电动车悬置硬点位置与质心关系对电驱质心振动响应的研究

吕老师

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电驱总成悬置系统一般采用质心式布置为主，这种布置有利于改善Key On/Off、Tip In/Out等瞬态扭矩冲击响应。但悬置硬点与质心的距离对电驱总成振动响应影响的研究很少有文献涉及。本文将对悬置硬点与质心垂向距离的关系进行一些初步的研究，希望能抛砖引玉。

研究的基础数据有质量参数，位置参数和刚度参数。如图1所示。

图1 电驱总成悬置系统参数

原始系统的频率及解耦率计算结果见图2。

图2 原始系统解耦分析结果

解耦分析结果基本满足系统设计要求。但频率和解耦率对电驱总成在大扭矩工况下的响应情况优劣无法判断，因此这篇文章就对三个悬置硬点与电驱总成质心距离对电驱总成质心响应以及悬置支反力的情况进行计算，来获得一些初步结论。原始方案的布置见图3，在质心处施加绕Y轴310NM扭矩，得到其质心响应及支反力情况见图4。

图3 原始方案硬点与质心关系图

图4 原始方案响应计算结果

设定的方案有四种，方案一把全部悬置硬点设置在质心下方，三悬置Z向坐标以后悬置Z向坐标为准。得到得质心响应及支反力情况见图5所示。与原始方案相比质心位移响应加大，但支反力变小。

图5 方案一响应计算结果

方案二把全部悬置硬点设置在质心平行，三个悬置Z向坐标设置为368，得到质心响应及支反力情况见图6所示。与原始方案相比质心位移响应比原方案小，但三个悬置支反力都变大。

图6 方案二响应计算结果

方案三把全部悬置硬点设置在质心上方，三个悬置Z向坐标设置为400，得到质心响应及支反力情况见图7所示。与原始方案相比质心位移响应较小，但三个悬置支反力都变大。

图7 方案三响应计算结果

方案四则是前高后低方案，把前左右悬置设置于质心上方，后悬置硬点保持不变。得到的质心响应及支反力情况见图7所示。与原始方案相比质心位移响应最小，但三个悬置支反力与原始方案相当。

图8 方案四响应计算结果

方案五设置为前低后高方案，左右悬置硬点Z向调整为337.8，把后悬置Z向坐标提升到400，得到的计算结果见图8.与原始方案相比质心位移响应变小，但三个悬置支反力与原始方案相当。

图9 方案五响应计算结果

总结以上方案得到表1：

表1 各方案计算结果对标

结论：

1、质心响应方面：三个悬置点都在质心下方效果最差，电驱总成质心位移响应最大，前高后低布置时位移响应最小

2、支反力方面：三个悬置全部位移质心上时悬置支反力最大，全部都在质心下时支反力最小。

还可以利用MATLAB集成ISIGHT来对Z向位置坐标进行优化来选取质心响应最优方案，刚度不变，以悬置Z向坐标上下浮动50范围作为变量进行优化，得到的悬置硬点方案见图9。

图10 硬点优化结果

优化方案对质心位移响应效果明显，但支反力也会变大，两者无法同时兼顾。

原方案

图11优化结果与原始方案响应对比

电驱总成虽然比传统动力体积小，但受周边零件影响，布置受限更大，想把悬置硬点布置在理想的位置其实也不容易，希望我以上研究能给电驱悬置系统设计工程师提供一些新的思路吧。

来源：汽车NVH云讲堂