电动汽车线控转向系统操纵稳定性研究_田军南.pdf
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1、AUTO TIME 103 NEW ENERGY AUTOMOBILE|新能源汽车 时代汽车1引言随着环境保护意识的增强和能源危机的不断加剧,电动汽车为一种清洁高效的交通工具逐渐得到广泛关注。与传统燃油车相比,纯电动汽车具有零排放、低噪音和高能效等优势。然而,在高速行驶和急转弯等情况下电动汽车在操控性和驾驶稳定性方面仍然存在一定挑战。现阶段传统机械转向系统在电动汽车中存在传动链路的复杂性、能量损失以及对空间的占用等一系列问题。为了克服这些问题与挑战,线控转向系统逐渐成为电动汽车中的一种新型转向解决方案1-2。本文在总结大量相关文献的基础上,着重从影响电动汽车线控转向系统操纵稳定性的关键因素、电
2、动汽车线控转向系统操纵稳定性不同的研究方法与实验手段两个方面介绍电动汽车线控转向系统操纵稳定性的现阶段相关研究,并对未来研究方向进行展望,以促进电动汽车驾驶稳定性和操控性的提升。2电动汽车线控转向系统基本原理和结构2.1电动汽车线控转向系统的概述与基本原理电动汽车线控转向系统是一种基于电信号和电动机控制的转向解决方案,旨在提高电动汽车的操控性和驾驶稳定性。相比传统的机械转向系统,线控转向系统具有更高的精确性和灵活性。它通过电子控制单元(ECU)和电动机控制转向机构,实现对前轮转向角度的精确控制。电动汽车线控转向系统的基本原理是通过电动机的转动来实现前轮的转向。当驾驶员转动方向盘时,传感器将转向
3、角度的信号传递给电子控制单元。电子控制单元根据接收到的信号,计算出电动机需要转动的角度和速度,并通过电机控制单元控制电动机的运动。电动机的转动通过传动装置传递到前轮,从而实现车辆的转向。2.2电动汽车线控转向系统的结构和组成部分电动汽车线控转向系统由多个组成部分构成,包括电子控制单元(ECU)、电动机、转向机构和传感器等。电动汽车线控转向系统操纵稳定性研究田军南黄日帆王垚张维华广西科技师范学院广西来宾市546100摘 要:随着电动汽车的快速发展,线控转向系统作为电动汽车的重要组成部分,对于提升驾驶稳定性和操控性具有重要意义。本文通过对电动汽车线控转向系统操纵稳定性研究分析,总结了相关研究的现状
4、和发展趋势。首先,介绍了电动汽车线控转向系统的基本原理和结构,然后重点讨论了影响操纵稳定性的关键因素,包括车辆动力学特性、控制算法和传感器技术等。接着,对不同电动汽车线控转向系统操纵稳定性研究方法和实验手段进行了比较和分析,包括仿真模拟、试验台架和实车试验等。最后,对未来电动汽车线控转向系统操纵稳定性研究的方向进行了展望。关键词:电动汽车线控转向系统操纵稳定性Study on the Handling and Stability of Electric Vehicle Steering by Wire SystemTian JunnanHuang RifanWang YaoZhang Weih
5、uaAbstract:With the rapid development of electric vehicles,the wire controlled steering system,as an important component of electric vehicles,is of great significance for improving driving stability and handling.This article summarizes the current status and development trends of related research by
6、 analyzing the handling and stability of electric vehicle steering by wire systems.Firstly,the basic principle and structure of the electric vehicle steering by wire system are introduced,and then the key factors affecting the handling and stability,including Vehicle dynamics characteristics,control
7、 algorithms and sensor technology,are emphatically discussed.Subsequently,a comparison and analysis were conducted on the research methods and experimental methods for handling and stability of different electric vehicle wire controlled steering systems,including simulation,test bench,and actual veh
8、icle tests.Finally,the direction of future research on the handling and stability of electric vehicle steering by wire systems is prospected.Key words:Electric vehicle;steering-by-wire system;handling stability104 AUTO TIMENEW ENERGY AUTOMOBILE|新能源汽车电子控制单元(ECU)是线控转向系统的核心部件,负责接收和处理来自传感器的信号,并控制电动机的运动。
9、ECU 通过算法和控制策略实现对转向系统的精确控制,以满足驾驶员的操控需求。电动机是线控转向系统中的执行器,负责转动前轮。根据不同的转向需求,电动机通过电机控制单元的控制,以特定的角度和速度进行转动。转向机构将电动机的转动传递到前轮,实现车辆的转向。转向机构通常由齿轮、传动杆和连杆等组成,确保电动机的转动能够准确传递到前轮,从而实现精确的转向控制。传感器是线控转向系统中的重要组成部分,用于感知驾驶员的转向操作和车辆的转向角度。常用的传感器包括转向角度传感器和转向力传感器。转向角度传感器用于测量方向盘的转动角度,而转向力传感器用于测量驾驶员施加在方向盘上的力。3影响操纵稳定性的关键因素3.1车辆
10、动力学特性的影响车辆动力学特性是影响电动汽车线控转向系统操纵稳定性的重要因素之一3-4。车辆动力学特性包括车辆的质量分布、悬挂系统、轮胎特性等。这些特性直接影响着车辆的稳定性和操控性。车辆的质量分布对操纵稳定性具有重要影响。在电动汽车中,电池组通常位于车辆的底部,这会导致车辆的重心较低,从而提高车辆的稳定性。前后轴的负载平衡也是关键因素,过大的前轴负载可能导致转向过轻,而过大的后轴负载可能导致转向过重,都会影响操纵稳定性。此外,悬挂系统对于车辆的操纵性和稳定性也扮演着至关重要的角色。悬挂系统的刚度和减震器的效果直接影响着车辆在行驶过程中的稳定性和操控性。合理的悬挂系统可以提供良好的悬挂刚度和减
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