一种轮毂驱动电动汽车悬架系统与减振元件参数匹配优化设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109063372A(43)申请公布日2018.12.21(21)申请号201810980693.3(22)申请日2018.08.27(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术产业开发区高创园A座313室(72)发明人谭迪(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种轮毂驱动电动汽车悬架系统与减振元件参数匹配优化设计方法(57)摘要一种轮毂驱动电动汽车悬架系统与减振元件参数匹配优化设计方法，其技术方案如下：根据轮毂驱动电动汽车具体结构建立车辆动力学分析模型；建立路面不平度及轮毂电机电磁力模型数学模型；综合考虑车辆不同运行路况、车速及载荷工况，以定转子相对位移量、车身俯仰角加速度及垂向振动加速度最小为优化目标，以悬架动挠度、轮胎动载荷、悬架阻尼参数、减振元件性能参数和减振元件变形量为约束条件，对悬架系统和减振元件参数进行优化匹配；对优化结果有效性进行验证，若不满足，则重新进行匹配，若满足要求，则获得最终设计方案。采用所提出的优化设计方法对悬架系统和减振元件进行参数优化匹配，可以实现车辆多种工况下的多目标性能的有效改善。CN109063372ACN109063372A权利要求书1/2页1.一种轮毂驱动电动汽车悬架系统与减振元件参数匹配优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)轮毂驱动电动汽车悬架系统与减振元件参数优化匹配参数初始化，具体包括：目标车型整车和零部件结构和性能参数；(2)根据轮毂驱动电动汽车目标车型具体结构建立其动力学分析模型，具体包括：路面不平度模型、轮毂电机电磁力模型和轮毂驱动电动汽车动力学模型的建立；(3)轮毂驱动电动汽车单工况多目标下参数优化匹配设计模型的建立，具体包括：优化设计变量的确定、约束条件的确定和单工况多目标参数匹配优化设计函数的表达；(4)结合步骤(3)建立的单工况多目标参数匹配优化设计函数，考虑车辆多工况运行问题，确定轮毂驱动电动汽车多工况多目标下参数优化匹配优化设计函数的表达；(5)利用步骤(4)建立的多工况多目标参数匹配优化设计函数，采用合适的优化计算方法进行轮毂驱动电动汽车悬架系统与减振元件参数匹配优化设计；(6)利用步骤(2)建立的轮毂驱动电动汽车动力学分析模型，对优化匹配结果的有效性进行验证；(7)所述步骤(6)的判断结果若是：优化结果有效提高车辆的动力学性能，此时输出优化匹配变量最终优化值，结束优化过程。(8)所述步骤(6)的判断结果迭代次数若否：不满足设计要求，则更新优化匹配设计变量，并重复所述步骤(2)-(7)，直至优化匹配结果满足设计要求，结束优化过程。2.根据权利要求1，所述轮毂驱动电动汽车悬架系统与减振元件参数匹配优化设计方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述减振元件为设置于轮毂电机驱动电动汽车驱动系统，用于隔离和吸收路面的振动能量，减小路面不平激励对轮毂电机的影响的弹性元件；所述弹性元件，可以是各种采用橡胶材料的悬置元件、弹簧-阻尼器，也可以是各种等效为弹簧-阻尼器的各种弹性元件。3.根据权利要求1，所述轮毂驱动电动汽车悬架系统与减振元件参数匹配优化设计方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述轮毂驱动电动汽车动力学模型可以是1/4车辆动力学模型，也可以是1/2车辆动力学模型和整车动力模型；所述轮毂驱动电动汽车动力学模型可以是利用集中参数法建立的动力学模型，也可以是利用ADAMS、Carsim等动力学分析软件建立的动力学模型；所述路面不平度模型可以是路面不平度的时域表达式或频域表达式，也可由试验测试、拟合得到的时域表达式或频域表达式；所述轮毂电机电磁力模型可根据具体应用对象所采用的轮毂电机的类型的相关计算公式计算得到，也可由试验测试、拟合得到。所述轮毂电机的类型可以是各种直流电机、异步电机、同步电机。4.根据权利要求1，所述轮毂驱动电动汽车悬架系统与减振元件参数匹配优化设计方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述优化设计变量包括各悬架的刚度和阻尼及各减振元件的刚度和阻尼；所述约束条件包括：悬架动挠度、轮胎动载荷、悬架阻尼参数、减振元件性能参数和减振元件变形量；所述多目标包括：车身垂向振动加速度车身俯仰角振动加速度和轮毂电机定转子相对位移量y33-y32；所述单工况为只考虑路面等级和车速影响的路面不平度输入信号，其可以是某一路面等级和某一车速下通过步骤(2)所述路面不平度模型得到的路面不平度输入信号，也可以是在两种或两种以上路面等级上车辆以不同车速行驶时得到的路面不平度输入信号；所述单工况多目标参数匹配优化设计函数是指根据应用2CN109063372A权利要求书2/2页对象的性能要求所指定的车辆动力学控制目标函数