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。     

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。     

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。     

电动车辆轮毂电机减振系统设计与分析

为消除轮毂电机造成电动汽车非簧载质量增加而使车辆平顺性和安全性降低的影响,根据质量转移的方法,在电动轮内安装弹簧阻尼减振系统将轮毂电机质量变成吸振器,建立11自由度电动轮车辆整车动力学模型,并对模型进行仿真分析。结果表明,轮毂电机减振系统在满足轮毂电机垂向跳动要求的基础上,可以消除轮毂电机刚性与车轮连接给车辆带来的垂向负效应问题。     

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。     

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。     

电动轮驱动-转向集成结构设计

目前最常用的电动轮--轮毂电机驱动型电动轮是在电动轮内安装轮毂电机,这将增加电动车的簧下质量,从而降低悬架响应的敏感度;汽车重心发生改变,汽车转向定位参数、制动滑移率的控制参数等都会发生改变,对车辆的平顺性和乘坐舒适性带来不利的影响。针对这些问题,文章设计出驱动-转向一体化的电动轮,将轮毂电机、轮内悬架、转向电机、电机悬挂装置和轮毂集成在车轮上,有效提高电动轮汽车的性能。     

基于自抗扰控制的轮毂电机驱动电动汽车耦合振动抑制

针对路面随机激励和轮毂电机不平衡电磁激励引起的电磁耦合振动对轮毂电机驱动电动汽车的影响，提出一种基于自抗扰的振动抑制方法。建立车辆1/4振动系统数学模型，设计了一种基于自抗扰的控制器，将路面随机激励和电机自身产生的电磁激励视为总扰动进行统一观测补偿控制，并通过MATLAB/Simulink对所提出的控制策略进行仿真验证。结果表明，自抗扰控制对由路面不平度和偏心电磁力引起的电磁耦合振动具有较好的抑制效果。     

松软路面突变性对车辆垂向振动的影响

为了在越野行驶车辆平顺性仿真系统中实时动态反映车辆的振动特性,提出了基于小波变换的松软越野路面突变性描述方法并分析突变性对车辆垂向振动的影响。通过小波变换对路面奇异点进行测定和定位,把越野车辆平顺性仿真系统看作是在有限时间内受到随机载荷激励的动力系统,分析其受路面突变载荷的车辆的垂直振动响应方差。结果表明,小波变换能较准确地判定路面奇异点并对其定位,可为越野车辆平顺性虚拟测试系统提供路面随机输入。     

Cooperative control of the motor and the electric booster brake to improve the stability of an in-wheel electric vehicle

A cooperative control algorithm for an in-wheel motor and an electric booster brake is proposed to improve the stability of an in-wheel electric vehicle. The in-wheel system was modeled by dividing it into motor and mechanical parts, and the electric booster brake was modeled through tests. In addition, the response characteristics of the in-wheel system and the electric booster brake were compared through a frequency response analysis. In the cooperative control, the road friction coefficient was estimated using the wheel speed, motor torque, and braking torque of each wheel, and the torque limit of the wheel to the road was determined using the estimated road friction coefficient. Based on the estimated road friction coefficient and torque limit, a cooperative algorithm to control the motor and the electric booster brake was proposed to improve the stability of the in-wheel electric vehicle. The performance of the proposed cooperative control algorithm was evaluated through a hardware-in-the-loop simulation (HILS). Furthermore, to verify the performance of the proposed cooperative control algorithm, a test environment was constructed for the anti-lock braking system (ABS) hydraulic module hardware, and the performance of the cooperative control algorithm was compared with that of the ABS by means of a HILS test.     

汽车动态舒适性的CAE分析技术及应用

基于某新型轿车的整车多体系统动力学仿真分析模型,按照有关标准和规范,建立了相应的数字化路面,分别进行了脉冲路面输入和随机路面输入下汽车动态舒适性虚拟试验,通过对仿真计算结果与试验结果的比较,分析探讨了汽车动态舒适性仿真分析精度的一些主要影响因素。进一步采用正交试验优化设计方法以轿车为例分析了动力总成悬置隔振元件刚度对轿车怠速工况动态舒适性的影响,进行了汽车动态舒适性的优化分析。总结并探讨了系统的基于CAE分析技术的汽车动态舒适性仿真分析与应用方法。     

车身板件结构对汽车行车舒适性的影响

采用有限元与多体动力学相结合的方法分析了车身板件对振动的影响,改变车身板件局部结构,在对振动影响最大的前后地板上增加加强筋后对整车进行振动响应模拟,揭示了车身板件结构对汽车在路面激励下行车舒适性的影响。分析表明,在地板上增加加强筋可以极大地提高汽车的行车舒适性。     

汽车平顺性时域仿真分析

采用虚拟试验场技术进行了汽车行驶平顺性的时域仿真。建立了面向汽车平顺性分析的整车刚弹耦合有限元模型,同时建立了脉冲输入路面模型和随机输入路面模型。采用1/3倍频带分布加速度均方根值方法及总加权方法对试验车辆的平顺性进行了评价。试验结果表明,运用虚拟试验场技术能够真实地反映汽车的行驶平顺性,仿真分析结果可靠。     

平地机振动舒适性的测试与评估

介绍了国际标准ISO 2631和欧共体人体安全委员会法规89/391/EC有关车辆座椅振动的测试、分析和评估方法,对平地机在现场作业和路面行驶工况下的振动进行了测试和分析,并以试验中振动最严重的工况为例,按照ISO2631和89/391/EC对平地机振动舒适性及振动对人体健康的影响进行了分析评估。最后,对如何改善平地机的整车动态性能,提高座椅舒适性提出了建议。