用于电动汽车半主动电磁悬架的减振器制造技术

本发明专利技术公开一种用于电动汽车半主动电磁悬架的减振器，包括电磁减振器，用于根据簧载质量和簧下质量之间的相对运动速度产生一个振动阻尼，所述电磁减振器为双套筒结构，在内筒和外筒的间隙中绕有若干励磁线圈，在内筒内有活塞杆、活塞和液压油储存腔，所述活塞杆和活塞至少其中之一是条形磁铁；活塞上还开有若干用于让液压油从中流过的阻尼孔。由于将新兴的电磁悬架与传统的液压悬架有机地结合在一起，二者同时起作用，既具有电磁悬架可回收能量的优点，又具有传统悬架性能稳定的优点，可以更好地抑制簧载质量的振动，并在电磁失效的时候保证减振器不失效。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于电动汽车半主动电磁悬架的减振器。
技术介绍
当汽车行驶在路面上时，会有一些让人觉得不舒服而且有害健康的垂直方向的振动加在车身和乘客的身体上。这种振动的本质就是簧载质量的加速度，传统悬架主要是通过液压形式的减振器来吸收这部分能量的，但是这部分能量通常是作为热量散失掉了，于是有人开始考虑用电磁的方式来取代液压减振器。例如，葡萄牙的Ismenio Martins、Jorge Esteves和Fernando Pina da Silva等人所发表的文章《Energy Recovery from an Electrical Suspension for EV》中就提出了这样一种电磁悬架(该项目受JNICT项目n.PBIC/C/CEG/2363/95支持)，如图1所示，该悬架包括一个电磁减振器和一套能量回收系统。但是由于技术还不够成熟，现阶段电磁悬架的工作稳定性还远不如传统悬架，限制了它的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，克服现有技术中存在的系统稳定性不够的问题，提供一种新的用于电动汽车半主动电磁悬架的减振器，更好的抑制簧载质量的振动，并在电磁失效的时候保证减振器不失效。为实现上述目的，本专利技术提出的用于电动汽车半主动电磁悬架的减振器包括电磁减振器，用于根据簧载质量和簧下质量之间的相对运动速度产生一个振动阻尼，其特征是所述电磁减振器为双套筒结构，在内筒和外筒的间隙中绕有若干励磁线圈，在内筒内有活塞杆、活塞和液压油储存腔，所述活塞杆和活塞至少其中之一是条形磁铁；活塞上还开有若干用于让液压油从中流过的阻尼孔。按照本专利技术的优选方案，本悬架还包括进油口、出油口和储油罐，所述进油口和出油口分别通过加油阀与卸油阀与储油罐相连。还包括电控活塞，位于储油罐上方，其控制端与控制单元ECU相连还包括浮动活塞，位于储油罐下方。所述浮动活塞下方有密封氮气。由于本专利技术采用了上述方案，将新兴的电磁悬架与传统的液压悬架有机地结合在一起，二者同时起作用，既具有电磁悬架可回收能量的优点，又具有传统悬架性能稳定的优点，可以更好的抑制簧载质量的振动，并在电磁失效的时候保证减振器不失效。附图说明图1是现有技术可回收能量的电磁减振器示意图。图2a是本专利技术永磁线性激励减振发生器的内部构造简化示意图。图2b是本专利技术减振器活塞横截面示意图。图3是本专利技术减振器与控制单元以及电子断路器、蓄电池、外油路的连接情况示意图。具体实施方式如图2a所示，本悬架中的减振器采用的是双套筒结构，在内筒和外筒的间隙中绕有若干励磁线圈1示。活塞杆2是一块条形永磁铁，它被固定连接在活塞3的中心孔内。活塞3采用的是铁材料，这样有助于增加线圈与永磁铁之间的磁导率。4和5分别为进油口和出油口，分别通过一个加油阀6和卸油阀7与储油罐9相连，活塞上还开有若干阻尼孔31，如图2b所示。它们的采用是为了使本悬架成为结合电磁减振和传统液压减振的混合悬架系统。其中阻尼孔31采用的是直径很小的阻尼孔，事实上由于这套补充的常规悬架只有在电磁悬架失效的时候才采用，因此采用最简单的阻尼孔即可，当然如果改用传统悬架上的流通阀，效果会更好，但成本会上升。图中32为中心孔，用于连接条形永磁铁。图3表示的是减振器与控制单元以及电子断路器、蓄电池、外油路的连接情况。由图可见，进油口4和出油口5分别通过加油阀6与卸油阀7与储油罐9相连。还包括电控活塞8，位于储油罐上方，其控制端与控制单元ECU相连；浮动活塞10，位于储油罐下方，所述浮动活塞10下方有密封氮气。工作情况如下永磁线性激励减振发生器工作在交流发电机模式。当活塞杆2、活塞3与双筒缸体之间发生相对运动时，通过励磁线圈1的磁通量将会发生变化，也就是说励磁线圈势必会切割永磁铁产生的磁力线，产生电磁力。由于线圈在切割磁力线时，在径向是对称的，所以电磁力在径向上的分力是大小相等，方向相反的，从而我们可以得出结论，电磁力的合力是轴向力。根据楞次定律，当线圈与永磁体之间产生磁通变化时，线圈产生感应电动势是要能抑制这种变化，即产生反向磁通，这就意味着产生的电磁力是抑制这种相对运动发生的，于是可以作为本套减振装置的减振力。在线圈与永磁铁之间有相对运动时，由于线圈切割磁力线，必然产生了感应电动势，与外电路相连，就产生了感应电流，事实上，本装置就是通过调整感应电流来调节减振力的。在图3中，由二极管组成的电桥用来调整输出的感应电流的相位，电感作为能量缓存器，开关闭合时储存能量，开关断开再将能量转移到电池里，从而完成对电池的充电过程。图3中上面与电池直接相连的单独的二极管事实上是对电流的一个单通阀，它通过对电流方向的控制，保证悬架只能对电池充电，而不能导致电池放电，从而达到了节能的目的。根据相关文献，可得减振力的计算公式FA=-i·KΦ·sign(z·s-z·u)=-(KΦ)2(z·s-z·u)RΣ]]>其中，Φ表示通过线圈绕组的磁通量，K是一结构系数，它们共同决定了永磁线性激励减振发生器的输出电压u， 表示簧载质量与非簧载质量之间的相对速度，事实上也就是线圈和永磁铁之间的相对运动速度。R∑表示的是整个电路的总电阻，如果减振器工作在纯电阻模式，这是一个定值。感应电动势e=|KΦ(z·s-z·u)|,]]>而感应电流i＝e/R∑如果把上式写成传统减振力的形式，我们可以得出阻尼的计算公式bs＝(KΦ)2/R∑如果激励工作在纯电阻模式，减振器将会具有一个固定的阻尼，悬架也就是被动式悬架了，然而，激励并非工作在纯电阻模式，系统产生的减振力是通过电流来调节的，电流可以通过控制单元对开关档位进行转换来加以调节，事实上，对电池的充电也是通过开关档位的转换实现的，因此可以实现变阻尼。以下是我们预备实现的变阻尼bs=-(z··s)2·B1+C1⇐bs>0]]>bs=B⇐bs≤0]]>我们可以将Fref=|bs(z·s-z·u)|]]>预先设定好，存储在控制单元中，作为减振力的检验值，当|FA|＜Fref时，控制单元让开关闭合，感应电流增大，减振力增大；当|FA|＞Fref时，控制单元让开关断开，感应电流减小，减振力减小。这种控制方法不是本装置采用的，但本装置采用的控制是建立在这种方法的基础上的，因此有必要交代一下。我们是直接通过电流的检验值来控制减振力的。通常，汽车上的悬架系统不能对周围的变化反应太敏感。为了避免一些过于灵敏的感应现象发生，有必要对一些参数值进行估算。由于(z·s-z·u)=eKΦ=u+i·RAK&P本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电动汽车半主动电磁悬架的减振器，包括电磁减振器，用于根据簧载质量和簧下质量之间的相对运动速度产生一个振动阻尼，其特征是：所述电磁减振器为双套筒结构，在内筒和外筒的间隙中绕有励磁线圈，在内筒内有活塞杆（２）、活塞（３）和液压油储存腔，所述活塞杆（２）和活塞（３）至少其中之一是条形磁铁；活塞上还开有若干用于让液压油从中流过的阻尼孔（３１）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵睛，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]