电动汽车底盘动力学控制系统开发技术总结报告

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中文摘要：随着电动汽车带来的汽车电气化进程的不断加快，以电子控制和车载通信网络为基础的电控制动、转向和驱动系统，以及电池管理系统等已经成为了新一代电动汽车底盘系统的关键组成部分，也代表着汽车底盘技术发展的前沿趋势。一方面由于电控执行机构快速、灵活和精准的控制响应，使得在传统汽车基础上进一步提升包括汽车动力性、操控稳定性、舒适性和能量效率等各方面性能成为了可能；另一方面，由于机电液以及能量单元间的相互耦合与制约、控制系统本身的复杂性、控制目标的多样性及其冲突特征、电子元器件和信息传输潜在的不确定性等也为汽车底盘动力学控制带来了前所未有的挑战。本课题主要研究以纯电动汽车为平台，以电子控制为核心、以电控和线控系统为主要执行器的新一代电动汽车底盘动力学控制系统，包括：（1）电动汽车新一代底盘动力学控制系统架构的研究，提出了基于控制功能抽象和控制目标融合的自顶向下分层集成控制架构，提出了基于电子、控制和软件一体化的电子电气架构，和基于控制架构与电子电气架构相结合的系统容错架构等。（2）电动汽车新一代底盘关键系统的研发，为打破汽车底盘关键执行器长期被国外垄断的现状，研发了拥有完全自主知识产权且具有国际先进水平的新型电子液压制动系统和电动助力转向控制系统。通过新颖独特的结构和控制策略设计，实现了单一制动系统满足制动性能、能量回收、制动踏板感觉和失效容错等诸多功能。该系统正通过产学研平台开展面向产业化的技术示范；自主研发的电动助力转向控制系统其原型控制器也被广泛应用于汽车企业的产品研发。（3）电动汽车行驶状态实时在线估计研究, 包括基于电动汽车特点的车速和质心侧偏角，和路面附着系数等关键状态的精确、快速和鲁棒估算，为保证控制系统性能奠定了基础；（4）新一代电动汽车底盘动力学集成控制研究，提出了复杂约束下多目标优化的控制方法，和基于过驱动控制分配与容错控制架构相结合的容错控制方法等，提高了控制系统的灵活性、鲁棒性和适用性，优化了电动汽车在动力性、舒适性、操控稳定性、能量效率和可靠性等诸多性能。本课题还同时开展了对四轮轮毂电机驱动和电池管理等关键技术的研发；建立了具有国际先进水平的控制系统研发的完整流程、平台和工具链，包括离线、硬件和驾驶员在环以及实车平台等。本课题自主研发的电动汽车原理样机功能齐全、性能稳定可靠，为测试和验证本课题各项技术成果、圆满完成课题预定各项性能指标提供了关键的试验平台。

报告作者：

邓伟文、丁能根、宗长富、吴坚、朱冰

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作者单位：

吉林大学

北京航空航天大学

关键词：

电动汽车车辆动力学集成控制电子液压制动系统电动助力转向系统电池管理系统轮毂电机驱动系统

全文页数：

196

报告类型：

最终报告

编制时间：

2015-01-26

立项年：

2012