[发明专利]一种用于汽车悬架的自供能磁流变减振器系统

说明书

本发明公开了一种用于汽车悬架的自供能磁流变减振器系统，包括磁流变减振器、振动能量回收装置、能量管理单元以及控制单元；振动能量回收装置可以回收汽车的振动能，所回收的能量以电的形式通过能量管理单元为磁流变减振器和控制单元供电，多余的电能储存在车载电池中；当车辆起步或者车辆振动比较平缓时，能量管理单元利用车载电池的电能为磁流变减振器和控制单元供电；控制单元根据汽车的运行状态和行驶路况实时、连续、无级调节磁流变减振器的阻尼，进而改善汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。该新型减振器系统结构简单、小巧，能耗低、效率高，成本低廉，易于实现。

技术领域

本发明属于汽车减振器技术领域，具体涉及一种用于汽车悬架的自供能磁流变减振器系统的设计。

背景技术

汽车减振器安装在车架和车桥之间，可缓解路面带来的冲击，迅速吸收颠簸时产生的震动，使车辆恢复到正常行驶状态。

传统减振器受减振器结构及其工作环境的限制，难以实现振动能量的回收和减振器性能的实时调节，无法适应车况与路况的变化，因此限制了性能的提高。磁流变减振器活塞内的液体是一种磁性软粒悬浮液，利用活塞杆内电磁线圈的磁场的变化来控制其流变特性，从而产生反应迅速、可控性强的阻尼力，虽然磁流变减振器具有阻尼力可调、结构紧凑等特点，但是需要外部提供能量，另外，该减振器将车辆的振动能以热量的形式耗散掉，这不符合节能的主题。汽车振动能量回收系统所回收的电能具有高压低电流的特点，且电流是瞬时和交变的，由于系统所具有的阻尼效应使得振动能量的回收、转化和储存都存在一定的难度。

为了实现将车辆的振动能以电能的形式回收，并利用所回收的能量驱动和控制减振器，降低车辆能耗，提高车辆的行驶平顺性和操纵稳定性，就需要设计一种用于汽车悬架的自供能磁流变减振器系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中磁流变减振器需要耗能的不足以及难以实现能量回收的问题，提出了一种用于汽车悬架的自供能磁流变减振器系统。

本发明的技术方案为：一种用于汽车悬架的自供能磁流变减振器系统，包括车身、车载电池、磁流变减振器、振动能量回收装置、能量管理单元以及控制单元；振动能量回收装置固定连接于车身上并且与能量管理单元连接，磁流变减振器的活塞杆中的可控电磁线圈与控制单元连接，控制单元与能量管理单元相互连接且分别并接于车载电池。

优选地，振动能量回收装置包括上压电片、金属基座和下压电片；金属基座以悬臂梁固定的方式连接于车身；上压电片和下压电片分别覆盖于金属基座的上下表面且分别与能量管理单元连接。

优选地，能量管理单元用于将振动能量回收装置回收的电能先储存在储能电容中，再利用Buck型DC-DC变换器将其转换成合适的电压后，为磁流变减振器的活塞杆中的可控电磁线圈和控制单元供电，以及为车载电池充电。

优选地，控制单元用于接收来自车身垂向振动加速度传感器的信号，经过内置智能控制算法对汽车的运行状态和行驶路况进行识别和预测，并对可控电磁线圈中的电流进行实时、连续、无级控制。

本发明的有益效果是：

(1)可实现汽车振动能量的回收与利用。

(2)控制单元根据车载传感器信号对汽车的运行状态和行驶路况进行识别和预测，实时闭环调节减振器的性能，在各种车况和路况下都有最优的工作条件。

(3)能量管理单元先将所回收的电能储存在储能电容中，再将其转换为合适的电压后才为磁流变减振器和控制单元供电，效率高、功耗低，对系统元器件的损害小，易于实现。

附图说明

图1为本发明提供的一种用于汽车悬架的自供能磁流变减振器系统结构示意图。

图2为本发明中振动能量回收装置结构示意图。

图3为本发明中能量管理单元电路图。