电驱动汽车起步工况扭振现象仿真及试验研究

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1、电驱动汽车起步工况扭振现象仿真及试验研究周洋(上海大众汽车有限公司，上海201805)王治松(同济大学汽车学院，上海201804)【摘要】通过建立从电机到轮胎的动力学模型，仿真分析扭振现象产生的原因和影响因素，并进一步通过试验验证来探求改善扭振现象的方法。【Abstract】Throughtheestablishmentofkineticmodelsfromthemotortothetire，thereasonandinfluencingfactoroftorsionalvibrationphenomenaare

2、simulatedandanalyzed，andfurtherimpro-ringmethodsareexploredbyexperimentalverification．【关键词】电驱动系统汽车起步品质扭振doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2014．07．03统，通过建模仿真分析扭振现象产生的原因并且0引言结合试验提出改善扭振现象的方法。与相关研究比较，本文研究对象的显著特征是传动系统具有较长的齿轮啮合路径和多个附加质量，因此扭振电驱动汽车起步扭振问题是影响车辆品质的特性有其特殊性。此外

3、，本文研究重点在于起步关键问题之一，其影响因素众多，产生的机理也各品质及其影响因素分析。不相同。关于电驱动汽车扭振方面的研究，张立军、司杨、余卓平等人建立了燃料电池轿车的驱动传动1电驱动传动系统建模系统模型l_lj，通过齿轮间隙和滑移率等非线性特性分析驱动传动系统的动态特性。重庆大学的陈为了研究电驱动传动系统的扭转振动，必须益、北京理工大学的程颖等人运用ADAMS建立车对其驱动传动系统建立较精确的模型。本文采用辆的驱动传动系统模型，探讨了基于虚拟样机模块化的建模方法，将电驱动汽车传动系统分为技术的车辆驱动传动系统

4、扭振分析，得到了系统电机转子模型、电机轴模型、减差总成模型、左右的固有频率。Couderc等人对汽车动力传动系统半轴模型、轮胎／车身模型。为了精确地模拟传动进行了讨论分析和试验研究，提出了汽车动力系统的扭转振动情况，考虑了驱动传动系统的非传动系统的力学模型，确定了模型中的全部参数；线性因素——滑移率。对系统进行了自由振动和强迫振动计算，在数据电驱动汽车的驱动传动系统是一个复杂的多处理中采用了谱分析的方法；对不同形式的扭振质量弹性系统。本文为了简化分析，将其按照集消减措施的消减效果进行了试验研究。中质量的简化原则，

5、简化为有限自由度的扭转振本文结合某款插电式混合动力汽车的动力系动系统，简化原则为：(1)将减速器等效为一级收稿日期：2014—04—09·10·上海汽车2014．07减速器，传动比不变，惯量按照等效原则分别等效角速度、角加速度；i为减速器／差速器总成减速到输入和输出端；(2)按照扭转部件的弹性及其惯比；R。为主动齿轮的半径；R昭为从动齿轮的等效量大小，决定其等效为一个惯量还是一根扭转弹半径，且R：i×R；K为齿轮副的综合啮合刚簧；(3)只考虑轮胎的扭转刚度和惯量，其它非线度；C为齿轮副的综合啮合阻尼；在传动系统中

6、性特性忽略。。为电机的驱动扭矩，为两半轴扭矩之和。1．1电机等效模型半轴的动力学特性主要表现为扭转弹簧特在简化过程中考虑电机转子的机械转动，而性，并存在弱阻尼，同电机轴的简化类似，将其简不考虑其它因素引起的与基座的相互作用。由于化为两根扭转弹簧，因左右半轴特性相同，仅列出电机转子的转动惯量很大，在运动过程中的扭转左半轴为例其动力学方程如下变形很小，因此将电机转子简化为转动惯量．，。l=KI(0axlf一0axlr)+CI(一axl)(5)电机转子同时受到电磁转矩和电机轴反作用转矩式中：。为左半轴的等效扭转刚度；C

7、。为左半轴的作用，其动力学方程为的等效扭转阻尼；0axlfx0，0axlr"0为左半轴前端．，=—转角、角速度，后端转角、角速度。1．3轮胎模型式中：‘，为电机转子转动惯量；to为电机转子转轮胎是汽车与地面直接接触的部分，其受力速；ro为电机电磁转矩；为电机转子负载转矩。情况十分复杂。为了简化分析，本文借鉴“刷子”电机轴本身转动惯量很小，可将其转动惯量模型，近似建立轮胎的力学模型。将轮胎的结构等效到电机转子处，并简化为扭转弹簧，存在弱阻分为两部分：轮毂和胎冠，两者之间的动态特性通尼，则其动力学方程为过弹簧和阻尼来

8、模拟。轮胎的扭转振动动力学方T=K(0l一0a2)+C(01—0a2)程为(2)Ja0=Mf—rb(0．)(6)式中：为电机轴扭转转矩；K为电机轴等效扭JbOb=(0转刚度；C为电机轴等效扭转阻尼；。、。为电．)一R·F(7)机轴前端扭转角度、扭转角速度；0为电机Tby(0，)=C0(0一Ob)+Ke(0一Ob)(8)轴后端扭转角度、扭转角速度。式中：．，I，为分别为轮毂