基于輪邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車的饋能型懸架綜合性能研究.pdf

1、為了滿足乘坐舒適、安全可靠、操縱方便、環(huán)保節(jié)能和人類不斷實(shí)現(xiàn)完美的追求，汽車產(chǎn)品己經(jīng)由初期的完全機(jī)械式發(fā)展到現(xiàn)在的融合機(jī)械、電子、材料、控制等多種學(xué)科和科技新成果應(yīng)用的階段，而且功能越來(lái)越強(qiáng)，可靠性越來(lái)越高，正朝著電動(dòng)車和智能車的方向發(fā)展。作為電動(dòng)車發(fā)展的一個(gè)獨(dú)特方向，輪邊驅(qū)動(dòng)被視為電動(dòng)汽車的最終驅(qū)動(dòng)形式，但由于其特殊的驅(qū)動(dòng)形式，使得整車非簧載質(zhì)量明顯增加，這不僅影響汽車平順性，也降低行駛安全性。與之相矛盾的是人們對(duì)電動(dòng)車能量效率以及乘

2、坐舒適性和行駛安全性的要求又與日俱增。因此，與輪邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車的乘坐舒適性、操縱穩(wěn)定性和行駛安全性能密切相關(guān)的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和主動(dòng)懸架系統(tǒng)及其綜合控制己成為汽車工程領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文結(jié)合國(guó)內(nèi)外輪邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車研究現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題，以饋能型電磁懸架為中心，從車輛動(dòng)力學(xué)理論分析的角度出發(fā)，研究開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)垂向激勵(lì)對(duì)輪邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車動(dòng)力學(xué)性能的影響，分析電磁主動(dòng)懸架的饋能規(guī)律，采用饋能懸架對(duì)輪轂電機(jī)的垂向激勵(lì)進(jìn)行抑制，并實(shí)現(xiàn)車輛舒適性、安全性和

3、節(jié)能性的綜合控制。具體工作包括以下幾個(gè)方面：
　　①分析了整車各運(yùn)動(dòng)姿態(tài)在車輛系統(tǒng)坐標(biāo)下對(duì)其整車性能的影響及其相互關(guān)系；采用聯(lián)合工況下的Magic Formular輪胎模型，建立了包含開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)垂向激勵(lì)和主動(dòng)懸架的整車非線動(dòng)力學(xué)耦合模型，并在 MATLAB/SIMULINK環(huán)境下搭建了整車仿真模型。研究了電機(jī)垂向激勵(lì)對(duì)車身振動(dòng)的影響;并確定了電機(jī)垂向激勵(lì)的幅值和頻率的基本特性。最后通過(guò)實(shí)車實(shí)驗(yàn)對(duì)仿真模型及其參數(shù)的正確性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)

4、驗(yàn)證。
　　②在開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)垂向激勵(lì)和車輛基本特性分析的基礎(chǔ)上，以臨界側(cè)翻因子，輪胎力和車身振動(dòng)加速度等作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，討論開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)垂向力對(duì)車輛穩(wěn)定性、舒適性和節(jié)能性的影響。針對(duì)開(kāi)關(guān)磁阻電機(jī)垂向激勵(lì)給輪邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車帶來(lái)的新問(wèn)題，提出借助主動(dòng)懸架的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)考慮輪轂電機(jī)垂向激勵(lì)的懸架控制策略，同時(shí)利用懸架的饋能特性，實(shí)現(xiàn)能量的回收。
　?、垡詢煞N典型的饋能型懸架—饋能型電磁懸架和饋能型磁流變懸架為研究對(duì)象，采用功率流方法分析

5、了饋能型懸架的饋能特性和饋能規(guī)律。建立了饋能型懸架模型及其饋能電路的模型；提出了能量轉(zhuǎn)換量和轉(zhuǎn)換率的量化方法。在此基礎(chǔ)上，比較分析了饋能式主動(dòng)懸架系統(tǒng)、饋能式被動(dòng)懸架系統(tǒng)和最大饋能系統(tǒng)的饋能特性,并在 B、C級(jí)路面下進(jìn)行了仿真對(duì)比分析。最后對(duì)自制的饋能型磁流變懸架進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。
　?、芊治隽藨壹苤鲃?dòng)、半主動(dòng)、被動(dòng)和零能耗四種工作模式的饋能特性。圍繞饋能懸架的饋能潛力；饋能特性與車速和路面的關(guān)系；影響懸架饋能特性的關(guān)鍵參數(shù)和懸架饋

6、能特性與懸架動(dòng)力學(xué)特性的耦合關(guān)系四個(gè)基本問(wèn)題綜合討論了電磁懸架饋能特性對(duì)其動(dòng)力學(xué)性能的影響。分析了饋能型懸架的舒適性、安全性和饋能特性的評(píng)價(jià)指標(biāo)，設(shè)計(jì)了饋能型懸架評(píng)價(jià)系統(tǒng)，明確了懸架饋能特性與舒適性和安全性的關(guān)系。
　?、葆槍?duì)輪邊驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車安全性、舒適性和節(jié)能性之間復(fù)雜的耦合關(guān)系，提出一種基于多目標(biāo)的懸架工作模式及其切換策略。根據(jù)車輛行駛狀態(tài)、儲(chǔ)能情況和路面條件，對(duì)主動(dòng)懸架實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)協(xié)調(diào)控制。為了驗(yàn)證所提出的工作模式及其切換策略的