基于操纵稳定性的纯电动汽车前轮定位参数的优化设计

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纯电动汽车因其零污染、能量来源多样化、转化效率高等优点而成为汽车的发展方向,人们对电动汽车的研究重点一直在于提高汽车的续驶里程及最高车速,而对其安全性能则关注较少。操纵稳定性能是汽车主动安全的重要内容,是影响汽车高速安全性的一个主要因素,随着纯电动汽车最高车速的提升,对其操纵稳定性能的研究已经成为必要。汽车的操纵稳定性能是指汽车能够遵守驾驶员给定的方向行驶,遭遇外界干扰时保持稳定行驶的能力。影响操纵稳定性能的因素有很多,悬架作为汽车的重要组成部件,对操纵稳定性能的影响尤为重要。因此,改善悬架的性能对于提高汽车的操纵稳定性很有效果。本文从汽车悬架着手,通过优化前轮定位参数来达到提高汽车操纵稳定性的目的。首先介绍了前轮定位参数对汽车操纵稳定性能的影响,随后利用虚拟样机软件ADAMS/Car建立了麦弗逊前悬架模型,在试验台架上进行了双轮平行跳仿真试验,得到前轮定位参数的变化曲线,验证了模型的正确性。通过对变化曲线分析,发现定位参数需要适当的优化。在此基础上,利用优化模块ADAMS/Insight以提升整车操纵稳定性为目的对悬架进行运动学优化,仿真结果表明,优化后的麦弗逊悬架运动特性有很大的改善。然后将优化后的前悬架子系统与后悬架子系统、转向子系统、车身子系统、轮胎子系统以及代替传统汽车发动机子系统的电机子系统和电池模型进行组装,并检查其连接信息,得到用于仿真试验的整车模型。最后,在ADAMS/Car中对整车模型进行包括转向盘转角阶跃输入试验、蛇形实验、转向回正试验和稳态回转试验在内的仿真试验,根据QC/T480-1990(汽车操纵稳定性能指标限制与评价方法)对仿真结果评价计分。评价结果表明,优化后的整车具有较好的操纵稳定性能。本文针对纯电动汽车的操纵稳定性能进行研究,对前轮定位参数进行优化设计,对汽车的安全性能有一定的现实意义。
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