电磁馈能式悬架方案设计与节能分析

电磁馈能式悬架是一种能够回收汽车垂直振动能量的新型悬架系统.阐述了电磁馈能式悬架的工作原理、结构及设计方案,并建市了电磁馈能式悬架模型.运用CARSIM及MATLAB/SIMULINK等仿真软件,分析了电磁馈能式悬架的节能情况.结果表明,电磁馈能式悬架能够在一定程度上回收振动能量.经分析可知,结构阻尼、馈能元件阻尼器及充电电路性能是影响馈能元件能量回收效率的主要因素.     

汽车电磁主动悬架的研究现状与发展趋势

主动悬架是基于汽车在行驶过程中运动状态和路面状况变化产生主动控制力使车辆处于最佳减振状态。电磁主动悬架具有无接触摩擦、响应快、控制力大、适应频率宽、可控性好等优点,是实现汽车主动悬架系统的主要途径,电磁主动悬架成为国内外研究热点。基于国内外近年对电磁主动悬架的研究现状,对各类电磁主动悬架的作动器进行分析总结,最后针对电磁主动悬架目前的关键问题和悬架系统目前馈能研究现状进行了总结。     

车辆空气悬架的技术研究

悬架技术随着汽车工业的发展、工艺技术的进步而不断革新,如独立悬架、电磁悬架、液压悬架、空气悬架技术等,其中空气悬架具有刚度可变的优势,对提高汽车行驶稳定性效果很好,同时随着智能技术的发展和广泛应用,空气悬架也将为未来的智能汽车赋能。基于此,概述了空气悬架基本工作原理、技术特性及主要布置形式,介绍了空气悬架的发展历程、主要组成部件及技术发展趋势等。     

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。     

混合电磁悬架阻尼系数优化设计

为提高电磁悬架的可靠性,提出一种直线电机与可调减振器并联的混合电磁悬架结构。混合电磁悬架可以工作在被动和主动两种工作模式中,首先研究了被动模式下减振器阻尼值对馈能性能和动力学性能的影响规律,通过折中设计确定了最优阻尼值,与传统被动悬架相比,被动模式下的混合电磁悬架可有效协调馈能性能和动力学性能。然后分析了主动模式下阻尼值对能耗特性的影响规律,并分别以乘坐舒适性和行驶安全性为控制目标,确定了不同控制目标下的最优阻尼值,与主动电磁悬架相比,混合电磁悬架可有效降低系统的能量消耗,达到节能的目的。     

Review on Vehicle Electromagnetic Suspension Technology

主动悬架对路况和车况的自适应能力强,可显著提升车辆的行驶平顺性,而作为其核心部件之一的作动器,则是实现主动悬架性能的关键.随着电动车、电控系统和电磁减振技术的发展,电磁作动器在车辆悬架系统上的应用开始受到关注.本文中对车辆电磁悬架技术的研究和应用现状进行回顾和分析,并对其应用前景进行展望.     

轮毂电机驱动电动汽车主动悬架最优控制研究

为解决轮毂电机驱动电动汽车因非簧载质量的增加而导致行驶平顺性降低的问题,在轮辋内安装电磁式主动悬架。建立1/4车辆悬架模型,采用二次型最优控制策略,获得电磁作动器最优控制力。利用MATLAB软件搭建悬架仿真模型,结果表明对轮毂电机驱动电动汽车主动悬架采用最优控制策略能较好地改善汽车的平顺性。     

馈能式电动悬架的原理与试验研究

提出了一种新型的馈能式电动悬架,并对原理样机进行了试验研究.首先,对馈能式电动悬架的工作原理及结构方案进行描述;其次,根据某具体车型的后悬架系统参数,设计电机作动器样机并进行特性试验;最后,通过整车台架试验检验所设计的悬架系统在随动状态下的馈能特性和悬架特性.试验表明,低频大振幅工况时,随动状态下的电动悬架可在基本保证车辆性能的同时回馈部分电能.     

汽车馈能式电动主动悬架控制器设计与试验研究

针对直流无刷电机结合滚珠丝杠结构作为电机作动器的汽车馈能式主动悬架,设计了其电机作动器的电子控制系统。该控制系统的硬件部分由DSP控制器、驱动及功率模块和DC-DC电源供应模块3个模块构成;软件部分采用了基于μC/OS-Ⅱ实时多任务操作系统的控制算法。分别对所研制的电动主动悬架与原配液压被动悬架进行整车试验,研究了电动主动悬架的随动特性及馈能可行性。     

电动汽车革命性技术的创新设计米其林"主动车轮"新技术

采用米其林“主动车轮”的电动车,革除了发动机、变速器、传动轴和传统的悬架,将电机、主动悬架电机、主动悬架、钳式制动器集成在车轮内,是电动汽车革命性创新设计。     

新型电控空气悬架系统集成控制策略研究

为顺应汽车底盘电子电气(E/E)架构集中化发展趋势,并解决传统电控空气悬架系统中悬架刚度调节范围窄、侧倾稳定性欠佳等问题。本文中以具有电机式主动横向稳定器的新型电控空气悬架系统为被研究对象,首先利用Matlab/Simulink搭建电控空气悬架系统整车动力学模型与电机式主动横向稳定器模型,开发基于模型设计的新型电控空气悬架系统集成控制策略;然后开发基于英飞凌32位TC275主控芯片的并行多核电子控制单元,并利用转向盘角阶跃输入工况和双移线工况开展离线仿真与硬件在环试验研究。相关研究结果表明,新型电控空气悬架系统集成控制策略及并行多核电子控制单元可改善车辆操纵稳定性,并有效提高车辆抗侧倾性能。     

采用电磁直线电机的主动悬架控制系统的设计与能量分析

针对因特殊的动力布置形式导致的轮边驱动电动汽车操稳性和平顺性之间冲突,本文中提出了一种新式电磁直线电机式悬架系统的主动控制系统。考虑到其能量回收性能不佳的弊端,基于LQR控制设计了一种包含能量管理单元的能量回收控制器,并在Matlab/Simulink中对整个系统进行了仿真。结果表明,所设计的能量回收控制器不仅能够改善汽车的操稳性和平顺性,而且能有效回收汽车悬架的振动能量。     

汽车馈能悬架的结构选型与设计

馈能悬架是一种能够回收汽车垂直振动能量的新型悬架系统。介绍了现有几种不同的馈能悬架结构和馈能电机,进行了对比分析,结构选型,并对由滚珠丝杠机构结合馈能电机构成的馈能悬架进行设计研究。     

电磁主动悬架的设计及仿真研究

基于电磁学原理,利用电磁铁作为主动悬架的作动器,构造出电磁作动器的一般结构。在1/4汽车悬架的基础上,建立了电磁主动悬架的非线性模型,并应用现代控制理论设计了该模型的次优控制器,对该模型进行分析、仿真。模拟结果表明,电磁悬架能够实现一般主动悬架的功能,满足车辆平顺性的要求,可以适用于汽车的悬架系统。     

四连杆式独立悬架运动学分析与优化

四连杆式悬架是技术比较先进的悬架形式。可以从设计上保证车辆良好的直线行驶性能并最大程度减轻载荷的影响。建立了四连杆式悬架多刚体系统模型并对车轮定位参数等特性进行仿真，运用多目标函数的最优化方法对悬架的结构参数进行优化。并将优化前后的车轮定位参数运动学特性进行对比，说明进行悬架结构参数的优化对于提高悬架性能的重要作用。     

汽车悬架特性检测技术和设备的比较及应用研究

对谐振式和平板式悬架检测设备的基本结构、检测原理、评价方法及评价标准进行了对比分析。选择典型的谐振式、平板式悬架检测设备对3辆不同类型汽车的悬架性能进行实测和评价,分析了两类设备的功能特点和检测结果的差异及原因,针对两类设备存在的问题分别提出了相应的改进措施,为汽车悬架性能检测技术研究和设备开发提供了理论依据。     

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。     

轮毂电机驱动车辆转向节受力计算方法

论文根据空间力系平衡原理,以转向节为研究对象,建立了轮毂电机驱动电动车转向节受力计算方法。此计算方法分析了在轮毂电机驱动力Mt作用下,麦弗逊悬架系统的受力情况,建立了空间力平衡方程。此计算方法可以根据悬架系统的结构参数、减振器的尺寸与性能参数和整车参数使用MATLAB快速求出轮毂电机作用在转向节上的反向力矩对转向节受力的影响,方便设计人员调整相关设计参数,确定最优方案。     

电磁馈能悬架作动器设计

为了实现电磁馈能悬架减振与能量回收的目的,将永磁直线电机作为悬架的作动器。以传统筒式减振器为试验对象,设计了一种圆筒型直线式作动器,对作动器各部分结构尺寸进行了设计,并对作动器进行了仿真分析。结果表明:设计的永磁直线作动器电磁力在均值为330N,磁场分布均匀,满足作动器设计要求。     

四连杆式独立悬架性能分析

四连杆式悬架是技术比较先进的悬架形式,可以从设计上保证车辆良好的直线行驶性能并最大程度减轻载荷的影响。通过对一般结构悬架的力学分析,总结了车辆在纵向与侧向运动特性要求下的悬架设计规则,同时建立了四连杆式悬架多刚体系统模型并对杆件位置姿态和车轮定位参数等特性进行了仿真,经过数值处理获得了四连杆悬架的各项性能。最后还通过对比麦弗逊式悬架,说明了前者的优势所在。