电磁阻尼器惯性质量对汽车馈能悬架减振性能的影响

为了研究阻尼器惯性质量对汽车馈能悬架系统减振性能及馈能特性的影响,优化电磁阻尼器选型,根据汽车悬架系统动力学方程推出阻尼器惯性质量表达,并引入惯性质量,以悬架系统车身加速度、悬架动行程和车轮动变形量作为系统输出,建立了精确化馈能悬架系统的状态空间模型,通过状态空间模型系统输出的频域传递特性分析了惯性质量等级对悬架系统主要性能的影响。仿真结果表明:随着阻尼器等效惯性质量的增大,悬架系统平均馈能功率降低;虽然低频段主要性能指标的幅频传递特性有小幅改善,但中频段传递特性恶化严重;过高的阻尼器等效惯性质量会引起悬架系统总体性能恶化。通过1/4悬架系统台架实验对仿真结果进行验证,结果表明:在相同激励条件下,电磁阻尼器惯性质量使馈能悬架系统平均能量回收功率产生最高44%的衰减;较高等级的惯性质量导致悬架系统关键性能指标传递特性在中频段产生不同程度的恶化,共振频率发生小幅前移,悬架系统总体性能变差。实验结果验证了仿真结果的正确性。     

面向新能源汽车的悬架振动能量回收在线控制方法

针对目前新能源汽车悬架中阻尼器阻尼调节复杂、能耗大的问题,提出了一种高效的电磁阻尼器阻尼系数在线控制方法,同时实现振动能量的回收。该方法使用由直流电机和滚珠丝杠机构组成的电磁阻尼器,首先设计了基于高频DC-DC变换器的阻尼调节电路,通过调节驱动功率场效应晶体管(MOSFET)的脉宽调制(PWM)信号占空比,其输出电压可基于输入电压进行调节;然后在阻尼器工作过程中计算目标电磁转矩,求出达到该参考转矩需要的电枢电流。另一方面,在工作过程中不断采集实际电枢电流,并将该实际电流送至PI控制器进行PI闭环调节,输出驱动PWM信号的占空比;最后由PWM控制器以1 kHz的调节频率驱动DC-DC变换器,实现目标转矩的跟随和能量回收。基于实车的相关参数搭建了1/4悬架系统实验台架,实验结果表明,该电磁悬架系统可回收约184 W的振动能量,响应速度可达10 Hz,验证了阻尼系数调节和控制方法的有效性。