[发明专利]一种双电机耦合驱动电动汽车动力传动系统扭振分析方法

说明书

本发明提供了一种双电机耦合驱动电动汽车动力传动系统扭振分析方法，具体涉及车辆噪声与振动控制领域，其目的在于解决双电机耦合驱动电动汽车的扭振NVH问题。该方法通过建立汽车动力传动系统的扭振模型、数学计算与分析流程，针对传动系统固有特性与强迫扭转振动响应完成了系统全面的分析，从而能够全面分析涉及双电机耦合驱动电动汽车动力传动系统扭振NVH问题，直观展现分析结果，有效缩短产品开发周期，并降低了开发成本。

技术领域

本发明涉及车辆噪声与振动控制领域，具体涉及针对双电机耦合驱动电动汽车的动力传动系统扭振分析方法。

背景技术

汽车传动系统的扭转振动直接影响到汽车的舒适性和安全性，汽车扭转振动程度的优劣已经成为人们评价汽车质量的重要参考因素之一，影响着人们购车的选择倾向。在汽车的传动系统中，发动机特性、路面输入、传动系统中齿轮齿隙等是引起传动系统载荷变化的主要激励源。传动系统扭转振动与发动机振动、传动系的弯曲振动和轴向振动等其他的振动形式相互耦合，共同构成了汽车复杂的振动、噪声问题。而对于纯电动汽车来说，由于电机具有相对较快的转矩动态响应、较宽的转速调节范围和较高的转矩波动频率，使得纯电动汽车传动系统的扭转振动具有与燃油动力汽车完全不同的特点。尤其是在双电机耦合驱动电动汽车中，两个电机的输出转矩经传动系统耦合之后，对汽车整体造成的NVH问题相对而言更加复杂。因此，建立合理、准确的传动系统扭振模型，对于双电机耦合驱动电动汽车的扭转振动进行分析是汽车研发过程中具有重要意义的内容。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种双电机耦合驱动电动汽车动力传动系统扭振分析方法，具体包括以下步骤：

步骤1、基于双电机耦合驱动电动汽车的动力传动系统构型，建立动力传动系统扭转振动模型；将动力传动系统中的各部件抽象为具有转动惯量的节点，各节点之间的轴段及齿轮啮合部分则视为具有刚度和阻尼的弹性体；

步骤2、确定与所述动力传动系统扭转振动模型中的所述节点、所述轴段以及所述齿轮啮合部分等对应的结构参数；

步骤3、基于机械振动理论求解所述动力传动系统扭转振动模型的自由振动方程，得到所述动力传动系统扭转振动模型的各阶固有频率及对应振型；

步骤4、计算电机激励频率，确定使所述动力传动系统扭转振动模型达到固有频率时的临界车速；

步骤5、计算对应固有频率对各部件参数的灵敏度，通过调整对应部件参数对共振车速点进行优化；

步骤6、基于车辆动力学理论建立动力传动系统强迫振动模型，仿真计算关键轴段的转矩变化曲线和整车角加速度变化曲线；

步骤7、基于转矩变化曲线和整车角加速度变化曲线计算响应曲线超调量和响应时间，评价扭振模型强迫振动动态响应性能；

步骤8、若关键轴段处转矩变化曲线超调量与振荡超出预定阈值条件，则调整电机转输出转矩变化率，对比不同输入转矩变化率情况下的转矩动态响应曲线及速度响应滞后时间，并主动兼顾汽车动力性和扭振抑制提供对应的控制策略。

进一步地，所述步骤1中建立动力传动系统扭转振动模型采用集中质量法将动力传动系统简化为扭振模型。

进一步地，所述结构参数利用理论计算、工程试验等方式获得各所述节点的转动惯量、所述轴段的刚度、阻尼及齿轮结构参数等。

进一步地，所述步骤4中具体基于电机控制理论计算电机激励频率，确定达到模型固有频率时的电机临界转速并作临界转速图，基于传动比计算临界车速，设定汽车常用行驶工况，判断工况内的临界车速点。

进一步地，所述步骤5中所述灵敏度具体通过选取临界车速点对应的固有频率，基于直接求导法计算得到；在计算得到的灵敏度中选取绝对值较大的灵敏度所对应的结构参数进行调整，结合固有频率调整目标及灵敏度的正负判断将该参数进行放大或缩小操作，重复执行步骤2至步骤4以实现最优的优化效果。