一种基于振动能量传递的轮毂电机驱动车辆减振设计方法.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CN107403040A(43)申请公布日2017.11.28(21)申请号201710575851.2(22)申请日2017.07.14(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)发明人谭迪吴延寿宋凡(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种基于振动能量传递的轮毂电机驱动车辆减振设计方法(57)摘要本发明公开一种轮毂电机驱动车辆减振设计方法，其技术方案如下：根据现有轮毂电机驱动车辆建立其振动的物理和数学模型；建立路面和轮毂电机电磁力模型；通过仿真分析，计算得到路面和电机激励下各关键点的振动能量及贡献率；根据分析结果，提出可行性改进方案，通过对比分析确定最优方案；获得最优方案的振动能量传递的敏感参数；以传递到车身的振动能量最小为优化目标，采用合适的优化算法对敏感参数进行优化设计；通过优化前后对比分析，对优化结果进行验证，并获得最终设计方案。本发明提出的减振设计方法可以有效改善轮毂电机驱动车辆的振动传递特性，提高车辆的平顺性和乘坐舒适性，同时为轮毂电机驱动车辆的减振控制奠定了一定的理论基础。CN107403040ACN107403040A权利要求书1/1页1.本发明公开一种基于振动能量传递的轮毂电机驱动车辆减振设计方法，其特征在于，包含如下步骤：(1)根据现有轮毂电机驱动车辆建立其振动物理模型，推导出其数学模型；(2)考虑路面激励的相关性建立车辆的路面激励模型，并建立在路面激励作用下对应的电机电磁激励模型；(3)对轮毂电机驱动车辆进行仿真分析，计算路面激励和电机激励下各传递路径上各关键点的振动能量及振动能量贡献率；(4)根据轮毂电机驱动车辆振动能量传递的分析结果，从能量传递的角度出发提出可行性改进方案；(5)通过对提出的可行性方案进行对比分析，确定最优方案；(6)分析车辆参数对改进方案的车辆振动能量传递的影响规律，获得车辆振动能量传递的敏感参数；(7)选取车辆振动能量传递的敏感参数作为优化设计变量，以传递到车身的振动能量之和最小为优化目标，考虑车辆正常行驶工况和电机正常运行的可靠性与安全性，设定相应的约束条件；(8)采用合适的优化算法对选定的车辆参数进行优化；(9)将优化后模型与未优化前模型进行仿真对比，对优化结果进行验证，最终得到满足要求的轮毂电机结构和合理的车辆参数。2.根据权利要求1，所述基于振动能量传递的轮毂电机驱动车辆减振设计方法，其特征在于，所述步骤(1)车辆模型可以是1/4车辆模型、1/2车辆模型及整车模型。3.根据权利要求1，所述基于振动能量传递的轮毂电机驱动车辆减振设计方法，其特征在于，所述步骤(2)电机电磁激励模型的建立需要考虑路面激励下电机定转子气隙的变化。4.根据权利要求1，所述基于振动能量传递的轮毂电机驱动车辆减振设计方法，其特征在于，所述步骤(3)车辆各个关键点是指传递到车辆轮胎、电机、车身对应的关键点，传递到各个关键点的振动能量计算按照公式E(t)＝∫te(t)f(t)dt进行计算，其中e(t)是指传递到关键点力的大小，f(t)是指传递到关键点速度的大小。5.根据权利要求1，所述基于振动能量传递的轮毂电机驱动车辆减振设计方法，其特征在于，所述步骤(6)中车辆参数是指轮胎的刚度和阻尼、电机的质量、悬架的刚度和阻尼、车身质量等。6.根据权利要求1，所述基于振动能量传递的轮毂电机驱动车辆减振设计方法，其特征在于，所述步骤(7)考虑车辆正常行驶工况和电机正常运行的可靠性与安全性，需要对悬架动行程、轮胎动载荷和电机定转子位移量等作相应的约束。7.根据权利要求1，所述基于振动能量传递的轮毂电机驱动车辆减振设计方法，其特征在于，所述步骤(8)优化算法有很多，可以采用遗传算法、神经网络算法、粒子群算法等。2CN107403040A说明书1/3页一种基于振动能量传递的轮毂电机驱动车辆减振设计方法技术领域[0001]本发明涉及电动汽车的减振设计方法，尤其涉及一种轮毂电机驱动车辆的减振设计方法。背景技术[0002]相对于传统车辆来说，轮毂电机驱动车辆取消了离合器、差速器、机械式换挡装置、传动轴等部件，将驱动电机、减速机构等高度集成布置于车轮内，这一底盘结构的改变，使传动系统简化，传动效率提高，有效利用空间增大提高了车辆的通过性能。采用轮毂电机驱动的车辆有着无可比拟的优点，但同时也带来了各种各样的新问题。因为电机集成在轮毂里，其新的动力驱动系统和簧下结构的引用，使车辆主要振源和传递路径发生改变，从而产生了新的振动问题。另外，路面不平度激励还会引起电机气隙不均匀，从而导致电机的电磁特性发生改变，车辆振动特性亦发生改变。设计合适的轮毂