[发明专利]一种轮毂电机驱动电动汽车自供能磁流变减振器

说明书

本发明提供了一种轮毂电机驱动电动汽车自供能磁流变减振器，属于车辆系统减振领域。本发明由刚性连接的磁流变减振器和直线电磁动力吸振器组成，控制简单、能耗较小的磁流变减振器用于抑制车身振动，提高轮毂电机驱动电动汽车乘坐舒适性；直线电磁动力吸振器包括定子和动子，且始终工作在被动馈能模式；直线电磁动力吸振器为作用于车轮的质量‑刚度‑阻尼共振系统，无需外部控制，有效降低车轮共振频段车身加速度、轮胎动载荷和悬架动挠度，抑制车轮的振动，提高轮毂电机驱动电动汽车行驶安全性。当定子与动子发生相对直线运动时，线圈绕组产生感应电流，为磁流变减振器提供能量，实现减振器自供能，同时，剩余能量储存至蓄电池，实现能量回收。

技术领域

本发明涉及车辆系统减振技术领域，具体涉及一种轮毂电机驱动电动汽车自供能磁流变减振器。

背景技术

至今，汽车已成为人们出行和商品运输的必要交通工具。但是，传统的内燃机汽车也带来了诸多问题，能耗高、排放大，造成能源短缺和环境恶化。相较于传统汽车，电动汽车因其具有噪声小、排放低和能量利用率高等优点得到了迅速发展。轮毂电机驱动电动汽车取消了复杂的动力传统系统，直接在车轮处进行驱动，具有传动效率高、占用空间小和控制简单等优点，是未来电动汽车发展的重要方向。然而，轮毂电机驱动电动汽车的结构特点也带来诸多汽车动力学问题。采用轮毂电机使得车辆簧下质量增加，对车辆的垂向振动动力学性能包括车身加速度和轮胎动载荷产生一定负面影响，尤其是车轮振动加剧。同时，短续航里程是电动汽车发展的另一重大难点。

针对轮毂电机驱动电动汽车垂向动力学负效应以及能耗问题，不少学者将可控主动电磁悬架引入了车辆减振系统。目前，直线电机式电磁悬架成为研究热点。直线电机式电磁作动器不需要附加传动机构，直接通过初级和磁极的相对直线运动，即可实现主动控制以及能量回收。然而，采用直线电机电磁悬架系统，虽可以实时调节电机电磁推力，以及在特定行驶工况下回收能量。但是仍然存在一些问题，一是通过调节减振器阻尼力，虽可优化车辆乘坐舒适性或车轮接地性，但其实质是性能的折衷，无法同两者进行优化；二是采用主动电磁悬架，需要消耗大量能量来满足理想车辆性能需求的电磁推力，而特定工况下电磁悬架回收的能量十分有限，因此能耗较大。

另一方面，随着电磁材料地不断发展，动力吸振器也得到了快速的发展。传统的被动式动力吸振器，作为子系统附连在主系统上，利用“反共振”的原理，改变主系统能量分布与传递特性，从而抑制主系统的振动。近年来，主动电磁动力吸振器有着广泛应用，其采用的电磁执行器是根据直线电机的工作原理设计的。通过改变通入线圈电流可以改变电磁弹簧刚度，从而改变吸振器的固有频率。因此，若将主动电磁动力吸振器应用到轮毂电机驱动电动汽车，用以抑制车轮的振动，将有益于提高车轮接地性。采用主动电磁动力吸振器虽可改变其固有频率，但存在控制复杂、能耗较大的问题。

综上，轮毂电机驱动电动汽车由于存在垂向动力学性能负效应问题，乘坐舒适性和行驶安全性变差，且采用主动电磁悬架或主动电磁动力吸振器，控制复杂、能耗较大。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种轮毂电机驱动电动汽车自供能磁流变减振器，以满足轮毂电机驱动电动汽车“舒适、安全、节能”的发展需要。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种轮毂电机驱动电动汽车自供能磁流变减振器，包括磁流变减振器和直线电磁动力吸振器，所述直线电磁动力吸振器与磁流变减振器外筒刚性连接；所述直线电磁动力吸振器包括定子和动子；所述定子包括中心杆和永磁体，永磁体堆栈在中心杆外围；所述动子包括线圈绕组、绕组铁芯和外壳体，外壳体端部通过滑动轴承与定子间隙配合，外壳体内部固定连接绕组铁芯，绕组铁芯上缠绕有线圈绕组；所述外壳体上下两端通过环形弹性材料固定。

进一步的技术方案，所述中心杆为磁流变减振器外筒，所述磁流变减振器外筒外部设置筒状外壳B，所述外壳体上下两端通过环形弹性材料与筒状外壳B固连。