文对UKF状态估算器进行了改进,引入了HSRI轮胎模型和整车质量估算部分.改进后的估算算法利用四轮电动车辆模型进行了仿真验证.分析结果表明,估算算法提高了估算精度,同时作为状态量的整车质量也会迅速收敛到真实值.

（3）结合分层控制思想,建立了基于有约束模型预测控制算法的驱动/制动/转向集成控制策略.

本文结合四轮独立线控电动汽车四轮纵向力和侧向力独立可控的特点,基于分层控制思想设计了驱动/制动/转向的集成控制策略.集成控制策略划分为集成控制层和有约束控制分配层,单独对其进行设计.集成控制层以跟踪参考模型纵向车速、侧向车速及横摆角速度为目标,基于具有反馈校正特征的模型预测控制算法进行设计,优化计算车辆的整车控制力（矩）即纵向合力、侧向合力及附加横摆力矩,优化过程考虑执行器和路面附着条件引起的约束问题.控制分配层则以优化各车轮轮胎附着裕度为目标,对集成控制层输出的整车控制力（矩）进行四个车轮的优化分配,计算出各车轮的纵向驱动力和车轮转角.针对约束条件中存在的非线性约束问题,为简化计算求解过程,控制分配层分解为等式约束优化和不等式约束优化两个部分进行求解.利用四轮独立电动车辆模型进行的仿真验证结果来看,所开发的集成控制策略可以有效跟踪理想目标,同时各车轮具有近似相等的轮胎附着裕度.

（4）首先对开发的四轮独立线控电动汽车试验平台进行功能性验证,基于该平台对本文提出的状态估算算法和集成控制策略进行实车场地试验验证.

本文选取直线加速工况、四轮转向工况以及原地转向和蟹行两种特殊工况,对四轮独立线控电动汽车试验平台的功能性和可靠性进行验证.其中四轮转向工况可以综合检验驱动、转向及传感器系统的性能.试验效果和数据的分析结果表明,四轮独立线控电动汽车试验平台所有系统均工作正常.基于该试验平台,选取具有加速和大转角转向过程的复合工况对提出的状态估算算法进行了试验验证.试验结果表明,纵向车速估计值具有有较高的估算精度,而由于侧向车速很低,估算精度受噪声和模型误差影响更大一些.最后,对集成控制算法进行了多工况下实车验证.试验结果表明,集成控制算法很好的解决了试验平台直行跑偏的问题,在大转角工况下通过驱动力矩和车轮转角集成控制,可以较好的跟踪目标车速和横摆角速度.

通过本文的研究工作,主要取得如下创新成果：

（1）建立了基于全线控技术的四轮独立电动汽车试验平台.试验平台综合线控技术的优势,可以实现四轮转向,蟹行转向和原地转向等多种工作模式.整车控制系统架构采用模块化设计思想,着重考虑了系统的扩展性和可靠性.子系统的设计除了考虑其单元功能外,融入了自身的容错功能.

（2）针对四轮独立线控电动汽车四个车轮轮速和力矩可以精确获得的特点,建立了基于Unscented卡尔曼滤波理论的车辆状态估算算法.估算算法采用了HSRI轮胎模型作为轮胎侧向力估算单元,同时将质量作为状态量引入到状态估算过程中,有效的提高了估算精度,并实现了整车的质量参数估算.

（3）结合分层控制思想和四轮独立线控电动汽车四轮纵向力和侧向力独立可控的特征,建立了基于有约束模型预测控制的驱动/制动/转向集成控制策略.为减小模型误差对控制效果的影响,集成控制层基于反馈校正特征的模型预测控制进行设计,同时考虑了执行器和路面附着的约束.控制分配层以各轮胎负荷率最低为优化目标,优化分配四个车轮的纵向力和车轮转角.

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