电磁式作动器主动悬架“救命”良药?

2024-08-10  来自: 广汽本田 浏览次数: 1

产品介绍

  分布式驱动方案,以轮边或轮毂电机为核心驱动力,凭借其卓越的传动效率、灵活的控制策略以及紧凑的系统模块设计,在推动汽车电动化进程中占据了主体地位。然而,该方案带来的非悬载质量增加问题,对悬架系统的稳定性和舒适性构成了显著挑战,从而限制了其大范围的应用的可能性。

  为了克服这一难题,新能源领域的企业、高校及研究机构正积极投身于技术创新与材料研发之中。

  主要的技术方法包括以下几个方面:采用新型轻量化材料和高功率密度电机;设计创新的驱动系统和悬架系统一体化结构;实现动力吸振器的转移和振动能量的消耗;以及应用主动或半主动悬架控制技术。

  电磁式作动器在主动悬架系统中的应用日益凸显其独特优势,相较于传统油气式、液压式及空气弹簧主动悬架,它以其卓越的快速响应能力、高效能运作以及潜在的能量回收特性脱颖而出。随着汽车行业的电动化趋势加速,电磁主动悬架所需的高压电力供应变得更便捷,这一技术因此吸引了众多企业和学术界的广泛关注与研究。

  当前市场上已实现量产的主动悬架系统,依据其核心作动器的不同,大致可划分为油气式、液压式及空气弹簧式三大类。然而,这些系统普遍面临能耗偏高的挑战,与当前社会倡导的节能环保理念存在某些特定的程度的不符。有必要注意一下的是,车辆行驶过程中产生的振动能量,在传统被动或半主动悬架系统中往往通过热能形式被无谓消耗,未能得到一定效果利用。

  电磁式作动器的引入,则巧妙地解决了这一问题。它不仅继承了快速响应与高效能的优点,还创新性地实现了在主动控制与能量回收模式间的无缝切换,有效弥补了现有主动悬架在响应速度上的不足,同时兼顾了能耗控制的严苛要求。这一特性使得电磁式作动器成为平衡悬架性能优化与能源消耗降低之间矛盾的关键技术。因此,采用电磁式作动器的主动悬架系统,有望成为未来汽车悬挂系统发展的新方向,引领行业向更加绿色、高效的方向迈进。

  米其林公司在1998年取得了一项重要的技术突破,他们成功研发出了一款集成了轮内驱动系统与电磁式主动悬架的创新总成,并随即向相关机构申请了专利保护。

  Bose主动悬架系统采用Linear Electromagnetic Motor(直线电磁电机)作为作动器。该系统能够回收部分振动能量,其总能耗(包括充电和发电的能量总和)约为汽车空调系统的1/3。

  2016年,奥迪公司推出了电磁式主动悬架系统“eROT”,示意图如下。该系统在城市道路工况下的能耗约为40至60瓦,而在高速上则降至10至20瓦。

  采埃孚与大众集团携手合作,共同开发出一种先进的电磁式作动器,该装置专为车身姿态的主动控制而设计。该系统创新性地采用12V电源供电,大大降低了能源需求,并巧妙融合了传统阻尼器的功能,以提供更稳定且灵活的车辆操控体验。

  舍弗勒公司正在研发一种电磁式作动器,旨在安装在传统阻尼器的空间内并替代阻尼器。这款作动器可以有明显效果地地回馈系统的振动能量,其回馈量会随着路面激励幅值和车速的增加而增加。

  全球多家知名汽车制造商,包括福特汽车公司、通用汽车公司、本田技研工业株式会社以及日产自动车株式会社,均积极投身于电磁式主动悬架技术的研发浪潮中。它们所采用的作动器均为旋转式电机结合滚珠丝杆结构的形式。

  目前,电磁馈能式主动悬架作动器结构大致上可以分为三类: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。

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