[发明专利]电动汽车防沉降复合式馈能型悬架作动器及其控制方法

说明书

本发明公开了一种电动汽车防沉降复合式馈能型悬架作动器及其控制方法，其悬架作动器包括磁流变减振器、电机单元、馈能单元和作动器监控装置，其控制方法包括步骤：一、数据采集及传输；二、作动器控制器根据其采样数据，分高节能模式、节能模式、稳定模式和动态模式四种模式对悬架作动器进行控制。本发明设计合理，实现方便，能对汽车簧载质量部分和非簧载质量部分的高度、以及作动器的控制力进行调节，汽车行驶在不同路面上时，能够根据压电片上馈能电压的大小，对悬架系统进行多模式切换，提高汽车行驶的舒适性和稳定性，同时对悬架系统产生的能量及时回收，减少汽车能量的浪费，提高了电动汽车的续航里程和电池寿命，实用性强。

技术领域

本发明属于电动汽车悬架作动器技术领域，具体涉及一种电动汽车防沉降复合式馈能型悬架作动器及其控制方法。

背景技术

随着汽车保有量不断增加，导致石油能源储存量不断减少，而且汽车尾气排放加剧了自然环境恶化，尤其是全球温室效应和雾霾天气等不正常现象，严重危害了人类生命健康以及社会的可持续发展，绿色环保的新能源电动汽车已成为当代社会关注的焦点。我国政府在2009年制定了一系列发展新能源汽车的补贴政策后，新能源汽车相关技术得到了快速的发展，但核心装置蓄电池能量密度低、重量大、充电时间长等缺点没有取得突破性的进展，续航里程短的问题制约着电动汽车市场的进一步拓展。目前电动汽车普遍采用传统液压被动悬架系统，液压减振器将汽车上下振动产生的能量以热量形式耗散到空气中，该部分能量占整车能量消耗的10％。如果利用汽车悬架振动能量回收技术，将液压减振器耗散的能量进行回收储存，这对于延续电动汽车续航里程，提高电动汽车的经济性，缓解自然环境恶化，推广电动汽车市场有着积极的意义。

2016年张恩惠等学者针对高耗能且现在数量不断增长的新能源汽车，应用经典压电悬臂梁进行有限元分析，得出当在自由端输入3mm的位移载荷时，压电片最高可产生3V电压，最后得出振动回收的电能足够为汽车小型低功率用电器供电。但该能量回收系统单一，没有深层回收悬架系统振动的能量。2017年赵洪星等学者设计了一种将压电陶瓷球壳和永磁直线电机两种回收方式进行复合，组成振动能量复合回收装置，而这种方式仅仅实现能量回收，没能全面考虑电动汽车行驶路况，进行悬架系统模式切换。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种电动汽车防沉降复合式馈能型悬架作动器，其设计合理，实现方便，能对汽车簧载质量部分和非簧载质量部分的高度、以及作动器的控制力进行调节，汽车行驶在不同路面上时，能够根据压电片上馈能电压的大小，对悬架系统进行多模式切换，提高汽车行驶的舒适性和稳定性，同时对悬架系统产生的能量及时回收，减少汽车能量的浪费，提高了电动汽车的续航里程和电池寿命，实用性强。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种电动汽车防沉降复合式馈能型悬架作动器，包括磁流变减振器、电机单元、馈能单元和作动器监控装置，所述磁流变减振器包括缸体，所述缸体内设置有滚珠丝杠和活塞，以及用于将缸体的内腔分隔为磁流变内腔和磁流变外腔的左旁路调节板和右旁路调节板；所述磁流变内腔和磁流变外腔内均设置有磁流变液，所述磁流变内腔内设置有用于将磁流变内腔分隔为磁流变内腔上腔和磁流变内腔下腔的内腔隔板，所述滚珠丝杠上螺纹连接有丝杠螺母，所述活塞与丝杠螺母固定连接，所述活塞的底部连接有向下穿过内腔隔板并向下伸出缸体底部外的丝杠套筒，所述丝杠套筒套装在滚珠丝杠上，所述内腔隔板上设置有分别位于丝杠套筒两侧的压缩阀和复原阀，所述缸体内上端设置有用于防止磁流变液中的铁磁性颗粒物发生沉降的叶片盘，所述叶片盘与滚珠丝杠固定连接，所述缸体外侧均匀分布有励磁线圈，所述励磁线圈内侧固定有导磁板；

所述电机单元包括电机固定座和安装在电机固定座上的无刷直流电机，所述滚珠丝杠的上端穿出缸体外部、穿过电机固定座且与无刷直流电机的轴固定连接，所述电机固定座的顶部连接用于与汽车簧载质量部分连接的上吊耳；