[發明專利]一種輪轂電機驅動電動汽車自供能磁流變減振器

有效

• 申請號: 202011115789.7
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112360916B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 汪若塵;蔣俞;丁仁凱;孟祥鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F16F13/00
• 分類號: F16F13/00;F16F9/53;B60G13/06;B60G13/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種輪轂電機驅動電動汽車自供能磁流變減振器，屬于車輛系統減振領域。本發明由剛性連接的磁流變減振器和直線電磁動力吸振器組成，控制簡單、能耗較小的磁流變減振器用于抑制車身振動，提高輪轂電機驅動電動汽車乘坐舒適性；直線電磁動力吸振器包括定子和動子，且始終工作在被動饋能模式；直線電磁動力吸振器為作用于車輪的質量?剛度?阻尼共振系統，無需外部控制，有效降低車輪共振頻段車身加速度、輪胎動載荷和懸架動撓度，抑制車輪的振動，提高輪轂電機驅動電動汽車行駛安全性。當定子與動子發生相對直線運動時，線圈繞組產生感應電流，為磁流變減振器提供能量，實現減振器自供能，同時，剩余能量儲存至蓄電池，實現能量回收。

技術領域

本發明涉及車輛系統減振技術領域，具體涉及一種輪轂電機驅動電動汽車自供能磁流變減振器。

背景技術

至今，汽車已成為人們出行和商品運輸的必要交通工具。但是，傳統的內燃機汽車也帶來了諸多問題，能耗高、排放大，造成能源短缺和環境惡化。相較于傳統汽車，電動汽車因其具有噪聲小、排放低和能量利用率高等優點得到了迅速發展。輪轂電機驅動電動汽車取消了復雜的動力傳統系統，直接在車輪處進行驅動，具有傳動效率高、占用空間小和控制簡單等優點，是未來電動汽車發展的重要方向。然而，輪轂電機驅動電動汽車的結構特點也帶來諸多汽車動力學問題。采用輪轂電機使得車輛簧下質量增加，對車輛的垂向振動動力學性能包括車身加速度和輪胎動載荷產生一定負面影響，尤其是車輪振動加劇。同時，短續航里程是電動汽車發展的另一重大難點。

針對輪轂電機驅動電動汽車垂向動力學負效應以及能耗問題，不少學者將可控主動電磁懸架引入了車輛減振系統。目前，直線電機式電磁懸架成為研究熱點。直線電機式電磁作動器不需要附加傳動機構，直接通過初級和磁極的相對直線運動，即可實現主動控制以及能量回收。然而，采用直線電機電磁懸架系統，雖可以實時調節電機電磁推力，以及在特定行駛工況下回收能量。但是仍然存在一些問題，一是通過調節減振器阻尼力，雖可優化車輛乘坐舒適性或車輪接地性，但其實質是性能的折衷，無法同兩者進行優化；二是采用主動電磁懸架，需要消耗大量能量來滿足理想車輛性能需求的電磁推力，而特定工況下電磁懸架回收的能量十分有限，因此能耗較大。

另一方面，隨著電磁材料地不斷發展，動力吸振器也得到了快速的發展。傳統的被動式動力吸振器，作為子系統附連在主系統上，利用“反共振”的原理，改變主系統能量分布與傳遞特性，從而抑制主系統的振動。近年來，主動電磁動力吸振器有著廣泛應用，其采用的電磁執行器是根據直線電機的工作原理設計的。通過改變通入線圈電流可以改變電磁彈簧剛度，從而改變吸振器的固有頻率。因此，若將主動電磁動力吸振器應用到輪轂電機驅動電動汽車，用以抑制車輪的振動，將有益于提高車輪接地性。采用主動電磁動力吸振器雖可改變其固有頻率，但存在控制復雜、能耗較大的問題。

綜上，輪轂電機驅動電動汽車由于存在垂向動力學性能負效應問題，乘坐舒適性和行駛安全性變差，且采用主動電磁懸架或主動電磁動力吸振器，控制復雜、能耗較大。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種輪轂電機驅動電動汽車自供能磁流變減振器，以滿足輪轂電機驅動電動汽車“舒適、安全、節能”的發展需要。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種輪轂電機驅動電動汽車自供能磁流變減振器，包括磁流變減振器和直線電磁動力吸振器，所述直線電磁動力吸振器與磁流變減振器外筒剛性連接；所述直線電磁動力吸振器包括定子和動子；所述定子包括中心桿和永磁體，永磁體堆棧在中心桿外圍；所述動子包括線圈繞組、繞組鐵芯和外殼體，外殼體端部通過滑動軸承與定子間隙配合，外殼體內部固定連接繞組鐵芯，繞組鐵芯上纏繞有線圈繞組；所述外殼體上下兩端通過環形彈性材料固定。

進一步的技術方案，所述中心桿為磁流變減振器外筒，所述磁流變減振器外筒外部設置筒狀外殼B，所述外殼體上下兩端通過環形彈性材料與筒狀外殼B固連。