轮毂驱动电动汽车垂向特性与电机振动分析-论文.pdf

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1、汽车工程2014年(第36卷)第4期AutomotiveEngineering2014075轮毂驱动电动汽车垂向特性与电机振动分析童炜，侯之超(清华大学，汽车安全与节能国家重点实验室，北京100084)[摘要]鉴于轮毂电机驱动的电动车因非簧载质量增加导致车辆行驶平顺性恶化等问题，本文中应用1／4车辆动力学模型，基于响应均方根值和传递特性导出了车辆平顺性和电机垂向振动的若干评价指标。以某微型轮毂驱动电动车为对象，应用上述指标分析了车辆簧载与非簧载质量比、轮胎垂向刚度与悬架刚度比、悬架阻尼比和电机系统与车轮系统质量比等因素的影响，为匹配车辆参数提供了可

2、选范围。关键词：轮毂电机驱动；非簧载质量；平顺性；电机振动AnalysesontheVerticalCharacteristicsandMotorVibrationofanElectricVehiclewithMotor．．in．．WheelDriveTongWei&HouZhichaoTsinghuaUniversity，StateKeyLaboratoryofAutomotiveSafetyandEnergy，Beijing100084[Abstract]Inviewoftheproblemsofelectricvehicle(EV)withm

3、otor=in．wheeldrive，suchasridecomfortdeteriorationduetoitsincreasedunsprungmass，aquartervehicledynamicsmodelisbuiltandbasedonitsrootmeansquareresponseandtransfercharacteristics，severalindicatorsforevaluatingtheverticalvibrationofmotorandtheridecomfortofvehiclearederived．Thesein

4、dicatorsarethenappliedtoaminiEVwithmotor—in—wheeldrivetoanalyzetheeffectsoftheratioofsprungmassoverunsprungmass，theratioofverticalstiffnessoftireoverthestiff-nessofsuspension，thedampingratioofsuspensionandthemassratiobetweenmotorandwheel，providinganap—plicablerangeofparameters

5、forvehiclematching．Keywords：motor-in-wheeldrive；unsprungmass；ridecomfort；motorvibration传统内燃机车辆的传动系统，电机转矩波动直接作日IJ吾用于车轮，可能引起悬架前后方向共振以及整个驱动系统的振动。随着电动汽车的兴起，轮毂电机驱动模式以其文献[3]中介绍了一种改进方案，创新设计用独特的优势成为当前的一个研究热点。轮毂电机驱于轮毂驱动的盘式电机，将定子转变为簧载质量，转动因为省去变速器、传动轴和差速器等传动系统，使子通过长半轴驱动车轮，明显改善了车辆的垂向性得传动链

6、缩短、效率增高、结构更紧凑。电机的位置能。但电机转子和定子会因来自路面或车身的冲击与性能也使ABS、TCS和ESC等功能更易于实现⋯。而错位，引起电机磁场变化，加剧电机转矩波动文尽管轮毂电机驱动有诸多优势，但应用于实际献[4]中对比分析了车辆被动悬架与主动悬架对车工程仍存在很多挑战。首先，轮毂电机增加了车辆辆乘坐舒适性和安全性的影响，以结合电机转矩特非簧载质量，恶化了车辆行驶的平顺性；其次，因性选择合适的悬架系统。文献[2]中从汽车垂向性直接或经过减速机构与车轮固连，电机易受路面激能和振动传递途径等角度综述了国内外抑制垂向振励而产生较大振动，导致其

7、机械部分的工作寿命缩动影响的策略及其局限性。日本普利斯通公司开发短，加剧了定子与转子间的磁隙波动；第三，因省去的动态吸振型轮毂驱动系统将电机悬置，电机既原稿收到日期为2012年6月11日，修改稿收到日期为2012年8月20日。2014(Vo1．36)No．4童炜，等：轮毂驱动电动汽车垂向特性与电机振动分析·399·作为动力源又充当质量吸振器，能在较宽转速范围内提高车辆的平顺性和安全性。文献[6]和文献一)3[7]中对利用吸振器原理设计吸振机构或引入电机常规轮毂电机驱动，电机与车轮直接相连。电悬置以改善车辆垂向特性进行了探讨。机垂向加速度的相对幅频特

8、性为本文中基于1／4轮毂驱动车辆模型，定义了车辆平顺性和电机垂向振动的评价指标；并以某微型电动汽车为对象，分析了车身偏频、