节能环保是当今汽车工业的重要发展方向,特别是党中央提出建设“生态文明”,更使得城市交通领域中汽车的污染问题成为大家关注的热点。为此,本文以轮毂电机四轮独立驱动电动汽车为研究对象,构建了城市道路行驶工况,提出了面向工况识别的节能控制策略,开展了轮毂电机四轮独立驱动电动汽车建模、仿真、动力特性测试、试验平台开发、工况验证等方面的研究,对电动汽车节能控制具有较高的学术意义和工程应用价值。以深圳市为例,针对人口密集型城市,综合考虑人口密度、车辆密度、车均市政道路面积等城市交通密集度指数,提出了一种基于K-均值聚类算法的城市道路行驶工况构建方法。采用自主行驶法选定时间、车辆、驾驶员和采集设备开展实验数据采集,针对采集获得的数据进行滤波等预处理,采用主成分分析法对选取特征参数进行分析、降维,确定3个参数利用K-均值聚类算法将数据分为五类,参考NEDC工况和WLTC工况,针对人口密集型城市特点基于聚类中心选取四个拥堵工况片段和一个快速路工况片段组成城市道路行驶工况。偏差分析表明该方法有效地解决了人口密集型城市道路行驶工况的构建问题。开发了驱动电机测试平台和整车动力学仿真平台,提出了一种基于驱动模拟加载装置的驱动电机特性测试方法。本文开发的驱动电机测试平台由驱动轮装置、垂直加载装置、信号采集装置等组成。被测电机拖动驱动轮装置,垂直加载装置模拟负载,信号采集装置采集实验数据后,经滤波处理得到驱动电机的外特性参数和效率MAP图模型。然后基于测试所得电机动力特性参数及整车动力学参数,在AVL CRUISE软件中建立针对城市行驶工况的四轮驱动电动汽车仿真平台,在该平台上针对城市行驶工况进行两驱和四驱形式的仿真,对比分析能量消耗选择典型工况片段下更节能的驱动形式,为节能控制策略奠定基础。提出了基于遗传K-均值聚类算法的工况识别分层节能控制策略。该控制策略在架构上包括车辆二驱/四驱形式选择层和电机转矩分配层两个层级,其中车辆二驱/四驱形式选择层采用遗传算法和K-均值聚类算法针对车辆行驶数据实时识别其所处典型工况,将典型工况对应的驱动形式预存在控制器中,根据工况识别结果即时选择较为节能的二驱或四驱的整车驱动形式。当需要采用四驱时,电机转矩分配层提出了一种基于前后电机总损失功率进行转矩优化的四驱节能分配策略,进一步降低整车功耗。整个分层节能控制策略的核心是确保车辆行驶过程中电机尽量工作在高效率区,通过实时识别车辆行驶工况可快速选择节能驱动形式,该策略执行效率高、节能效果明显。设计并制作了一个具有自主知识产权的线控四轮驱动电动汽车试验平台,详细介绍了试验平台总体方案、硬件、软件、通信、驱动控制系统。结合深圳市道路行驶工况数据,基于聚类中心参数提出了一种等效工况试验方法,该试验方法中等效工况由匀加速段、匀速段、匀减速段和怠速段等组成,等效工况的主成分参数与本文所构建工况的聚类中心相同,确保等效工况主要特征与所构建工况一致。电动汽车试验平台在底盘测功机进行试验,证明等效工况试验结果与仿真结果一致,验证了等效工况试验方法的有效性。图98幅,表23个,参考文献143篇。