某后驱电动车后悬架冲击残余抖动优化

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摘要：为改善某电动车后悬架冲击残余抖动问题，通过传感器测定其冲击残余抖动的振型，从降低冲击能量与优化振动模态的角度出发，对后副车架衬套和驱动电机悬置结构与刚度进行重新设计，经过反复探索，成功解决该车型的后悬架冲击残余抖动问题。此外，基于对过程测试数据的归纳总结，结合主观驾驶感受，还建立了主观评价与客观测试数据的对应关系，为同类型布置设计的驱动电机-悬架系统冲击残余抖动问题的设计优化与问题分析提供了工程参照。

随着汽车产业全面向电动化转型，电动车或者P4构型的插电混动车逐渐增多。后驱型电动车因驱动电机布置在后副车架上，常在通过减速带时产生明显的残余抖动，残余抖动问题也成为行业的普遍痛点。电动车对噪声、振动与声振粗糙度（Noise,Vibration and Harshness, NVH）性能要求较高，故而其悬置和衬套的刚度常常设置得偏低。如何设计衬套来优化残余抖动问题成为了一个设计难点。液压衬套或许是一个快捷选择，但其成本和耐久压力往往让主机厂难以承受，这促使我们从设计根因和系统刚度策略上寻找消弭残余抖动的最优解。

1 过坎冲击残余抖动

日常驾驶场景中遇到的过坎冲击包含图1所示的三种类型，三角形减速带、台阶和接缝凹槽。当车辆通过三种减速带时，悬架系统受到X和Z向冲击，传递到电机总成，然后悬架-悬置系统在振动衰减过程中，因能量衰减的周期过长，产生可被驾乘人员感知到的连续低频抖动，将此低频抖动定义为冲击后的残余抖动。为了便于统一分析，将车辆通过减速坎的车速规定为30 km/h匀速通过。兼顾加速或者制动工况。

三角形减速带非常常见，如车库，人流较大的公路等场景，高度在30～70 mm不等，以50 mm最为常见。台阶主要是指路面高度不同产生的台阶，定义高为20 mm。接缝凹槽用于模拟过小坑的冲击，定义深度为20 mm。

2 残余抖动定义和根因分析

2.1 残余抖动的客观测试结果

从图2和图3的测试结果可以发现以电机的Z向振动和衰减为主要特征。

从图4和图5测试结果分析可知，该车后悬架的残余抖动既包含Z向抖动也包含X向抖动。其中X向最为严重。

2.2 残余抖动根因分析

Z向的残余抖动可以参考传统燃油动力总成的理论分析。本次对出现的X向残余抖动原因进行说明。相比不带电机，带电机的后悬架在X向会出现如图6的振动模型，故障车辆的第一个共振峰是17 Hz，非常接近悬架的X向模态和电机的F/A模态。也是X向残余抖动的频率。第一个反共振峰21 Hz，反共振峰出现的原因是悬架模态和电机模态在这个地方出现反向模态叠加。因此，我们需要调整悬架衬套和悬置衬套的X向刚度，来调整第一共振峰和第一反共振峰的频率，使得电机模态和悬架模态避频，同时X向的振动衰减更快。