【摘 要】
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随着国家对纯电动汽车产业的大力支持,促进了新能源汽车市场的剧增。新能源汽车在结构上与传统车有较大的差异,表现最为明显的便是动力驱动系统,因此带来的居多问题也有别于传统车。常见的有驱动电机的电磁振动与电磁噪声、传动系统的抖动和啸叫以及高速行驶时驱动电机产生的切向、径向电磁力波而导致的高频电磁噪声等问题。本文主要针对某款开发阶段的纯电动SUV,在起步工况下车内方向盘出现低频抖动问题展开研究;首先采用改
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随着国家对纯电动汽车产业的大力支持,促进了新能源汽车市场的剧增。新能源汽车在结构上与传统车有较大的差异,表现最为明显的便是动力驱动系统,因此带来的居多问题也有别于传统车。常见的有驱动电机的电磁振动与电磁噪声、传动系统的抖动和啸叫以及高速行驶时驱动电机产生的切向、径向电磁力波而导致的高频电磁噪声等问题。本文主要针对某款开发阶段的纯电动SUV,在起步工况下车内方向盘出现低频抖动问题展开研究;首先采用改进BP算法下的逆矩阵法来识别载荷激励源及路径贡献量,接着结合最大转矩比电流(MTPA)控制及空间矢量(SVPWM)调制策略来降低激励源的振动;最后选用带精英策略下的非支配排序算法来对路径频响函数(FRF)进行优化。具体工作内容如下:首先介绍传递路径分析法的理论知识以及分析流程,并对众多载荷激励源识别法中的逆矩阵法展开论述。针对其中矩阵求逆存在的病态问题展开详细的论述,并利用改进BP算法对病态问题进行改进,最终给出相关理论推导及算法流程。其次以纯电动汽车在起步工况下的振动响应试验为目标,对车内方向盘的振动加速度、驱动电机的输出转矩和转速、以及悬置系统主被动侧的振动加速度等信号进行采集。结合信号特征测试分析和传递路径分析(TPA)对采集的工况实验数据进行处理和分析,最终识别出载荷激励点及路径贡献量最大的位置。然后建立永磁同步驱动电机在d q两相坐标系下数学模型及电磁输出转矩方程,并分析出引起方向盘振动是由于驱动电机的谐波输入电流产生的。因此给出两种对电机系统进行控制的方法:由前馈——反馈补偿控制组成的主动控制系统和MTPA控制,并详细的说明了SVPWM矢量调制策略。接着在Matlab/Simulink模块中建立动力传动系统模型进行仿真,并进行整车试验,从试验结果发现起步工况下的方向盘振动得到改善。最后对悬置系统进行优化,先建立永磁同步驱动电机悬置系统的Lagrange`s Equation,接着通过带精英策略下的非支配排序算法——NSGA-2。对动力总成的3个悬置刚度及9条频响函数(FRF)组成的多参考、多目标问题进行优化改善,从改进后的试验测试数据可发现效果较好。通过本文的研究分析,发现车内方向盘振动及路径FRF均得到改善,此成果为新能源汽车在NVH性能开发阶段提供指导性参考。
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