51304754-150 現(xiàn)有的相關(guān)研究很少，其中大部分集中在帶有差速運(yùn)行的特殊電機(jī)的設(shè)計(jì)上。本文通過對(duì)汽車差速現(xiàn)象的分析，提出了一種新的適用于中低速運(yùn)行的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車電子差速方案，并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基于TMS320F2407DSP（兩個(gè)事件管理器模塊12路全比較PWM輸出能夠?qū)崿F(xiàn)控制兩臺(tái)電機(jī)）的雙輪輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，廣泛用于確定車輛的驅(qū)動(dòng)策略（見寧波市科委青年基金資助項(xiàng)目可知，車輛純滾動(dòng)時(shí)內(nèi)外側(cè)輪的轉(zhuǎn)速比即為轉(zhuǎn)彎半徑比，這個(gè)模型只進(jìn)行了靜態(tài)分析，沒有考慮輪胎的影響，忽略了車輛轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的離心力和向心力。按這個(gè)模型提出了電子差速方案，本文分析認(rèn)為其不夠合理，從上述結(jié)構(gòu)模型可知，在給定轉(zhuǎn)角的情況下，四個(gè)輪速和整車速度五個(gè)量的自由度為1，因此，如果同時(shí)對(duì)兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，實(shí)際系統(tǒng)稍有誤差，將產(chǎn)生矛盾，導(dǎo)致被控各個(gè)車輪之間滑移率不同甚至?xí)谢D(zhuǎn)出現(xiàn)，造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，影響整車的效率和最大功率輸出。
51304754-150 綜上所述，本文認(rèn)為輪式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車電子差速不宜采用車輪速度作為控制變量。
2.2新的電子差速控制方案本文設(shè)計(jì)的電子差速方案，考慮轉(zhuǎn)彎時(shí)車輪的垂直載荷的變化，以使兩驅(qū)動(dòng)輪的附著率相等為目標(biāo)，并以此為依據(jù)分配兩輪的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，從而使得車輛發(fā)生滑轉(zhuǎn)的可能性減到最小。考慮風(fēng)阻力和輪胎側(cè)向力的作用等多種因素，在給定總功率輸出下，本文對(duì)車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行了仿真，結(jié)果如所示，可見在轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角都較大時(shí)，轉(zhuǎn)矩分配比例變化較大，此時(shí)車體運(yùn)動(dòng)的離心力產(chǎn)生的側(cè)翻力矩起了決定性的作用。
車輛轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)矩分配比仿真結(jié)果進(jìn)一步簡化計(jì)算，只考慮離心力對(duì)垂直載荷的影響。由汽車動(dòng)力學(xué)分析可知，對(duì)于靜止或筆轉(zhuǎn)彎時(shí)離心力產(chǎn)生的側(cè)向翻滾力矩為轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)后車輪的載荷為N3二可以證明，對(duì)于<0.7的車體和<30的轉(zhuǎn)彎狀況，以r=估算，其誤差在5%以內(nèi)。
故在此條件下，可得轉(zhuǎn)矩比為式（6），其仿真結(jié)果如所示，可以看出在中低速和轉(zhuǎn)角不過大的條件下，這種簡化的計(jì)算可以滿足工程要求。
簡化的車輛轉(zhuǎn)彎轉(zhuǎn)矩分配比仿真結(jié)果控制踏板輸入相當(dāng)于轉(zhuǎn)矩控制指令，采用線性調(diào)節(jié)負(fù)反饋的電流控制，從的控制框圖得出輸出特性如式（7）所示，機(jī)械特性如所示，和內(nèi)燃機(jī)汽車的踏板控制比較類似，有與傳統(tǒng)汽車類似的駕駛感覺。
轉(zhuǎn)矩控制框圖本文所設(shè)計(jì)的基于DSP2407的電子差速控制系統(tǒng)總體框圖如所示。功率電路采用半橋調(diào)制方式，可以降低逆變器的開關(guān)損耗，三相Y聯(lián)接的無刷直流方波輪轂電機(jī)采用兩兩導(dǎo)通方式，即每一瞬間有兩個(gè)功率管導(dǎo)通，每隔60°電角度換相一次，每個(gè)功率管導(dǎo)通120°電角度。DSP選用美國德州儀器公司的電機(jī)微控制器TMS320X2407，其采用高性能靜態(tài)CMOS技術(shù)，使得供電電壓降到3.3V，減小了控制器的功耗，兩個(gè)事件管理器模塊12路全比較PWM輸出能夠?qū)崿F(xiàn)控制兩臺(tái)電機(jī)，由于DSP片內(nèi)的資源豐富，如具有AD轉(zhuǎn)換等功能模塊，使控制電路大為簡化。限于篇幅，本文著重介紹設(shè)計(jì)中幾個(gè)方面。
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