Development of the simulation model for testing the axial torque distribution in an electric vehicle with the dual-motor layout

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

BACKGROUND: The market of vehicles using electricity as an energy source demonstrates significant growth. Currently, there are more than twenty million electric vehicles worldwide. Leading manufacturers give the high priority to development of electric transport due to lower vehicle service costs, ease of driving as well as zero emissions in environment and almost complete noiselessness at motion. In addition, using the full-wheel drive in an electric vehicle makes it possible to improve off-road capability, ensures more balanced chassis control, precise following the path and constant accuracy of steering.

AIMS: Ensuring increase in vehicle course stability, delivering the maximal torque regarding vehicle motion conditions and slip control in dual-motor layouts of electric vehicles.

METHODS: In order to solve the given task, implementation of the special-purpose algorithm of torque distribution between driving axles of an electric vehicle is assumed. The paper presents the development of the simulation model of a vehicle, built in the Simcenter Amesim software and considering dynamic properties and features of the vehicle. This model was implemented into the Labcar hardware-in-the-loop facility.

RESULTS: The simulation result is comparison with the data obtained during ground testing of the prototype and confirming the aim of simulation model development, in particular the capability of revision and preliminary setting up the algorithm of torque distribution between driving axles of a vehicle.

CONCLUSIONS: Based on the results of the testing of the developed facility, it can be concluded that the developed simulation facility is suitable for solving the simulation tasks including research, debugging and primary calibrations of the algorithm of torque distribution between driving axles of a full-wheel driven electric vehicle. The errors at simulation of operation modes relevant to longitudinal and lateral dynamics of the prototype is no more than 7.5% that complies with the simulation aims.

About the authors

Maxim D. Mizin

Central Scientific and Research Institute of Automobiles and Automotive Engines NAMI

Author for correspondence.
Email: maxim.mizin@nami.ru
ORCID iD: 0009-0008-5097-0861
SPIN-code: 2110-3762

Head of Laboratory Calibration Section of High Voltage Systems

Russian Federation, Moscow

Andrey N. Malyshev

Central Scientific and Research Institute of Automobiles and Automotive Engines NAMI

Email: andrey.malyshev@nami.ru
ORCID iD: 0000-0003-0233-0348
SPIN-code: 6196-3162

Head of the Hybrid Vehicle Calibrations Department

Russian Federation, Moscow

Alexander M. Zavatsky

Central Scientific and Research Institute of Automobiles and Automotive Engines NAMI

Email: aleksandr.zavatskiy@nami.ru
ORCID iD: 0000-0003-0616-1350
SPIN-code: 9509-1069

Design Engineer of the Hybrid Vehicle Calibrations Department

Russian Federation, Moscow

Vladimir V. Debelov

Central Scientific and Research Institute of Automobiles and Automotive Engines NAMI

Email: vladimir.debelov@nami.ru
ORCID iD: 0000-0001-6050-0419
SPIN-code: 8701-7410

Cand. Sci. (Tech.), Head of the Software Technologies Department

Russian Federation, Moscow

References

  1. Nibert J, Herniter ME, Chambers Z. Model-Based System Design for MIL, SIL, and HIL. World Electr. Veh. J. 2012;5(4):1121–1130. doi: 10.3390/wevj5041121
  2. Husainov A.Sh. Ekspluatacionnie svoistva avtomobilya: uchebnoe posobie. Ul’janovsk, UlGTU, 2011.
  3. Larin VV. Theory of movement of all-wheel drive wheeled vehicles: a textbook. Moscow: MGTU im NE Baumana, 2010.
  4. Pasejka HB. Tyre and Vehicle Dynamics. Elsevier Ltd; 2012. doi: 10.1016/C2010-0-68548-8
  5. Kalachev YuN. Vector regulation (practice notes). Moscow: MEI; 2013. (In Russ.).
  6. Malyshev A.N, Grunenkov Ye.A, Debelov V.V, et al. Simulation of the insulation monitoring system of the high-voltage electrical network of a vehicle with a hybrid power plant. Izvestiya MGTU MAMI. 2021; 15(2); 36–50. doi: 10.31992/2074-0530-2021-48-2-36-50
  7. Bendat J, Pearsol A. Measurement and analysis of random processes. Moscow: Mir; 1971. (In Russ.).
  8. Poon JJ, Kinsy MA, Pallo NA, et al. Hardware-in-the-Loop Testing for Electric Vehicle Drive Applications. In: 2012 Twenty-Seventh Annual IEEE Applied Power Electronics Conference and Exposition (APEC). Orlando: IEEE; 2012. doi: 10.1109/APEC.2012.6166186

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Architecture of the model of a vehicle.

Download (431KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Variables calculated for the module of inertia properties and suspension kinematics.

Download (130KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The simplified scheme of suspension: А1 — the point fixed to the body; А1’ — the point moving along the z1 axis in the body reference frame; А2 — the point of real wheel center.

Download (140KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Main view of the “Magic formula” curve.

Download (37KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Architecture of the HiL test bench.

Download (287KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. The WLTC cycle results comparison.

Download (414KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. The comparison of results of the “single lane change” maneuver with low friction coefficient.

Download (437KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. The comparison of results of moving around the testing track with variable velocity.

Download (450KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».