1、轮毂电机分布式驱动控制系统关键技术浙江大学浙江大学能源工程学院能源工程学院动力机械及车辆工程研究所动力机械及车辆工程研究所朱绍鹏朱绍鹏2019中国电动汽车驱动与控制技术论坛分体式驱动分体式驱动单元单元轮毂驱动系统轮毂驱动系统标准化动力底盘标准化动力底盘集集成成度度电驱动系统集成化发展趋势电驱动系统集成化发展趋势趋势趋势电驱动系统的集成电驱动系统的集成驱动与制动系统的智能化集成驱动与制动系统的智能化集成底盘标准化集成底盘标准化集成 分布式驱动是电驱动未来发展趋势电机电机+电控电控+减速机集成驱减速机集成驱动单元动单元物理集成（过渡）物理集成（过渡） 传统单驱动源集中式驱动1、节省底盘空间节省底盘
2、空间，使车辆的载荷分布能更加灵活。2、提高传动效率提高传动效率，减少了传动系统带来的能量损耗。3、提高车辆动力性提高车辆动力性，轻松实现全时四驱、前驱、后驱等多种驱动形式。4、提高车辆稳定性提高车辆稳定性，各电机转矩独立可控、响应快，通过协调控制各电机实现稳定性控制。分布式驱动控制多驱动源分布式驱动优势保时捷保时捷 Mission EMission E（ 2015 2015年，前后轴两年，前后轴两电机电机）各车企推出的分布式驱动概念车丰田丰田 ME.WE ME.WE 及及 FCV Plus FCV Plus （ 2013 2013年，年，四轮毂电机四轮毂电机）奔驰奔驰SLS AMGSLS AM
3、G电动版电动版（ 2013 2013年，年，四轮四轮边边电机电机）蔚来蔚来 EP9EP9（ 2016 2016年，四轮边年，四轮边电机电机）捷豹捷豹I-PACE（量产）（量产）I-PACE在前后轴上各配有两个电机，以此实现四驱功能。最大续航里程500km；最大功率为400Ps；最大扭矩为696Nm；0-96km/h加速时间为4.5s。2018日内瓦车展的分布式驱动电动车奥迪奥迪e-tron quattroe-tron quattro搭载前后两台电机，全时四驱。综合最大功率可以达到300kw，峰值扭矩为664Nm，百公里加速只要5.7s，续航里程可以超过400km。与保时捷Mission e车系
4、同平台。大众大众I.D. VizzionI.D. Vizzion搭载前后两台电机，全时四驱。最大功率为225kW，最大续航里程为665km。基于MEB大众的纯电动平台，所以很多东西都围绕着电动车的三电进行设计。首先一大优势就是释放了不少空间。保时捷保时捷Mission e Cross TurismoMission e Cross Turismo搭载前后两台电机，全时四驱。最大输出功率为440kW，百公里加速时间为3.5s，最大续航里程为500km。与奥迪e-tron车系同平台。2018日内瓦车展的分布式驱动电动车单电机集中式驱动：特斯拉 Model S 85, Model S P85双电机前后
5、分布式驱动：特斯拉 Model S P85D, Model S P100DTesla 驱动方式双电机分布式后驱,12米电动客车，最高车速62km/h，续驶里程250km，量产轮边电机减速驱动，最大功率 90kW2，最大扭矩 500Nm2，电池电压540V，324kWh比亚迪 K9 驱动方式 分布式驱动乘用车的技术瓶颈轮毂电机已安装在了欧洲国家的十轮毂电机已安装在了欧洲国家的十几辆公交几辆公交客客车上车上运营运营采用两轮边电机的比亚迪采用两轮边电机的比亚迪 K9K9电动公交电动公交车车，已经出口欧美几十个国家，在国，已经出口欧美几十个国家，在国内杭州等多个城市运营内杭州等多个城市运营分布式驱动电
6、动汽车为什么首先在公交客车上实现量产？1.行驶工况较为简单2.车速不高复杂工况下分布式驱动电动汽车的动力学控制动力学控制，是分布式乘用车能否量产化的关键技术瓶颈，不可回避。独立驱动源个数：独立驱动源种类：1内燃机，电机（轮毂电机、轮边电机、中置电机），分布式驱动控制系统组成执行器控制器传感器轮毂电机、轮边电机轮毂电机、轮边电机分布式驱动控制器分布式驱动控制器方向盘转角传感器、方向盘转角传感器、横摆角速度传感器、横摆角速度传感器、 什么是分布式驱动控制？横摆横摆角速角速度传度传感器感器分布分布式驱式驱动控动控制器制器油门信号油门信号刹车信号刹车信号方向盘转角方向盘转角转矩转矩转速转速转矩转矩转速
7、转速转矩转矩转速转速 分布式四驱控制系统结构ZJUEVGZJUEVG设计了多种模块，控制算法灵活多样，可设计了多种模块，控制算法灵活多样，可根据企业实际需求，选择配备不同算法根据企业实际需求，选择配备不同算法模块模块基于横摆力矩控制的基本驱动力分配基于横摆力矩控制的基本驱动力分配+ +多目标优化多目标优化+ +驱动防滑驱动防滑+ +多轮协调控制多轮协调控制驱动力分配驱动力分配基于稳定性目标的分配方式基于稳定性目标的分配方式约束约束稳定性目标函数稳定性目标函数电机效率电机效率MAP图图四电机综合运行效率四电机综合运行效率 约束约束驱动力分配驱动力分配基于经济性目标的分配方式基于经济性目标的分配方
8、式故障诊断故障诊断+ +失效控制失效控制电机电机硬性硬性故障失效控制故障失效控制电机电机软性软性故障失效控制故障失效控制基于驾驶员意图分析的分布式驱动控制基于驾驶员意图分析的分布式驱动控制基于横摆力矩控制的电制动力分配基于横摆力矩控制的电制动力分配分布式驱动与分布式驱动与ESCESC融合设计方案融合设计方案基于分布式驱动控制的基于分布式驱动控制的智能车道维持系统智能车道维持系统利用车联网技术实现智能交通环境下利用车联网技术实现智能交通环境下最优分布式四驱控制最优分布式四驱控制稳定性目标分配方式仿真分析稳定性目标分配方式仿真分析前轮驱动力矩后轮驱动力矩四轮驱动力矩1、两侧车轮能实现力矩分配；2、
9、力矩分配根据车辆的转向特性进行；3、前轮由于存在转向角，因此力矩分配 和后轮不同，但总体趋势相同；4、力矩分配以整车的总驱动力矩为基础， 对整车动力性影响较小。1.前期各程序编写2.试验时实现监控 功能试验时与外部进行数据交换试验时运行 控制程序快速控制原型试验平台通讯架构搭建通讯架构搭建CANCAN通讯网络通讯网络分布式驱动控制器分布式驱动控制器横摆角速度传感器横摆角速度传感器方向盘转角传感器方向盘转角传感器软件编写软件编写数据接收程序数据接收程序数据记录程序数据记录程序数据可视化监控界面数据可视化监控界面1数据可视化监控界面数据可视化监控界面2驱动力控制程序驱动力控制程序CAN报文解析程序
10、报文解析程序数据发送程序数据发送程序试验分析试验分析车辆过度转向，期望横摆力矩方向与横摆角速度方向相反，以抑制车辆过度转向，期望横摆力矩方向与横摆角速度方向相反，以抑制过度转向趋势，各轮驱动力输出符合实际过度转向趋势，各轮驱动力输出符合实际方向盘转角方向盘转角总驱动力总驱动力横摆角速度横摆角速度质心侧偏角质心侧偏角车速车速各轮驱动力矩各轮驱动力矩分布式驱动控制技术应用实例一种用于电动汽车的轮式驱动分层控制系统及方法，专利号ZL201310328508.X，授权日2015年4月29日一种用于电动汽车的后轮独立驱动控制系统及方法，专利号ZL201410091170.5，授权日2015年9月16日一
11、种适用于电动汽车的动力匹配方法，专利号ZL201310541827.9，授权日2015年4月29日ZJUEVG自主研发的轮毂四驱电动汽车“新火2号”ZJUEVG与苏州金龙合作研发的采用两轮毂电机驱动的电动客车E-Taction 轮毂电机轮毂电机分布式驱动控制技术应用实例ZJUEVG与苏州金龙合作研发的采用两轮毂电机驱动的电动客车成功参展“2017年北京国际道路运输、城市公交车辆及零部件展览会”应用海格G-ECO智慧节能系统，采用E-Traction双轮毂电机及浙大设计的分布式驱动控制及驱动防滑策略，研发出能耗小、效率高、动力足的电动城市客车。分布式驱动控制技术应用实例ZJUEVG与伯坦科技、时空电动正合作研发的采用四轮边电机驱动的电动网约车、电动物流车双输出减速器双输出减速器模块化电机模块化电机双电机前驱布置双电机前驱布置时空网约车时空网约车ER30电动物流车电动物流车分布式驱动控制技术应用实例东风裕隆试车场蛇形行驶实验路面条件：潮湿但无积水的铺装粗糙路面备注：（1）尽量保证方向盘转动幅度一致；（2）保证安全的前提下，不使用制动。方向盘转角数据方向盘转角数据车速数据车速数据电机转矩数据电机转矩数据实验场地实拍实验场地实拍
