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《輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能匹配》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、摘要輪轂電機(jī)電動(dòng)車(chē)是電動(dòng)汽車(chē)的重要分支，除具備普通電動(dòng)汽車(chē)低能耗、低排放的特點(diǎn)外，其采用電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)車(chē)輪的驅(qū)動(dòng)形式，使車(chē)內(nèi)空間的利用和布置更為靈活，四輪獨(dú)立控制也為其控制策略提供了更多可能。但由于輪轂電機(jī)電動(dòng)車(chē)整車(chē)質(zhì)量分布和底盤(pán)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，其整車(chē)動(dòng)力學(xué)特性也受到影響。為解決這一問(wèn)題，本文在某A0級(jí)內(nèi)燃機(jī)轎車(chē)的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了一種適用于輪轂電機(jī)電動(dòng)車(chē)的專(zhuān)用懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一種雙節(jié)臂式前懸架系統(tǒng)、扭桿梁式后懸架系統(tǒng)和機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)?；诙囿w動(dòng)力學(xué)理論和有限元方法，建立了對(duì)標(biāo)車(chē)和電動(dòng)車(chē)整車(chē)剛?cè)狁詈隙囿w動(dòng)力
2、學(xué)虛擬樣機(jī)模型并進(jìn)行了實(shí)車(chē)試驗(yàn)驗(yàn)證。在虛擬樣機(jī)模型的基礎(chǔ)上，運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)和多目標(biāo)優(yōu)化理論、穩(wěn)健性?xún)?yōu)化方法、遺傳算法、代理模型技術(shù)等基礎(chǔ)理論和方法對(duì)電動(dòng)車(chē)整車(chē)性能、前后懸架、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行了深入的理論分析與優(yōu)化匹配。針對(duì)安裝輪轂電機(jī)后車(chē)輛橫向尺寸放生變化進(jìn)而影響汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種面向輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的新型雙節(jié)臂前懸架系統(tǒng)，該懸架的特點(diǎn)在于其主銷(xiāo)參數(shù)由虛擬鉸接點(diǎn)確定，可以在較狹窄的橫向布置空間內(nèi)得到理想的主銷(xiāo)參數(shù)。初步設(shè)計(jì)的雙節(jié)臂懸架有運(yùn)動(dòng)干涉問(wèn)題和轉(zhuǎn)向系傳動(dòng)比變化問(wèn)題。分析表明，問(wèn)題產(chǎn)生的根
3、源在于轉(zhuǎn)向過(guò)程中懸架主銷(xiāo)位置發(fā)生了變化，導(dǎo)致車(chē)輪發(fā)生不規(guī)律的運(yùn)動(dòng)。通過(guò)靈敏度分析選取對(duì)主銷(xiāo)參數(shù)變數(shù)貢獻(xiàn)較大的7個(gè)設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。最終使轉(zhuǎn)向過(guò)程中的主銷(xiāo)內(nèi)傾角的變化量由4°減小到0.32°，主銷(xiāo)后傾角的變化量由5°左右減小到1.18°，且消除了相關(guān)運(yùn)動(dòng)干涉。考察了扭桿梁后懸架的扭桿梁長(zhǎng)度對(duì)汽車(chē)整車(chē)性能的影響。通過(guò)截短扭桿梁來(lái)適應(yīng)兩后輪輪轂電機(jī)的安裝，通過(guò)扭桿梁后懸架剛度臺(tái)架試驗(yàn)建立了扭桿梁剛度與其長(zhǎng)度、扭桿斷面尺寸間的關(guān)系。對(duì)裝備具有不同尺寸扭桿梁后懸架的整車(chē)虛擬樣機(jī)模型進(jìn)行仿真分析，考察其對(duì)平順性及操
4、縱穩(wěn)定性的影響。結(jié)果表明在中低車(chē)速下，隨著扭桿梁剛度的增大，平順性變差；在中高車(chē)速下，扭桿梁剛度增大時(shí)，平順性有變好的趨勢(shì)，扭桿梁長(zhǎng)度的變化對(duì)汽車(chē)穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)性能也有一定影響。提出用6?穩(wěn)健性?xún)?yōu)化方法對(duì)斷開(kāi)式齒輪齒條轉(zhuǎn)向系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。根據(jù)轉(zhuǎn)向梯形桿系的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，推導(dǎo)了其內(nèi)外輪轉(zhuǎn)角關(guān)系的數(shù)學(xué)模型并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。以解析模型為基礎(chǔ)，輸入電動(dòng)車(chē)參數(shù)進(jìn)行了確定優(yōu)化和穩(wěn)健性?xún)?yōu)化并進(jìn)行了分析對(duì)比。最終確定了接近理想阿克曼轉(zhuǎn)角關(guān)系的設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，穩(wěn)健性設(shè)計(jì)方案目標(biāo)函數(shù)均方差比確I定性?xún)?yōu)化方案低36.99%，且其優(yōu)化方
5、案可以遠(yuǎn)離目標(biāo)函數(shù)失效邊界，達(dá)到6.547?水平，穩(wěn)健性較好。對(duì)裝備改進(jìn)懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的輪轂電機(jī)電動(dòng)車(chē)進(jìn)行了性能匹配。與對(duì)標(biāo)車(chē)相比，初步設(shè)計(jì)的輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)車(chē)平順性下降較大，部分操縱穩(wěn)定性性能指標(biāo)有所下降，需要綜合考慮汽車(chē)的平順性和操縱穩(wěn)定性對(duì)底盤(pán)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化匹配?？紤]到現(xiàn)行的汽車(chē)操縱穩(wěn)定評(píng)價(jià)指標(biāo)較多，如果全部進(jìn)行計(jì)算，不僅計(jì)算量指數(shù)級(jí)增大，且難以得到精準(zhǔn)結(jié)果。因此，運(yùn)用主成分分析法進(jìn)行降維處理，將21個(gè)初始評(píng)價(jià)指標(biāo)降低為由5個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)構(gòu)成的評(píng)價(jià)向量。以電動(dòng)車(chē)行駛平順性和操縱穩(wěn)定性5個(gè)指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)，
6、考慮整車(chē)使用性能和設(shè)計(jì)規(guī)范的約束，對(duì)電動(dòng)車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。最終得到的設(shè)計(jì)方案可以滿(mǎn)足包括21個(gè)初始操縱穩(wěn)定性評(píng)價(jià)指標(biāo)的整車(chē)性能使用要求，部分指標(biāo)達(dá)到對(duì)標(biāo)車(chē)型水平。在懸架與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)性能匹配設(shè)計(jì)中，討論了多代理模型方法在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。對(duì)二階、三階響應(yīng)面（RSM）模型、克里金（KRG）模型、徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的預(yù)測(cè)精度和優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行了分析對(duì)比。結(jié)果表明，針對(duì)該電動(dòng)車(chē)整車(chē)性能匹配問(wèn)題，各代理模型都能得到相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，其中徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型和三階RSM模型的預(yù)測(cè)精度和優(yōu)化結(jié)果都較好；二階RS
7、M模型預(yù)測(cè)精度和優(yōu)化結(jié)果較差；KRG模型具有較高的預(yù)測(cè)精度，但其優(yōu)化結(jié)果并不理想。說(shuō)明代理模型的預(yù)測(cè)精度高并不一定能得到理想的優(yōu)化結(jié)果，在工程問(wèn)題中運(yùn)用多項(xiàng)式代理模型進(jìn)行設(shè)計(jì)可以避免這一問(wèn)題。關(guān)鍵詞：電動(dòng)汽車(chē)；輪轂電機(jī)；懸架與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)；穩(wěn)健性設(shè)計(jì)；多目標(biāo)優(yōu)化；代理模型IIAbstractThein-wheelmotorelectricvehicle(IMEV)isconcernedasfuturevehiclewiththeadvantageoflowenergyconsumption,lowemissio
8、nandwithflexiblelayoutdesign.However,thedynamiccharacteristicsofIMEVareinfluencedbythechangesofmassdistributionandchassisstructure.Inthispaper,asuspensionandsteeringsystemorientedtoIMEVispresentedaimingatimpr
