纯电动汽车动力总成悬置系统的振动分析和优化设计

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1、纯电动汽车动力总成悬置系统的振动分析和优化设计重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：韦小田指导教师：刘振军教授学位类别：工程硕士（机械工程领域）重庆大学机械工程学院二O一五年五月VibrationAnalysisandOptimumDesignofElectricVehiclePowerplantMountSystemAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheProfessionalDegreeByWeiXiaotianSupervisedbyProf.LiuZhen

2、junSpecialty:ME(MechanicalEngineeringField)CollegeofMechanicalEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,China.May,2015中文摘要摘要随着传统内燃机汽车尾气排放所造成的环境污染问题日趋严重，更加清洁、环保的新能源汽车的发展已经成为未来汽车工业的主要发展趋势。新能源汽车中的纯电动汽车具有零排放、低噪声和机械结构简单等特点，其发展前景很广阔。由驱动电机、固定速比减速器及差速器一体化设计组成的动力总成振动激励和不平路面随机激励是纯电动汽车的两个主要激振源，改善动力总成的隔振特性

3、作为整车NVH性能设计的重要一环，对车辆的乘坐舒适性有着重要影响。设计良好的悬置系统能够有效地降低动力总成传递到车身、座椅上的振动，因此有必要对电动车的动力总成悬置系统进行振动分析与优化设计。本文利用某企业的一款纯电动汽车的电驱动动力总成作为研究对象，以机械系统振动理论与隔振技术为理论基础，借鉴传统内燃机汽车动力总成悬置系统的设计方法，结合纯电动车动力总成的特点，对其悬置系统进行优化设计，获得了更好的设计方案，具有一定的工程实际意义。本文的主要工作内容有以下几点：①采用拉格朗日方程建立了纯电动汽车动力总成悬置系统的动力学模型，分别采用Adams/Vibration振动分析模块和MATL

4、AB软件对原始悬置系统方案进行模态分析，获取系统的固有频率、模态振型和能量解耦率等主要模态信息。②运用白噪声频谱分析法着重定性分析和研究系统在电机输出简谐扭矩作用下的稳态响应，获取悬置系统在三个橡胶悬置点处的支承动反力和动力总成质心加速度的稳态响应频谱图。③以能量解耦率最大化为目标、合理配置系统固有频率为约束条件和悬置刚度参数、硬点坐标等18个设计变量，分别建立悬置系统的确定性优化模型和可靠性优化模型，采用Isight与MATLAB联合仿真分析的方法，对优化模型进行联合求解，从而得到满足工程3σ设计原则的更加稳健、可靠的悬置系统优化设计方案。④根据制定的电动汽车动力总成18工况载荷规范

5、，对系统进行瞬态响应分析，获取各个悬置点的受力、变形数据，利用位移控制法对橡胶悬置进行非线性刚度设计，并拟合出相应的非线性刚度特性曲线。本文优化后的悬置系统的固有频率分配更合理、各振动自由度的能量解耦率进一步提高、橡胶悬置支承动反力和质心加速度的稳态响应幅值进一步降低，改善了悬置系统的隔振效果，提高了整车的NVH性能。关键词：纯电动汽车，悬置系统，能量解耦，Isight优化设计，非线性刚度设计I英文摘要ABSTRACTAstheenvironmentalproblemcausedbythetraditionalinternalcombustionenginevehicleemissio

6、nsisincreasinglyserious,thedevelopmentofcleaner,moreenvironmentallyfriendlynewenergyvehicleshasbecomethemaindevelopmenttrendsofautomobileindustryinthefuture.Thepureelectricvehicle(PEV)asoneofnewenergyvehicleshaszero-emission,lower-noise,andsimplermechanicalstructureandothercharacteristics,soitsp

7、rospectsarebright.Thevibrationexcitationinducedbythepowerplantresultingfromtheintegrationdesignofthedrivemotor,fixedratiogearreduceranddifferentialandtherandomexcitationbroughtbytheunevenroughroadbecomethetwomajorvibrationso