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純電動車(EV)懸置系統(tǒng)固有頻率設(shè)定原則

2019-08-29 12:15:34·  來源：汽車NVH云講堂  作者：呂兆平  
　
傳統(tǒng)燃油車動力總成剛體模態(tài)分布范圍為7-17HZ ,而由于電機(jī)動力總成質(zhì)量較低，電機(jī)動力總成在驅(qū)動與制動工況下都會發(fā)生劇烈的瞬態(tài)響應(yīng), 引起懸置動反力的劇烈沖擊
傳統(tǒng)燃油車動力總成剛體模態(tài)分布范圍為7-17HZ ,而由于電機(jī)動力總成質(zhì)量較低，電機(jī)動力總成在驅(qū)動與制動工況下都會發(fā)生劇烈的瞬態(tài)響應(yīng), 引起懸置動反力的劇烈沖擊，所以懸置剛度設(shè)計(jì)偏高，會導(dǎo)致動力總成剛體模態(tài)頻率整體上移，因此EV懸置系統(tǒng)固有頻率的范圍多在20-70Hz，這容易與整車其他子系統(tǒng)模態(tài)分布（見圖1）重合。


圖1 整車其他子系統(tǒng)模態(tài)分布
 
一、避頻考慮
因此在考慮懸置系統(tǒng)固有頻率布置時(shí)要關(guān)注圖1中幾個(gè)關(guān)鍵子系統(tǒng)頻率：
1、 EV雖然無怠速，但有“怠速”行駛工況，“怠速”行駛轉(zhuǎn)速對應(yīng)的激勵(lì)頻率值；
2、AC ON工況，壓縮機(jī)工作頻率與EV懸置系統(tǒng)固有頻率的關(guān)系。很多情況下壓縮機(jī)裝在電機(jī)總成上共用一套懸置(如圖2)。


圖2 壓縮機(jī)集成在電機(jī)總成
 
3、冷卻風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)頻率與EV懸置系統(tǒng)固有頻率的關(guān)系
4、 車身模態(tài)與EV懸置系統(tǒng)固有頻率的關(guān)系
5、 懸架Hop/Tramp固有頻率與EV懸置系統(tǒng)固有頻率的關(guān)系
6、 方向盤固有頻率、座椅固有頻率與EV懸置系統(tǒng)固有頻率的關(guān)系
7、 車身聲腔模態(tài)與EV懸置系統(tǒng)固有頻率的關(guān)系
8、傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)模態(tài)與EV懸置系統(tǒng)固有頻率的關(guān)系
考慮與以上固有頻率的分隔關(guān)系，EV懸置系統(tǒng)六階固有頻率應(yīng)穿插布置在以上固有頻率之間。
 
二、固有頻率設(shè)定
2.1 固有頻率對標(biāo)
對日產(chǎn)Leaf和寶駿E100動力總成剛體模態(tài)進(jìn)行實(shí)測得到結(jié)果如表1所示。由于Leaf所用懸置剛度較低（圖3），所以測出來的六階剛體模態(tài)偏低。而寶駿E100懸置所用剛度偏高，導(dǎo)致模態(tài)偏高。
表1 動力總成懸置系統(tǒng)剛體模態(tài)測試對標(biāo)


圖3 日產(chǎn)Leaf懸置系統(tǒng)及懸置剛度
 
2.2 Bounce模態(tài)設(shè)定
  1. 路面激勵(lì)的頻率范圍多≤25Hz，對于EV懸置系統(tǒng)，如果考慮合理的避開路面激勵(lì)，需使Bounce固有頻率≥25Hz；
  2. 懸架系統(tǒng)固有頻率多在12-14Hz，EV懸置系統(tǒng)六階固有頻率都應(yīng)考慮合理的避頻；
  3. 是否需要使用液壓懸置，a）如果Bounce固有頻率＜25Hz，建議使用；b）如果Bounce固有頻率＞25Hz，需視具體情況；
  4. Bounce模態(tài)需考慮與車身模態(tài)的分離。
2.3 Pitch模態(tài)設(shè)定
  1. 較大的Pitch模態(tài)利于控制Key On/Off、Tip In/Out等瞬態(tài)扭矩沖擊振動；
  2. 需考慮與車身模態(tài)的分離；
  3. 需考慮與傳動系統(tǒng)扭振模態(tài)的分離  ；
  4. 需考慮與“怠速”行駛激勵(lì)頻率的分離
2.4 Fore/Aft及其他各方向模態(tài)設(shè)定
  1. 較大的Fore/Aft模態(tài)利于控制Key On/Off、Tip In/Out等瞬態(tài)扭矩沖擊振動；
  2. 一般情況下，EV懸置系統(tǒng)六階模態(tài)的上限是車身的第一階聲腔模態(tài)，下限是懸架的固有頻率。在此基礎(chǔ)上，將六階模態(tài)分布在圖1所述的頻率范圍之內(nèi)。
2.5 對于縱置動力總成布置
  1. 還需要額外考慮后橋模態(tài)與EV懸置系統(tǒng)模態(tài)的分離關(guān)系。
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