《电磁馈能式主动悬架概述及研究开发》--重点参考
磁力馈能主动悬架稳定性分析
磁力馈能主动悬架稳定性分析
陈丽;许丽;周冉;孙凤
【期刊名称】《沈阳工业大学学报》
【年(卷),期】2024(46)3
【摘要】为了提高车辆行驶平顺性和安全性,提出了一种新型磁力馈能主动悬架,并研究其稳定性。
采用BP神经网络PID控制算法(BP-PID)搭建磁力馈能主动悬架控制系统,利用MATLAB/Simulink进行理论仿真。
建立B级和C级随机路面,仿真分析不同速度、不同等级下,磁力馈能主动悬架的稳定性。
结果表明,相比于被动悬架效果和PID控制的磁力馈能主动悬架效果,采用BP-PID控制可明显提高悬架稳定性。
B级随机路面60 km/h时车身垂直加速度改善了45.90%,证明了BP-PID控制的合理性,可有效提升悬架稳定性。
【总页数】7页(P298-304)
【作者】陈丽;许丽;周冉;孙凤
【作者单位】沈阳工业大学人工智能学院;沈阳工业大学机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH212
【相关文献】
1.限定舒适性的馈能主动悬架系统可回馈能量分析
2.直线电机馈能悬架半主动控制特性的仿真分析
3.液电式馈能半主动悬架控制特性仿真分析与能量回收验证
4.混合悬架双向馈能半主动系统设计与分析
5.磁力悬架的馈能特性分析与实验验证
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馈能悬架
J I A N G S U U N I V E R S I T Y馈能型车辆主动悬架技术班级：运输1101姓名：***学号：**********日期：2014.12.12馈能型车辆主动悬架技术（杨阳阳）（运输1101,3110405012）摘要：汽车在道路上行驶时，路面不平激励会引起汽车的振动。
汽车振动主要靠悬架系统中的弹性元件和阻尼元件进行缓冲和衰减，以保持乘员的舒适性。
通常情况下这部分振动机械能由汽车悬架减振器以摩擦的形式转化为热能，最终耗散在空气中。
本文针对馈能悬架的研究现状做了简单总结，并提出了目前馈能悬架发展中存在的一些问题，旨在推进我国汽车行业的健康发展。
关键词：馈能；平顺性；悬架系统The Technology of Energy-Regenerative Type Vehicle Suspension（Yang Yang yang）(1101,3110405012)Abstract: Absorber and elastic element as the important components in suspension system will take in the vibration energy caused by the road irregularities incentive to keep the proper ride comfort. Commonly the vibration energy is converted to heat energy by the absorber through the friction, then dissipated in the air. This article makes a brief summary about the present situation of energy-regenerative type Suspension, combined with some problems currently existing in the development of energy-regenerative type suspension, puts forward some measures for reference, aimed at promoting the healthy d evelopment of automobile industry transportation in China.Keywords: energy regenerations; ride comfort; suspension1.引言汽车悬架是一个含有弹性和阻尼元件的振动非线性系统，该系统在路面不平度和发动机等振源激励下会产生随机振动[1]。
《2024年基于压电效应的馈能式悬架机电能量转换研究》范文
《基于压电效应的馈能式悬架机电能量转换研究》篇一一、引言随着汽车工业的飞速发展，对汽车的安全性和舒适性要求越来越高。
其中，汽车悬架系统作为车辆的重要组成部分，对提高车辆性能具有显著作用。
传统的悬架系统多以被动或半主动方式工作，而随着科技的发展，馈能式悬架系统逐渐成为研究的热点。
本文将重点研究基于压电效应的馈能式悬架机电能量转换技术，探讨其工作原理、性能特点及潜在应用。
二、压电效应及其在馈能式悬架中的应用压电效应是指某些晶体在受到压力作用时，其内部正负电荷中心发生相对位移，从而产生电势差的现象。
基于这一原理，压电材料被广泛应用于传感器、换能器等领域。
在馈能式悬架中，压电材料被用于将机械能转换为电能，从而实现能量的回收与利用。
在汽车行驶过程中，路面不平、车辆振动等会产生大量的机械能。
传统的悬架系统无法有效利用这些能量，而馈能式悬架则可以通过压电材料将这些机械能转换为电能。
这种能量回收方式不仅可以提高车辆的能源利用率，还可以降低车辆振动，提高乘坐舒适性。
三、基于压电效应的馈能式悬架机电能量转换原理基于压电效应的馈能式悬架系统主要由压电材料、能量转换电路和控制系统等部分组成。
当车辆在行驶过程中产生振动时，压电材料受到应力作用，产生电势差。
通过能量转换电路将这一电势差转换为电能，并储存起来供其他设备使用。
同时，控制系统根据车辆行驶状态和路面状况，实时调整悬架系统的阻尼和刚度，以实现最优的能量回收和减振效果。
四、性能特点及实验分析基于压电效应的馈能式悬架具有以下优点：一是能够有效地将机械能转换为电能，实现能量的回收与利用；二是通过实时调整悬架系统的阻尼和刚度，提高乘坐舒适性和行驶安全性；三是结构简单、成本低廉，易于实现量产。
为了验证其性能特点，我们进行了大量的实验研究。
实验结果表明，基于压电效应的馈能式悬架系统在回收能量和提高乘坐舒适性方面均表现出优异性能。
此外，该系统还具有较高的可靠性，能够适应不同的路况和驾驶需求。
《电磁馈能式主动悬架概述及研究开发》--重点参考
「分析」电磁馈能式主动悬架概述及研究开发2019-02-111.研究背景轮边或轮毂电机驱动的分布式驱动方案具有传动效率高、控制灵活、结构紧凑等突出优点，在汽车“电动化”进程中广受关注。
但较大的非簧载质量恶化了悬架性能，一定程度上制约了该方案的运用。
目前，国内外企业和高校的专家学者围绕抑制非簧载质量对悬架性能的不良影响展开了研究，主要技术手段包括：1）轻量化设计：主要包括新型轻量化材料和高功率密度电机两个方面；2）驱动系统和悬架系统一体化结构创新设计；3）动力吸振器转移和消耗振动能量；4）主动/半主动悬架控制。
2. 现状概述2.1 市场与政策在国务院印发的《中国制造2025》对研发一体化纯电动平台的进一步说明中，具体地提到了开发主动悬架系统。
采用电磁式作动器的主动悬架相比其他形式的主动悬架具有响应快、效率高、具有馈能潜力等优势，而且在汽车电动化进程中，电磁主动悬架需要的高压电源变得更容易获得。
因此，电磁主动悬架逐渐成为企业和高校的研究热点。
目前已实现量产的主动悬架类型，根据作动器的不同可主要分为油气式主动悬架、液压式主动悬架和空气弹簧主动悬架，但系统高能耗与节能环保的时代主题相悖。
考虑到车辆振动是一种能量来源，而传统被动、半主动悬架阻尼器通过发热耗散这部分振动能量未免可惜。
兼具响应快和高效特点的电磁式作动器，可灵活工作于主动和馈能模式，既弥补了现有主动悬架系统响应慢的缺点，又不与能耗要求相冲突，因而采用电磁式作动器的主动悬架，或可在悬架高性能和低能耗间取得平衡。
2.2 典型企业及产品米其林公司于1998年研发了集成轮内驱动系统和电磁式主动悬架的总成，并申请了相关专利，如图1所示。
图1 米其林主动轮Bose主动悬架采用Linear Electromagnetic Motor（直线电磁电机）作为作动器，其整车布置如图2(a)所示，系统能回收部分振动能量，总能耗（充电和发电能量总和）约为汽车空调1/3，而有无主动悬架系统的车身姿态对比，如图2(b)所示。
电磁馈能式悬架方案设计与节能分析
电磁馈能式悬架方案设计与节能分析于长淼;王伟华;王庆年【摘要】电磁馈能式悬架是一种能够回收汽车垂直振动能量的新型悬架系统.阐述了电磁馈能式悬架的工作原理、结构及设计方案,并建市了电磁馈能式悬架模型.运用CARSIM及MATLAB/SIMULINK等仿真软件,分析了电磁馈能式悬架的节能情况.结果表明,电磁馈能式悬架能够在一定程度上回收振动能量.经分析可知,结构阻尼、馈能元件阻尼器及充电电路性能是影响馈能元件能量回收效率的主要因素.【期刊名称】《汽车技术》【年(卷),期】2010(000)002【总页数】5页(P21-25)【关键词】悬架;电磁馈能式;设计;节能【作者】于长淼;王伟华;王庆年【作者单位】吉林大学,汽车动态模拟国家重点实验室;吉林大学,汽车动态模拟国家重点实验室;吉林大学,汽车动态模拟国家重点实验室【正文语种】中文【中图分类】U463.331 前言馈能式悬架是一种能够回收振动能量的新型悬架系统。
该系统不但能降低燃油消耗、减少污染物排放及提高汽车性能，同时该技术还为汽车悬架系统电动化提供了一种新的设计思路[1～4]。
设计馈能悬架的基本方法是用一个能量回收装置替代传统悬架的阻尼器，再使之与弹性元件并联，构成悬架系统，这样能量回收装置就可以将原本应被阻尼器耗散掉的振动能量吸收，达到节能的目的。
目前，馈能悬架回收能量的方法可以归结为3种：液压储能式[5]，电磁储能式[6，7]及复合式[8]。
液压储能式馈能减振器利用液压泵的原理，将悬架振动机械能以液压能的形式回收并存储起来。
电磁储能式馈能减振器是利用电磁原理，将悬架振动机械能以电能的形式回收并存储起来，通常是在悬架系统中装载一套电能转换装置（如电机等）。
复合式馈能减振器是用液力传动机构带动电能转换装置发电。
这3种馈能减振器各具特点，其中电磁馈能式悬架具有附加质量相对较轻、响应速度快、执行精度高等优点，同时其可将机械能直接变为电能，因此更适合混合动力汽车及电动车应用。
电磁馈能式悬架方案设计与节能分析
电磁馈能式悬架方案设计与节能分析随着科技的进步，电磁馈能式悬架方案的应用越来越广泛，因为它能够提供更好的行驶舒适度和更高的悬架可靠性。
本文将分析电磁馈能式悬架方案的设计和节能性能。
设计方案电磁馈能式悬架是一种基于磁悬浮技术的新型悬架方案，它利用电磁力和永磁力来悬浮车身，从而有效地减少了车辆行驶时与地面的摩擦力。
其主要组成部分包括电磁铁、永磁体、控制器和传感器等。
设计一个电磁馈能式悬架方案需要考虑以下因素：1.悬架的质量和体积：悬架的质量应尽量轻，以减小车辆的自重，从而减小车辆的能耗。
2.永磁体的选择：永磁体应具有足够的磁力，以提供足够的悬浮力，同时也应具有高温度稳定性和长寿命。
3.电磁铁的设计：电磁铁应具有足够的绕组数和电流，以提供足够的电磁力，并且在高速行驶时的热量应得到合理的处理。
4.控制器和传感器的设计：控制器和传感器应能够实时监测车辆的位置和速度，并通过调节电磁铁的电流和永磁体的位置来实现适当的悬浮力。
节能分析相对于传统的液压式悬架，电磁馈能式悬架具有显著的节能优势，主要体现在以下几个方面：1.减小行驶阻力：由于车辆的自重得到减轻，因此行驶阻力也将得到减小。
2.提高车辆能效：由于电磁馈能式悬架能够提供更好的行驶舒适度和更高的悬架可靠性，因此车辆的能效也将得到提高。
3.减少液压损耗：传统的液压式悬架需要通过液压泵和液压缸等部件来实现悬浮，这些部件会带来相应的液压损耗，而电磁馈能式悬架则无需这些部件，可以减少液压损耗。
4.提高能量回收效率：电磁馈能式悬架可以通过车轮负荷的涨落来产生电能，这些能量可以被回收到动力系统中，从而提高车辆的能量利用效率。
总之，电磁馈能式悬架方案的设计和节能性能需要综合考虑多方面因素，它在未来将会成为汽车行业的重要发展方向。
电磁馈能式悬架方案相较于传统悬架方案具有更优秀的性能，不仅存在在节能方面的优秀表现，更为优秀的悬浮性能，让行驶变得更加平稳。
因此，在新能源汽车、高铁等领域，电磁馈能式悬架已成为重点研究对象。
《2024年基于压电效应的馈能式悬架机电能量转换研究》范文
《基于压电效应的馈能式悬架机电能量转换研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，对汽车的安全性和舒适性要求日益提高。
悬架系统作为汽车的重要组成部分，其性能直接影响到汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性。
传统的液压和机械式悬架系统虽然已经取得了显著的成果，但仍然存在能量消耗大、无法有效利用再生能源等问题。
因此，研究新型的馈能式悬架系统，特别是基于压电效应的机电能量转换技术，对于提高汽车性能和实现绿色环保具有重要意义。
二、压电效应与馈能式悬架系统压电效应是指某些电介质在受到外力作用时，其内部正负电荷中心发生相对位移，从而产生电极化的现象。
利用这一原理，我们可以将机械能转化为电能。
在汽车悬架系统中，通过将压电材料应用于悬架结构，可以实现机械能与电能的转换，为车辆提供能量回收功能。
馈能式悬架系统通过感应路面的不平度、车身的振动等信号，将这些信号转化为电能。
与传统的被动式悬架相比，馈能式悬架具有更高的能量利用效率和更好的减振性能。
此外，通过回收利用车辆行驶过程中产生的能量，馈能式悬架还可以为车载电器提供额外的能源支持。
三、基于压电效应的机电能量转换研究（一）压电材料的选择与应用在馈能式悬架系统中，压电材料的选择至关重要。
目前，常见的压电材料包括PZT（铅锌铋钛酸盐）和PVDF（聚偏二氟乙烯）等。
这些材料具有高灵敏度、高能量密度和良好的稳定性等特点，适用于汽车悬架系统的能量回收。
在应用过程中，需要将压电材料与悬架结构进行优化设计，以实现最佳的能量转换效果。
（二）机电能量转换原理基于压电效应的机电能量转换原理主要分为两个过程：一是将机械能转化为电能的过程；二是将电能用于驱动悬架系统实现减振的过程。
在第一个过程中，当车辆行驶过程中产生振动时，压电材料受到外力作用产生电极化现象，从而将机械能转化为电能。
在第二个过程中，通过控制器将电能转换为驱动信号，驱动执行机构实现悬架系统的减振功能。
（三）实验研究与性能分析为了验证基于压电效应的馈能式悬架系统的性能，我们进行了大量的实验研究。
馈能悬架技术研究综述
馈能悬架技术研究综述戴建国;王程;刘正凡;朱建辉;胡晓明【摘要】车辆技术正在朝着电动化、智能化以及网联化方向发展,而作为汽车关键部件的悬架系统也正在发生着技术革新.传统悬架只能被动减振,已越来越不能满足车辆的高性能和高能效需求,主动悬架、馈能悬架技术逐渐成为研究热点.本文系统阐述了馈能悬架的发展历程,简要分析了当前研究现状,并从能量回收方式的不同列举了当前馈能悬架的主要分类,尤其对电磁式馈能悬架的不同类别进行了深入剖析.在此基础之上,探究了馈能悬架发展存在的技术难点,并指出后续馈能悬架技术发展的关键方向.所得结论对馈能悬架技术的发展具有重要的参考价值.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)030【总页数】9页(P131-139)【关键词】馈能悬架;能量存储;电磁;控制;效率【作者】戴建国;王程;刘正凡;朱建辉;胡晓明【作者单位】淮阴工学院交通工程学院,淮安223003;淮阴工学院交通工程学院,淮安223003;淮阴工学院交通工程学院,淮安223003;淮阴工学院交通工程学院,淮安223003;淮阴工学院交通工程学院,淮安223003【正文语种】中文【中图分类】U463.32随着传统能源的日渐消耗以及自然环境的不断恶化，能源与环境问题已成为人们关注的焦点。
作为国民支柱产业，车辆行业对能源与环境有着举足轻重的影响，当前车辆技术正朝着电动化、智能化以及网联化方向发展，节能环保已成为车辆技术发展的重要主题[1]。
悬架系统是车辆的关键部件，是保证车辆行驶平顺、操纵稳定的重要装置，但传统的悬架只能被动减振，越来越无法满足车辆技术快速发展的高性能和高能效需求，因此，主动悬架、馈能悬架技术逐渐成为研究热点。
主动悬架是指悬架系统的刚度和阻尼能根据车辆的行驶条件(车辆的运动状态和路面状况等)进行动态自适应调节，使悬架系统始终处于最佳减振状态。
主动悬架具有可控制车身高度、提高通过性，兼顾汽车平顺性与操稳性等优点[2]。
馈能型车辆主动悬架技术_喻凡
2010年1月农业机械学报第41卷第1期D O I :10.3969/j .i s s n .1000-1298.2010.01.001馈能型车辆主动悬架技术＊喻 凡1 张勇超2(1.吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室,长春130025;2.上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海200240) 【摘要】 在车辆底盘悬架系统中,馈能型车辆主动悬架的发展已受到关注,其功能是在提高车辆行驶平顺性的同时尽可能地回收由不平路面激励引起的悬架系统振动能量,以减少主动悬架的能耗。
本文首先对近年来馈能型车辆主动悬架的发展和研究进行了全面回顾,然后着重对电磁式馈能悬架进行了总结,最后对电磁式馈能悬架的核心问题进行了分析。
随着电磁技术的日趋成熟,电磁式馈能悬架将会具有良好的发展前景。
关键词:车辆 主动悬架 平顺性能 馈能性能中图分类号:U 461文献标识码:A文章编号:1000-1298(2010)01-0001-06T e c h n o l o g y o f R e g e n e r a t i v e V e h i c l e A c t i v e S u s p e n s i o n sY u F a n 1 Z h a n g Y o n g c h a o2(1.S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f A u t o m o b i l e D y n a m i c S i m u l a t i o n ,J i l i nU n i v e r s i t y ,C h a n g c h u n 130025,C h i n a 2.S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f M e c h a n i c a l S y s t e ma n d V i b r a t i o n ,S h a n g h a i J i a o T o n g U n i v e r s i t y ,S h a n g h a i 200240,C h i n a )A b s t r a c tT h er e g e n e r a t i v e v e h i c l e a c t i v e s u s p e n s i o n sh a v eb e c o m em o r e a n d m o r e a t t r a c t i v et om a n ya u t o m o t i v e r e s e a r c h e r s a n d e n g i n e e r s i n r e c e n t y e a r s .T h e m a i nb e n e f i t s o f a r e g e n e r a t i v e v e h ic l e a c t i v e s u s p e n s i o n a r e t h ep o s s i b l e i m p r o v e m e n t o f r id ec o m f o r t a n dt he r e g e n e r a t i o nof v i b r a t i o ne n e rg y w i th d e c r e a si n g t h e e n e r g y c o n s u m p t i o no f a c t i v e s u s p e n s i o n .A b o v e a l l ,t h e s t a t e o f t h e a r t o nr e g e n e r a t i v e a c t i v e s u s p e n s i o n i s r e v i e w e d .T h e nt h e e l e c t r o m a g n e t i c s u s p e n s i o ni s s u m m a r i z e da s t h e m a i nt y p e o f r e g e n e r a t i v es u s p e n s i o n .I nt h ee n d ,t h ek e yp r o b l e m si nt h ed e v e l o p m e n t o ft h ee l e c t r o m a g n e t i c s u s p e n s i o na r ea n a l y z e d .W i t h t h ei m p r o v e m e n t o f e l e c t r o m a g n e t i c t e c h n o l o g y ,t h ee l e c t r o m a g n e t i c r e g e n e r a t i v e s u s p e n s i o n m a y b e c o m e o n e o f p r o m i s i n g t r e n d s o f v e h i c l e a c t i v e s u s p e n s i o n .K e y w o r d s V e h i c l e ,A c t i v e s u s p e n s i o n ,R i d e c o m f o r t ,E n e r g y r e g e n e r a t i o n收稿日期:2009-03-17 修回日期:2009-04-21＊国家自然科学基金资助项目(50875163、50575141)和汽车动态模拟国家重点实验室开放基金资助项目(20071110)作者简介:喻凡,教授,博士生导师,主要从事车辆动力学研究,E -m a i l :f a n y u @s j t u .e d u .c n 引言目前在汽车上广泛使用的仍然是被动悬架,由于弹簧刚度和减振器阻尼系数不可调,不能随外部路面状况而改变,设计时只能保证在某种特定行驶工况下达到良好减振性能,而难以适应不同的道路状况,因而减振性能有限。
馈能型车辆主动悬架技术的研究
馈能型车辆主动悬架技术的研究黄勇刚【摘要】首先介绍馈能型悬架系统的研究现状,回顾其发展历程.然后分析各类型馈能型悬架的优劣,最后提出电磁型馈能悬架未来需要解决的核心问题.随着技术的成熟和研究的深入,电磁式馈能悬架的能量回收效率会越来越高,优良的节能效果使其具有很好的应用前景.【期刊名称】《南方农机》【年(卷),期】2017(048)019【总页数】2页(P135,137)【关键词】车辆;主动悬架;馈能性能;平顺性能【作者】黄勇刚【作者单位】重庆交通大学,重庆400074【正文语种】中文【中图分类】U463.33进入21世纪后，能源问题越发严重，我国车用燃油消耗量正在以惊人的速度增长。
已占到国内汽油生产总量的86%。
“如何有效的节能减排”已被纳入国家战略。
相关实验表明，汽车发动机所产生的能量只有10%-16%被有效利用，其他的多以热能形式耗散掉[1]。
其中主要能耗部件为：悬架系统和传动系统。
悬架系统损耗占总损耗的17.2%以上，不但造成了能量的大量浪费，而且对相关部件产生严重磨损。
因此，研究馈能型悬架系统对车辆行驶过程中的振动能量加以回收利用，具有十分重要的实际意义。
20世纪70年代末，开始提出馈能型悬架系统的概念，并从理论上分析车辆悬架系统振动能量回收再利用是否可行。
加利福尼亚大学戴维斯分校的Karnopp，以相关理论为基础，研究了主动悬架系统的能量耗散过程，揭示了阻尼器工作过程中的能量损失机理。
Velinsky建立了四自由度后轴悬架模型，通过对悬架阻尼器与轮胎的相对速度的分析，全面研究了能量耗散问题。
20世纪80年代末，开始研究馈能型悬架的实际工程应用。
研究重心经历了从机械式馈能悬架到电磁式馈能悬架的过程。
电磁式馈能悬架得到了很多学者好评和企业的关注，有些已经进入样机验证阶段。
相信不久馈能型悬架系统必将走向市场。
Bose公司推出的线性电磁感应电机式主动悬架系统用于回收路面振动能量。
其工作过程为:当车轮通过凹坑时，同一侧的悬架系统处于伸张状态；另一侧得悬架处于压缩状态。
汽车馈能式悬架技术研究
馈 能 式 悬 架 的研 究 。馈 能 式悬 架 的结 构形 式 有 很 多， 比如 在 传 统 液 力 主 动 悬 架 上 进 行 改 造 ， 簧 载 将
对 于混合 动力 汽车来 说 回收这 部分 能量 很 有意 义。 因为其 总功率 消耗相 对 较低 ， 而且 对 于效率 的要
方 面取得 了很多 成果 。 他们 通过 仿真 和实验 证 明了 ， 主动 悬架 的控制力 所 需 的能量 完全 可 以 由悬 架能 量 系统 提供 ，这样 主动 悬架 系统 将不再 需 要外部 能 量
图 ２ 路 面 输 入
目前 ，大 部分 车 辆采 用 的 是被 动 悬架 系统 ， 被 动悬架系统不能根据外部信 号的变化 而改变 自身 性能 ，为 了能 够在 各 种 不 同 的行驶 工 况下 工 作 ， 对 被 动悬 架 的 刚 度 和 阻尼 参 数 的选 取 只能 采 用 折 衷 的办法 。由于不 能主动 适应 车辆 行驶 工况 和外 界激 励 的变化 ， 动悬 架 系统 较 大地 制 约 了车 辆性 能 的 被 进一 步提 高 。馈 能式悬 架 的阻尼 系数 可 以根据 实 际 需要 实 时控 制 ， 且 ， 能元 件 还 可 以 当作 作 动 器 而 馈 使用 ， 这样 就可 以实 现悬 架 系统 的主动 控制 。 近年 来 随着 电子技 术 的迅 速 发 展 ， 辆 的 电气 车 化 程度 越来 越高 。馈能 式悬 架技术 的发展不 但 能为
底 盘 一体 化 提供 许 多新 思 路 ， 同时该 技 术 还 能为 未
１ 研 究意 义
全 球能 源 ｌ趋紧缺 ，发展节 能技 术 已成 为汽 车 ｅ ｔ 工业 的重要趋 势 之一 。车辆 上普 遍存 在着 能量 的浪
汽车馈能悬架技术研究综述
10.16638/ki.1671-7988.2019.16.023汽车馈能悬架技术研究综述刘慧军，陈双，薛少科，金旭（辽宁工业大学，辽宁锦州121001）摘要：传统悬架只能被动减振，已越来越不能满足车辆的高性能和高能效需求，主动悬架、馈能悬架技术逐渐成为研究热点。
首先介绍馈能型悬架系统的研究现状，然后分析各类型馈能型悬架的优劣，最后探究了馈能悬架发展存在的技术难点，并指出后续馈能悬架技术发展的关键方向。
关键词：馈能悬架；能量存储；控制中图分类号：U463.8 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)16-60-03Review of automobile energy regenerative Suspension TechnologyLiu Huijun, Chen Shuang, Xue Shaoke, Jin Xu( Liaoning University of Technology, Liaoning Jinzhou 121001 )Abstract:The traditional suspension can only be passive, and it has become more and more unable to meet the high performance and high efficiency requirements of the vehicle. The active suspension and the energy regenerative suspension technology have gradually become the research hotspot. the current research status is briefly analyzed, and listed the main classification of the current energy regenerative suspension from the different energy recovery methods. On this basis, it explores the technical difficulties in the development of energy regenerative suspension, and points out the key direction of the development of subsequent energy regenerative suspension technology.Keywords: energy regenerative suspension; energy storage; controlCLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)16-60-03前言全球能源日趋紧缺，自然环境也不断恶化，使用新能源和保护环境已迫在眉睫。
电磁悬架现状研究报告
电磁悬架现状研究报告电磁悬架是一种运用电磁原理实现悬架功能的新型悬架系统，它通过电流和磁场的相互作用来实现车体对路面的稳定控制。
电磁悬架凭借其精准的悬挂调节能力和良好的操控性能，被广泛应用于高端汽车和赛车领域。
本研究旨在探讨电磁悬架的现状，并对其发展前景进行展望。
第一部分：电磁悬架的基本原理电磁悬架采用了电磁感应和磁场作用力的原理来调节悬挂系统，通过改变电流的大小和方向来实现悬架的高度和硬度调节。
其基本组成部分包括线圈、感应磁铁和控制系统等。
线圈产生的电流会在感应磁铁中激发磁场，进而产生磁场作用力，用来支撑和调节车体的悬挂高度和刚度。
第二部分：电磁悬架的优势和应用电磁悬架相对于传统悬架系统具有多项优势。
首先，电磁悬架可以实现快速、精确的悬挂调节，使驾驶者能够灵活选择不同的行驶模式和路况下的悬挂设置。
其次，电磁悬架对车身的悬挂刚度进行实时调节，提升了车辆的操控性和稳定性。
此外，电磁悬架还能够减少车身的上下颠簸和横向摇晃，提供更加平稳的行驶舒适性。
电磁悬架在高端汽车和赛车领域得到了广泛应用。
它可以提供卓越的悬挂性能和操控表现，使得驾驶者能够更好地感受路面的状态。
同时，在赛车领域，电磁悬架能够帮助车辆更好地适应不同的赛道和赛况，提升比赛的竞争力和安全性。
第三部分：电磁悬架的发展前景随着汽车工业的不断发展和技术创新，电磁悬架系统也将迎来更广阔的发展前景。
首先，随着电子控制系统和传感器技术的进步，电磁悬架的精准控制和悬挂调节能力将进一步提升，为驾驶者提供更加舒适和安全的驾驶体验。
其次，电磁悬架还可以与其他智能驾驶辅助系统进行联动，进一步提升汽车的整体性能和安全性能。
最后，电磁悬架也可以应用于更广泛的汽车类型，如面包车、SUV和公交车等。
总结：电磁悬架作为一种新型的悬架系统，在高端汽车和赛车领域有着广泛的应用。
其精准的悬挂调节能力和优秀的操控性能赢得了众多驾驶者和车手的青睐。
随着汽车技术的不断进步和发展，电磁悬架有望在未来展现出更加广阔的应用前景。
馈能悬架主动控制研究
馈能悬架主动控制研究作者：沈嘉扬来源：《科学与财富》2015年第21期摘要：传统的车辆悬架系统是能量消耗系统，车辆振动能量由阻尼器全部以热能的形式消耗掉，损失了整车的部分驱动功率。
为了解决悬架振动能量浪费的问题，本文建立了1/4车辆馈能悬架模型，提出了一种主动控制方法，在随机路面输入下，分析了馈能悬架的动态性能，并进行了台架试验。
研究表明，馈能悬架的减振性能明显优于传统悬架，提高了车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性，这也是馈能悬架的研究意义。
0 引言乘坐舒适性和操纵稳定性是评价车辆悬架性能的核心指标。
被动/半主动悬架无法对二者进行有效协调，主动悬架要以消耗大量能量为前提以实现二者并存。
在上述情况中，悬架系统都是耗能元件，而节能减排是当前汽车产业的发展主题，对悬架系统而言，如何在满足车辆基本性能的同时，减小能量消耗、实现悬架振动能量回收是当前亟待解决的关键科学问题，该问题的解决不仅符合汽车产业的发展主题，也可以为汽车的节能减排提供一种新的思路与方法。
自20世纪70年代末，学者们开始从理论上分析研究车辆悬架的振动能量和回收的可行性。
加利福尼亚戴维斯分校的Karnopp博士在车辆悬架系统振动能量理论研究中分析了被动悬架阻尼器的能量损失机理，指出回收悬架振动能量，可降低发动机油耗，对混合动力汽车尤为有利。
Segel分析了悬架系统能量耗散对抑制不平路面振动的影响，计算得到了某乘用车在颠簸路面上以50 Km/h的速度行驶，4个被动阻尼器的能量耗散功率约为200W。
以上研究表明，车辆悬架振动能量回收潜力巨大，是降低车辆能耗的途径之一，具有很强的现实意义。
同时，从悬架主动控制方面分析，主动悬架的控制方法已经发展的特别完善了，性能已经达到最优了，它可以满足不同工况对悬架特性参数变化的要求，但是主动悬架须有外部提供能源，且能耗巨大，限制了其在市场上的应用推广。
而且被动悬架和半主动悬架也都有相应局限的地方。
所以，现在迫切需要一种新的悬架结构形式来满足将来的使用需求。
馈能式悬架开题报告
馈能式悬架开题报告1. 研究背景和意义悬挂系统是汽车重要的动态部件之一，对于车辆的操控性、舒适性和安全性具有重要影响。
传统的汽车悬挂系统主要采用机械弹簧和液压减震器来实现，具有较为简单的结构和稳定可靠的性能。
然而，随着汽车工业的快速发展，对于悬挂系统的要求越来越高，如更好的操控性能、更高的舒适性以及更低的能耗等。
为了满足这些要求，馈能式悬挂系统应运而生。
馈能式悬挂系统是一种新型的悬挂系统，通过电机和控制器的协同工作，在车辆运动过程中实现能量的回馈和有效利用。
相较于传统悬挂系统，馈能式悬挂系统具有以下几个显著优点：•高度可调性：馈能式悬挂系统可以根据不同的路况和驾驶需求实时调整悬挂高度，提供更好的车辆操控性能和行驶稳定性。
•主动调节性能：馈能式悬挂系统能够主动感知车辆的运动状态，并根据需要实时调节悬挂刚度和阻尼系数，提高车辆的舒适性和行驶稳定性。
•能量回馈和节能：馈能式悬挂系统能够将车辆运动过程中产生的剧烈颠簸和振动转化为电能并储存，从而提供给其他能耗设备使用，减少能源的浪费。
基于上述优点，馈能式悬挂系统在汽车工业中具有广泛的应用前景和研究意义。
然而，目前对于馈能式悬挂系统的研究还相当有限，尤其是在悬挂系统的控制算法和节能优化方面的研究相对较少。
因此，本研究旨在对馈能式悬挂系统进行深入研究，从控制算法和节能优化两个方面入手，提高悬挂系统的性能和效率。
2. 研究目标和内容本研究的主要目标是设计一种基于馈能式悬挂系统的控制算法，并通过实验验证其在车辆操控性能、舒适性和能源利用方面的优势。
具体的研究内容包括以下几个方面：•分析传统悬挂系统和馈能式悬挂系统的工作原理和优缺点。
•研究馈能式悬挂系统的控制算法，包括悬挂高度的控制和悬挂刚度、阻尼系数的实时调节。
•设计和建立馈能式悬挂系统的数学模型，用于控制算法的仿真和优化。
•进行实际车辆的测试和实验，验证馈能式悬挂系统在车辆操控性能、舒适性和能源利用方面的优势。
馈能型车辆主动悬架技术
馈能型车辆主动悬架技术
喻凡;张勇超
【期刊名称】《农业机械学报》
【年(卷),期】2010(041)001
【摘要】在车辆底盘悬架系统中,馈能型车辆主动悬架的发展已受到关注,其功能是在提高车辆行驶平顺性的同时尽可能地回收由不平路面激励引起的悬架系统振动能量,以减少主动悬架的能耗.本文首先对近年来馈能型车辆主动悬架的发展和研究进行了全面回顾,然后着重对电磁式馈能悬架进行了总结,最后对电磁式馈能悬架的核心问题进行了分析.随着电磁技术的日趋成熟,电磁式馈能悬架将会具有良好的发展前景.
【总页数】6页(P1-6)
【作者】喻凡;张勇超
【作者单位】吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室,长春,130025;上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室,上海,200240
【正文语种】中文
【中图分类】U461
【相关文献】
1.馈能型主动悬架LQG控制研究 [J], 黎晓伟;柳江;滕杨磊;张业
2.馈能型车辆主动悬架技术的研究 [J], 黄勇刚
3.车辆电动静液压半主动悬架设计与馈能研究 [J], 寇发荣
4.电磁馈能型半主动悬架变压充电控制设计 [J], 陈士安;王健;赵廉健;蔡宇萌
5.馈能型多模式主动悬架阻尼力控制策略研究 [J], 石波;邓志君;刘悦;呼超
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《2024年补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》范文
《补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》篇一一、引言在汽车制造及汽车科技发展的进程中，悬挂系统扮演着举足轻重的角色。
随着科技的进步，传统被动悬挂系统已经逐渐无法满足现代汽车对舒适性、稳定性和操控性的需求。
因此，液压主动悬挂系统应运而生，其通过精确控制悬挂的阻尼和刚度，以实现更优的车辆动态性能。
本文将重点研究一种新型的补偿式单纵臂液压主动悬挂系统，探究其设计原理、工作特性及实际运用。
二、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的设计原理补偿式单纵臂液压主动悬挂系统主要由单纵臂、液压缸、控制单元等部分组成。
其中，单纵臂作为主要的承载和传递动力的部件，其设计需考虑强度、刚度和运动学特性。
液压缸则负责产生必要的阻尼力和刚度力，以实现对车辆运动的主动控制。
控制单元则是整个系统的“大脑”，负责接收和处理各种传感器信号，然后根据预设的算法控制液压缸的工作。
三、工作特性分析补偿式单纵臂液压主动悬挂系统的工作特性主要体现在其主动控制和补偿能力上。
首先，通过高精度的传感器实时监测车辆的运动状态，如车身加速度、车轮跳动等。
然后，控制单元根据这些信息，结合预设的算法，精确控制液压缸的工作，实现对车辆运动的主动控制。
此外，该系统还具有补偿能力，能够在车辆行驶过程中，根据路况和载重的变化，自动调整悬挂的刚度和阻尼，以保持车辆的稳定性和舒适性。
四、实际应用与效果补偿式单纵臂液压主动悬挂系统在实际应用中，表现出了优异的性能。
首先，该系统能够显著提高车辆的舒适性。
通过精确控制悬挂的阻尼和刚度，有效减少了车身的振动和颠簸，为乘客提供了更为舒适的乘坐环境。
其次，该系统还能提高车辆的稳定性和操控性。
在高速行驶和转弯时，该系统能够快速响应，保持车辆的稳定，提高驾驶者的操控信心。
此外，该系统的自动补偿能力也能在载重变化和路况不佳的情况下，保持车辆的优良性能。
五、研究展望尽管补偿式单纵臂液压主动悬挂系统已经表现出了优异的性能，但仍有进一步的研究空间。
首先，可以进一步优化控制算法，以提高系统的响应速度和精度。
《补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》范文
《补偿式单纵臂液压主动悬挂系统研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，汽车悬挂系统作为车辆性能的重要组成部分，其性能直接影响着车辆的操控稳定性、乘坐舒适性以及行驶安全性。
近年来，液压主动悬挂系统因其卓越的动态响应能力和适应性，受到了广泛关注。
本文将重点研究补偿式单纵臂液压主动悬挂系统，探究其工作原理、性能优势及其在实际应用中的效果。
二、补偿式单纵臂液压主动悬挂系统概述补偿式单纵臂液压主动悬挂系统是一种先进的汽车悬挂系统，其核心特点在于利用液压技术实现主动调节，从而在各种路况下都能保持良好的车辆稳定性和乘坐舒适性。
该系统主要由传感器、控制器、执行器和液压机构等部分组成，各部分相互协作，共同完成悬挂系统的调节任务。
三、工作原理分析补偿式单纵臂液压主动悬挂系统通过传感器实时感知路面状况和车辆状态，将信号传递给控制器。
控制器根据信号进行分析处理，计算出合适的液压调节参数，然后通过执行器驱动液压机构进行主动调节。
这种调节过程能够实时补偿车辆在行驶过程中因路面不平、速度变化等因素引起的振动和冲击，从而保持车辆的稳定性和乘坐舒适性。
四、性能优势1. 动态响应能力强：补偿式单纵臂液压主动悬挂系统能够实时感知并快速响应路面状况和车辆状态的变化，使车辆在各种路况下都能保持良好的稳定性和舒适性。
2. 适应性广：该系统适用于不同类型的车辆，包括轿车、SUV、货车等，能够满足不同车型的悬挂需求。
3. 节能环保：相比传统的被动悬挂系统，液压主动悬挂系统具有更高的能量利用效率，能够降低车辆能耗，减少对环境的影响。
4. 安全性高：该系统能够实时监测车辆状态，及时发现并处理潜在的安全隐患，提高行驶安全性。
五、实际应用效果补偿式单纵臂液压主动悬挂系统已在实际应用中取得了显著的效果。
在多种路况下进行测试，该系统能够显著提高车辆的操控稳定性、乘坐舒适性和行驶安全性。
同时，该系统还能根据不同车型的需求进行定制化设计，满足不同车型的悬挂需求。
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「分析」电磁馈能式主动悬架概述及研究开发
2019-02-11
1. 研究背景
轮边或轮毂电机驱动的分布式驱动方案具有传动效率高、控制灵活、结构紧凑等突出
优点，在汽车“电动化”进程中广受关注。
但较大的非簧载质量恶化了悬架性能，一定
程度上制约了该方案的运用。
目前，国内外企业和高校的专家学者围绕抑制非簧载质量对悬架性能的不良影响展开
了研究，主要技术手段包括：
1 ）轻量化设计：主要包括新型轻量化材料和高功率密度电机两个方面；
2 ）驱动系统和悬架系统一体化结构创新设计；
3 ）动力吸振器转移和消耗振动能量；
4）主动/半主动悬架控制。
2. 现状概述
2.1 市场与政策
在国务院印发的《中国制造2025 》对研发一体化纯电动平台的进一步说明中，具体
地提到了开发主动悬架系统。
采用电磁式作动器的主动悬架相比其他形式的主动悬架
具有响应快、效率高、具有馈能潜力等优势，而且在汽车电动化进程中，电磁主动悬
架需要的高压电源变得更容易获得。
因此，电磁主动悬架逐渐成为企业和高校的研究
热点。
目前已实现量产的主动悬架类型，根据作动器的不同可主要分为油气式主动悬架、液
压式主动悬架和空气弹簧主动悬架，但系统高能耗与节能环保的时代主题相悖。
考虑
到车辆振动是一种能量来源，而传统被动、半主动悬架阻尼器通过发热耗散这部分振
动能量未免可惜。
兼具响应快和高效特点的电磁式作动器，可灵活工作于主动和馈能
模式，既弥补了现有主动悬架系统响应慢的缺点，又不与能耗要求相冲突，因而采用
电磁式作动器的主动悬架，或可在悬架高性能和低能耗间取得平衡。
2.2 典型企业及产品
米其林公司于1998 年研发了集成轮内驱动系统和电磁式主动悬架的总成，并申请了
相关专利，如图 1 所示。
1 米其林主动轮
Bose 主动悬架采用Linear Electromagnetic Motor (直线电磁电机)作为作动器，
其整车布置如图2(a) 所示，系统能回收部分振动能量，总能耗 (充电和发电能量总和)
约为汽车空调1/3 ，而有无主动悬架系统的车身姿态对比，如图2(b) 所示。
图 2 Bose 主动悬架
2016 年奥迪公司电磁式主动悬架“eROT 3 所示，其在城市道路工况中，系统能耗为40~60W ，在高速公路为10~20W 。
3
奥
采埃孚和大众集团联合开发了可实现车身姿态主动控制的电磁式作动器，
作动器如图
4 所示。
系统采用12V 电源供电，辅以传统阻尼器，与液压作动器相比具有高性
价比
且系统能耗较低。
图 4 采埃孚电磁式作动器
舍弗勒着手研发一款能够布置在传统阻尼器空间内并能取代阻尼器的电磁式作动器
(如图5(a) 所示)该作动器可有效回馈系统振动能量，能量回馈大小随路面激励幅
值
和车速的增加而增加。
图 5 舍
弗勒
“主动
机电阻
尼器”
6(a)-(d) 所
示。
6
各
车
企
的
主
动
悬
架
作
动
器
方
案
3.
课
题
研
究
研究室在电磁馈能式主动悬架的研究，首先对标市场上配备主动悬架系统的车型，分
析并得到应用电磁馈能式主动悬架对标车型的整车参数、悬架参数和悬架空间；通过
考虑不同车型悬架结构并不完全相同且悬架空间有限，分析得到具有普适性的电磁馈能式主动悬架作动器构型，后测试得到不同控制策略的控制器效果。
3.1 对标车型的悬架分析
各车型的空气弹簧和可调阻尼器的空间布置并不固定，或采用集成设计，或采用分布
设计。
对标车型的悬架结构、功能和作动器空间布置如表 1 所示。
表 1 对标车型的悬架结构、功能和作动器空间布置
最终，考虑对于不同悬架结构应具有普适性，选择电磁馈能式主动悬架的悬架结构为
双横臂悬架结构，之后可以此为基础，灵活应用于如多连杆悬架等不同类型的悬架设
计中。
3.2 作动器构型分析
现有的电磁馈能式主动悬架作动器结构可归纳为直线电机式、旋转电机结合滚珠丝杠式和旋转电机结合齿轮齿条式三大类，其结构方案对比如表 2 所示。
表 2 不同电磁式作动器结构方案对比
折衷考虑，采用旋转电机结合传动机构方案设计电磁馈能式主动悬架作动器。
考虑将
7(a) 所示 )及其作动器总成(如图 7(b)
所示)。
7 基于双横臂悬架的电磁馈能式主动
悬架
方案
器弹簧 8 和推 /拉杆 2 支撑于下横臂 1 上。
当车轮 3 受到不平路面激励时，下横臂 1
伸弹簧 8 ，并通过齿轮副 11 带动旋转电机 12 旋转。
3.3 电磁馈能式主动悬架控制策略试验
验证 螺旋弹簧集成于作动器，设计了一种基于双横臂悬架的电磁
馈能式主动悬架方案 作动器总成 6 固定于车架 7，并通过推 /拉杆 2 与下横臂 1 相连，则车架 7 通过作动 绕车架 7 旋转并对推 / 拉杆 2 施加推力或拉力。
推 / 拉杆 2 进而通过摇臂 9 压缩或拉
簧载质量加速度SA(Sprung Mass Acceleration)
悬架动行程SWS(Suspension Working Stroke)
轮胎动载荷DTL(Dynamic Tire Load)
3.3.1 试验台架方案
取整车悬架的1/4 角，则一套电磁馈能式主动悬架系统方案如图8所
示。
图8 电磁馈能式主动悬架系统方案
试验台架是基于原有的传动试验台架的基础上搭建的，主要是验证凸块激
励下电磁主
动悬架样机及其控制器的性能，整个实验台架包含转毂试验台、整车/
悬架控制器和
用于模拟簧上质量的钢板。
激励方案如图9 所示，测功电机发出转矩，经过带轮减速增扭，驱动安装有凸块的转
鼓转动。
3.3.2 试验激励方案 转毂垂向激励采用两块高为 30mm ，弧长为 100mm 的凸块。
通过改变车速，以改变 激励频率。
发
出作动扭矩，两级齿轮减速器减速增扭，摇臂和推杆将扭
矩转换成垂
向
作
用
力
，
作 用在下叉臂上，从而改变悬架的性能。
9 试验台架激励方案 10 所示，悬架的形式为豪华车常用的双叉臂悬架，旋转电机
10 研究室开发的电磁主动悬架台架
图 11 凸块激励图示
3.3.3 控制器部分算法方案及试验
H ∞控制试验
簧载质量加速度 SA 和悬架动行程曲线 SWS ， 如图 12 所示。
由图 12(a)
H ∞控制下簧载质量加速度曲线的极值比随动状态改善 50% 左右， 主动控
12(b) 可看出在主动控制下通过凸块上升阶段的悬架
H ∞控制改善凸块激励下的车辆行驶平顺性和
12 鲁棒 H ∞控制与被动系统的响应对比
鲁棒 H ∞控制效果请看下方视频：
o
所
示，舒适控制模式下
SWS 的压缩行程明显增加且更快稳定。
所示， 快速稳定模式下 SA 峰值的增加并不明显， 而 SWS 无论是幅值还是稳定时间， 相较于被动系统和前述舒适控制系统，改善系统稳定性能的优势明显。
14 快速稳定控制系统与被动系统的响应对比
快速稳定性的μ综合鲁棒控制效果视频请看下方视频：
3.4 电磁馈能式主动悬架控制策略
典型的主动悬架控制策略主要有：天棚、地棚、天 /地混合棚控制，鲁棒控制，线性最 优控制，滑模控制，自适应控制和模糊控制。
研究中验证不同算法效果：
舒适性 SA 和 SWS 如图 13
o 快速稳定性
13 舒适控制系统与被动系统的响应对比
SA 和 SWS 如图
14
o 鲁棒H ∞控制、考虑乘坐舒适性的μ综合鲁棒控制器和系统快速稳定的μ综合鲁棒控制器的控制器效果见上文。
o PID (比例( proportion )、积分( integral )、微分( derivative ))控制器：在
凸块激励工况下能稳定工作，而且能有效改善凸块激励工况下1/4 车辆模型的
SA，
改善舒适性和轮胎接地性。
o 天/地混合棚控制器：能在一定程度上改善簧上质量加速度和悬架动行程的同时具有回馈系统振动能量的能力，验证了舒适控制系统对簧上质量加速度改善的优越性及系
统能耗较低，验证了快速稳定控制系统对稳定系统的能力及馈能能力。
4. 总结
电磁馈能式主动悬架能够改善汽车尤其是簧下质量大的轮内驱动新能源汽车的舒适
性和行驶安全性。
控制策略能够根据用户需求侧重舒适性或安全性，或根据整车能量
需求以回收车辆振动能量为主。
电磁馈能式主动悬架系统具有研究和产业化应用价值。
参考资料:
[1] 殷珺.电磁馈能式主动悬架研究与开发[D] ，上海：同济大学，2017.
[2] 吴利鑫. 抑制簧下质量负效应的主动悬架系统的研究
[D] ，上海：同济大学，2017.
[3] 罗杰. 电磁主动悬架系统性能分析及优化[D] ，上海：同济大学，2018.。