[發明專利]一種雙電機耦合驅動電動汽車動力傳動系統扭振分析方法

有效

• 申請號: 202011525336.1
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112668094B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 岳宏偉;何洪文
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F119/14
• 代理公司: 北京市誠輝律師事務所 11430
• 代理人: 范盈

本發明提供了一種雙電機耦合驅動電動汽車動力傳動系統扭振分析方法，具體涉及車輛噪聲與振動控制領域，其目的在于解決雙電機耦合驅動電動汽車的扭振NVH問題。該方法通過建立汽車動力傳動系統的扭振模型、數學計算與分析流程，針對傳動系統固有特性與強迫扭轉振動響應完成了系統全面的分析，從而能夠全面分析涉及雙電機耦合驅動電動汽車動力傳動系統扭振NVH問題，直觀展現分析結果，有效縮短產品開發周期，并降低了開發成本。

技術領域

本發明涉及車輛噪聲與振動控制領域，具體涉及針對雙電機耦合驅動電動汽車的動力傳動系統扭振分析方法。

背景技術

汽車傳動系統的扭轉振動直接影響到汽車的舒適性和安全性，汽車扭轉振動程度的優劣已經成為人們評價汽車質量的重要參考因素之一，影響著人們購車的選擇傾向。在汽車的傳動系統中，發動機特性、路面輸入、傳動系統中齒輪齒隙等是引起傳動系統載荷變化的主要激勵源。傳動系統扭轉振動與發動機振動、傳動系的彎曲振動和軸向振動等其他的振動形式相互耦合，共同構成了汽車復雜的振動、噪聲問題。而對于純電動汽車來說，由于電機具有相對較快的轉矩動態響應、較寬的轉速調節范圍和較高的轉矩波動頻率，使得純電動汽車傳動系統的扭轉振動具有與燃油動力汽車完全不同的特點。尤其是在雙電機耦合驅動電動汽車中，兩個電機的輸出轉矩經傳動系統耦合之后，對汽車整體造成的NVH問題相對而言更加復雜。因此，建立合理、準確的傳動系統扭振模型，對于雙電機耦合驅動電動汽車的扭轉振動進行分析是汽車研發過程中具有重要意義的內容。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種雙電機耦合驅動電動汽車動力傳動系統扭振分析方法，具體包括以下步驟：

步驟1、基于雙電機耦合驅動電動汽車的動力傳動系統構型，建立動力傳動系統扭轉振動模型；將動力傳動系統中的各部件抽象為具有轉動慣量的節點，各節點之間的軸段及齒輪嚙合部分則視為具有剛度和阻尼的彈性體；

步驟2、確定與所述動力傳動系統扭轉振動模型中的所述節點、所述軸段以及所述齒輪嚙合部分等對應的結構參數；

步驟3、基于機械振動理論求解所述動力傳動系統扭轉振動模型的自由振動方程，得到所述動力傳動系統扭轉振動模型的各階固有頻率及對應振型；

步驟4、計算電機激勵頻率，確定使所述動力傳動系統扭轉振動模型達到固有頻率時的臨界車速；

步驟5、計算對應固有頻率對各部件參數的靈敏度，通過調整對應部件參數對共振車速點進行優化；

步驟6、基于車輛動力學理論建立動力傳動系統強迫振動模型，仿真計算關鍵軸段的轉矩變化曲線和整車角加速度變化曲線；

步驟7、基于轉矩變化曲線和整車角加速度變化曲線計算響應曲線超調量和響應時間，評價扭振模型強迫振動動態響應性能；

步驟8、若關鍵軸段處轉矩變化曲線超調量與振蕩超出預定閾值條件，則調整電機轉輸出轉矩變化率，對比不同輸入轉矩變化率情況下的轉矩動態響應曲線及速度響應滯后時間，并主動兼顧汽車動力性和扭振抑制提供對應的控制策略。

進一步地，所述步驟1中建立動力傳動系統扭轉振動模型采用集中質量法將動力傳動系統簡化為扭振模型。

進一步地，所述結構參數利用理論計算、工程試驗等方式獲得各所述節點的轉動慣量、所述軸段的剛度、阻尼及齒輪結構參數等。

進一步地，所述步驟4中具體基于電機控制理論計算電機激勵頻率，確定達到模型固有頻率時的電機臨界轉速并作臨界轉速圖，基于傳動比計算臨界車速，設定汽車常用行駛工況，判斷工況內的臨界車速點。

進一步地，所述步驟5中所述靈敏度具體通過選取臨界車速點對應的固有頻率，基于直接求導法計算得到；在計算得到的靈敏度中選取絕對值較大的靈敏度所對應的結構參數進行調整，結合固有頻率調整目標及靈敏度的正負判斷將該參數進行放大或縮小操作，重復執行步驟2至步驟4以實現最優的優化效果。