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純電動汽車后副車架懸置支架研究

前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了純電動汽車后副車架懸置支架研究范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。

純電動汽車后副車架懸置支架研究

隨著國家“碳中和”目標的提出,新能源汽車在沿海城市將成為出行的首選。汽車不斷更新?lián)Q代,市場將有大量的新能源車型。純電動汽車續(xù)駛里程不斷增加,電池容量及電池包體積逐漸加大,前驅布置的動力總成已不適合中高端電動汽車底盤平臺。全新電動汽車底盤平臺,動力總成多采用后驅驅動,舊平臺懸置兩點布置在車身,一點布置在后副車架上的方案已經(jīng)逐步被淘汰,新的純電動懸置的三個固定點均布置在后副車架上,本文通過對后副車架懸置支架動靜剛度研究分析,可為純電動平臺后副車架懸置支架剛度目標值,提供準確性設定及技術支持,從而避免NVH問題的產(chǎn)生。

一、后副車架有限元模型建立

后副車架數(shù)據(jù)采用三維設計CATIA軟件設計完成,后驅動電機懸置與后副車架三點連接,如圖1所示。使用Hypermesh對后副車架三維數(shù)據(jù)進行網(wǎng)格劃分,殼單元類型為Quad4,Tria3,單元網(wǎng)格為5mm×5mm,殼單元數(shù)量78620,實體單元類型為Tria4,尺寸為5mm×5mm,數(shù)量3016,材料為QSTE420,密度為7.850e3kg/m³,楊氏模量2.1e11N/㎡,泊松比0.3,如表1所示。

二、后副車架懸置支架靜剛度、動剛度計算

1.靜剛度加載及約束

對后副車架網(wǎng)格添加約束和載荷,后副車架無襯套剛性連接,約束后副車架與車身4個安裝點的1~6自由度,在后副車架懸置支架硬點位置X、Y和Z三個方向分別施加1kN的載荷,靜剛度按照公式Ki=Fi/Si計算,其中Ki為支架靜剛度,F(xiàn)i為各項施加載荷,Si為單位載荷下的位移量,如表2所示。對后副車架網(wǎng)格施加約束及載荷,如圖2所示。

2.靜剛度分~析結果

通過有限元計算分析,后副車架三個懸置固定支架靜剛度計算結果如下:1)左懸置支架在X方向的計算結果為15380N/mm,在Y方向的計算結果為8979N/mm,在Z方向的計算結果為15323N/mm,分別都達到目標,判定合格。2)右懸置支架在X方向的計算結果為15384N/mm,在Y方向的計算結果為8979N/mm,在Z方向的計算結果為15330N/mm,分別都達到目標,判定合格。3)后懸置支架在X方向的計算結果為17710N/mm,在Y方向的計算結果為110643N/mm,在Z方向的計算結果為26099N/mm,分別都達到目標,判定合格。

3.動剛度加載及約束

后副車架懸置支架動剛度計算分析,需要對劃分后的后副車架網(wǎng)格添加約束和載荷,后副車架無襯套剛性連接,約束后副車架與車身4個安裝點1~6的自由度,在懸置支架位置X、Y和Z三個方向分別施加單位力載荷,計算20~200Hz的平均動剛度KD1,如表3所示。

4.動剛度分析結果

通過有限元計算分析,后副車架上的三個懸置支架動剛度計算結果如下:1)左懸置支架在X方向的計算結果為14585N/mm,在Y方向的計算結果為8549N/mm,在Z方向的計算結果為11413N/mm,分別都達到目標,判定合格。2)右懸置支架在X方向的計算結果為14589N/mm,在Y方向的計算結果為8549N/mm,在Z方向的計算結果為11423N/mm,分別都達到目標,判定合格。算結果為14434N/mm,在Y方向的計算結果為93335N/mm,在Z方向的計算結果為15540N/mm,分別都達到目標,判定合格。

5.后副車架懸置支架動靜剛度比研究

后副車架懸置支架動剛度和靜剛度計算結果分析完成后,對動靜剛度進行對比分析,得出懸置支架動靜比均值為0.838,可得出懸置支架無動剛度遲滯現(xiàn)象,且隨著振動頻率的增加,懸置動剛度呈現(xiàn)下降趨勢。后副車架懸置支架動靜剛度比值如表4所示。三、懸置襯套剛度與懸置支架剛度分析依據(jù)整車目標要求,驅動電機解耦率要求≥80%的目標,通過解耦分析計算可得出懸置襯套各方向的動剛度要求,依據(jù)襯套隔振率需求,后副車架襯套動剛度與懸置襯套動剛度的目標比值是20倍,見表5。

三、結論

通過對純電動汽車后副車架懸置支架動靜剛度分析研究,得出懸置支架動靜剛度平均比值為0.838,通過解耦率計算出懸置襯套動剛度后,依據(jù)隔振率要求,后副車架懸置支架動剛度與懸置襯套動剛度20倍比值關系,確定后副車架懸置支架的動剛度,再依據(jù)后副車架懸置支架動靜剛度比值,確定后副車架懸置支架靜剛度目標值,以此得到的后副車架懸置支架動剛度目標值較為準確,可避免后副車架懸置支架剛度不足或者剛度過大,同時避免驅動電機NVH問題。

作者:聶延志 江慶飛 吳毅 朱登火 孔凡永 單位:合眾新能源汽車有限公司

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