基于操纵稳定性的电动汽车悬架布置方案优化

基于操纵稳定性的电动汽车悬架布置方案优化

汽车运营的稳定性是汽车的重要性能之一。在这项工作中，我们遇到了一个问题，即在电动汽车上行驶时，车轮侧的滑量过大，轮胎磨损较大。以现有的研究成果为例。11.1悬架总成系统虚拟样机的建立麦弗逊式悬架左右对称于汽车纵向平面,本文取左边1/2悬架进行分析,右边1/2根据对称特性自动生成根据表1中数据,可以得到该麦弗逊式前独立悬架虚拟样机的模板模型,再在标准模式下由模板模型建立子系统,最后将悬架子系统和测试台组装在一起得到悬架总成系统虚拟样机模型,如图2所示1.2麦弗逊悬架模型的建立本文所研究的某电动汽车的后悬也是采用麦弗逊式独立悬架系统。建模时,使用ADAMS/Car中的麦弗逊悬架模板,由于后悬架模型不需要转向,在原模板中删除转向拉臂和转向横拉杆,将下摆臂外点的球形副改成转动副。使用修改后的模板输入如各硬点坐标,建立后悬架模型,如图3所示。后悬架各关键硬点坐标如表2所示。1.3电机模型的建立本文研究的车辆采用发动机前置前驱传动方式,建模时使用ADAMS/Car提供的共享数据模板_powertrain_it.tpl,对模型关键硬点坐标修改后,得到没有图形外观的电机模型。该模型包括发动机模型、变速器模型和动力传动系统模型。电机各硬点坐标如表3所示。1.4公用数据库中带设计模型的建立转向系模型、横向稳定杆模型、车身系统及轮胎模型都选用公用数据库中自带的实体模型,并且对其参数进行修正。在ADAMS/Car中,通过通讯器把各个子系统装配起来,得到整车虚拟样机动力学仿真模型,如图4所示。2影响因素在现代社会条件下的应用影响汽车操纵稳定性的因素有很多,前后轴质量和承载变化是其中重要因素。本文所研究的电动汽车电池质量相对于整车总质量占有较大比例,因此对底盘中心的位置和转动惯量有较大影响,本部分主要分析电池摆放位置和承载的变化对操纵稳定性的影响。2.1电池组安装位置对操纵稳定性的影响汽车在使用过程中,由于搭载乘客及货物,汽车的质心位置与空载时相比,必然会产生纵向偏移,进而影响汽车的操纵稳定性。本文针对该电动汽车电池安装位置的改变,分析其对整车操纵稳定性的影响。电池组安装在原位置时,通过Solidwork软件计算得底盘重心位置为(-112.5,-25.0,219.3)。若将电池组安装位置前后移动,由于电池组质量达到340kg,它的移动将引起底盘重心位置的变化。为了方便研究电池组按照位置变化对操纵稳定性的影响,取电池前移使得汽车质心位置在从图5中曲线可以看出,电池安装位置引起质心位置变化,使车辆瞬态响应发生变化。当质心前移200mm时,汽车的侧向加速度和横摆角速度减小,侧向加速度和横摆角速度响应时间缩短,提高汽车的瞬态响应性能;当质心后移200mm时,汽车的侧向加速度和横摆角速度增加,响应时间延长。因此,将电池组在原位置的基础上前移有利于提高整车的瞬态响应性能。2.2根据驾驶质心安全要求,增加驾驶侧偏角电池安装高度将影响整车质心高度,改变质心高度位置,高度增加50mm时,质心由图6可知,提高质心高度使得侧向加速度和横摆角速度增加,车身侧偏角明显增加。车身侧偏角是与汽车操纵稳定性和平顺性有关的重要参数,过大的侧偏角使驾驶员感到不稳定、不安全;相反,降低质心高度有利于提升稳态响应特性,减少车身侧偏角,有利于提高整车操纵稳定性。2.3造成配数不高该电动汽车设计能搭载5名60kg的乘客,增加300kg质量。对空载和满载工况进行转向盘角跃阶输入试验从图7中可看出,载荷增加使得侧向加速度和横摆角速度以及它们的稳定时间增加,整车瞬态响应特性变差。3整车虚拟样机优化的实现方案电动汽车样车在行车试验时存在前轮侧滑量偏大引起轮胎磨损较大的问题,项目组基于灵敏度考虑对悬架的布置方案进行了优化。本文以优化后的模型作为研究对象,以操纵稳定性作为主要考察目标,在ADAMS/Car模块中建立整车虚