电动汽车悬置系统的设计方法与试验研究

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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型和悬置支架结构设计中的方法,并进行了有限元分析。最后,针对悬置设计效果评价,测试并分析了动力总成悬置系统刚体模态与各悬置零件对地模态,结果表明悬置系统各阶固有频率分布合理。进行了悬置对车模态排查以及传递函数测试,对比了力锤法与体积声源法在测量悬置至车内传递函数上的使用。制定了不同工况下评价悬置系统NVH表现的标准,测试了汽车在D挡WOT、怠速和Tip In/Out工况下的振动、噪声与悬置的隔振率。并针对测试结果中的问题,通过悬置刚度调校、模态分析、传递路径分析等方法优化悬置系统的整车NVH性能,使其符合项目设计要求。
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