CN108036953A - 轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台及实现方法 - Google Patents

Abstract

一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台及实现方法，所述平台包括整车控制系统、主动分布式驱动系统、EMB电子机械式制动系统、主动转向系统、动力电池组及电池管理系统、整车车架结构和悬架模块；整车控制系统包括整车控制器、操纵机构传感器和通讯系统；主动分布式驱动系统包括四个电机控制器、四个轮毂电机、四个车轮、加速踏板以及轮毂电机传感器；EMB电子机械式制动系统包括EMB控制器、四个EMB制动器、制动踏板传感器、轮缸压力传感器以及EMB制动器转角和位移传感器；主动转向系统包括转向系统操纵机构和转向执行结构、转向控制器以及转向节转角和转矩传感器；本发明平台整车车架结构简单，工艺简洁，扩展性强。

Description

轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台及实现方法

技术领域

本发明涉及轮毂电机驱动汽车技术领域，具体涉及一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台及实现方法，试验平台整车参数可调整、结构和功能可拓展，拥有主动分布式驱动、EMB电子机械式制动、主动转向等控制功能，可用于性能控制效果验证、硬件在环仿真、悬架结构改进等多项试验，是一个多用途的轮毂电机驱动汽车试验平台。

背景技术

轮毂电机驱动汽车是上世纪末开始出现的一种电动汽车车型，其每个驱动轮都有一套驱动电机进行单独驱动，最大的优势是可以轻易地单独调节各个驱动轮的驱动转矩，便于进行整车的多维动力学控制，从而大幅改善车辆的机动性、通过性和操纵稳定性。由于取消了半轴，整车结构也为各子系统布置和功能扩展提供了极为便利的条件，适于基于其进行功能更为先进的底盘协同控制研究。

目前，轮毂电机驱动汽车技术和理论上的成果，其正确性和可行性在一定程度上都受到能否试验验证的限制，轮毂电机驱动汽车相关性能和协同控制也有待开发。本发明的一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台，由自行设计和制造加工，在符合各项强度安全要求的前提下，能够完成多项验证与测试，实现多系统协同控制，旨在搭建多功能控制试验平台，验证理论的正确性可行性和进一步的项目研发。本发明的试验平台具备多个特点与优势。所述试验平台可实现分布式驱动、分布式制动、主动转向、差动助力转向及整车动力学稳定性控制等功能，试验平台的悬架可模块化，适应前后多种悬架类型的安装；所述试验平台的整车参数可部分调整，惯量参数可根据要求而调节，底盘、质心高度可调整；所述试验平台的结构简单，制造工艺简洁，可大幅缩减相关试验研究的成本和时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台及实现方法，适应于轮毂电机驱动汽车的多项性能测试，实现多系统功能协同控制功能，用于验证相关理论的正确性和可行性，并可进一步依托本发明试验平台进行新型悬架结构和高级控制策略的开发。

为解决以上技术问题，本发明采用以下的技术方案：

一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台，包括整车控制系统、主动分布式驱动系统、EMB电子机械式制动系统、主动转向系统、动力电池组及电池管理系统、整车车架结构和悬架模块；

所述整车控制系统，包括整车控制器、操纵机构传感器和通讯系统；所述操纵机构传感器包括方向盘转角和转矩传感器、加速踏板传感器、制动踏板传感器和整车惯性测量单元；所述方向盘转角和转矩传感器用于检测方向盘转角和转矩；所述加速踏板传感器用于检测加速踏板开度；所述制动踏板传感器用于检测制动踏板开度；所述整车惯性测量单元用于检测整车横摆角度、整车侧倾角和质心侧偏角；整车控制系统通过通讯系统的CAN总线接收主动分布式驱动系统中四个电机控制器、EMB电子机械式制动系统中EMB控制器、主动转向系统中转向控制器、动力电池组及电池管理系统中电池管理系统的CAN信号和操纵机构传感器信号，解析驾驶意图和获取当前试验平台状态信息，一方面根据驾驶员操作识别驾驶意图，另一方面根据各系统控制器交互的车辆信息，做出最优调整，选取最优工作模式，将操作指令发送给主动分布式驱动系统的四个电机控制器、EMB电子机械式制动系统的EMB控制器和主动转向系统的转向控制器，各系统通过相应控制器再将操作指令传输给执行机构；各系统传感器再将实时状态信号分别反馈给电机控制器、EMB控制器、转向控制器、电池管理系统及整车控制器，形成闭环反馈控制，实现所述试验平台的整车控制；

所述主动分布式驱动系统，包括四个电机控制器、四个轮毂电机、四个车轮、加速踏板以及轮毂电机传感器；轮毂电机内置的轮毂电机传感器用于检测轮毂电机转速、转矩、温度、电压、电流信息；所述主动分布式驱动系统接收所述整车控制器发送的控制指令，所述整车控制器接收加速踏板传感器以及各系统控制器所传递的CAN信号，识别驾驶意图和当前车况信息，实时计算出期望加速度和总需求力矩，在保证车辆稳定性的前提下，制定四轮驱动转矩分配方式；轮毂电机传感器将实时转速、车辆滑转率信息通过电机控制器反馈给整车控制器，整车控制器根据驾驶意图更新驱动模式，调整驱动力矩和加速度，形成闭环控制，实现四个轮毂电机的独立驱动控制；

所述EMB电子机械式制动系统，包括EMB控制器、四个EMB制动器、制动踏板、轮缸压力传感器以及EMB制动器转角和位移传感器；所述轮缸压力传感器用于检测轮缸制动液压力；所述EMB制动器转角和位移传感器用于检测制动器丝杠-螺母机构转角和位移；所述EMB电子机械式制动系统接收所述整车控制器发送的控制指令，整车控制器通过制动踏板传感器获取踏板开度信号，识别驾驶意图，综合各系统控制器通过CAN总线传递的信息，获取当前车辆运行状态，制定制动控制力矩分配策略，发出相应制动信号给所述EMB电子机械式制动系统，所述EMB电子机械式制动系统将控制指令发给四个EMB制动器，实现四个车轮的独立制动；

所述试验平台还能够实现EMB电子机械式制动与轮毂电机回馈制动的复合制动，共同完成所述试验平台的制动功能；制动过程中，EMB控制器与整车控制器、四个电机控制器、电池管理系统进行协同控制，完成制动能量回馈功能；所述EMB电子机械式制动系统的制动力和制动时间都是由EMB控制器控制，把ABS、TCS、ESP和EPB功能的程序写入EMB控制器当中，可协同轮毂电机制动实现与EMB电子机械式制动的复合制动控制功能；通过轮毂电机传感器和EMB制动器转角和位移传感器再将信号反馈给EMB控制器，通过CAN总线将信息传递给整车控制器，计算出每个车轮的实际制动力矩，生成下一步控制指令，形成闭环控制。

所述主动转向系统，包括转向系统操纵机构和转向执行结构、转向控制器以及转向节转角和转矩传感器；所述转向节转角和转矩传感器用于检测转向节转角和转矩；当转向过程中左右转向轮存在差动现象时，所述整车控制器通过方向盘转角和转矩传感器获取输入转角和方向盘转矩，结合车辆运动状态信息制定转向控制策略，通过CAN总线将信息传递给所述主动转向系统，所述主动转向系统将该信息传给转向控制器和电机控制器，电机控制器控制轮毂电机的力矩输出，对转向助力大小及角度进行修正，实现轮毂电机差动助力转向，同转向执行机构共同完成转向功能；

所述试验平台也可根据复杂车况，在过度转向的情况下，通过转向控制机构和轮毂电机协同转向实现反转向辅助操作，达到主动转向功能；轮毂电机传感器、转向节转角和转矩传感器将实时信号通过电机控制器和转向控制器反馈给整车控制器，生成下一步控制指令，形成闭环控制；

所述动力电池组及电池管理系统包括动力电池组、高压配电箱、DC-DC转换装置和电池管理系统，电池管理系统内置有电压、电流和温度传感器，用于检测动力电池组电压、电流和温度，计算动力电池组的剩余电量SOC值；高压配电箱用于将电池管理系统的输出电量进行输电、配电、电能转换、电量消耗中的通断和保护；DC-DC转换装置用于将高压配电箱输出的高压电转换成低压电，用于各系统控制器和传感器的低压供电；所述动力电池组用于给所述试验平台提供电力；所述电池管理系统通过内置电压、电流和温度传感器实时计算检测动力电池组的剩余电量SOC值，保证所述轮毂电机和其他部件的供电；所述电池管理系统随时检测电池的工作状态，对每个电池单体的技术状态进行检测分析，根据电池的性能差异，选择相应的充电和放电模式，保证电池寿命安全和能量供应；

所述整车车架结构由金属管焊接而成，前部和后部依傍中部车架结构；所述整车车架结构底部呈梯形，底部为桁架结构并铺有平板；所述整车车架结构底部上方呈拱形结构；所述整车车架结构前部装有保险杠，车头位置采用桁架结构，车头前部和两侧留有安装空间；所述整车车架结构后部设有后悬架安装位置以及小型车斗；所述试验平台可根据需要，在所述整车车架结构底部和车斗位置，增加不同配重，改变平台整车重量，调节整车、底盘质心位置；

所述悬架模块，包括前副车架、后副车架、前悬架和后悬架，在所述试验平台整车车架结构前部和后部多处位置安装有副车架吊耳，通过不同副车架安装位置改变前后轴距，适应多种副车架结构，从而适配多种悬架类型；设计副车架时，可根据需要，适当调整轮距，并通过副车架安装位置适当更改前后轴距，使所述试验平台具有适应多种车型试验测试、整车参数可部分调整的功能；前悬架包括麦弗逊式独立悬架模块和双横臂式独立悬架模块；后悬架包括双横臂式独立悬架模块、多连杆式独立悬架模块和扭力梁式半独立悬架模块；且悬架硬点位置可调。

所述轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台的实现方法，其内容包括如下步骤：

步骤1：令试验平台行驶在某特定工况下；

步骤2：驾驶员通过操纵加速踏板、制动踏板和方向盘，进行行车操纵；

步骤3：整车控制器获取加速踏板传感器、制动踏板传感器、方向盘转角和转矩传感器的操纵信号，识别驾驶意图；

步骤4：电池管理系统实时监测动力电池组当前SOC值，判断SOC值是否低于预设的安全阈值SOC1，如果SOC值低于预设的安全阈值SOC1，则判断试验平台无法正常行驶，停止试验；否则，试验平台继续行驶完成试验；

步骤5：整车控制器根据操纵机构传感器信号以及通过CAN总线连接的各控制器传来的信号，确定当前车辆运行状态，根据识别出的驾驶意图，制定相应控制策略，包括主动分布式驱动系统控制策略、EMB电子机械式制动系统控制策略和主动转向系统控制策略，协同控制四个电机控器、EMB控制器和转向控制器；进入驱动模式时，四个电机控制器单独控制相应轮毂电机，改变轮毂电机输出，完成独立驱动轮毂电机或轮毂电机再生制动；进入制动模式时，EMB控制器制定四轮制动控制指令，发送信号给四个EMB制动器，完成EMB制动；转向控制器根据车况信息判断是否转向，由转向执行机构与四个轮毂电机共同完成助力转向和主动转向；

步骤6：各系统执行机构协同完成操作后，通过采集轮毂电机传感器、EMB的轮缸压力传感器、转向节转角和转矩传感器信号，通过电机控制器、EMB控制器、转向控制器将信号反馈给整车控制器，整车控制器获取实时车况信息，通过CAN总线与四个电机控制器、EMB控制器、转向控制器、电池管理系统信息交互，生成下一步控制指令，形成闭环反馈控制；

步骤7：通过驾驶员操作，确定是否停止测试，如果试验平台收到停止运行操作指令，则结束运行，否则返回步骤2。

在步骤5中，所述主动分布式驱动系统控制策略，其内容如下：首先，整车控制器获取加速踏板开度信号，根据当前车况信息，解析驾驶意图，求解出当前车辆所需的加速度和总需求驱动力矩，整车控制器制定四个轮毂电机的力矩分配方式，将信号传递给四个电机控制器，控制四个轮毂电机驱动；然后实时监测车辆滑转率，若滑转率超过设定的滑转率阈值，则通过电机控制器反馈给整车控制器，施加驱动防滑控制，减小相应驱动力矩输出；若未超过滑转率阈值，再检测车辆惯性测量单元的横摆角速度信息，判断是否达到稳定行驶，若稳定性较差，则反馈给整车控制器，实时更新驱动力矩分配，施加附加横摆力矩，实现动力学稳定性控制；若稳定性足够，则检测是否达到目标车速，若未达到驱动目标，将车速信息通过电机控制器反馈给整车控制器，并控制电机控制器继续加大轮毂电机驱动力矩实行驱动控制，加大驱动力矩输出；当达到驱动目标后，结束驱动，维持分布式驱动控制力矩并同步监控整车稳定性情况，将轮毂电机实时转速、车辆滑转率等信息反馈给整车控制器，根据驾驶意图更新驱动模式，调整驱动力矩和加速度，形成闭环控制，实现分布式驱动功能。

在步骤5中，所述EMB电子机械式制动系统控制策略，其内容如下：驾驶员踩下制动踏板，所述试验平台首先检测到车速、制动踏板开度和动力电池组SOC值，整车控制器获取当前车辆状态和操作信号，识别出驾驶意图；整车控制器通过CAN总线与四个电机控制器、EMB控制器、转向控制器、电池管理系统进行信息交互，识别出制动模式，制动模式分为机电复合制动控制和EMB制动控制，机电复合制动包括轮毂电机制动和EMB制动器制动，EMB制动指单独使用EMB制动器制动，根据需求求解出主动分配制动力矩；首先判断当前动力电池组SOC值是否大于设置的阈值SOC2，若当前SOC值大于阈值SOC2，则表示电池电量充足，不需要启动再生制动，整车制动由EMB电子机械式制动系统独立完成，由EMB控制器发送控制指令给EMB制动器，启动制动电机，驱动活塞压缩制动轮缸，制动钳压紧制动盘，完成制动；若电池SOC值低于阈值SOC2，则启用再生制动，由电机控制器和EMB控制器协同控制，进行机电复合制动；再生制动过程中，整车控制器通过四个电机控制器控制轮毂电机进行制动，轮毂电机进行制动能量回馈(经电机控制器、高压配电箱、电池管理系统)，将回馈的制动能量存储到动力电池组中，给电池充电；制动执行之后，检测是否达到稳定行驶，若未达到稳定行驶，则反馈给整车控制器，实时更新制动策略；若达到稳定行驶，再检测车轮是否趋于抱死，若车轮趋于抱死，则反馈给整车控制器，施加防抱死控制；最后检测是否结束制动，反馈给整车控制器，实时更新制动模式及制动力矩大小，形成闭环反馈制动控制。

在步骤5中，所述主动转向系统控制策略，其内容如下：驾驶员转动方向盘，整车控制器获取方向盘转角和转矩传感器信号和车速信号，获取当前车况信息，识别出驾驶意图，根据车速、工况、车辆稳定程度实时信息，由整车控制器判断转向力度，再进一步判断此时转向轮是否存在差动，即左右驱动轮驱动力矩是否相等，若不存在差动，则单独由主动转向系统控制转向，整车控制系统通过CAN总线，将控制指令发送给转向控制器，转向控制器发送控制指令给转向执行机构，完成助力转向；若转向轮之间存在差动，则轮毂电机参与转向，整车控制器制定转向力矩分配控制策略后，通过CAN总线将指令发送给转向控制器和电机控制器，转向控制器发送控制指令给转向执行机构，电机控制器发送控制指令给轮毂电机，由转向执行机构和轮毂电机共同完成差动助力转向；执行转向后，检测车辆是否达到稳定行驶和达到目标转向角度，若未达到稳定行驶和达到目标转向角度，则将实时信息反馈给整车控制器，继续制定主动转向控制策略并发送指令给转向控制器和电机控制器，形成闭环反馈转向控制；若达到目标转向角度，则维持一定力矩保持转向的路感和手感，此后持续监控整车运行状态。

所述悬架模块，其实现方法内容包括如下步骤：

步骤1：根据所述试验平台的试验需求、当前整车车架结构以及所述试验平台当前转向系统结构，在备选的悬架模块中，选定所需的悬架类型并制定该悬架需达到的性能目标；

步骤2：根据转向系统主销几何尺寸、当前轮胎转角等几何约束，在相关三维建模仿真软件中，选取悬架的设计硬点及在整车车架当中的位置坐标，确定悬架的几何尺寸，进行参数优化，确定悬架结构；

步骤3：确定副车架结构，在整车车架上有前后悬架多个安装点，考虑副车架安装点位置和悬架硬点位置，设计副车架结构几何尺寸，并优化副车架结构，提高强度；

步骤4：副车架与悬架机构几何尺寸确定之后，根据机械优化设计理论，设计悬架杆系数目和结构，布置好减振器、缓冲块和弹等位置，防止和其它结构位置干涉并进行强度校核；

步骤5：制造加工副车架和相关悬架结构，完成单个悬架模块。

由于采用上述技术方案，本发明提供的一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台及实现方法，与现有技术相比具有这样的有益效果：

1、本发明试验平台包括整车车架结构、悬架模块，以及通过CAN总线连接起来的整车控制系统、主动分布式驱动系统、主动转向系统、EMB电子机械式制动系统、动力电池组及电池管理系统。各传感器将信号传输给各系统控制器，由整车控制器和其它系统的控制器协同后再发送操作命令，各系统执行机构再完成操作，驱动整车稳定行驶。因此，本发明的试验平台非常符合当前轮毂电机驱动汽车的多项结构特性和系统特性，实现了轮毂电机驱动汽车试验平台多系统功能的集成设计和协同控制，可完成相关部件性能测试、硬件在环仿真等多项试验；

2、本发明试验平台，其悬架系统可实现模块化，根据副车架安装位置，可设计不同副车架结构，搭配不同类型悬架模块结构，完成多种轮毂电机驱动汽车不同悬架类型车辆，增加试验平台的兼容性，前悬架可更换为麦弗逊式独立悬架模块和双横臂式独立悬架模块，后悬架可更换为双横臂式独立悬架模块、多连杆式独立悬架模块和扭力梁式半独立悬架模块；

3、本发明试验平台在制动过程中，由整车控制器、四个电机控制器、电池管理系统协同控制，可完成制动能量回馈功能，整车控制器检测到车辆处于制动状态，发出制动能量回馈信号，使轮毂电机变为发电模式，电量经电机控制器、高压配电器、电池管理系统给电池充电，既提高了制动效果，又节约了能源。

4、本发明试验平台的EMB控制器直接发送指令给EMB制动器，与轮毂电机联合对整车实施制动，集ABS、TCS、ESP、EPB等制动功能于一身，实现各种主动安全性控制；

5、本发明试验平台的主动转向系统，在根据车速对方向盘实施转向助力增加行驶安全外，还可以与整车控制系统协同控制，实现轮毂电机的差动助力转向；

6、本发明试验平台的整车车架结构简单，工艺简洁，扩展性强。

附图说明

图1为本发明一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台的整体结构示意图；

图2为本发明一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台整车车架图；

图3为本发明一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台整车协同控制逻辑图；

图4为本发明主动分布式驱动系统控制策略逻辑图；

图5为本发明EMB电子机械式制动系统控制策略逻辑图；

图6为本发明主动转向系统控制策略逻辑图；

图7为本发明一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台前副车架总成及前悬架麦弗逊式独立悬架模块装配示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明的轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台，包括整车控制系统、主动分布式驱动系统、EMB电子机械式制动系统、主动转向系统、动力电池组及电池管理系统、整车车架结构和悬架模块。

具体如图1所示的本发明一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台的整体结构示意图，其中：轮毂电机1，车轮2，四个电机控制器3，EMB控制器4，整车控制器5，DC-DC转换装置6，四个EMB制动器7，后悬架机构8，动力电池组9，电池管理系统10，高压配电箱11，操纵机构传感器12，转向控制器13，四个制动盘14，转向执行机构15，前悬架机构16。其中各机构装置之间采用多种线型连接，在图1中，高压线采用粗实线，低压线采用细实线，信号线采用虚线，CAN总线采用圆点线。

所述试验平台的车况信息通过相应机构的检测装置采集，所述相应机构的检测装置包括：装配在方向盘上的方向盘转角和转矩传感器，用于检测方向盘转角和转矩；装配在加速踏板上的加速踏板传感器，用于检测加速踏板开度；装配在制动踏板上的制动踏板传感器，用于检测制动踏板开度；装配在整车质心位置的整车惯性测量单元，用于检测整车横摆角度、整车侧倾角和质心侧偏角；轮毂电机1内置有轮毂电机传感器，用于检测轮毂电机1的转速、转矩、温度、电压、电流信息；电池管理系统10内置有电压、电流和温度传感器，用于检测动力电池组9的电压、电流和温度，计算动力电池组9的剩余电量SOC值；装配在EMB制动器7上的轮缸压力传感器，用于检测轮缸制动液压力；装配在EMB制动器7上的转角和位移传感器，用于检测制动器丝杠-螺母机构转角和位移；装配在转向节上的转向节转角和转矩传感器，用于检测转向节转角和转矩。

如图1所示，所述整车控制系统，包括整车控制器5、操纵机构传感器12和通讯系统；所述操纵机构传感器12包括方向盘转角和转矩传感器、加速踏板传感器、制动踏板传感器和整车惯性测量单元；整车控制系统通过通讯系统的CAN总线接收主动分布式驱动系统中四个电机控制器3、EMB电子机械式制动系统中EMB控制器4、主动转向系统中转向控制器13、动力电池组及电池管理系统中电池管理系统10的CAN信号和操纵机构传感器12信号，解析驾驶意图和获取当前试验平台状态信息，一方面根据驾驶员操作识别驾驶意图，另一方面根据各系统控制器交互的车辆信息，做出最优调整，选取最优工作模式，将操作指令发送给主动分布式驱动系统的四个电机控制器3、EMB电子机械式制动系统的EMB控制器4和主动转向系统的转向控制器13，各系统通过相应控制器再将操作指令传输给执行机构；各系统传感器再将实时状态信号分别反馈给电机控制器3、EMB控制器4、转向控制器13、电池管理系统10及整车控制器5，形成闭环反馈控制，实现所述试验平台的整车控制。

如图1所示，所述主动分布式驱动系统，包括四个电机控制器3、四个轮毂电机1、四个车轮2、加速踏板以及轮毂电机传感器；轮毂电机1在结构上与转向节连接，转向节内侧安装有制动盘14和EMB制动器7，轮毂电机1与电机控制器3连接，由电机控制器3控制轮毂电机1的驱动与再生制动。所述整车控制器5接收加速踏板传感器传来的踏板开度信号，根据当前车况信息，识别驾驶意图，计算出期望总需求力矩，在保证车辆稳定性的前提下，制定四轮转矩分配策略；然后通过四个电机控制器3控制四个轮毂电机1驱动。轮毂电机1将实时转速、车辆滑转率等信息通过电机控制器3反馈给整车控制器5，整车控制器5根据驾驶意图更新驱动模式，调整驱动力矩和加速度，形成闭环控制，实现四个轮毂电机1的独立驱动控制。

如图1所示，所述EMB电子机械式制动系统，包括EMB控制器4、四个EMB制动器7、制动踏板、轮缸压力传感器以及EMB制动器转角和位移传感器；所述EMB电子机械式制动系统接收所述整车控制器5发送的控制指令，整车控制器5根据制动踏板传感器信号，识别驾驶的意图，综合各系统控制器通过CAN总线传递的信号，获取当前车辆运行状态，制定制动控制力矩分配策略，发送制动指令给EMB控制器4，EMB控制器4通过控制EMB制动器7分别对四个车轮2进行独立制动；

所述试验平台还能够实现EMB电子机械式制动系统与轮毂电机1再生制动的复合制动，共同完成试验平台的制动功能；制动过程中，EMB电子机械式制动系统可与整车控制器5、电机控制器3协同控制，完成再生制动能量回馈功能；整车控制器5检测车辆处于再生制动模式，发出制动能量回馈指令，轮毂电机1变为发电机，回馈电量经电机控制器3、高压配电箱11、电池管理系统10给动力电池组9充电，实现再生制动；所述EMB制动器7的制动力矩和制动时间都是由EMB控制器4控制，将ABS、TCS、ESP和EPB功能的程序写入整车控制器5当中，可协同轮毂电机1实现主动分布式制动控制功能；通过轮毂电机传感器和EMB制动器转角和位移传感器再将信号反馈给EMB控制器4，通过CAN总线将信息传递给整车控制器5，计算出每个车轮2的实际制动力矩，生成下一步控制指令，形成闭环控制；

如图1所示，所述主动转向系统，包括转向系统操纵机构和转向执行结构15、转向控制器13以及转向节转角和转矩传感器；所述试验平台采用前轮进行转向，前轮又由轮毂电机1进行驱动，故在转向过程中左右驱动轮的驱动力矩不一致会产生附加转向力矩，即差动转向力矩。整车控制器5可通过方向盘角转角传感器和转矩传感器获取方向盘转角和转矩，结合车辆运动状态信息制定转向控制策略，并通过CAN总线将指令传递给转向控制器13和电机控制器3，电机控制器3控制轮毂电机1对转向助力大小及角度进行修正，实现差动助力转向，与转向执行机构15共同完成转向功能；

所述试验平台也可根据复杂车况，在过度转向的情况下，通过转向执行机构15和轮毂电机1协同转向可实现反转向辅助操作，达到主动转向功能。轮毂电机传感器、转向节转角和转矩传感器将实时信号通过电机控制器3和转向控制器13反馈给整车控制器5，生成下一步控制指令，形成闭环控制；

如图1所示，所述动力电池组及电池管理系统，包括动力电池组9、DC-DC转换装置6、高压配电箱11和电池管理系统10，电池管理系统10内置有电压、电流和温度传感器；高压配电箱用于将电池管理系统的输出电量进行输电、配电、电能转换、电量消耗中的通断和保护；DC-DC转换装置用于将高压配电箱输出的高压电转换成低压电，用于各系统控制器和传感器的低压供电；所述动力电池组9用于给所述试验平台提供电力；所述电池管理系统10通过内置电压、电流和温度传感器实时计算检测动力电池组9的剩余电量SOC值，保证所述驱动轮毂电机1和其他设备的供电。所述电池管理系统10与整车控制器5通过CAN交互通讯，实时监测电池的工作状态，对电池的状态进行分析，根据电池的性能差异，选择相应的充电与放电模式，保证整车电池寿命安全和能量供应；

如图2所示，为所述试验平台整车车架结构轴测图，所述整车车架结构由钢管与方管焊接而成，前部和后部依傍中部车架结构，包括前副车架安装位置17-23，33-37，后副车架安装位置25-27,29-31，车架底部32，车架顶部24，车架后部28；

如图2所示，在所述整车车架结构前部焊有前副车架安装位置，17-23，33-37为安装点；加厚钢板18,19焊在前部上方位置，与接触钢管焊接加固，钢板已钻孔，用于前悬架弹簧和减振器安装，承受来自弹簧和减振器的冲击力；安装点36,37焊接在车架前部前方位置，安装点22,34焊接在车架底部，安装点17,20,21,23,33,35焊接在车架前部中间位置；所述前副车架安装位置，留有多处备用安装点，适应于多种副车架安装，实现所述前悬架的模块化；所述整车车架结构前部装有保险杠，车头位置采用钢管焊接成桁架结构，车头前部和两侧焊有等面积钢板，使车架前部和两侧有足够空间，用于安装转向执行机构15、制动系统部件、电机控制器3、轮毂电机1、车轮2等零部件，转向系统中转向器总成与前副车架总成可一起安装在下方；在转向器总成和前副车架总成上方，安装电机控制器3；本发明试验平台特点在于，前悬架可模块化，即安装点的位置固定，根据悬架类型，设计副车架结构，悬架类型可更换为麦弗逊式独立悬架模块和双横臂式独立悬架模块；图7为悬架模块安装示例，在车架上装配的前副车架总成38，麦弗逊式独立悬架模块39；

如图2所示，在所述整车车架结构后部焊有后悬架安装位置，25-27,29-31为安装点；加厚钢板26,27焊接在由中部车架延伸出的钢管上，用于弹簧和减振器的上方安装，承受来自弹簧和减振器的冲击力；安装位置29,30焊接在由车架中部延伸出的钢管上，处于中部偏下位置，安装点29为备用安装位置，根据悬架类型，适应于多种副车架安装；安装点25,31焊接在车架底部钢管上；在车架后部，设计有方管和钢板焊接的车斗28；本试验平台后副车架设计与前副车架设计相似，后悬架可模块化，根据需求安装不同种类的悬架，可更换成双横臂式独立悬架模块、多连杆式悬架模块以及扭力梁式悬架模块。

如图2所示，所述所述整车车架结构中部底板32呈梯形，底部32为桁架结构并铺有平板，用于承重EMB控制器4、整车控制器5、DC-DC转换装置6、动力电池组9、电池管理系统10、高压配电箱11、转向控制器13、操纵机构、驾驶座位及乘员；所述试验平台车架底部上部24呈拱形结构，保证安装各机构足够的空间；所述试验平台可根据要求，在底板32和车斗28位置，增加不同配重，改变平台整车重量，调节整车、底盘质心位置；设计副车架时，可根据要求，适当调整轮距，并通过副车架安装位置适当更改前后轴距，使所述试验平台具有适应多种车型试验测试、整车参数可部分调整的功能；

所述轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台的实现方法，如图3所示，其内容包括如下步骤：

步骤1：令试验平台行驶在某特定工况下；

步骤2：驾驶员通过操纵加速踏板、制动踏板、方向盘，进行行车操纵；

步骤3：整车控制器5获取加速踏板传感器、制动踏板传感器、方向盘转角和转矩传感器操纵信号，识别驾驶意图；

步骤4:电池管理系统10实时监测当前动力电池组9的SOC值，判断SOC值是否低于预设的安全阈值SOC1，如果SOC值低于预设的安全阈值SOC1，则判断试验平台无法正常行驶，停止试验；否则，试验平台继续行驶完成试验；

步骤5:整车控制器5根据操纵机构传感器12接收信号以及通过CAN总线连接的四个电机控制器3、EMB控制器4、转向系统控制器13、电池管理系统10传来的信号，确定当前车辆运行状态，制定相应控制策略，包括主动分布式驱动系统控制策略、EMB电子机械式制动系统控制策略和主动转向系统控制策略，协同控制四个电机控器3、EMB控制器4、转向控制器13；进入驱动模式时，电机控制器3单独控制相应轮毂电机1，改变电机力矩输出，完成独立驱动电机或电机再生制动；进入制动模式时，EMB控制器4制定四轮制动控制指令，发送给四个独立EMB执行器7，完成EMB制动；转向控制器13根据车况信息判断是否转向，由转向执行机构15和轮毂电机1共同完成助力转向和主动转向；

步骤6:各系统执行机构协同完成操作后，轮毂电机1的轮速传感器，EMB执行器4的轮缸压力传感器，转向节转角和转矩传感器，通过电机控制器3、EMB控制器4、转向系统控制器13将信号反馈给整车控制器5，整车控制器5获取实时车况信息，通过CAN总线与四个电机控制器3、EMB控制器4、转向控制器13、电池管理系统10信息交互，生成下一步控制指令，形成闭环反馈控制；

步骤7:通过驾驶员操作确定是否停止试验平台测试，如果试验平台收到停止运行指令，则试验平台结束运行，否则返回步骤2。

如图4所示，所述主动分布式驱动系统控制策略为：首先，整车控制器5获取加速踏板开度信号和当前车况信息，解析驾驶意图，求解出当前车辆所需的加速度和总需求驱动力矩，整车控制器5制定四个轮毂电机4的力矩分配策略，将指令发送给四个电机控制器3，控制四个轮毂电机1驱动；然后，实时监测车辆滑转率，若滑转率超过设定的滑转率阈值，则通过电机控制器3反馈给整车控制器5，施加驱动防滑控制，减小相应驱动力矩输出；若未超过滑转率阈值，再检测车辆惯性测量单元的横摆角速度等信息，判断是否达到行驶稳定，若稳定性较差，则反馈给整车控制器5，实时更新驱动力矩分配，施加附加横摆力矩，实现动力学稳定性控制；若稳定性足够，则检测是否达到目标车速，若未达到驱动目标，将车速信息通过电机控制器3反馈给整车控制器5，并控制电机控制器3继续加大轮毂电机1驱动力矩实行驱动控制，加大驱动力矩输出；当达到驱动目标后，结束驱动，维持分布式驱动控制力矩并同步监控整车稳定性情况，将轮毂电机1实时转速、车辆滑转率等信息反馈给整车控制器5，根据驾驶意图更新驱动模式，调整驱动力矩和加速度，形成闭环控制，实现分布式驱动功能。

如图5所示，所述EMB电子机械式制动系统控制策略为：驾驶员踩下制动踏板，试验平台首先检测车速、制动踏板开度和动力电池组9的SOC值，整车控制器5获取当前车辆状态和操作信号，识别出驾驶意图。整车控制器5通过CAN总线与四个电机控制器3、EMB控制器4、电池管理系统10进行信息交互，识别出制动模式，制动模式分为机电复合制动控制和EMB制动控制，机电复合制动控制包括轮毂电机1制动和EMB制动器7制动，EMB制动控制指单独使用EMB制动器7制动，根据需求求解出主动分配制动力矩。首先判断当前动力电池组9的SOC值是否大于设置的阈值SOC2，若当前SOC值大于阈值SOC2，则表示电池电量较充足，不需要启动再生制动功能，制动由EMB电子机械式制动系统独立完成，由EMB控制器4发送控制指令给EMB制动器7，启动制动电机，驱动活塞压缩制动轮缸，制动钳压紧制动盘14，完成制动；若电池SOC值低于阈值SOC2，则启用再生制动，由电机控制器和EMB控制器协同控制，进行机电复合制动；再生制动过程中，整车控制器5通过四个电机控制器3控制轮毂电机1进行制动，轮毂电机1进行制动能量回馈，经电机控制器3、高压配电器11、电池管理系统10，将回馈的制动能量存储到动力电池组9中，给电池充电；制动执行之后，检测是否达到稳定行驶，若未达到稳定行驶，则反馈给整车控制器5，实时更新制动策略；若达到稳定行驶，再检测车轮2是否趋于抱死，若车轮2趋于抱死，则反馈给整车控制器5，施加防抱死控制；最后检测是否结束制动，反馈给整车控制器5，实时更新制动模式及制动力矩大小，形成闭环反馈制动控制。

如图6所示，所述主动转向系统控制策略为：驾驶员转动方向盘，整车控制器5获取方向盘转角和扭矩传感器、车速等信号，获取当前车况信息，信息经过处理后，根据车速、工况、车辆稳定程度等实时信息，由整车控制器5判断转向力度，再进一步判断此时转向轮是否存在差动，即左右驱动轮驱动力矩是否相等，若不存在差动，则单独由主动转向系统控制转向，整车控制系统通过CAN总线，将控制指令发送给转向控制器13，转向控制器13发送控制指令给转向执行机构15，完成助力转向；若转向轮之间存在差动，则轮毂电机1参与转向，整车控制器5制定转向力矩分配控制策略后，通过CAN总线将指令发送给转向控制器13和电机控制器3，转向系统控制器发送控制指令给转向执行机构15，电机控制器3发送控制指令给轮毂电机1，由转向执行机构15和轮毂电机1共同完成差动助力转向；执行转向后，检测车辆是否达到稳定行驶和达到目标转向角度，若未达到稳定行驶和目标转向角度，则将实时信息反馈给整车控制器5，继续制定主动转向控制策略并发送指令给转向控制器13和电机控制器3，形成闭环反馈转向控制；若达到目标转向角度，则维持一定力矩保持转向的路感和手感，此后持续监控整车运行状态。

所述轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台，其悬架模块的实现方法，步骤如下：

步骤1：根据所述试验平台的试验需求、当前整车车架结构以及所述试验平台当前转向系统结构，在备选的悬架模块中，选定所需的悬架类型，并制定该悬架需达到的性能目标；

步骤2：根据转向系统主销几何尺寸、当前轮胎转角等几何约束，在相关三维建模仿真软件中，选取悬架的设计硬点及在整车车架当中的位置坐标，确定悬架的几何尺寸，进行参数优化，确定悬架结构；

步骤3：确定副车架结构，在整车车架上有前后悬架安装点，考虑副车架安装点位置和悬架硬点位置，设计副车架结构几何尺寸，并优化副车架结构，提高强度；

步骤4:副车架与悬架机构几何尺寸确定之后，根据机械优化设计理论，设计悬架杆系数目和结构，布置好减振器、缓冲块和弹等位置，防止和其它结构位置干涉，并进行强度校核；

步骤5:制造加工副车架和相关悬架结构，完成单个悬架模块。

如图7所示，为前悬架模块的安装示例，经设计加工后，装配在车架上的前副车架总成38，麦弗逊式独立悬架模块39；

以上所述实施方案仅为本发明轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台的优选实施方式，优选实施方式不应该视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书所限定的范围为准。对于本领域技术的人员，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台，其特征在于：包括整车控制系统、主动分布式驱动系统、EMB电子机械式制动系统、主动转向系统、动力电池组及电池管理系统、整车车架结构和悬架模块；

所述整车控制系统，包括整车控制器、操纵机构传感器和通讯系统；所述操纵机构传感器包括方向盘转角和转矩传感器、加速踏板传感器、制动踏板传感器和整车惯性测量单元；所述方向盘转角和转矩传感器用于检测方向盘转角和转矩；所述加速踏板传感器用于检测加速踏板开度；所述制动踏板传感器用于检测制动踏板开度；所述整车惯性测量单元用于检测整车横摆角度、整车侧倾角和质心侧偏角；整车控制系统通过通讯系统的CAN总线接收主动分布式驱动系统中四个电机控制器、EMB电子机械式制动系统中EMB控制器、主动转向系统中转向控制器、动力电池组及电池管理系统中电池管理系统的CAN信号和操纵机构传感器信号，解析驾驶意图和获取当前试验平台状态信息，一方面根据驾驶员操作识别驾驶意图，另一方面根据各系统控制器交互的车辆信息，做出最优调整，选取最优工作模式，将操作指令发送给主动分布式驱动系统的四个电机控制器、EMB电子机械式制动系统的EMB控制器和主动转向系统的转向控制器，各系统通过相应控制器再将操作指令传输给执行机构；各系统传感器再将实时状态信号分别反馈给电机控制器、EMB控制器、转向控制器、电池管理系统及整车控制器，形成闭环反馈控制，实现所述试验平台的整车控制；

所述主动分布式驱动系统，包括四个电机控制器、四个轮毂电机、四个车轮、加速踏板以及轮毂电机传感器；轮毂电机内置的轮毂电机传感器用于检测轮毂电机转速、转矩、温度、电压、电流信息；所述主动分布式驱动系统接收所述整车控制器发送的控制指令，所述整车控制器接收加速踏板传感器以及各系统控制器所传递的CAN信号，识别驾驶意图和当前车况信息，实时计算出期望加速度和总需求力矩，在保证车辆稳定性的前提下，制定四轮驱动转矩分配方式；轮毂电机传感器将实时转速、车辆滑转率信息通过电机控制器反馈给整车控制器，整车控制器根据驾驶意图更新驱动模式，调整驱动力矩和加速度，形成闭环控制，实现四个轮毂电机的独立驱动控制；

所述EMB电子机械式制动系统，包括EMB控制器、四个EMB制动器、制动踏板、轮缸压力传感器以及EMB制动器转角和位移传感器；所述轮缸压力传感器用于检测轮缸制动液压力；所述EMB制动器转角和位移传感器用于检测制动器丝杠-螺母机构转角和位移；所述EMB电子机械式制动系统接收所述整车控制器发送的控制指令，整车控制器通过制动踏板传感器获取踏板开度信号，识别驾驶意图，综合各系统控制器通过CAN总线传递的信息，获取当前车辆运行状态，制定制动控制力矩分配策略，发出相应制动信号给所述EMB电子机械式制动系统，所述EMB电子机械式制动系统将控制指令发给四个EMB制动器，实现四个车轮的独立制动；

所述主动转向系统，包括转向系统操纵机构和转向执行结构、转向控制器以及转向节转角和转矩传感器；所述转向节转角和转矩传感器用于检测转向节转角和转矩；当转向过程中左右转向轮存在差动现象时，所述整车控制器通过方向盘转角和转矩传感器获取输入转角和方向盘转矩，结合车辆运动状态信息制定转向控制策略，通过CAN总线将信息传递给所述主动转向系统，所述主动转向系统将该信息传给转向控制器和电机控制器，电机控制器控制轮毂电机的力矩输出，对转向助力大小及角度进行修正，实现轮毂电机差动助力转向，同转向执行机构共同完成转向功能；

所述试验平台也可根据复杂车况，在过度转向的情况下，通过转向控制机构和轮毂电机协同转向实现反转向辅助操作，达到主动转向功能；轮毂电机传感器、转向节转角和转矩传感器将实时信号通过电机控制器和转向控制器反馈给整车控制器，生成下一步控制指令，形成闭环控制；

所述动力电池组及电池管理系统包括动力电池组、高压配电箱、DC-DC转换装置和电池管理系统，电池管理系统内置有电压、电流和温度传感器，用于检测动力电池组电压、电流和温度，计算动力电池组的剩余电量SOC值；高压配电箱用于将电池管理系统的输出电量进行输电、配电、电能转换、电量消耗中的通断和保护；DC-DC转换装置用于将高压配电箱输出的高压电转换成低压电，用于各系统控制器和传感器的低压供电；所述动力电池组用于给所述试验平台提供电力；所述电池管理系统通过内置电压、电流和温度传感器实时计算检测动力电池组的剩余电量SOC值，保证所述轮毂电机和其他部件的供电；所述电池管理系统随时检测电池的工作状态，对每个电池单体的技术状态进行检测分析，根据电池的性能差异，选择相应的充电和放电模式，保证电池寿命安全和能量供应；

所述整车车架结构由金属管焊接而成，前部和后部依傍中部车架结构；所述整车车架结构底部呈梯形，底部为桁架结构并铺有平板；所述整车车架结构底部上方呈拱形结构；所述整车车架结构前部装有保险杠，车头位置采用桁架结构，车头前部和两侧留有安装空间；所述整车车架结构后部设有后悬架安装位置以及小型车斗；所述试验平台可根据需要，在所述整车车架结构底部和车斗位置，增加不同配重，改变平台整车重量，调节整车、底盘质心位置；

所述悬架模块，包括前副车架、后副车架、前悬架和后悬架，在所述试验平台整车车架结构前部和后部多处位置安装有副车架吊耳，通过不同副车架安装位置改变前后轴距，适应多种副车架结构，从而适配多种悬架类型；可根据需要适当调整轮距，并通过副车架安装位置适当更改前后轴距，使所述试验平台具有适应多种车型试验测试、整车参数可部分调整的功能；前悬架包括麦弗逊式独立悬架模块和双横臂式独立悬架模块；后悬架包括双横臂式独立悬架模块、多连杆式独立悬架模块和扭力梁式半独立悬架模块；且悬架硬点位置可调。

2.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台，其特征在于：所述试验平台还能够实现EMB电子机械式制动与轮毂电机回馈制动的复合制动，共同完成所述试验平台的制动功能；制动过程中，EMB控制器与整车控制器、四个电机控制器、电池管理系统进行协同控制，完成制动能量回馈功能；所述EMB电子机械式制动系统的制动力和制动时间都是由EMB控制器控制，把ABS、TCS、ESP和EPB功能的程序写入EMB控制器当中，可协同轮毂电机制动实现与EMB电子机械式制动的复合制动控制功能；通过轮毂电机传感器和EMB制动器转角和位移传感器再将信号反馈给EMB控制器，通过CAN总线将信息传递给整车控制器，计算出每个车轮的实际制动力矩，生成下一步控制指令，形成闭环控制。

3.根据权利要求1所述的轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台，其特征在于：悬架模块的实现方法，其内容包括如下步骤：

步骤1：根据所述试验平台的试验需求、当前整车车架结构以及所述试验平台当前转向系统结构，在备选的悬架模块中，选定所需的悬架类型并制定该悬架的需达到的性能目标；

步骤2：根据转向系统主销几何尺寸、当前轮胎转角等几何约束，在相关三维建模仿真软件中，选取悬架的设计硬点及在整车车架当中的位置坐标，确定悬架的几何尺寸，进行参数优化，确定悬架结构；

步骤3：确定副车架结构，在整车车架上有前后悬架多个安装点，考虑副车架安装点位置和悬架硬点位置，设计副车架结构几何尺寸，并优化副车架结构，提高强度；

步骤4：副车架与悬架机构几何尺寸确定之后，根据机械优化设计理论，设计悬架杆系数目和结构，布置好减振器、缓冲块和弹等位置，防止和其它结构位置干涉并进行强度校核；

步骤5：制造加工副车架和相关悬架结构，完成单个悬架模块。

4.根据权利要求1或2或3所述的轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台的实现方法，其特征在于：该方法内容包括如下步骤：

步骤1：令试验平台行驶在某特定工况下；

步骤2：驾驶员通过操纵加速踏板、制动踏板和方向盘，进行行车操纵；

步骤3：整车控制器获取加速踏板传感器、制动踏板传感器、方向盘转角和转矩传感器的操纵信号，识别驾驶意图；

步骤4：电池管理系统实时监测动力电池组当前SOC值，判断SOC值是否低于预设的安全阈值SOC1，如果SOC值低于预设的安全阈值SOC1，则判断试验平台无法正常行驶，停止试验；否则，试验平台继续行驶完成试验；

步骤5：整车控制器根据操纵机构传感器信号以及通过CAN总线连接的各控制器传来的信号，确定当前车辆运行状态，根据识别出的驾驶意图，制定相应控制策略，包括主动分布式驱动系统控制策略、EMB电子机械式制动系统控制策略和主动转向系统控制策略，协同控制四个电机控器、EMB控制器和转向控制器；进入驱动模式时，四个电机控制器单独控制相应轮毂电机，改变轮毂电机输出，完成独立驱动轮毂电机或轮毂电机再生制动；进入制动模式时，EMB控制器制定四轮制动控制指令，发送信号给四个EMB制动器，完成EMB制动；转向控制器根据车况信息判断是否转向，由转向执行机构与四个轮毂电机共同完成助力转向和主动转向；

步骤6：各系统执行机构协同完成操作后，通过采集轮毂电机传感器、EMB的轮缸压力传感器、转向节转角和转矩传感器信号，通过电机控制器、EMB控制器、转向控制器将信号反馈给整车控制器，整车控制器获取实时车况信息，通过CAN总线与四个电机控制器、EMB控制器、转向控制器、电池管理系统信息交互，生成下一步控制指令，形成闭环反馈控制；

步骤7：通过驾驶员操作，确定是否停止测试，如果试验平台收到停止运行操作指令，则结束运行，否则返回步骤2。

5.根据权利要求4所述的轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台的实现方法，其特征在于：在步骤5中，所述主动分布式驱动系统控制策略，其内容如下：首先，整车控制器获取加速踏板开度信号，根据当前车况信息，解析驾驶意图，求解出当前车辆所需的加速度和总需求驱动力矩，整车控制器制定四个轮毂电机的力矩分配方式，将信号传递给四个电机控制器，控制四个轮毂电机驱动；然后实时监测车辆滑转率，若滑转率超过设定的滑转率阈值，则通过电机控制器反馈给整车控制器，施加驱动防滑控制，减小相应驱动力矩输出；若未超过滑转率阈值，再检测车辆惯性测量单元的横摆角速度信息，判断是否达到稳定行驶，若稳定性较差，则反馈给整车控制器，实时更新驱动力矩分配，施加附加横摆力矩，实现动力学稳定性控制；若稳定性足够，则检测是否达到目标车速，若未达到驱动目标，将车速信息通过电机控制器反馈给整车控制器，并控制电机控制器继续加大轮毂电机驱动力矩实行驱动控制，加大驱动力矩输出；当达到驱动目标后，结束驱动，维持分布式驱动控制力矩并同步监控整车稳定性情况，将轮毂电机实时转速、车辆滑转率等信息反馈给整车控制器，根据驾驶意图更新驱动模式，调整驱动力矩和加速度，形成闭环控制，实现分布式驱动功能。

6.根据权利要求4所述的轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台的实现方法，其特征在于：在步骤5中，所述EMB电子机械式制动系统控制策略，其内容如下：驾驶员踩下制动踏板，所述试验平台首先检测到车速、制动踏板开度和动力电池组SOC值，整车控制器获取当前车辆状态和操作信号，识别出驾驶意图；整车控制器通过CAN总线与四个电机控制器、EMB控制器、转向控制器、电池管理系统进行信息交互，识别出制动模式，制动模式分为机电复合制动控制和EMB制动控制，机电复合制动包括轮毂电机制动和EMB制动器制动，EMB制动指单独使用EMB制动器制动，根据需求求解出主动分配制动力矩；首先判断当前动力电池组SOC值是否大于设置的阈值SOC2，若当前SOC值大于阈值SOC2，则表示电池电量充足，不需要启动再生制动，整车制动由EMB电子机械式制动系统独立完成，由EMB控制器发送控制指令给EMB制动器，启动制动电机，驱动活塞压缩制动轮缸，制动钳压紧制动盘，完成制动；若电池SOC值低于阈值SOC2，则启用再生制动，由电机控制器和EMB控制器协同控制，进行机电复合制动；再生制动过程中，整车控制器通过四个电机控制器控制轮毂电机进行制动，轮毂电机进行制动能量回馈(经电机控制器、高压配电箱、电池管理系统)，将回馈的制动能量存储到动力电池组中，给电池充电；制动执行之后，检测是否达到稳定行驶，若未达到稳定行驶，则反馈给整车控制器，实时更新制动策略；若达到稳定行驶，再检测车轮是否趋于抱死，若车轮趋于抱死，则反馈给整车控制器，施加防抱死控制；最后检测是否结束制动，反馈给整车控制器，实时更新制动模式及制动力矩大小，形成闭环反馈制动控制。

7.根据权利要求4所述的轮毂电机驱动汽车集成设计与协同控制试验平台的实现方法，其特征在于：在步骤5中，所述主动转向系统控制策略，其内容如下：驾驶员转动方向盘，整车控制器获取方向盘转角和转矩传感器信号和车速信号，获取当前车况信息，识别出驾驶意图，根据车速、工况、车辆稳定程度实时信息，由整车控制器判断转向力度，再进一步判断此时转向轮是否存在差动，即左右驱动轮驱动力矩是否相等，若不存在差动，则单独由主动转向系统控制转向，整车控制系统通过CAN总线，将控制指令发送给转向控制器，转向控制器发送控制指令给转向执行机构，完成助力转向；若转向轮之间存在差动，则轮毂电机参与转向，整车控制器制定转向力矩分配控制策略后，通过CAN总线将指令发送给转向控制器和电机控制器，转向控制器发送控制指令给转向执行机构，电机控制器发送控制指令给轮毂电机，由转向执行机构和轮毂电机共同完成差动助力转向；执行转向后，检测车辆是否达到稳定行驶和达到目标转向角度，若未达到稳定行驶和达到目标转向角度，则将实时信息反馈给整车控制器，继续制定主动转向控制策略并发送指令给转向控制器和电机控制器，形成闭环反馈转向控制；若达到目标转向角度，则维持一定力矩保持转向的路感和手感，此后持续监控整车运行状态。