电动车悬置结构对车内高频结构声的影响

本文结合具体案例介绍电动车悬置结构对车内高频结构声的影响。通过测试悬置高频动刚度，能够进一步判断车内结构声产生的根因。悬置结构的优化需要在满足成本、重量和尺寸等条件下，使动刚度达到目标要求，最大程度提高隔振性能。

电动车与传动燃油车相比，有明显的不同之处。首先电动车没有怠速状态和发动机启停，而且电驱动系统的重量较轻，但激励频率很高。另外，在加速和制动过程中，悬置系统必须能够承受高扭矩以及很大的扭矩变化。

通常，电动车悬置系统包括3或4个悬置。在悬置系统设计过程中，必须合理布局并且设计优化悬置结构，才能保证良好的隔振性能。

电动车转速很高，一般达到10000rpm以上，并且阶次很高，比如常见的48阶、96阶，因此会产生很高的激励频率。

结构声主要通过悬置路径传递到车内，频率最高可达1500-2000Hz。悬置隔振性能对结构声传递有很大影响。

本文结合两个实际案例说明悬置不同结构对车内高频结构声的影响。

如图1所示，测试中发现车内在1100Hz左右有明显变速箱噪声，分析表明是由于悬置动刚度过大，不满足隔振要求。通过对悬置进行设计优化，增加橡胶体积，显著降低动刚度水平。该方案用较低的成本和较小的设计更改，有效解决了车内高频结构声问题。

图1 左图为原始状态悬置结构以及车内噪声测试结果，存在1100Hz问题；右图为优化状态悬置结构以及车内噪声测试结果，问题得到解决

电动车普遍采用橡胶悬置，通常悬置橡胶衬套在500-1000Hz存在本体模态。图2是原始状态橡胶衬套的动刚度测试结果，在750Hz存在一阶模态。对于燃油车来说，由于激励频率低于该频率，不会存在隔振问题。但电动车激励频率较高，会带来严重的隔振问题。

图2 原始状态橡胶衬套动刚度测试结果

对于该共振模态，可以采用动态吸振器原理进行优化设计降低共振峰值。如图3所示，在原始橡胶上增加一部分结构，相当于组成了一个吸振器结构。通过动刚度测试结果可以看出，750Hz共振峰值消失，同时产生了两个较小的峰值。在不影响成本、质量以及部件尺寸的条件下，大大降低了动刚度值，提高了悬置隔振性能。

图3 第一轮优化状态橡胶衬套动刚度测试结果

在第一轮优化结构基础上继续进行优化，如图4所示，增加的橡胶结构组成了圆环形状，能够改善整个橡胶径向动刚度。并且通过测试结果可以看出，动刚度小于1000N/mm，达到目标值。

图4 第二轮优化状态橡胶衬套动刚度测试结果

通过实车测试，对比原始状态和优化状态（增加环形结构）橡胶悬置对车内影响，结果如下图所示。从图5中可以，原始状态座椅导轨处在750Hz附近存在明显共振峰值，经过橡胶优化后，750Hz共振峰明显消失。

通过以上案例介绍，可以得到以下结论：

（1）橡胶悬置动刚度对车内噪声有重要影响，测试悬置高频动刚度能够进一步识别和定位车内噪声问题；

（2）通过测试得到橡胶共振模态，在此基础上进行橡胶结构优化，能够用较低成本有效改善车内噪声。