纯电动汽车电驱总成悬置系统设计原则

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传统动力与电驱总成激励、外特性、使用工况以及质量的差异,将导致悬置系统在设计原则方面要做一些调整。下文将进行一些这方面的探讨。

表1 传统动力与电驱总成的差异

从表1可以知道电驱总成和传统动力在主要激励、外特性、使用工况和质量惯量等方面的差异较大，所以电驱总成悬置系统设计最首要的问题是考虑电机力低速扭矩大，响应迅速，加速冲击大的特点。而对悬置系统的固有频率分布和模态解耦不是悬置设计所考虑的重点，不能参照传统动力悬置系统方法进行匹配，比如TRA布置方法（见图1）。

图1 某传统动力和惯性主轴方向

图2 是对某款国外纯电驱汽车电驱总成刚体模态对标测试结果。其中PT-roll刚体模态频率为25.73Hz，为绕电机轴线方向旋转（Rx）模态，而传统动力Rx 模态频率通常小于12 Hz。

因此不能按照传统车对Z以及绕曲轴方向的模态及解耦率要求来进行要求。

图2 日产LEAF电驱总成刚体模态测试结果

在质量和惯量特性方面电动总成与传统动力也有显著差异。图3中的表1 和表2 分别是传统动力总成与电动总成的质量和惯性参数。显然最大扭矩相当的电动总成的质量和转动惯量远远小于传统动力。

图3 传统动力与电驱动力质量参数的比较

基于以上分析，可以得出纯电动汽车电驱总成悬置的一般设计原则如下。

一、悬置布置方式

1、不能采用TRA布置方式，非TRA悬置布置更利于改善Key On/Off、Tip In/Out等瞬态扭矩冲击响应。

2、应该尽量使悬置硬点尽可能远离TRA轴，以实现最大的抗扭能力，同时使悬置的最大静刚度尽可能小。

3、没有承载悬置和非承载悬置的说法了，合理布置悬置硬点位置，以使各悬置受力均衡。

二、刚体模态及解耦率

1、刚体模态频率要避开悬架跳动频率,。

2、Pitch解耦率＞80%，仅考虑Pitch（车辆坐标系方向）与Bounce和F/A的解耦，其他方向可不作要求。

三、隔振率

1、400HZ以后隔振率要求大于30db。

2、为满足主要工况个帧率，尽可能减少所关心的关键工况下的悬置静刚度，并控制高频下的动静比（须同时考虑悬置预载为悬置承受的动力总成重力，强能量回收时的悬置承受的载荷，半油门和全油门加速时悬置承载的载荷这4种工况下的静刚度和动刚度。

3、采用不同参数的悬置橡胶一提高系统隔振率。

4、尽可能采用双层隔振（比如软连接的副车架）。

四、悬置支架

1、悬置支架应设计紧凑，模态越高越好，建议大于800HZ。

2、使悬置胶合件内部共振频率尽可能小，并使不同悬置内部共振频率分开一定频率间隔

3、避免悬置支架模态与悬置胶合件内部共振频率耦合

4、如果悬置支架不满足要求，可以在支架上增加动力吸振器。

5、悬置支架使用二级隔振方法，通常可以获得较低的共振点，这样二级隔振起作用的频率点较低，高频隔振效果较好。

图3 带二级隔振你的悬置支架

五、副车架悬置系统

1、解决中高频结构声传递是副车架悬置系统的主要功能，对于纯电驱动电动车激励特性来说，副车架悬置系统非常契合。

2、低频副车架悬置系统共振，ICE需要增加damper抑制低阶次Booming noise，但纯电驱动电动车可不需要。

3、副车架悬置系统模态需考虑避开：1）转子不平衡一阶次最大激励频率；2）纯电驱动电动车悬置系统模态。

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首次发布时间：2022-05-29

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