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纯电动车(EV)悬置系统固有频率设定原则

2019-08-29 12:15:34·  来源：汽车NVH云讲堂  作者：吕兆平  
　
传统燃油车动力总成刚体模态分布范围为7-17HZ ,而由于电机动力总成质量较低，电机动力总成在驱动与制动工况下都会发生剧烈的瞬态响应, 引起悬置动反力的剧烈冲击
传统燃油车动力总成刚体模态分布范围为7-17HZ ,而由于电机动力总成质量较低，电机动力总成在驱动与制动工况下都会发生剧烈的瞬态响应, 引起悬置动反力的剧烈冲击，所以悬置刚度设计偏高，会导致动力总成刚体模态频率整体上移，因此EV悬置系统固有频率的范围多在20-70Hz，这容易与整车其他子系统模态分布（见图1）重合。


图1 整车其他子系统模态分布
 
一、避频考虑
因此在考虑悬置系统固有频率布置时要关注图1中几个关键子系统频率：
1、 EV虽然无怠速，但有“怠速”行驶工况，“怠速”行驶转速对应的激励频率值；
2、AC ON工况，压缩机工作频率与EV悬置系统固有频率的关系。很多情况下压缩机装在电机总成上共用一套悬置(如图2)。


图2 压缩机集成在电机总成
 
3、冷却风扇运转频率与EV悬置系统固有频率的关系
4、 车身模态与EV悬置系统固有频率的关系
5、 悬架Hop/Tramp固有频率与EV悬置系统固有频率的关系
6、 方向盘固有频率、座椅固有频率与EV悬置系统固有频率的关系
7、 车身声腔模态与EV悬置系统固有频率的关系
8、传动系统扭转模态与EV悬置系统固有频率的关系
考虑与以上固有频率的分隔关系，EV悬置系统六阶固有频率应穿插布置在以上固有频率之间。
 
二、固有频率设定
2.1 固有频率对标
对日产Leaf和宝骏E100动力总成刚体模态进行实测得到结果如表1所示。由于Leaf所用悬置刚度较低（图3），所以测出来的六阶刚体模态偏低。而宝骏E100悬置所用刚度偏高，导致模态偏高。
表1 动力总成悬置系统刚体模态测试对标


图3 日产Leaf悬置系统及悬置刚度
 
2.2 Bounce模态设定
  1. 路面激励的频率范围多≤25Hz，对于EV悬置系统，如果考虑合理的避开路面激励，需使Bounce固有频率≥25Hz；
  2. 悬架系统固有频率多在12-14Hz，EV悬置系统六阶固有频率都应考虑合理的避频；
  3. 是否需要使用液压悬置，a）如果Bounce固有频率＜25Hz，建议使用；b）如果Bounce固有频率＞25Hz，需视具体情况；
  4. Bounce模态需考虑与车身模态的分离。
2.3 Pitch模态设定
  1. 较大的Pitch模态利于控制Key On/Off、Tip In/Out等瞬态扭矩冲击振动；
  2. 需考虑与车身模态的分离；
  3. 需考虑与传动系统扭振模态的分离  ；
  4. 需考虑与“怠速”行驶激励频率的分离
2.4 Fore/Aft及其他各方向模态设定
  1. 较大的Fore/Aft模态利于控制Key On/Off、Tip In/Out等瞬态扭矩冲击振动；
  2. 一般情况下，EV悬置系统六阶模态的上限是车身的第一阶声腔模态，下限是悬架的固有频率。在此基础上，将六阶模态分布在图1所述的频率范围之内。
2.5 对于纵置动力总成布置
  1. 还需要额外考虑后桥模态与EV悬置系统模态的分离关系。
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