电动汽车悬置系统的设计方法与试验研究
发布时间：2021-12-17 08:09
目前,随着全球环保法规日益严格,新能源汽车成为车企的重点发展目标,而电动汽车作为其中最热门的新能源汽车,被国内外各大车企重点研究。电动汽车NVH整体表现优于传统燃油汽车,但是由于电机自身特点导致纯电动汽车也存在与燃油汽车不同的NVH问题。本文以电动汽车悬置系统为研究对象,首先对电动汽车动力总成的激振力进行了定性分析并与燃油汽车进行了比较,表明电机虽无怠速、点火等产生噪声振动问题的工况,但由于电机高转速、大扭矩等特点产生了新的NVH问题。建立了悬置系统六自由度模型,阐述了动力总成解耦的原理与应用。对比分析了电动汽车与传统燃油汽车在悬置结构、悬置系统布置上的区别,研究二级隔振在纯电动汽车悬置系统中的应用。其次,结合某汽车悬置系统的实际设计案例,逐一介绍和分析悬置系统的实际设计流程与方法。在悬置系统线性段刚度设计部分,介绍悬置系统线性段刚度设计时,以固有频率和解耦率为目标的优化方法,结合实例给出实际设计方案;在悬置非线性段刚度及限位点设计部分,结合实例给出实际非线性刚度曲线设计结果和28工况运动包络和运动载荷实际计算结果;在悬置支架结构设计及支架强度的有限元分析部分,介绍了常用的悬置支架的类...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
悬置理想刚度特性
第一章绪论3形式的干扰。因此，悬置系统需有固定动力总成之功能，这样就可以让其最大静位移在合理范畴中，防止发生干涉现象。3.隔振作用：悬置系统作为一个柔性连接器，具有非常好的隔振性能。由于悬置系统的存在，有效的阻隔了电动机产生的振动向车身的传递，同时也阻止了电动车遭受的由复杂路况产生的不平激励。既提高了驾乘人员的舒适度，也有效保护了动力总成。由于纯电动汽车的动力总成既输出激振，又要承受各种工况如路面不平而带来的激振冲击；因此，悬置系统对动力总成隔振是双向的，这就对悬置系统的设计提出了更高的要求。为实现悬置系统的三个作用，设计出性能优异的动力总成悬置系统，应当满足以下3个要求：1）为满足支撑动力总成质量的需要，悬置系统应该具备足够的限位能力和静刚度值；2）面对高频激振（＞50Hz）时，最好表现出小阻尼、小动刚度的特性，以实现对高频振动的抑制，提高隔振效果。3）面对低频激振（＜50Hz）时，最好表现为大阻尼、高刚度特性，以避免悬置系统在大扭矩情况下过于柔软被压死而丧失阻隔激振的能力。悬置系统理想情况下的刚度特性见图1-1所示，理想阻尼特性曲线见图1-2所示。图1-1悬置理想刚度特性图1-2悬置理想阻尼特性以上三个要求主要是从力学角度考虑，以满足悬置系统的功能作用。但是，动力总成悬置系统的设计，还要兼顾零部件寿命和使用条件。橡胶悬置系统中橡胶如果静刚度不够，容易造成橡胶疲劳而影响使用寿命或者蠕变。为减少影响因素，本文在进行动力总成悬置系统设计和研究时，只选取力学影响因素，满足上面三个要求即可。
第二章电动汽车动力总成激振力分析与悬置系统设计方法9采用串励直流电机作为动力总成的主要部件。串励直流电机转矩和转速变化趋势情况如图2-3所示。从变化曲线不难看出，电机的转矩随着电机转速变化而连续变化，转速增加，则转矩减校这一特性正好满足了车辆在起步或者爬坡时对大扭矩和低车速的需求；同时，扭矩增加时，汽车加速度更高，更利于汽车起步。由于电动机没有最低运行转速（怠速），所以动力源与传动系可一直保持硬连接，电机和减速器之间不需要燃油汽车中的离合器[34]。图2-3串励直流电动机的机械特性图目前，由于电池技术以及充电技术的限制，纯电动乘用车一般被用作城区范围的代步工具。由于城市人员密集，道路上各种交通工具和行人混杂一起，这要求车辆的行进车速不过高以防制动不及危害他人安全，同时也不能因过低导致交通堵塞。根据大数据统计表明，在城区行进的纯电动汽车车速度通常维持在30km/h-60km/h之间。因此，对于高速行驶工况较少的纯电动汽车，其宽泛的扭矩输出特性已可保证在其常用速度区间的动力需求，所以纯电动汽车通常采用固定齿比的传动方案，而不需要装配多级变速器，这样既显著降低了整车的总质量，进而增加汽车的有效里程；同时驾驶员驾驶车辆时操作更加方便，只需要控制好制动踏板和油门加速即可，这也是电动汽车更受驾驶员新手欢迎的原因之一。本文在开展纯电动汽车相关研究时，为控制研究变量，采用齿比固定的减速器。在传统燃油汽车中，一般情况下都会在驱动轮组上安装有车轮差速装置；原因在于当车辆发生转弯、变道等改变行驶状态时，车轮转向，此时车辆的运动轨迹可视为圆弧轨迹，但由于内外侧车轮距离原因等，两者圆心不同；如果没有差速器，那么由于两侧车轮在一条轴线上固定，内侧运动距离短，外侧
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车转矩定向分配差速器建模与动态仿真[J]. 王军年,倪健土,杨斌,Francis Assadian. 汽车工程. 2020(04)
[2]2019年中国汽车市场运行分析[J]. 许海东,李子醇. 汽车纵横. 2020(02)
[3]纯电动汽车技术状况及发展趋势研究[J]. 邱先文. 小型内燃机与车辆技术. 2019(06)
[4]纯电动汽车电驱动总成悬置设计原则研究[J]. 康强,顾鹏云,左曙光. 汽车工程. 2019(11)
[5]某款新能源纯电动车辆的NVH问题分析与解决[J]. 郜可峰,陈佳伟,邹天鸣. 汽车实用技术. 2019(19)
[6]纯电动汽车布置技巧应用[J]. 周站福,王振涛. 汽车文摘. 2019(09)
[7]电动汽车电驱动高频啸叫噪声评价方法研究[J]. 康强,顾鹏云,李洁,左曙光. 汽车工程. 2019(06)
[8]纯电动汽车动力总成悬置系统设计方法[J]. 朱鑫,刘晓昂,陈勇,蒋春雷. 噪声与振动控制. 2019(02)
[9]某装载机动力总成悬置系统隔振性能优化[J]. 吴杰,李轼. 振动与冲击. 2016(01)
[10]双组分吸音棉在乘客舱前围挡板隔音垫上的应用[J]. 石腾龙,梁海明,刘丹丹,梁军,黄江玲,吴开丰. 汽车工艺与材料. 2015(05)
博士论文
[1]商用车动力总成悬置性能模拟与疲劳寿命预测研究[D]. 姜莞.吉林大学 2011
本文编号：3539719
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：98 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
悬置理想刚度特性
第一章绪论3形式的干扰。因此，悬置系统需有固定动力总成之功能，这样就可以让其最大静位移在合理范畴中，防止发生干涉现象。3.隔振作用：悬置系统作为一个柔性连接器，具有非常好的隔振性能。由于悬置系统的存在，有效的阻隔了电动机产生的振动向车身的传递，同时也阻止了电动车遭受的由复杂路况产生的不平激励。既提高了驾乘人员的舒适度，也有效保护了动力总成。由于纯电动汽车的动力总成既输出激振，又要承受各种工况如路面不平而带来的激振冲击；因此，悬置系统对动力总成隔振是双向的，这就对悬置系统的设计提出了更高的要求。为实现悬置系统的三个作用，设计出性能优异的动力总成悬置系统，应当满足以下3个要求：1）为满足支撑动力总成质量的需要，悬置系统应该具备足够的限位能力和静刚度值；2）面对高频激振（＞50Hz）时，最好表现出小阻尼、小动刚度的特性，以实现对高频振动的抑制，提高隔振效果。3）面对低频激振（＜50Hz）时，最好表现为大阻尼、高刚度特性，以避免悬置系统在大扭矩情况下过于柔软被压死而丧失阻隔激振的能力。悬置系统理想情况下的刚度特性见图1-1所示，理想阻尼特性曲线见图1-2所示。图1-1悬置理想刚度特性图1-2悬置理想阻尼特性以上三个要求主要是从力学角度考虑，以满足悬置系统的功能作用。但是，动力总成悬置系统的设计，还要兼顾零部件寿命和使用条件。橡胶悬置系统中橡胶如果静刚度不够，容易造成橡胶疲劳而影响使用寿命或者蠕变。为减少影响因素，本文在进行动力总成悬置系统设计和研究时，只选取力学影响因素，满足上面三个要求即可。
第二章电动汽车动力总成激振力分析与悬置系统设计方法9采用串励直流电机作为动力总成的主要部件。串励直流电机转矩和转速变化趋势情况如图2-3所示。从变化曲线不难看出，电机的转矩随着电机转速变化而连续变化，转速增加，则转矩减校这一特性正好满足了车辆在起步或者爬坡时对大扭矩和低车速的需求；同时，扭矩增加时，汽车加速度更高，更利于汽车起步。由于电动机没有最低运行转速（怠速），所以动力源与传动系可一直保持硬连接，电机和减速器之间不需要燃油汽车中的离合器[34]。图2-3串励直流电动机的机械特性图目前，由于电池技术以及充电技术的限制，纯电动乘用车一般被用作城区范围的代步工具。由于城市人员密集，道路上各种交通工具和行人混杂一起，这要求车辆的行进车速不过高以防制动不及危害他人安全，同时也不能因过低导致交通堵塞。根据大数据统计表明，在城区行进的纯电动汽车车速度通常维持在30km/h-60km/h之间。因此，对于高速行驶工况较少的纯电动汽车，其宽泛的扭矩输出特性已可保证在其常用速度区间的动力需求，所以纯电动汽车通常采用固定齿比的传动方案，而不需要装配多级变速器，这样既显著降低了整车的总质量，进而增加汽车的有效里程；同时驾驶员驾驶车辆时操作更加方便，只需要控制好制动踏板和油门加速即可，这也是电动汽车更受驾驶员新手欢迎的原因之一。本文在开展纯电动汽车相关研究时，为控制研究变量，采用齿比固定的减速器。在传统燃油汽车中，一般情况下都会在驱动轮组上安装有车轮差速装置；原因在于当车辆发生转弯、变道等改变行驶状态时，车轮转向，此时车辆的运动轨迹可视为圆弧轨迹，但由于内外侧车轮距离原因等，两者圆心不同；如果没有差速器，那么由于两侧车轮在一条轴线上固定，内侧运动距离短，外侧
【参考文献】：
期刊论文
[1]电动汽车转矩定向分配差速器建模与动态仿真[J]. 王军年,倪健土,杨斌,Francis Assadian. 汽车工程. 2020(04)
[2]2019年中国汽车市场运行分析[J]. 许海东,李子醇. 汽车纵横. 2020(02)
[3]纯电动汽车技术状况及发展趋势研究[J]. 邱先文. 小型内燃机与车辆技术. 2019(06)
[4]纯电动汽车电驱动总成悬置设计原则研究[J]. 康强,顾鹏云,左曙光. 汽车工程. 2019(11)
[5]某款新能源纯电动车辆的NVH问题分析与解决[J]. 郜可峰,陈佳伟,邹天鸣. 汽车实用技术. 2019(19)
[6]纯电动汽车布置技巧应用[J]. 周站福,王振涛. 汽车文摘. 2019(09)
[7]电动汽车电驱动高频啸叫噪声评价方法研究[J]. 康强,顾鹏云,李洁,左曙光. 汽车工程. 2019(06)
[8]纯电动汽车动力总成悬置系统设计方法[J]. 朱鑫,刘晓昂,陈勇,蒋春雷. 噪声与振动控制. 2019(02)
[9]某装载机动力总成悬置系统隔振性能优化[J]. 吴杰,李轼. 振动与冲击. 2016(01)
[10]双组分吸音棉在乘客舱前围挡板隔音垫上的应用[J]. 石腾龙,梁海明,刘丹丹,梁军,黄江玲,吴开丰. 汽车工艺与材料. 2015(05)
博士论文
[1]商用车动力总成悬置性能模拟与疲劳寿命预测研究[D]. 姜莞.吉林大学 2011
本文编号：3539719
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/qiche/3539719.html
