路面-电磁双激励下电动轮汽车行驶平顺性分析

为研究电动轮车辆系统在路面-电磁双重激励下的振动特性，明确轮毂电机电磁激励对车辆行驶平顺性的影响规律，建立了基于刚性连接结构的轮毂驱动式电动汽车1/4的2-DOF垂向振动动力学模型；考虑路面激励的随机性以及电磁激励的分段周期性，得到了含随机性和周期性的复杂外激励模型；采用时域分析法，得到复杂外激励下电动轮车辆平顺性评价指标即车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷时间历程图，并分析了电磁激励对电动轮汽车平顺性的作用规律。结果表明：轮毂电机电磁激励对各指标的影响程度依次为车身加速度>轮胎动载荷>悬架动挠度；在加速行驶工况下，速度越快电机激励振动冲击越大，对车辆的行驶平顺性和舒适性越为不利。     

考虑弹性支撑边界条件的电动汽车-路面系统机电耦合振动特性分析

轮毂电机驱动电动汽车的簧下质量大导致轮胎动载荷增加，并且电机电磁力和转矩波动对车轮造成电机激励，进一步加剧车轮振动引起垂向振动负效应的问题。鉴于此，考虑电机的电磁激励，建立了电动汽车-路面系统的机电耦合动力学模型，推导了弹性支撑边界条件下路面结构的模态频率和振型表达式，以及路面振动引起的二次激励。计算了简支与弹性支撑边界条件下的路面模态频率，根据频率分布进行了截断阶数选取，并分析了边界条件、电机激励和车速对路面响应的影响。在此基础上，研究了不同行驶速度、路基反应模量及路面不平顺幅值下，激励形式对汽车车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响。结果表明：路面不平顺幅值越小，弹性支撑对路面响应的影响越大，弹性支撑边界条件下的路面响应较小，电机激励会引起路面响应的增加；弹性支撑边界条件下，路面不平顺幅值和路基反应模量越小，考虑路面不平顺、路面二次激励和电机激励的三重综合激励对电动汽车响应的影响越大，激励形式对轮胎动载荷的影响最大，对车身加速度的影响次之，对悬架动挠度的影响最小；电机激励导致轮胎动载荷增加，对路面破坏和寿命产生的负效应不容忽视。所建电动汽车-路面系统机电耦合模型及研究思路可为电动汽车垂向动力学分析提供参考与理论支持。     

轮毂电机驱动电动汽车3种构型的平顺性分析

针对轮毂电机驱动电动汽车3种构型,对其平顺性问题展开研究。分别采用滤波白噪声方法和三角形凸块描述随机路面激励和脉冲路面激励。建立了轮毂电机驱动电动汽车3种构型的振动模型,确定了相应的平顺性评价指标。在随机路面和脉冲路面下,采用Matlab/Simulink仿真了轮毂电机驱动电动汽车3种构型的平顺性。研究结果表明,具有吸振结构的构型2和具有悬置结构的构型3与传统悬架的构型1相比,降低了轮毂电机驱动电动汽车随机路面和脉冲路面的平顺性评价指标。     

脉冲路面下轮毂电机偏心对电动汽车平顺性影响

为了分析脉冲路面下轮毂电机偏心对电动汽车平顺性的影响,给出了脉冲路面车轮激励和开关磁阻电机激励的表示。建立了考虑轮毂电机质量和轮毂电机激励的电动汽车平面4自由度振动模型,推导出相应的状态方程和输出向量,确定了脉冲路面平顺性评价指标。实现了脉冲路面车轮激励和轮毂电机激励的仿真,在脉冲路面下进行了4种工况的平顺性仿真和比较。结果表明,脉冲路面下轮毂电机偏心对电动汽车平顺性有着不可忽视的影响,设计电动汽车时需要考虑轮毂电机偏心带来的负效应。     

轮边驱动电机对电动汽车振动影响的分析与优化

本文采用频域分析方法,通过振动响应量的频率响应特性和统计特性表示。以B级路面和轮边电机作为双激励源,基于1/4汽车2自由度系统建立轮边电机驱动电动汽车的振动模型,仿真分析轮边驱动电机对电动汽车振动性能的影响。结果表明,相比非簧载质量的变化,车速的变化对电动汽车的振动影响较大。基于此提出了一种由轮内主动减振的电机充当吸振器的新型轮毂电机结构并进行了优化。     

一种带新型内置悬置系统的电动轮结构研究EI北大核心CSCD

针对现有轮毂电机驱动电动轮车辆非簧载质量增加及路面激励引起的轮毂电机气隙不均匀带来的车辆平顺性和舒适性恶化的问题,提出了一种新型内置悬置系统的电动轮拓扑结构方案。此方案通过设置橡胶衬套将轮毂电机与簧下质量弹性隔离,将电机转化为与簧上质量并联的质量,同时,利用橡胶衬套吸收路面传递给电机的振动能量,减小路面激励对电机气隙的影响,改善车辆垂向动力学特性。在建立新型电动轮车辆模型和分析悬置系统参数对车辆垂向性能影响的基础上,对有、无悬置系统的两种电动轮驱动方案进行了垂向特性对比分析。结果表明:设置橡胶衬套后,簧上质量加速度、轮胎动载荷、悬架动行程和定、转子相对位移等方面均有不同程度的改善,尤其是对定、转子的相对位移量的改善最为显著。     

基于自抗扰的永磁同步电机谐波抑制策略

为了更好地解决电动汽车永磁同步电机的电流畸变现象,从而提高车辆运行稳定性,提出了一种基于自抗扰控制器的谐波抑制策略。使用自抗扰控制器取代传统PI控制器在电机电流环中的作用,通过补偿系统扰动的方式抑制谐波的产生,再与电机控制过程中的谐波抑制算法相匹配,提取出电机控制系统5、7次谐波并进行补偿。使用MATLAB/Simulink仿真并进行试验验证,结果表明,该算法更好地实现了谐波抑制功能,提高了车载永磁同步电机电驱系统的稳定性。     

电动轮减振系统设计及参数优化研究

为降低电动轮对车辆垂向振动性能的负面效应,提高车辆行驶平顺性和安全性,将轮毂电机视为动力减振器,设计了车身减振型、车轮减振型和综合减振型等不同减振方案,采用粒子群优化算法对各方案中减振系统的弹簧刚度、阻尼进行优化,并利用随机路面和脉冲路面激励验证不同方案的减振效果。结果表明,经过参数优化的几种减振方案均可有效减小车轮和整车的垂向振动,优化车辆行驶平顺性,其中,轮毂电机同时与车身、车轴相连的综合减振型方案减振效果最佳。     

开关磁阻电机和路面对电动汽车振动影响的分析

为了在电动汽车中更好应用开关磁阻电机,采用线性假设描述开关磁阻电机激励,通过滤波白噪声描述路面激励。以路面和电机作为双激励源,基于1/4汽车2自由度系统建立开关磁阻电机驱动电动汽车的振动模型。通过仿真分析路面单独激励和路面与电机联合激励对开关磁阻电机驱动电动汽车振动的影响。结果表明,在开关磁阻电机的转子和定子之间存在偏心的情况下,电动汽车振动不仅受到路面激励的影响,也受到电机激励的影响。     

电动汽车新型再生-机械耦合线控制动系统机理研究

本文中对一种新型电动汽车再生-机械耦合线控制动系统进行研究。首先,构建新型再生-机械耦合线控制动系统动力学模型,基于动力学模型进行系统制动性能分析,获得再生-机械耦合线控制动系统摩擦制动转矩和电磁制动转矩的匹配关系。接着,根据该再生制动系统特性和制动工况,提出电磁制动和耦合制动两种工作模式,低制动强度下采用电磁制动模式,高制动强度下采用耦合制动模式;在耦合制动模式下,提出通过电机电磁转矩和摩擦制动转矩集成控制,实现电磁控制、摩擦控制和耦合控制3种制动转矩控制方式。最后,分别进行了38和15km/h两种车速下电磁制动和耦合制动台架试验,对新型再生-机械耦合线控制动系统耦合制动机理进行了验证。     

抑制簧下质量负效应的轮边驱动系统研究

传统的轮毂电机轮边驱动方案因其簧下质量过大而导致车辆行驶平顺性和车轮接地性变差,针对此问题提出了电机集成式、电机摆动式两种抑制垂向振动负效应的轮边驱动电机布置方案和一种考虑到具体悬架形式和结构参数的1/4悬架垂向动力学模型。针对电机摆动式方案中电机的悬置参数进行了优化设计,并对这两种结构和轮毂电机结构的垂向动力学性能进行了仿真计算,基于Matlab和Adams软件的仿真结果,结合相关评价指标,分析了这3种系统的垂向动力学特性。结果表明,相比传统轮毂电机驱动系统,其余两种方案皆可起到抑制车辆的垂向加速度,改善车辆的平顺性和车轮接地性的作用,其中对车轮接地性的改善效果更明显,电机摆动式结构在改善垂向动力学性能上比集成式结构更有效。     

特种车辆重载电动轮用轮毂电机热特性分析及冷却水道优化

为了准确分析轮毂电机温度场，基于电磁场有限元分析，采用考虑旋转磁化及谐波磁场的方法计算铁耗，并计算了轮毂电机各部件生热率。采用基于有限体积法的流固耦合分析和基于热网络法的磁热耦合分析，分别计算了额定工况下轮毂电机温度场，将轮毂电机温升试验和仿真结果进行了对比。结果表明，基于有限体积法的流固耦合分析得出的绕组稳态温度计算误差为1.8%，基于热网路法的磁热耦合分析计算误差为2.5%，验证了两种温度场分析方法的正确性。对不同结构冷却水道的热阻和压降进行了理论分析，基于Pareto遗传算法对螺旋型水道进行多目标优化，在保证额定工况电机稳态温升基本不变的情况下使水道压降降低了22.9%。     

基于阶次提取的车用电机振动快速计算方法

车用永磁同步电机运转时的工作转速范围较宽,分析电机全转速段的电磁振动的情况较为耗时和占用大量计算资源。本文采用多物理场耦合仿真计算少量转速工况的气隙磁密,通过阶次提取技术,将时域的瞬态电磁激励转换为角度域及频域的电磁激励。将稳态电磁激励施加到电机有限元模型定子齿面上,进行电机壳体表面法向振动响应求解,实现车用驱动电机全转速段壳体振动响应特征的快速计算,缩减了仿真时间和计算资源,仿真效率大大提升。     

轮毂电机不平衡径向力导致的整车振动研究进展

通过综述国内外开关磁阻电机振动问题的研究,重点分析了开关磁阻轮毂电机不平衡径向力导致的整车振动问题,以期进一步明确开关磁阻轮毂电机噪声和振动产生机理及控制方法,为解决开关磁阻电机不平衡径向力导致的电动汽车平顺性与操纵稳定性矛盾恶化的问题提出合理的解决思路,并对有待进一步解决的问题进行了讨论,对未来的研究方向进行了展望。     

四轮独立驱动电动汽车电动轮影响研究

为了分析轮毂电机驱动电动汽车簧下质量变大导致的垂向振动负效应问题,根据自主研发可以四轮独立驱动的轮毂电机电动汽车,建立集中电机和轮毂电机驱动汽车的1/4动力学模型,在相同路面输入下,对汽车平顺性评价指标进行对比分析,说明轮毂电机驱动下电动轮结构对车辆垂向性能的影响。研究结果证明,轮毂电机驱动汽车的车身垂向加速度和轮胎动载荷都有所增加,这种变化将对车辆的行驶平顺性造成一定程度的恶化。     

基于LMS自适应滤波的模糊控制主动悬架研究

以车辆操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标，根据路面一车辆系统的特点，提出一种在线可调整的模糊控制算法，利用LMS自适应模块调整模糊控制器的自调整因子，改善单一模糊控制算法对专家先期经验的依赖。针对简化的车辆模型，以路面信号作为激励源，进行悬架系统的振动控制研究，结果表明提出的算法对车辆悬架系统的振动控制具有较好的适应性。     

基于曲率控制的紧急避让路径跟踪研究

针对紧急避让工况,提出一种基于曲率控制的路径跟踪控制方法。以车辆二自由度动力学模型为基础,设计基于曲率控制的二阶自抗扰路径跟踪控制器,采用前馈与反馈相结合的复合控制方法进行曲率跟踪控制。为了解决避让过程中侧向加速度过大或产生阶跃、曲率不连续问题,引入三次B样条曲线进行路径跟踪曲率规划,采用CarSim/Simulink联合仿真方法进行控制器性能验证。仿真结果表明,在对接和对开路面工况下,基于曲率控制的路径跟踪控制器能够保证车辆实际行驶路径曲率跟踪理想路径曲率,抵抗外界干扰能力强。     

轮毂电机角模块系统多物理场耦合作用下的温升及散热分析

为更好地探究轮毂电机角模块系统在运行过程中的多种物理场耦合特性,解决轮毂电机在有限空间中存在的散热难问题,文章基于键合图理论,建立了轮毂电机角模块系统的多物理场耦合模型,并导出数学模型,利用MATLAB/Simulink进行动态仿真,分析了轮毂电机在多物理场耦合作用下的输出转矩和温度特性。仿真结果表明,采用水冷模式对定子绕组的冷却效果明显;对于不同的水道截面尺寸和冷却液流速,轮毂电机呈现出不同的温升特性;相同的电机运行工况和冷却液流量下,增加水道内径可以达到更好的冷却效果。借助有限元分析软件Fluent进行流体仿真,得到的电机温度分布云图和温度变化曲线与上述结论基本一致,验证了耦合模型的实用性和可靠性,为轮毂电机角模块系统的设计和应用提供了理论参考。     

基于P2.5构型的混合动力汽车加速噪声优化研究

<正>一、引言混合动力汽车的振动噪声源主要来自动力总成、路面激励及风激励三方面,其中,路面激励和风激励对车辆噪声的贡献度是随车速升高逐步增加的,而动力总成产生的噪声将伴随车辆运行全过程,其NVH(Noise,Vibration and Harshness)性能优劣直接关系到混合动力汽车声音品质的好坏,尤其是车辆在发动机和电机同时工作的混动模式下加速时,其振动噪声传递涉及不同振源的耦合与叠加,声频控制尤为重要。     

自抗扰控制在前轮主动转向控制中的应用

为进一步提高前轮主动转向的性能,采用自抗扰控制算法来实现前轮主动转向控制.在对车辆动力学方程进行规范化的基础上,设计了二阶自抗扰控制算法.在双移线工况和对开路面加速工况下,对该算法的控制效果进行了硬件在环的仿真试验研究.结果表明,自抗扰控制算法能够有效地实现前轮主动转向控制,控制效果优于P1D控制,具有更高的抗扰动能力...