馈能悬架介绍

可调电阻Ra
Ia
V
可调电压U
M
E
M
E
悬架：

导向机构
作用：传递路面与车身之间各种力及力矩（除垂直力） 类别：麦夫逊式，双叉式，多连杆式 影响：不同导向结构，在汽车运动时，对车轮的定位参数及轮距影响不同，进而汽车运 动性能

弹
簧（K）
它用二个主要作用：1.承载车身质量，即承载。2.暂存路面（或车身）的动能，随后缓 慢 传递给车身（或路面），即缓冲及传递垂直载荷。常用的用螺旋弹簧 影响：主要影响汽车振动的固有频率

E T
架的死区特性及阻尼力）
Ra Ia U M E
减振器的基本状态：
工作行程：200mm 自由行程：100mm 国标规定一般情况下试验速度：0.524m/s
最大额定阻力：1500-2500N
其中： L1：最小压缩长度 S： 行程 L1+S：最大拉伸长度 D2：防尘罩外径 D1：贮液缸外 径。
工作行程和长度可根据需要定
半主动悬架
K及C可根据路面因素，按储存在计算机中的各种条件下最优弹簧和减振器的优化参数指令 来调节弹簧的刚度和减振器的阻尼状态

主动 悬 架
K及C可以根据路面因素、汽车运动参数及平顺性和安全要求进行实时调整
（由于刚度不容易调整，所以目前半主动悬架和主动悬架的调节主要集中在C的调节上）
主/被动悬架仿真模型
悬架
路面
国外的馈能悬架：
BOSH直线电机式馈能悬架
线圈通电后可使悬架总成依据簧载质量和非簧载质量的相对位置的不 同而伸张或收缩。
液力式馈能悬架
GenShock
当汽车随路面形状上下运动时，悬架带动活塞推动液压 油，高压油推动液压马达转运，从而带动发电机发电，将振 动能转化为电能。
GenShock节能效果
F
输入转速 n,发电
输出阻尼 力F
z n 0 60* L

整流/逆变
电 池 电动转矩
2 *T L
电机
E CE * n I ( E U ) / Ra
T0 CT * I
60KE * VREL -U 2 L F * KT * L R 120 * KEKT 2 * K T *VREL *U 2 R*L LR c1 (c2 *VREL U） 其中：c1 2 * K T 60K E , c2 LR L
3.悬架运动给电机发电时，所产生的电磁转矩必须满足当时速度下的推力要求
电缸
问题：

1.在速度范围内变化时，对储能电池的端电压要求变化太大。 （电压常数较大导致:154V/Krpm 3500rpm 460V） 比如： 0.052m/s 10V 20W; 0.131m/s 22V 100W;
0.262m/s 45V 400W;

减 振 器(C)
作用：耗散部分振动能，衰减由路面冲击带来的车身振动 影响：主要影响振动衰减的快慢
悬架评价指标：

车身加速度（BA)
影响乘员的舒适性及货品的安全性，即平顺性
悬架动行程（SWS)
主要受汽车悬架的安装空间制约

轮胎动载（DTL)
影响行驶安全性

被动 悬 架
K及C是固定的（一定输入下，按性能指标最优的结果）


其中：L为丝杠导程，KT为电机转矩常数，KE为电动势常数， U为外接电路端电压，R电路电阻。
馈能电机及丝杠选用：
丝杠：主要是导程L及承受的最大轴向力 电机：转矩常数CT（或电动势常数 C 30)* C 额定转速n(受悬架运动速度影响） 储能电池端电压：U（与电机的电动势常数有关，影响悬
滚珠丝杠馈能悬架结构示意图
馈能减振器的两个主要方程：
（1）丝杠轴向的旋转及直线运动变换。
60 n 30 * * * vrel L
（2）电机及丝杠动力学模型
( J m J b ) T电机 - T输出
F输出＝ 2 * T输出 L

馈能发电及电动原理
悬架行程 速度ż转 化为旋转 速度n0 电机 产生制动 性电磁转 矩T0 转矩T 转化成 直线推力 F
0.524m/s 95V 1000W;

2.? 3.??

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调节电磁阻尼力有三种方法： E CE * n 1.调节感应电动势： 一定转速输入n和CT下，可调节励磁电流，来调节励磁的磁通 2.改变外接电路的电压U. 改变加给蓄电池或电容的充电电压，可在一定程度改变电磁阻尼力。 这也是电机调节转速的一种方法。 3.调节电阻 Ra Ia V
悬 架 动 行 程
x w xb
悬 架 运 动 速 度
x w xb m/s

主动悬架 主动悬架 SWS.rms(m) SRS.rms(m/s) 0.0126 0.1305
被动悬架 被动悬架 0.0172 0.1474
阻 尼 力 F
主动悬架主动控制力 阻 尼 力 F
主动悬架相当阻尼力
主动悬架主动控制力 主动悬架 Damping_force.rms(N) 354.3
。
阻尼ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：

C 2 m2 K
对衰减振动有两个影响： 1.与有阻尼固有频度有关 2.决定振幅的衰减程度 汽车悬架的阻尼比通常在0.25~0.4左右，属于小 阻尼。平顺性要求汽车具有小阻尼，安全性要求 大阻尼。 上例中：阻尼比为0.21


综上所述：
1.电机的速度范围必须包含减振器运动速度范围：0-1.5m/s（不加主动控制达不 到） 2.在减振器一般速度下要求电机回收能量效率要高。 2.丝杠的行程必须大于悬架的+/-SWS，200mm
被动悬架阻尼力 主动悬架相当阻尼 135.3 被动悬架 149.4
主/半主动悬架PK被动悬架

被动悬架：
◦ 无需外部能量，可适合多数工况，成本低 ◦ 参数不可变，限制其性能的改善。

主/半主动悬架
◦ 可满足不同工况对悬架特性参数变化要求。 ◦ 耗能、成本高
阻尼器： 为路面输入的机械能提供一个出路。 粘性阻尼器：转化热能 馈能阻尼器：转化为电能 车身