[发明专利]一种轮毂电机随机电磁振动特性计算方法及系统

说明书

本发明公开了一种轮毂电机随机电磁振动特性计算方法及系统，本发明综合随机振动力学和电磁力学，计算出随机振动因素下的轮毂电机径向电磁力振动加速度传递函数，基于传递函数可对轮毂电机随机振动下的电磁特性进行分析，从而更加全面的反应出路面随机振动因素对轮毂电机的电磁振动的影响，即轮毂电机随机电磁振动特性。

技术领域

本发明涉及一种轮毂电机随机电磁振动特性计算方法及系统，属于新能源电动汽车领域。

背景技术

轮毂电机作为电动汽车轮毂驱动的关键部件，其性能直接决定了车辆的动力学性能，然而，由于轮毂电机在运行过程中受到路面不平度产生的随机振动，影响使得电动汽车的平顺性与操纵稳定性的矛盾激化，影响了车辆的乘坐舒适性和驾驶安全性。

造成轮毂电机振动的一个主要因素是电机的不平衡径向电磁力。由于不平衡径向电磁力不经减振而直接作用在车轮上，不但会恶化电机的工作环境、降低其疲劳寿命，而且还会增大轮胎动载荷，降低其抓地附着能力，增加汽车的侧翻风险。

针对轮毂电机随机振动问题，现有技术只是针对路面的激励会影响轮毂电机振动进行单一的研究，且都是从电机外部进行分析研究的，并没有进一步考虑到路面的随机振动因素对电机内部电磁变化的影响，从而不能够真正反应出路面随机振动因素对轮毂电机的电磁振动特性影响。

发明内容

本发明提供了一种轮毂电机随机电磁振动特性计算方法及系统，解决了背景技术中披露的问题。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种轮毂电机随机电磁振动特性计算方法，包括：

根据路面不平度，进行电动汽车车身和车轮的随机动力学分析，获取影响轮毂电机的随机振动因素；

进行轮毂电机定转子动态偏心分析，根据随机振动因素，计算轮毂电机定转子偏心距；

根据轮毂电机定转子偏心距，计算轮毂电机转子偏心时的气隙磁通密度；

根据气隙磁通密度，计算轮毂电机的径向电磁力；

根据径向电磁力，计算反应轮毂电机随机电磁振动特性的径向电磁力加速度传递函数。

根据路面不平度，进行电动汽车车身和车轮的随机动力学分析，获取影响轮毂电机的随机振动因素，具体过程为：

根据路面不平度，进行电动汽车车身和车轮的随机动力学分析，构建路面功率谱密度拟合函数和电动汽车振动模型；

根据路面功率谱密度拟合函数和电动汽车振动模型，获取影响轮毂电机的随机振动因素。

路面功率谱密度拟合函数为：

其中，n为空间频率，n₀为参考空间频率，G_q(n₀)为参考空间频率n₀的路面不平度q系数，ω为频率指数，G_q(n)为路面功率谱密度。

电动汽车振动模型为：

其中，m₁、m₂、m₀分别为车身质量、轮毂电机质量和轮胎质量，k₁、k₂、k₀分别为汽车悬架刚度、轮毂电机刚度和轮胎弹簧刚度，c₁、c₂、c₀分别为汽车悬架减振器阻尼系数、轮毂电机阻尼系数和轮胎阻尼系数，q为路面不平度，分别为m_n的的位移、速度和加速度，n＝1,2,0。

随机振动因素为：