轮毂电机主动减振系统及其垂向性能优化

1、内容简介

略
424-可以交流、咨询、答疑

2、内容说明

采用轮毂电机多轮驱动是电动汽车发展的新方向。它不仅具有简化传动系统结构、减轻整车质量和降低地板高度的优点，而且便于提高传动效率，实现复杂的底盘控制。然而，轮毂电机的引入增加了非簧载质量，不利于电动汽车的行驶平顺性。为此，本文在分析传统集中电机驱动布置与轮毂电机独立驱动布置两类电动汽车系统垂向振动的基础上，提出新型的轮毂电机布置形式与相应的动力减振机构，并以非簧载质量的垂向振动量最小为目标函数，以动力减振机构的弹簧刚度和阻尼参数为设计变量，进行了优化设计，减小了电动汽车行驶过程中的垂向振动，提高了汽车行驶平顺性。此方法可为轮毂电机的设计及布置型式提供借鉴。
关键词：轮毂电机；电动汽车；动力减振机构

采用轮毂电机驱动方式是电动车辆发展的方向之一，然而由于引入轮毂电机而引起的垂向振动增

加是其最大的缺陷。本文通过改进轮毂电机结构。并增加新型动力减振机构，合理匹配其弹簧刚度和阻尼，改善了轮毂电机驱动电动汽车的垂向动力学特性，基本达到了传统集中驱动电动汽车的水平，避免了采用轮毂电机驱动的固有缺陷，可为轮毂电机驱动型式的电动汽车设计提供可借鉴的方法。

3、仿真分析

clc
clear all
close all
%% ---------基本参数------
% 集中驱动电动车
m1_1=400;%簧上质量
m2_1=50;%簧下质量
Kt_1=237600;%轮胎刚度
Ct_1 = 400;%轮胎阻尼
K_1=26400;%悬架刚度
C_1=2000;%悬架阻尼
% 轮毂电机驱动电动车
m1_2=300;%簧上质量
m3 = 25 ;% 电机质量
m2_2=m2_1+m3;%簧下质量
% 主动吸振车辆
m1_3=450;%簧上质量
m3_1 = 50 ;% 电机质量
Kt_2=207600;%轮胎刚度
Ct_2 = 400;%轮胎阻尼
K_2=22400;%悬架刚度
C_2=2000;%悬架阻尼
K3 = 30000;% m3质量对应的刚度
C3 = 2000;% m3质量对用的阻尼
%% 集中驱动、轮边驱动和减振车辆,B机路面激励
% =======  v=10km/h  =======================
road_input=road_signal(10);% 路面激励信号
sim model_1.slx
figure
plot(tout,yout(:,1),'r',tout,yout(:,4),'b-.',tout,yout(:,7),'g--','lineWidth',2)
legend('集中驱动电动车','轮毂电机驱动电动车','减振车辆')
xlabel 时间/s
ylabel 车身加速度/m/s^2
title B级路面输入结果响应
set(gcf,'color','w')
xlim([5 30]) % 提取5-30s的仿真结果
figure
plot(tout,yout(:,2),'r',tout,yout(:,5),'b-.',tout,yout(:,8),'g--','lineWidth',2)
legend('集中驱动电动车','轮毂电机驱动电动车','减振车辆')
xlabel 时间/s
ylabel 悬架动行程/m
title B级路面输入结果响应
set(gcf,'color','w')
xlim([5 30]) % 提取5-30s的仿真结果
figure
plot(tout,yout(:,3),'r',tout,yout(:,6),'b-.',tout,yout(:,9),'g--','lineWidth',2)
legend('集中驱动电动车','轮毂电机驱动电动车','减振车辆')
xlabel 时间/s
ylabel 轮胎动载荷/N
title B级路面输入结果响应
set(gcf,'color','w')
xlim([5 30]) % 提取5-30s的仿真结果
disp('轮毂电机驱动电动车 车身加速度 有效值')
rms(yout(:,4))
disp('减振车辆 车身加速度 有效值')
rms(yout(:,7))disp('轮毂电机驱动电动车 悬架动行程 有效值')
rms(yout(:,5))
disp('减振车辆 悬架动行程 有效值')
rms(yout(:,8))disp('轮毂电机驱动电动车 轮胎动载荷 有效值')
rms(yout(:,6))
disp('减振车辆 轮胎动载荷 有效值')
rms(yout(:,9))

4、参考论文

轮毂电机独立驱动电动汽车动力减振机构设计与研究.pdf

电动轮减振系统及其垂向性能优化研究_杨俊.caj

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