车辆并联式滚珠丝杠半主动悬架能量回收研究

发布时间：2020-09-18 11:02

　　人们对车辆平顺性与操纵稳定性的要求越来越高,而车辆悬架的主要作用就是对不平路面产生的冲击与振动进行有效的过滤与吸收,并且还需要传递车轮和车身之间的各种力和力矩,该部件对车辆的平顺性和操纵稳定性影响很大。传统的被动悬架其刚度和阻尼为固定值,车辆在不同的工况与路况下时都无法处于理想状态,并且被动悬架的振动能量主要是被转化为热能耗散掉。本文提出了一种新型并联式滚珠丝杠半主动悬架不仅可以根据不同路况调整悬架阻尼,提高车辆的平顺性与操纵稳定性,还可以进行振动能量回收与能量管理。在对并联式滚珠丝杠半主动悬架结构与原理研究的基础上,进行结构参数分析,完成该悬架主要部件的选型与设计;建立作动器数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件进行馈能特性、阻尼力特性、半主动特性仿真分析;进行并联式滚珠丝杠半主动悬架能量管理系统的设计,利用开路电压法和AH积分法相结合的方法进行SOC估算,在悬架动挠度仿真分析和SOC检测的基础上设计了悬架能量管理策略,并且进行了能量管理系统硬件电路的试制;进行了并联式滚珠丝杠半主动悬架作动器原理样机的试制,并且利用现有的振动试验台,进行了相关台架试验研究。仿真和试验结果表明:该作动器在正弦振动频率为1～2Hz、振动幅度为5～10mm时产生的馈能电压为4～9V,当采用Sky-Hook控制方法时其可以有效减小悬架动挠度、轮胎动载荷以及车身加速度。因此所提出的并联式滚珠丝杠半主动悬架不仅具有半主动减振能力,还可以进行振动能量回收;能量管理系统可以根据路况与能量储存系统情况进行模式切换,且可以进行高效的能量回收。
【学位单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.33
【部分图文】：

占据了全球四分之一的汽车产销份额。据中国汽车产销情况总体呈现平稳增长态势，已经连续多年稳居世界头和生活提供了诸多便利，但是它也带来了很多其他问题。由候变暖问题和现在城市中出现的雾霾问题，其中多种污染物统汽车最主要的燃料，也是造成污染的最主要原因，因为内生二氧化碳、氮氧化物等污染物，另外车载空调也会产生的产生的污染物是低空排放，因此对城市大气环境和人体的危经成为了城市大气污染的主要源头[7-9]。在环境与能源的双重经不能依赖传统的内燃机汽车。我国的长安汽车、北汽集团的退出时间表，世界各大车企均提出了新能源汽车发展战略产业化显得越来越重要。而目前制约新能源汽车发展的一个，从现有的技术发展趋势看来，蓄电池能量存储技术方面很能有效的将汽车耗散掉的能量进行能量回收与能量管理，将率，从而改善新能源和汽车的能量储备问题[10-11]。

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1.2 日本学者 Suda 等人提出的电控悬架结构da[24-26]等人提出了一种新型的半主动悬回收的悬架振动能量再供给悬架半主动用一个直流电机来实现了半主动控制和的可行性，据此设计了该悬架的控制策车速为 80km/h、悬架振动频率小于 2H主动控制状态，而当悬架振动频率大于量回收状态，并通过仿真分析验证了该经过多年的研究，提出了一种新型的主取代了传统的 4 个被动悬架，当车轮收到的控制单元进行信息互通，此时直线电中；当需要对车身进行主动控制时，则具有良好的平顺性与操纵稳定性。

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1.2 日本学者 Suda 等人提出的电控悬架结a[24-26]等人提出了一种新型的半主动悬收的悬架振动能量再供给悬架半主动用一个直流电机来实现了半主动控制可行性，据此设计了该悬架的控制策速为 80km/h、悬架振动频率小于 2动控制状态，而当悬架振动频率大于回收状态，并通过仿真分析验证了该过多年的研究，提出了一种新型的主代了传统的 4 个被动悬架，当车轮收控制单元进行信息互通，此时直线电；当需要对车身进行主动控制时，则有良好的平顺性与操纵稳定性。

【参考文献】