[发明专利]一种轮毂驱动车辆多源激励耦合动力学分析方法

说明书

本发明公开了一种轮毂驱动车辆多源激励耦合动力学分析方法，主要包括：输入条件、转向系统模型、随机路面激励模型、轮毂电机模型、轮胎模型以及车辆耦合动力学模型。输入条件包括：转向输入、路面等级、行驶车速。输入条件实时输入转向系统模型、随机路面激励模型、轮毂电机模型，由模型分别计算出转向轮转角、路面不平度及轮毂电机不平衡电磁力，并将转向轮的转角和路面不平度同时施于所建轮胎模型，由轮胎模型计算出各向轮胎力，并将其与不平衡电磁力一起作用于所建车辆耦合动力学模型，对轮毂驱动车辆的耦合动力学特性进行分析，同时将所得到的轮胎的运动量及轮毂电机定转子的相对位移量分别反馈给轮胎模型和轮毂电机模型，进行闭环控制。

技术领域

本发明涉及一种车辆动力学领域分析方法，尤其涉及一种轮毂驱动车辆多源激励耦合动力学分析方法。

背景技术

随着经济的快速发展，环境污染问题也越来越严重，汽车的尾气排放作为主要污染源之一已经被高度关注，新能源汽车的发展已经呈现出势不可挡的趋势。电动汽车成为新能源发展的一个主流方向，但是由于传统集中电机驱动的电动汽车存在传动轴、差速器等结构，使得电动汽车的底盘结构复杂且传动效率较低。轮毂电机驱动的电动汽车不仅取消了传动轴等结构而且将轮毂电机、减速机构制动器等高度集成布置在车轮内，简化了底盘结构，提高了传动效率。

一般情况下，轮毂电机的定转子的几何中心与车轮几何中心是同心的，但是在不同路面激励、车速等因素下会造成电机气隙沿圆周分布不均，从而产生不平衡电磁力影响到车辆的动力学特性。目前，车辆多激励源耦合对车辆动力学特性产生的影响少有研究。

本发明提出了一种轮毂驱动车辆多源激励耦合动力学分析方法，此方法在建立轮毂驱动电动汽车耦合动力学模型的基础上，充分考虑路面不平度随机激励、轮毂电机电磁力车辆转向的车辆激励源及其相互耦合作用对车辆动力学特性的影响，能更真实的反映车辆系统动力学在多因素作用下的影响。

发明内容

本发明的目的在于提出一种适用于轮毂驱动车辆的动力学分析方法，该方法考虑到多种激励源耦合作用，能更准确、真实的分析多激励源耦合给轮毂驱动车辆带来的影响，对轮毂驱动车辆的耦合动力学特性具有十分重要的意义。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

该分析方法主要包括：输入条件模块、转向系统模型、随机路面激励模型、轮毂电机模型、轮胎模型以及车辆耦合动力学模型。其中输入条件模块包括：转向输入、路面等级以及行驶车速。

首先确定轮毂电机驱动电动汽车的多激励源输入条件，包括：转向输入、路面等级、行驶车速；建立随机路面激励模型；根据轮毂电机驱动电动汽车具体结构建立转向系统模型和轮毂电机模型；轮毂电机驱动电动汽车实际行驶工况的输入条件代入所建立的随机路面激励模型、转向系统模型及轮毂电机模型即可得到车辆实际的多源激励；建立车辆轮胎模型和车辆耦合动力学模型，将由转向系统模型得到的车轮转角和随机路面激励模型得到的路面不平度激励同时作用于所建立的轮胎模型，同时将由轮毂电机模型得到的不平衡电磁力施加于所建的车辆耦合动力学模型，轮胎模型将产生的轮胎力作用于车辆耦合动力学模型，而在一定运行工况下由车辆耦合动力学模型计算得到的车轮运动量及轮毂电机定转子相对位移量则分别反馈给轮胎模型及轮毂电机模型。

相对于现有技术，本发明具有如下优点和有益效果：

(1)本发明适用于轮毂电机驱动的车辆的动力学分析研究，其充分考虑轮毂电机驱动的车辆的转向输入、路面不平度、轮毂电机不平衡电磁力的多种激励作用，提高了目前针对轮毂电机驱动车辆动力学分析只考虑单一输入的严谨性。

(2)此分析方法考虑到了路面不平度激励和轮毂电机电磁力之间的相互耦合作用，更加贴近轮毂电机驱动车辆的真实情况，使得分析更加精确。

附图说明

下面结合附图和实施实例对本发明做进一步说明。