新能源汽车底盘转向特性分析的评价方法与流程

1.本发明涉及新能源汽车底盘转向特性。


背景技术：

2.采用高效硅钢片能够降低电机铁损，提高效率，但单一手段不够用，还需针对电机的铜耗作出优化，特别是在低速大转矩时铜耗占大头，因此必须要降低铜损；方法有很多，其中一种技术路线是是采用发卡绕组设计；发卡电机学名hairpin电机，其实是扁线电机的一种，其绕组端部和发卡很像，因此得名；采用这种电机方案原因之一就是其铜耗较小，效率较高。


技术实现要素：

3.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种新能源汽车底盘转向特性分析的评价方法能通过转向电机的设计提高转向电机的效率。
4.技术方案：为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
5.新能源汽车底盘转向特性分析的评价方法，评价测试方法为：设定基于车速特性的转向助力特性、转向回正特性、转向阻尼特性、转向限位特性和转向跟随特性的性能项，组成评价矩阵；并对各性能项分别进行特性分析以及仿真测试。
6.进一步的，所述转向助力特性的分析以及仿真测试；依据正弦输入的方式，测试方向盘通过设定点的方向盘力矩，作为转向助力特性测试提取的指标量。
7.进一步的，所述转向助力特性评价项目包括不同转速助力特性和转向力渐进性。
8.进一步的，所述转向回正特性的分析以及仿真测试；分别设定停车场工况、城市中低速工况和高速路工况作为评价转向回正特性性能分析的主要内容。
9.进一步的，所述转向回正特性评价项目包括回正速度、回正位置、回正力矩、回正连贯性和初期保舵力。
10.进一步的，所述转向阻尼特性的分析以及仿真测试；所述转向阻尼特性设定转向盘力矩的力脉冲输入工况和力阶跃输入工况；所述力阶跃输入工况评价车辆回正速度、回正超调量、残余横摆、左右对称性和中心区阻尼水平；所述力脉冲输入工况评价车辆横向振动次数、横摆振幅大小和参与横摆值。
11.进一步的，所述转向限位特性的分析以及仿真测试；设定原地工况和怠速工况进行评价。
12.进一步的，所述转向跟随特性的分析以及仿真测试；测试转向跟随特性，并且得出输入波形图。
13.进一步的，在转向操作时，通过转向电机提供转向动力；所述转向电机包括转子铁芯以及环套在转子铁芯上的定子铁芯；所述定子铁芯外环套有散热环套；所述转子铁芯中部贯穿设置有主轴；所述主轴两端分别通过轴承配合设置有前盖和后盖；所述前盖和后盖对应设置于散热环套两端上；所述散热环套与转子铁芯和定子铁芯之间形成散热区间。
14.进一步的，所述定子铁芯侧壁与散热环套内壁贴合设置，且所述定子铁芯侧壁开设有单个的连接槽；所述定子铁芯边缘开设有若干贯穿的插线槽；所述插线槽侧壁上开设有槽口，所述槽口对应于转子铁芯侧壁间距设置；所述插线槽内对应插设有发卡式线圈；若干所述发卡式线圈并排嵌设于插线槽内；所述发卡式线圈中部凸出于定子铁芯，为接线端；所述接线端通过外界线与编码组件电性连接；
15.所述转子铁芯侧壁环绕开设有若干半圆槽；所述转子铁芯中部贯穿开设有穿过孔；所述主轴贯穿于穿过孔设置；所述穿过孔周边环向开设有梯型孔；所述转子铁芯上贯穿开设有倾斜槽；相邻的所述倾斜槽倾斜方向相反，形成分散槽组；若干所述分散槽组环向分布。
16.有益效果：本发明的转向电机能具有轻量化，高效率的效果，并且槽满率高；包括但不限于以下有益效果：
17.1)滑条沿扩散凸棱高度方向设置；扩散凸棱上驱动装置驱动滑条在三角型棱体和扩散凸棱之间的散热槽内来回滑动；促进相邻的散热槽内气体流动，提高对电机内部的散热；
18.2)倾斜槽内相应的插设有钢条，凸口沿钢条侧壁贯通设置；转子铁芯两端通过凸口和梯型孔连通；而倾斜槽这样设置形成的分散槽组为双辅助槽，利于提高强度。
附图说明
19.附图1为评价矩阵结构图；
20.附图2为转向助力仿真图；
21.附图3为转向回正仿真图；
22.附图4为转向阻尼仿真图；
23.附图5为转向限位仿真图；
24.附图6为输入波形示例图；
25.附图7为转向电机结构图；
26.附图8为定子铁芯结构图；
27.附图9为散热环套结构图；
28.附图10为定子铁芯结构图；
29.附图11为倾斜槽结构图。
具体实施方式
30.下面结合附图对本发明作更进一步的说明。
31.如附图1-11：新能源汽车底盘转向特性分析的评价方法，评价测试方法为：设定基于车速特性的转向助力特性、转向回正特性、转向阻尼特性、转向限位特性和转向跟随特性的性能项，组成评价矩阵；并对各性能项分别进行特性分析以及仿真测试。
32.所述转向助力特性的分析以及仿真测试；拟按照iso13674 on center测试标准，依据正弦输入的方式，测试方向盘通过设定点的方向盘力矩，作为转向助力特性测试提取的指标量。图2为转向助力map图。
33.所述转向助力特性评价项目包括不同转速助力特性和转向力渐进性；转向车速越
高，在设定点内测试不到不同转速助力特性和转向力渐进性。
34.所述转向回正特性的分析以及仿真测试；分别设定停车场工况、城市中低速工况和高速路工况作为评价转向回正特性性能分析的主要内容；停车场工况主要关注转向舒适性；城市工况主要关注回正速度、回正连贯性相关的回正能力；高速工况主要关注0.2g左右回正稳定性。参照gb6323高速转向回正试验，制定本次测试的试验工况。图3为转向回正map图。所述转向回正特性评价项目包括回正速度、回正位置、回正力矩、回正连贯性和初期保舵力；转向车速越高转向回正特性的转向舒适性高，回正速度和回正连贯性的回正能力越强，而高速工况下左右回正稳定性越好。
35.所述转向阻尼特性的分析以及仿真测试；所述转向阻尼特性设定为转向盘力矩的力脉冲输入工况和力阶跃输入工况；所述力阶跃输入工况评价车辆回正速度、回正超调量、残余横摆、左右对称性和中心区阻尼水平；所述力脉冲输入工况评价车辆横向振动次数、横摆振幅大小和参与横摆值；在高速工况下转向阻尼特性影响小。图4为转向阻尼map图。
36.所述转向限位特性的分析以及仿真测试；设定原地工况和怠速工况进行评价，原地工况和怠速工况下，对转向限制能力大。图5为转向限位map图。
37.所述转向跟随特性的分析以及仿真测试；参照ford标准，使用转向机器人，能准确、高转速的测试转向跟随特性，并且得出输入波形图，如图6；在处于中高速情况下，转向跟随越容易，其中助力特性越大，助力能力越强。
38.在转向操作时，通过转向电机提供转向动力；所述转向电机包括转子铁芯1以及环套在转子铁芯1上的定子铁芯2；所述定子铁芯2外环套有散热环套3；所述转子铁芯1中部贯穿设置有主轴4；所述主轴4两端分别通过轴承配合设置有前盖41和后盖42；所述前盖41和后盖42对应设置于散热环套3两端上，且所述前盖41和后盖42间距于转子铁芯1和定子铁芯2设置；后盖上环向开设有若干断开设置的弧形槽，若干弧形槽间距排列设置，并且逐渐向外层层设置；所述散热环套3与转子铁芯1和定子铁芯2之间形成散热区间；所述主轴4对应后盖42的一端上设置有编码组件5。这样环套的方式，能在散热环套内形成散热区间，而定子铁芯和转子铁芯之间开设有的槽孔能起到散热的作用，进而减少热量电机内部的影响，提高转向效率。
39.散热环套侧壁环绕设置有扩散凸棱31，相邻的扩散凸棱之间设置有三角型棱体32；而相邻的三角型棱体之间设置有凸条33；由扩散凸棱、三角型棱体到凸条，高度渐进减小，形成散热组，若干散热组环绕散热环套环向拼合设置，覆盖于散热环套上；所述凸条截面为半圆形；扩散凸棱、三角型棱体和凸条之间形成散热槽；所述三角型棱体上贯穿开设有通孔，所述扩散凸棱侧壁上设置滑条311，滑条沿扩散凸棱高度方向设置；扩散凸棱上驱动装置驱动滑条在三角型棱体和扩散凸棱之间的散热槽内来回滑动；促进相邻的散热槽内气体流动，提高对电机内部的散热。
40.所述定子铁芯2侧壁与散热环套3内壁贴合设置，且所述定子铁芯2侧壁开设有单个的连接槽21；所述定子铁芯2边缘开设有若干贯穿的插线槽22；若干所述插线槽22环向间距设置；所述插线槽22侧壁上开设有槽口221，所述槽口221对应于转子铁芯1侧壁间距设置；所述插线槽22内对应插设有发卡式线圈222；若干发卡式线圈222截面为矩形；若干所述发卡式线圈222并排嵌设于插线槽22内；所述发卡式线圈222中部凸出于定子铁芯2，为接线端23；所述接线端23通过外界线24与编码组件5电性连接；在生产定子铁芯发卡式线圈的加
工时，对扁线先校直并进行漆皮，然后将线圈冲压成型，为发卡状，然后将发卡式线圈插入铁芯中，利用扭头设备对发卡式线圈一段进行扭头，接着用激光对扭头端部进行焊接，并对焊点进行涂覆；而电机定子总的生产流程为：s01线卡成型，在定子铁芯上开设插线槽，并且对定子进行清扫并检验，并将绝缘纸插入插线槽；s02插线，将发卡式线圈插入插线槽内；s03压线，通过伺服压机对插入的发卡式线圈进行挤压；s04端部扭线，通过扭头设备对发卡式线圈一端进行扭头，并且还需利用切平设备将待焊接位置切平；s05端部焊接，对切平位置进行焊接，并且焊接后对焊接位置进行检验；s06星点/出线焊接，进行出线焊接加工；s07电性能检测，并且安装热敏电阻；s08端部涂覆，对焊接的端部进行涂覆；s09滴漆，并且在滴漆前后都需要进行称重处理；s10电性能检测。
41.若干发卡式线圈并排设置于绝缘纸内部，绝缘纸一侧内壁与发卡式线圈之间设置分隔口，并且绝缘纸侧壁与插线槽内壁之间设置有分隔口；发卡式线圈插入定子铁芯中，形成绕组，而焊接的绕组端部很短，可以降低电机端部空间用铜量，其绕组端部用铜量能够较传统散嵌绕组降低15％-20％，因此能够降低铜耗。同时发卡式线圈插入的槽满率高，发卡电机由于线圈排列整齐，线条平整，槽满率远高于散嵌绕组，其净铜槽满率可达70％，超过普通绕组25个百分点；用铜量多38％，更多的用铜量，单位叠长下，电阻变小，这会带来更小的电阻损耗；而整体的线圈叠高少了20％；具备明显的性能优势：增加了27％的转矩；增加了37％的功率；减少了22％的安装空间；2500～10000rpm范围内效率超过93％；具有温升低，寿命长，满足极限工况要求；而扁线比圆线电机轻15％以上；额定1.5kw电机，圆线60mm铁芯，扁线只要48mm铁芯；齿槽转矩/转矩波动小，槽口宽度0.63mm，圆线3.5mm以上；磁钢用量少，其中稀土少了52％，硅钢耗材少了20％，而最大扭矩清理下，线电流有效值为160总的成本降低了13.7％；电机整体性及整体钢性好。
42.所述转子铁芯1侧壁环绕开设有若干半圆槽11；若干所述半圆槽11沿转子铁芯1轴向设置；所述转子铁芯1中部贯穿开设有穿过孔12；所述主轴4贯穿于穿过孔12设置；所述穿过孔12周边环向开设有梯型孔121；所述梯型孔121沿转子铁芯1轴向设置；若干所述梯型孔121底边远离穿过孔12设置；所述转子铁芯1上贯穿开设有倾斜槽13；相邻的所述倾斜槽13倾斜方向相反，形成分散槽组131，分散槽组的张开角度为钝角，分散槽组内的倾斜槽为非连贯设置；倾斜槽两端分别开设有凸口132，凸口截面为异形，凸口和倾斜槽截面呈齿状；若干所述分散槽组131环向分布；单个的所述分散槽组131中部对应多个半圆槽11。倾斜槽内相应的插设有钢条，凸口沿钢条侧壁贯通设置；转子铁芯两端通过凸口和梯型孔连通；而倾斜槽这样设置形成的分散槽组为双辅助槽，利于提高强度。
43.以上仅为本发明的优选实施方案，并不用以限制本发明，相对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明上述原理的情况下，还能做出若干改进和改变，这些改进和改变也同样视为本发明的保护范围。