Энергоэффективная система индивидуального электропривода ведущих колес транспортного средства

• Автор: Лазарев, Дмитрий Борисович
• Шифр специальности: 05.09.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ И ЗАРУБЕЖНЫХ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ РАБОТ В ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ РАБОТОЙ ПРИВОДНЫХ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ С МЕХАНИЧЕСКИ
НЕЗАВИСИМЫМИ ДВИЖИТЕЛЯМИ
1.1. Аналитический обзор транспортных средств, отнимающихся
ВЫСОКИМИ ПОКАЗАТЕЛЯМИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
1.1.1. Обзор существующих разработок транспортных средств с комбинированными силовыми установками
1.1.2. Обзор существующих разработок электромобилей
1.2. Аналитический обзор конструктивных схем и характеристик
МЕХАНИЧЕСКИ НЕЗАВИСИМЫХ ДВИЖИТЕЛЕЙ ДЛЯ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
1.2.1. Общие положения
1.2.2. Типовой вариант структуры и состава КП с одним движителем механически зависимых колес
1.2.3. Вариант структуры и состава КП с несущей конструкцией общего ведущего моста и двумя механически взаимонезависимыми движителями в части тягового (тормозного) усилия и частоты вращения
1.2.4. Вариант структуры и состава КП с двумя полуосями, угловыми редукторами и механически взаимонезависимыми движителями
1.2.5. Вариант структуры и состава КП с двумя полуосями и механически взаимонезависимыми движителями
1.2.6. Вариант структуры и состава КП с механически взаимонезависимыми движителями на основе мотор-колёс
1.3. Обзор существующих разработок систем управления работой приводных электродвигателей транспортных средств С МЕХАНИЧЕСКИ НЕЗАВИСИМЫМИ ДВИЖИТЕЛЯМИ
1.3.1. Общие положения
1.3.2. Классификация систем управления тяговым электроприводом по типу первичного источника электроэнергии и используемых электрических машин
1.3.3. Обзор существующих разработок и известных технических решений по способам реализации дифференциального управления механически взаимонезависимыми ведущими колесами транспортного средства
Выводы по главе

2. ВЫБОР СТРУКТУРЫ И СОСТАВА КОЛЕСНОЙ ПАРЫ С МЕХАНИЧЕСКИ НЕЗАВИСИМЫМИ ДВИЖИТЕЛЯМИ
2.1. Предложение и обоснование варианта экспериментального
ОБРАЗЦА КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ПО СТРУКТУРЕ И СОСТАВУ КОМПОНЕНТОВ
2.2. Состав и назначение основных функциональных компонентов БУД КОЛЕСНОЙ пары
2.3. Предложения по выбору варианта ЭДГ для экспериментального
ОБРАЗЦА КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
2.4. Методика выбора тягово-энергетических показателей ЭДГ для ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА КОЛЕСНОЙ ПАРЫ
2.4.1. Исходные данные для тягово-энергетического расчета
2.4.2. Расчетные величины и их обозначения
2.4.3. Основные расчетные зависимости
2.5. Определение основных характеристик компонентов
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОБРАЗЦА КОЛЕСНОЙ ПАРЫ С МЕХАНИЧЕСКИ НЕЗАВИСИМЫМИ ДВИЖИТЕЛЯМИ
2.5.1. Общие положения
2.5.2. Результаты тягово-энергетического расчета
2.5.3. Определение параметров тяговой аккумуляторной батареи (для случая реализации ЭО КП и БУД на электромобиле)
2.5.4. Определение требуемых характеристик тягового электродвигателя-генератора и углового редуктора
2.6. Конструктивное исполнение экспериментального образца КОЛЕСНОЙ ПАРЫ С МЕХАНИЧЕСКИ независимыми ДВИЖИТЕЛЯМИ
2.6.1. Состав экс перші витального образца колесной пары с МИД (сборочные единицы)
2.6.2. Функциональное назначение и характеристики основных компонентов экспериментального образца колесной пары
2.6.3. Общий вид экспериментального образца колесной пары с МИД
2.7. Описание технического исполнения экспериментального образца БУД в составе колесной пары
3. ОСНОВЫ ФИЗИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ в СИСТЕМЕ КОЛЕСНОЙ ПАРЫ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА, ДВИЖУЩЕГОСЯ ПО КРИВОЛИНЕЙНОЙ ТРАЕКТОРИИ
3.1. Физические процессы движения транспортного средства
3.1.1. Движение ТС на высокой скорости
3.1.2. Движение ТС на малой скорости
3.1.3 Динамика системы колесной пары транспортного средства, движущегося по криволинейной траектории
3.2. Адаптация программного обеспечения БУД
3.2.1. Схема замещения асинхронной машины
3.3. Определение параметров силовых энергопотоков в приводе колёсной пары ТС
3.3.1. Расчет энергетических показателей для случая прямолинейного движения
3.3.2. Расчет энергетических показателей для случая криволинейного
движения
3.4. Программное обеспечение для управления энергопотоками независимых индивидуальных движителей транспортных средств
3.4.1. Ввод исходных данных
3.4.2 Ввод параметров закона изменения скорости
3.4.3 Задание параметров транспортного средства и колесной пары
3.4.4 Выбор параметров приводного электродвигателя и частотного
преобразователя
3.4.5. Задание параметров поворота
3.4.6 Ввод параметров модели
3.4.7 Управление выполнением программы
3.4.8 Управление скоростью движения и поворотом
3.4.9 Управление течением процесса
3.4.10 Индикация результатов работы программы
3.5. Проверка достоверности математической модели и алгоритмов
РАБОТЫ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ
Выводы ПО ГЛАВЕ
4. ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ИСПЫТАНИЙ
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБРАЗЦОВ КОЛЁСНОЙ ПАРЫ, РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Цель испытаний
4.1.1. Планируемый состав результатов испытаний
экспериментальных образцов колесной пары и блока управления движителями
4.1.2. Формат представляемых результатов испытаний
4.1.3. Техническое обеспечение испытаний
4.2. Результаты испытаний экспериментальных образцов колесной
ПАРЫ И БЛОКА УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖИТЕЛЯМИ
4.2.1. Общие сведения
4.2.2. Описание полученных результатов
4.3. Рекомендации по использованию результатов исследований при создании автоматизированных систем управления механически
независимыми движителями АТС
Выводы по главе
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Несмотря на сложную конструкцию системы привода, включающую в том числе четыре электродвигателя и тяговую аккумуляторную батарею, снаряженная масса электромобиля АисН е-Нюп составляет 1 600 кг.
Аккумуляторная батарея может заряжаться как от промышленной сети, так и бытовой. При использовании бытовой сети электроснабжения общего назначения 220 В при токе заряда 16 А время заряда разряженного аккумулятора составляет от 6...8 ч, при использовании сети 400 В при токе заряда 63 А - 2,5 ч.
Особенность системы управления механически независимыми движителями электромобиля Аи<П е-йюп - интеллектуальное распределение крутящего момента между ведущими колесами. В обычных условиях движения большая часть крутящего момента передается на заднюю ось. Как и у спорткаров с центральным расположением двигателя, около 70% тягового усилия приходится на заднюю ось, 30% — на переднюю. [14] Если одна из осей начинает терять сцепление с дорожным покрытием, это распределение меняется посредством управления четырьмя асинхронными электродвигателями. Таким образом, электромобиль АисН использует все преимущества технологии постоянного полного привода.
Четыре индивидуальных электродвигателя, которые в целях повышения эффективности располагаются за колесами, также обеспечивают интеллектуальное управление поперечной динамикой автомобиля. Как и спортивный дифференциал, применяемый в серийном производстве, такое расположение делает возможным изменение вектора тяги. Это предусматривает направленную акселерацию отдельных колес, что благотворно сказывается на динамике е-Шоп и вместе с тем повышает его безопасность. Недостаточная и избыточная поворачиваемость автомобиля компенсируются не только индивидуальным подтормаживанием, но и «подачей» энергии с точностью до миллисекунды. Даже при больших поперечных ускорениях электромобиль ведет себя нейтрально, сохраняя высокую динамику на поворотах.