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电动汽车驱动工况下纵向冲击问题研究

甄子健;陈潇凯;夏超英;林逸

【摘要】Tosolvethelongitudinalimpactproblemofelectricvehicles

underthedriveacceleratingcondition,theanaly-sesofwholevehicle’s

longitudinaldynamicsandmotor’sdrivingcharacteristicswere

conducted,andthemajorfactorsleadingtothelongitudinalimpact

problemofelectricvehiclesunderthedrivingconditionwerefoundout.

Then,thelongitudinalimpactssufferedbyelectricvehiclesatthestarting

stageandthefastacceleratingstagewerestudiedbythe

electromechanicalcouplingsimulationsforintegrativemulti-body

dynamicsandmotorcontrol,andthemethodforsuppressinglongitudinal

impactsofelectricvehicleswaspresented.Themethodcanreducethelon-

gitudinalimpactsandimprovevehicles’ridingcomfortableness.%针对电

动汽车在驱动加速工况下存在纵向冲击的问题，进行了整车纵向动力学特性分析和

电机驱动特性分析，找出了引起电动汽车在驱动工况下的纵向冲击的主要因素，并

结合整车多体动力学和电机驱动控制进行机电耦合仿真，开展了电动汽车整车在起

步阶段和加速过程控制策略转换阶段的纵向冲击研究，提出了抑制电动汽车纵向冲

击的方法。该方法能在保证整车驱动性能的前提下，减小了纵向冲击度，提高了平

顺性和舒适性。

【期刊名称】《高技术通讯》

【年(卷),期】2016(026)003

【总页数】10页(P289-298)

【关键词】电动汽车;驱动;纵向冲击;电机控制;机电耦合仿真

【作者】甄子健;陈潇凯;夏超英;林逸

【作者单位】科学技术部高技术研究发展中心北京100044;北京理工大学机械与

车辆工程学院北京100081;天津大学自动化学院天津300072;北京汽车研究总院

北京100176

【正文语种】中文

车辆动态特性的研究有多个方面，例如起步、换档等过程的平稳性，动力传动系统

的扭振问题，以及转向过程等。为了能够对结构设计和控制软件开发提供理论及试

验依据，人们一直致力于车辆动态特性研究，并对影响动态工况的因素不断进行深

入分析[1]。车辆在过渡工况下，动力传动系统除有正常行驶工况的激励(发动机周

期性激励、路面随机激励、传动系统内部激励等)作用外，还有离合器、换档同步

器(离合器)和制动器的激励[2]。过渡工况工作时间虽短，但由于行驶过程中经常出

现，引起了各国工程技术人员的重视[3,4]。车辆纵向振动对乘坐舒适性影响较大，

路面早期损坏主要由车辆路面间的行车纵向剪力造成[5]。部分研究人员曾通过建

立简单的车辆纵向振动模型对由于路面不平度激励造成的纵向振动进行了研究[6]。

本文选题来源于作者对国内外各种电动汽车样车的驾乘感觉和对比分析。几年前还

处于产品开发阶段的电动汽车，在驾驶舒适性上与常规汽车(自动变速箱)相比有较

大差距，特别是在与驱动和制动系统有关的车辆纵向上，在低速起步阶段，不同程

度地存在纵向“撺动”和瞬时振动现象，有时甚至有振动不断加剧、呈现发散的趋

势，驾车者对此只能采取猛踩油门跨越“撺动”区，当共振发散时只能紧急停车。

目前，国内外电动汽车开发主要精力放在了新型动力系统研究开发上，动力系统与

整车纵向平顺性的匹配尚未太多涉及，纵向动力学动态响应特性的研究和知识积累

较少。本文的目的是将车辆纵向动力学响应特性与电动汽车的驱动控制策略优化具

体结合，与参数匹配和结构优化相结合，在保证整车驱动性能的前提下，减少纵向

冲击度，保证平顺性和舒适性。

电动汽车在驱动工况下产生纵向往复冲击的现象主要出