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混动车辆能量回收方案随着环保意识的增强和对能源资源的紧张，混动车辆已经成为未来汽车行业的重要发展方向。
混动车辆作为一种集传统内燃机汽车和电动汽车优势于一身的车型，既能保证车辆运行的动力和续航能力，又能降低燃油消耗和排放。
混动车辆对于环保和节能已经有了诸多的措施，此篇文档就来讲一下混动车辆能量回收的方案。
能量回收类型混动车辆能量回收一般分为刹车回收、惯性回收、发动机制动回收等类型。
刹车回收刹车回收是通过刹车系统回收能量的一种方式。
在过去的汽车中，滑行时液压制动系统中的压力被放掉，汽车的动能将被摩擦阻力转化为热能散发到环境中。
而在混动车辆中，当司机刹车时，液压制动开始发挥作用，同时，电机和发电机开始通过制动失效的轮胎回收动能并将它们转化为电能储存在电池中，这样便能够延长电动驱动模式的使用时间。
惯性回收惯性回收是指混动车辆在行驶过程中通过惯性回收机制将制动过程中产生的动能储存起来再次使用的一种方式。
比如在滑行时、或在行驶过程中减小油门踏板的踩下程度时，电机和发电机开始以齿轮的形式连接起动轮系统并通过这种方式回收过去被浪费掉的动能。
发动机制动回收发动机制动回收指的是利用发动机输出的负载把车辆的动量转化为电能，减少发动机运转所需燃料的一种方式。
在混动车辆中，容易发生一种叫“电机切断”(ENGINE-OFF)的模式，在这种模式中，当发动机的好时机被判定为非必须时，电机字发动机发挥了相互补充的效果，从而实现了发动机关闭的目的。
国内外应用混动车辆能量回收方案不仅在国内，也在国外得到了广泛的应用。
国内应用我国在混动车辆能量回收方面的研究也达到了很高的水平。
比如，上汽大通推出的E更概念车量产版就大量运用了KERS的回收制动系统降低燃耗和排放；吉利汽车旗下瑞虎7上启用了i-EMS能量回收系统，这种系统能够将惯性产生的能量在缓慢减速过程中回收并转化为电能储存。
国外应用在国外，德国的大众汽车公司就推出了一款名为“I.D. Buzz”的概念车，这款车型不仅具有超长的续航能力，还能够自动驾驶。
简述汽车悬架的功用
汽车悬架是一种机械装置,位于汽车的底盘系统中,主要作用是支撑和平衡车身重量,同时还可以调节汽车的动态稳定性和舒适性。
以下是汽车悬架的主要功能和用途:
1. 支撑和平衡车身重量:汽车悬架通过将车身的各个部件连接在一起,使得车身能够在行驶过程中保持平衡和稳定,从而提高车辆的性能和安全性。
2. 过滤震动和颠簸:汽车在行驶过程中会受到道路和路况等因素的影响,导致车身震动和颠簸。
汽车悬架通过调整弹簧的刚度和弹性模量等参数,能够有效过滤掉这些震动和颠簸,从而提高车辆的舒适性和稳定性。
3. 调节汽车的动态稳定性:汽车悬架可以根据车辆的行驶状态和路况等因素,对弹簧的刚度和弹性模量等进行调节,从而控制车辆的动态稳定性。
例如,在加速和减速时,汽车悬架可以通过调节弹簧的刚度和弹性模量,使得车辆更加平稳和稳定。
4. 提高汽车的耐久性和可靠性:汽车悬架通过优化弹簧的参数设计,可以降低车身的震动和颠簸,从而提高车辆的耐久性和可靠性。
这有助于减少车辆在行驶过程中的磨损和损坏,延长车辆的使用寿命。
随着汽车技术的不断发展,汽车悬架的性能和功能也在不断提升和改进。
例如,现代汽车悬架通常采用弹性元件和阻尼元件等复合元件,以提高车辆的舒适性和稳定性。
同时,汽车悬架的设计和制造也在不断向着高精度、高效率和高可靠性的方向发展。
汽车动能回收系统原理随着环保意识的提高，汽车动能回收系统逐渐成为汽车行业的热门话题。
这项技术可以将汽车在制动或减速时产生的能量转化成电能，以此为车辆提供动力或储存电能。
本文将从原理方面介绍汽车动能回收系统。
汽车动能回收系统是指在汽车制动或减速时，通过电机将动能转化成电能，再将电能储存于电池中，以备后续使用。
而这一过程的实现，主要依靠了动能回收系统中的三个核心元件：电机、电池和控制器。
首先是电机。
电机是在制动或减速时，将动能转化成电能的核心元件。
电机通常安装在车轮或传动系统上，并通过传感器实时检测车速和制动情况，并根据这些信息控制电机的输出功率。
在制动或减速时，电机将车轮的动能转化成电能，并将其输出至电池中储存。
其次是电池。
电池是动能回收系统的储能设备。
电池通常采用锂离子电池或镍氢电池等高效能储能设备，以确保系统的高效、安全和稳定。
在制动或减速时，电机将车轮的动能转化成电能，并将其输送至电池中储存。
当车辆需要动力时，电池中的电能会被释放，并通过电机转化成机械能，为车辆提供动力。
最后是控制器。
控制器是动能回收系统的核心控制设备。
控制器通常通过传感器实时检测车速和制动情况，并根据这些信息控制电机的输出功率和电池的充电和放电过程。
控制器需要具备高精度的控制算法和多种保护机制，以确保系统的高效、安全和稳定。
总体来看，汽车动能回收系统的原理是将制动或减速时车辆产生的动能转化成电能，并将其储存于电池中。
这样可以有效利用能量，减少油耗和污染，提高汽车的经济性和环保性。
随着技术的不断进步，汽车动能回收系统也将会得到更广泛的应用。
动力总成悬置系统振动耦合及解耦理论详解动力总成悬置系统作为汽车振动系统的一个重要子系统，其振动的传递特性对汽车的NVH性能有很大影响。
多自由度振动中的耦合振动扩大了引起共振的频率范围，增加了振动的响应方向，不利于控制系统的振动,因此谈到悬置系统设计都绕不过解耦的问题，这篇文章就来详细介绍一下这两个概念。
耦合是指两个振动模态在某一振动模态下（或在某一广义坐标方向上）的振动输入，导致另一振动模态下（或另一广义坐标方向上）的响应。
使耦合分离称为解耦。
解耦的目的是使各个自由度上（即各振动模态）的振动相对独立或分离，这样可对隔振效果不佳的自由度独立采取措施而不影响其他自由度方向上的有关性能。
当各自由度独立后，可能产生共振的频率比存在耦合时要小，特别在激振能量大的方向上要保证解耦。
振动耦合不利于隔振，因为两个耦合振动的模态可能产生相互激励，导致振动放大，并使某些自由度的振动频带变宽，从而使隔振性能下降。
例如四缸发动机在怠速工况下产生的扭矩波动可能同时激起动力总成俯仰(Pitch)和垂向（Z）振动，这将导致车身振动增加，并且俯仰(Pitch)运动(Pitch)又可能和其它刚体运动模态相互耦合，从而引发车身振动变形，造成整车噪声增大、舒适性变差、零部件早期损坏等现象。
对于动力总成悬置系统来说，耦合振动可以在多个自由度之间发生，如果在合理的位置和方向上布置动力总成悬置以及设计合适的悬置系统的刚度可以减小或消除耦合振动。
悬置系统能量法解耦分析理论1、动力总成悬置系统坐标系统如图1所示，把发动机动力总成视为一个具有六自由度的刚体，它通过悬置支撑在车架上，悬置被视为具有三向刚度的弹性阻尼组件。
图1 动力总成悬置系统动力学模型图2为悬置件简化模型，一般可将悬置件简化为三个沿主轴方向的弹簧-阻尼系统，并且每一主轴与动坐标轴之间存在图中所列的夹角关系。
图2 悬置动力学模型2、动力总成悬置系统动力学方程根据自由振动的Lagrange方程：(1)式中T为系统动能;V为系统势能;qj为系统的广义坐标。
目录
1 绪论 (1)
1.1 能量回收装置简介 (1)
1.2 研究的背景及意义 (1)
1.3 国内外发展现状及趋势 (2)
1.3.1国外发展现状 (2)
1.3.2国内发展趋势 (2)
2 理论基础 (3)
2.1 减震器 (3)
2.2 电磁发电技术 (4)
2.2.1法拉第电磁感应定律 (4)
2.2.2电磁感应发电装置结构 (4)
2.3 压电发电技术 (5)
2.3.1压电材料 (5)
2.3.2压电效应 (5)
3 基于压电叠堆储能的新式能量回收装置的结构及工作原理 (7)
3.1 压电叠堆发电装置的结构 (7)
3.2 能量回收装置的工作原理 (7)
4 能量回收装置的等效模型分析 (8)
4.1 模型假设 (8)
4.2 等效模型 (8)
4.3 发电装置的性能分析 (8)
4.4油压频率f对回收装置输出特性的影响 (9)
4.5 压电叠堆长度对输出特性的影响 (9)
4.6 压电叠堆截面面积S对输出特性的影响 (10)
4.7 本章小结 (11)
5 能量回收装置输出电路 (11)
6 结论与展望 (12)
参考文献 (13)
I。
《某乘用车动力总成悬置系统隔振分析与优化设计》一、引言随着汽车工业的快速发展，乘用车的动力性能和舒适性成为了消费者关注的重点。
动力总成悬置系统作为连接发动机与车身的重要部分，其隔振性能的优劣直接影响到整车的驾驶平稳性和乘坐舒适性。
因此，对某乘用车动力总成悬置系统的隔振分析与优化设计显得尤为重要。
本文旨在通过对该系统进行深入的分析，提出相应的优化设计方案，以提升乘用车的驾驶性能和乘坐舒适性。
二、动力总成悬置系统概述动力总成悬置系统主要由发动机悬置、传动系统悬置等组成，其作用是支撑和固定发动机，同时通过减震元件减少发动机振动对车身的影响。
该系统的性能直接影响到整车的NVH（噪声、振动和刺激性）性能。
三、隔振分析3.1 振动产生及传递途径发动机在工作过程中产生的振动主要通过发动机悬置传递到车身，进而影响到整车的NVH性能。
因此，了解振动产生及传递途径是进行隔振分析的基础。
3.2 现有隔振措施及效果目前，常见的隔振措施包括使用橡胶悬置、液压悬置等。
这些措施在一定程度上能够减少发动机振动对车身的影响，但仍有改进空间。
四、优化设计4.1 设计目标优化设计的目标是在保证动力总成悬置系统支撑和固定发动机功能的前提下，进一步提高隔振性能，减少发动机振动对车身的影响，提升整车的驾驶性能和乘坐舒适性。
4.2 优化方案针对现有隔振措施的不足，提出以下优化方案：（1）采用高性能橡胶材料：选用具有高弹性和高阻尼性能的橡胶材料，提高悬置系统的减震效果。
（2）优化悬置结构：通过有限元分析和模态分析等手段，对悬置结构进行优化设计，使其更加符合隔振要求。
（3）增加主动控制技术：采用现代控制技术，如主动悬挂系统等，实现对发动机振动的主动控制。
（4）改进安装方式：通过改进发动机与车身的连接方式，减少振动传递路径，进一步提高隔振效果。
五、实施与验证5.1 实施步骤根据优化设计方案，制定实施步骤，包括材料选型、结构设计、加工制造、安装调试等。
汽车设计讲稿-第六章悬架设计第六章悬架设计§6-1 概述：一、功用：传力、缓冲、减振：保证平顺性、操纵稳定性二、组成：弹性元件：传递垂直力，评价指标为单位质量储能等导向装置：车轮运动导向，并传递垂直力以外的力和力矩减振器：减振缓冲块：减轻车轴对车架的撞击，防止弹性元件变形过大横向稳定器：减少转弯时车身侧倾太大和横向角振动三、设计要求：1）良好的行驶平顺性：簧上质量 + 弹性元件的固有频率低；前、后悬架固有频率匹配：乘：前悬架固有频率要低于后悬架尽量避免悬架撞击车架；簧上质量变化时，车身高度变化小。
2）减振性好：衰减振动、抑制共振、减小振幅。
3）操纵稳定性好：车轮跳动时，主销定位参数变化不大；前轮不摆振；稍有不足转向（δ1>δ2）4）制动不点头，加速不后仰，转弯时侧倾角合适5）隔声好6）空间尺寸小。
7）传力可靠、质量小、强度和寿命足够。
§6-2 悬架结构形式分析：一、非独立悬架和独立悬架：二、独立悬架结构形式分析：1、评价指标：1）侧倾中心高度：A、侧倾中心：车身在通过左、右车轮中心的横向垂直平面内发生侧倾时，相对于地面的瞬时转动中心，叫侧倾中心。
B、侧倾中心高度：侧倾中心到地面的距离。
C、侧倾中心位置影响：位置高：侧倾中心到质心的距离缩短，侧向力臂和侧倾力矩↓，车身侧倾角↓；过高：车身倾斜时轮距变化大，加速轮胎车轮外倾角α磨损。
2）车轮定位参数：车轮外倾角α，主销内倾角β，主销后倾角γ，车轮前束等会发生变化。
主销后倾角γ变化大→转向轮摆振车轮外倾角α化大→直线行驶稳定性；轮距变化，轮胎磨损3）悬架侧倾角刚度A、车厢侧倾角：车厢绕侧倾轴线转动的角度B、影响：车厢侧倾角与侧倾力矩和悬架总的侧倾角刚度有关，影响操纵稳定性和平顺性4）横向刚度：影响操纵稳定性转向轴上悬架横向刚度小，转向轮易摆振，5）空间尺寸：占用横向尺寸→影响发动机布置和拆装；占用高度尺寸→影响行李箱大小和油箱布置。
第九章悬架第一节概述悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的所有传力连接装置的总称。
1．悬架的功用和组成1）悬架的功用（1）把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，保证汽车的正常行驶，即起传力作用；（2）利用弹性元件和减振器起到缓冲减振的作用；（3）利用悬架的某些传力构件使车轮按一定轨迹相对于车架或车身跳动，即起导向作用；（4）利用悬架中的辅助弹性元件横向稳定器，防止车身在转向等行驶情况下发生过大的侧向倾斜。
2）悬架的组成（1）弹性元件——起缓冲作用；（2）减振元件——起减振作用；（3）传力机构或称导向机构——起传力和导向作用；（4）横向稳定器——防止车身产生过大侧倾。
2．悬架系统的自然振动频率悬架系统的频率与汽车的平顺性（也称舒适性）有直接关系。
n——悬架的频率；M——簧载质量；K——悬架刚度；悬架频率n 随簧载质量的变化而变化，人体最舒适的频率范围为1～1.6Hz，如果要将汽车行驶过程中的频率保持在1～1.6Hz内，最好采用变刚度悬架。
3．汽车悬架的类型1）非独立悬架非独立悬架的特点是：两侧车轮通过整体式车桥相连，车桥通过悬架与车架或车身相连。
如果行驶中路面不平，一侧车轮被抬高，整体式车桥将迫使另一侧车轮产生运动。
2）独立悬架独立悬架的特点是：车桥是断开的，每一侧车轮单独地通过悬架与车架（或车身）相连，每一侧车轮可以独立跳动。
第二节弹性元件一、钢板弹簧钢板弹簧是由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，多数情况下由多片弹簧组成。
钢板弹簧的第一片也是最长的一片为主片，其两端弯成卷耳，内装衬套，以便用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接。
中心螺栓用以连接各弹簧片，并保证装配时各片的相对位置。
除中心螺栓以外，还有若干个弹簧夹（亦称回弹夹）将各片弹簧连接在一起，以保证当钢板弹簧反向变形（反跳）时，各片不致互相分开，以免主片单独承载，此外，还可防止各片横向错动。
能量回收原理及其应用研究在现代社会，能源的高效利用成为了人们关注的焦点。
能量回收技术因其能够将废弃能量重新利用，提高能源利用效率而受到广泛研究和应用。
本文将介绍能量回收的原理以及它在不同领域中的应用。
一、能量回收原理能量回收原理是基于能量守恒定律，通过捕捉和利用废弃能量，将其转化为有用的能量。
主要有以下几种原理：1.机械能回收原理：利用摩擦、振动或压力等形式将废弃的机械能转化为电能或热能。
例如，在制动过程中，汽车会产生大量的摩擦热量，通过热回收装置可以将这部分能量转化为电能供车辆系统使用。
2.热能回收原理：利用废热产生的高温或低温热能，通过热能回收装置将其转化为电能或其他形式的能量。
例如，工厂排放的高温废气可以通过热交换器回收其热能，用来加热水或发电。
3.光能回收原理：利用太阳光等光能源，通过光伏发电技术将其转化为电能。
在太阳能光伏发电系统中，太阳能被光伏电池板吸收，进而产生直流电，供电系统使用。
4.化学能回收原理：利用化学反应中释放的能量进行回收。
例如，电池的正负极之间的化学反应产生电能，在电池耗尽后，可以通过充电的方式将其恢复为可再利用的能量。
二、能量回收在不同领域中的应用1.建筑领域：建筑是能量回收的重要应用领域之一。
通过安装太阳能发电系统、热回收装置以及雨水收集系统，可以将太阳能、废热能和雨水等废弃资源转化为电能和热能供建筑使用，促进能源的高效利用。
2.交通领域：能量回收在交通领域的应用可以减少能源的浪费和环境污染。
例如，公交车制动时释放的能量可以通过动能回收设备转化为电能存储，并在车辆启动时重新利用，从而降低燃料消耗和尾气排放。
3.工业领域：工厂和制造业是能量消耗量较大的领域之一，在这些领域中，能量回收可以实现能源的再利用和循环利用。
通过废料燃烧产生的废热、排放气体中的废气等废弃能量的回收，不仅可以降低能源成本，还可以减少环境污染。
4.可穿戴设备领域：随着科技的不断发展，人们的生活方式和设备也发生了改变。
汽车减震技术应用介绍汽车减震技术应用介绍一、动力总成悬置系统（一）、功能1、降低动力总成振动向车身的传递2、衰减由于路面激励引起的动力总成振动衰减由于路面激励引起的动力总成振动3、控制动力总成位移和转角（二）、设计目标1、系统的最高阶固有振动频率应小于发动机工作中的最小激振频率的动机工作中的最小激振频率的00.717717倍倍2、系统的最低阶固有振动频率应大于发动机怠速动机怠速00.55阶激振频率阶激振频率3、尽可能多的实现各自由度间的解耦4、系统在系统共振频带内应有较大的阻尼值5、动力总成在诸如汽车起步、制动、转向的特殊工况下位移值不能超过允许取值（三）、前驱横置动力总成悬置系统常见布局形式* 三点支承加扭转支撑杆1、优点：悬置布置方便，便于安装2、缺点：跳动与发动机扭矩有关跳动与发动机扭矩有关，纵摇与跳动相关纵摇与跳动相关，悬置载荷变化较大悬置载荷变化较大，对副车架的共振和冲击振动敏感* 低扭矩轴系统1、优点：悬置布置方便，便于安装，跳动与纵摇及扭矩分离良好2、缺点缺点：纵摇模态和发动机转动较难平衡纵摇模态和发动机转动较难平衡，对副车架共振和冲击振动敏感对副车架共振和冲击振动敏感* 平衡扭矩轴系统3在垂直方向上有良好的隔振性能；* Trucuck-Tuuff”液压悬置1自动防故障装置的设计2没有载荷通过卷轴3限位行程更长4为了调节刚度，可以很容易调整悬置的安装角度* 衬套型液压悬置1自动防故障装置的设计2在垂直方向上刚度可调性较好3静态刚度较低4在垂直方向上有良好的隔振性能5动静态性能（同液压拉杆类似液压拉杆衬套）* 液压衬套拉杆1自动防故障装置的设计2在垂直方向上刚度可调性较好在垂直方向上刚度可调性较好3静态刚度较低，其他方向刚度很小4在垂直方向上有良好的隔振性能* 半主动悬置1改变液体流向2单双流道开关机理3静刚度可变型半主动悬置4磁流变半主动悬置半主动悬置半主动悬置-单双流道开关机理-半主动悬置-空气弹簧原理在怠速工况，螺线圈开，空气允许通大气，振动膜变软，刚度减小；在行驶工况，螺线圈关，在振动膜下面形成空气弹簧，振动膜变硬，阻尼加大。
汽车振动能量回收悬架
近年来，节能已经成为一个非常重要的问题。限制能量耗散的一种可用方法是回
收那部分耗散的能量。实现能量回收的一种最有效的方法是将机械振动转化为储存在
蓄电池里的有用电能，,然后将这部分能量用于驱动传感器或主动系统或辅助电气负载。
这篇文章提出了道路车辆悬架系统能量收集装置的应用。该系统包括一个共振质
量阻尼器，一个线性永磁交流发电机和功率因数可控整流器（电磁振动驱动发电机）。
在研究的第一阶段，道路诱发悬架簧下质量振动的能量回收装置的性能还在探讨
中。考虑到物理约束的应用（悬架几何、电磁振动驱动发电机质量,等等），也为了优
化能量回收，对该装置的参数进行了调整。
电磁振动驱动发电机
在本节中用图形描述电磁振动驱动发电机的基本理论。
振动驱动发电机（VDG）一般包括一个大的振动质量（M），通过弹簧连接（k）
到一个刚性的外壳上。随着外壳的振动，振动质量质量和外壳之间也产生相对运动。
移动质量产生的机械动能（m）大规模的转化为磁铁相对于线圈转动产生的电能。这
可以得到一个移动的磁铁或移动的线圈结构。在实践中，为了避免电连接质量，一个
移动的磁铁配置的制造更为简单。在任何情况下,电压线圈中感应由于不同的磁链,与
合成电流造成部分反对磁铁和线圈之间的相对运动。因此，VDG的运动可以通过系
统质量-弹簧系统图来描述，如图2所示。
图2:VDG方案
质量为m相对壳体运动的基本方程：
t
mzczkzmx
（1）
其中z是质量和外壳之间的相对位移（即在磁铁和线圈之间），tx是相对壳体的振
动，c是一种考虑电磁阻尼的等效阻尼系数（转换成电能的机械阻尼质量）和由于空
气阻力和物质损失产生的寄生阻尼。
可以看出，VDG是一个惯性发生器，即它只需要被锚定在一个移动体产生电力
和阻尼器（c），它代表了能量提取机制。
为了与一个预定的应用环境的自然频率同步（即对壳体的振动频率），这种发电
机是在共振条件和最佳的能量条件下提取操作应设计。事实上，假设发电机由谐波励
磁驱动sin()ttxXt，平均功率耗散（dP）在阻尼器上（即通过传导机制提取的能
量）([3]、[4]、[5]):
233
222
(1)(2)tcdccmXP
（2）
其中是阻尼比，和是VDG的固有频率。因此，当
装置在频率（即）运行时，最大功率耗散在发电机上，在这种情况下：
23
4
tn
d
mX
P
(3)
方程（3）表明了能量耗散功率在增加：
线性的质量m；
固有频率n的立方；
振幅tX的平方；
当阻尼比趋近于0；
这只会发生如果运动源能够提供无穷的动力，相对位移不受限制、无寄生阻尼存
在的系统。实际上，这些条件是不可实现的。特别是，减小阻尼比增加的质量位移。
因此，阻尼比必须足够高，以防止质量位移极超过极限maxZ；如果惯性质量的位移是
有限的，方程（3）变成了：
32
max
1
()2dnttZPmXX
（4）
阻尼比最大耗散功率：
4222
max1()(1)2toptccc
X
Z
（5）
发电机阻尼因子可能会进一步受到有害的寄生阻尼pc。事实上，可以通过包括寄生阻
尼比p的计算来获得通过传导机制提取的最大功率：
23
2
4()etneepmXP
（6）
当ep时，最大功率传递到电气领域，即当电气领域的阻尼()e上升到等于机
械损失()p时，在这种情况下，方程（6）变为：
23
16
tn
e
e
mX
P
（7）
图3 EVDG方案
由于阻尼电磁转导ec可作为估计（[5]）:
2
()eccNlB
cRLj
(8)
其中N为发电机线圈的匝数，l为线圈的长度，cR，cL为电阻和线圈的电感（见
图3），B为磁通密度。
在下面，提出了以前暴露对汽车主动悬架标准的应用。考虑一个简化的车辆模型
（四分之一汽车模型），对谐振式电磁振动驱动发电机设计的物理限制的说明和设备
的预期性能进行估计。
图4:各种路面不平度的PDS([11]) 图5: 乘用车的振幅实验FRF
应用概述
本文提出的电磁振动驱动发电机应用于一种车辆悬架。正如大家所熟知的，由于
路面不平度,振动从地面传输到车辆中心(非簧载质量)和底盘(簧上质量)。典型的道路
提供宽带随机激励，其特征是位移功率谱密度（PSD）呈现出振幅随空间频率n降低，
（参见图4,[11]), 而由于车辆底盘的上下，俯仰和滚转运动的范围和共振峰10-15Hz
与轮胎的垂直运动相关联（[ 10 ]，见图5），轿车普遍存在的共振峰在1到 2.5Hz之
间。理论上，EVDG可以连接到汽车底盘或非簧载质量它的固有频率可以汽车的簧载
质量或非簧载质量同步。虽然最合适的同步频率似乎是由路面引起振动的振幅高频率
低的簧载质量的固有频率，在实践中，振动通过汽车悬架传递给底盘。因此,EGVD必
须固定在非簧载质量，在这里，只有轻微的共振峰值与底盘固有频率可以观察到的（参
见图5）。 这些因素导致与一个非簧载质量相连的EVDG的固有频率同步。因此，
EVDG的振动质量m不能超过3kg,以避免给汽车操作稳定性带来的负面影响。此外为
了避免干扰弹簧和簧下质量，EVDG的最大振荡必须限制在一定范围之内，特别是，
最大振荡被限制在的悬架最大挠度的三分之一。
从这个假设出发,为了优化能量回收装置的参数和评估其性能，建立了一个简
单的车辆模型。
车辆和路面不平度模型
为了评估从路面振动回收能量，我们建立了四分之一汽车模型([12],如图6所示)。
该系统简化为2自由度集中参数模型，其代表一种车辆的四个车轮。该模型包括簧载
质量m,轮胎簧下质量tm。两个物体之间通过弹簧阻尼单元分别代表悬架和轮胎刚度
和阻尼的地面连接。
图6:四分之一汽车车辆模型 图7:四分之一汽车车辆模型+ EGDV
该汽车四分之一模型的参数已从以往的研究中获得（[ 13 ]）。图8显示了簧上/
簧下质量的产生的垂直加速度和路面施加的垂直加速度之间的频响函数（FRF）。数值
结果（图8.1b）与四分之一检测车辆在试验台上的测量值（如图8.1a）进行了比较。
在实验测试中，八个加速度计被放置在四个汽车轮毂对应的悬架和车身之间。特别的，
也测量了被施加的位移，频响函数表示了测试车辆的左前角，如图8所示。可以看到
一个很好的四分之一汽车模型和实验测量之间关系。
图8：四分之一汽车模型的频响函数：（a）实验 （b）数值
为了激励EGVD的四分之一汽车系统，用随机信号代表典型路面([14])。道路剖
面W可以使用下面的位移功率谱密度（PSD）生成函数()Gn：
0
0
()()nGnGnn
2
(/)mcyclesm
（9）
其中n表示空间频率（周/m），0n表示参考空间频率；是一个合适描述路面不平
度的严重性的常数。ISO建议00.1n和2 ([14])。ISO根据道路表面情况将其分为
五类。道路和分类推荐的参数在表1。而对于很好,平均和很差的道路剖面的最低限在
图4中描述。根据ISO分类,一些道路轮廓生成了0Hz到30 Hz的频率。实际上，空
间频率n由/fv给出，其中f表示振动频率，v表示车速，逆快速傅里叶变换可用于
确定在时域里的路面高度([15])。
表1:不同类型的路面粗糙度系数范围
当EGDV被运用的四分之一汽车车辆模型的运动方程可以写成：
()()0()()0()()()()()()0sssstsstsaatatttsstsstatatttstmxcxxkxxmxcxxkxxmxcxxkxxcxxkxxcxkx
（10）
其中/stkk表示悬架/轮胎刚度，/stcc表示悬架/轮胎阻尼；/stxx表示簧载质量/
非簧载质量的垂直位移。
正如所看到的，EGDV固定在非簧载质量。
注意，如果应用下面的坐标变换，方程组（10）的第二个方程等价于方程（1）：
at
xzx
（11）
a
x
表示垂直位移。
正如预期的，EVDG的固有频率已与一个簧载质量同步。在不影响悬架物理约束
的前提下，对该装置的参数进行了调整，以最大限度地提高能源回收。
图9:平均路面:能量回收与阻尼比 图10:平均路面，速度80km/h:能量回收与同步频率
