中型纯电动客车动力总成悬置系统的优化设计

摘要

电动汽车在解决电池、电机、电控系统和充电基础设施等问题的同时，也需要努力改善汽车的NVH性能。由于用驱动电机代替了发动机，发动机的“掩蔽效应”消失，给电动汽车的噪声控制带来了新的挑战，动力总成悬置系统是电动汽车整车振动系统的一个重要子系统，其振动的传递特性对汽车的乘坐舒适性和噪声品质有较大影响。因此，本文结合校企合作项目“中型纯电动客车设计开发”，主要对电动客车动力总成悬置系统进行设计与优化研究。
　　首先，介绍隔振基础理论和动力总成悬置系统设计的基本原则，分析悬置元件使用特性，在此基础上，结合电机动力总成的实际布置空间和工作环境，确定电动客车电机动力总成悬置系统的初步布置方案，并对系统进行了激励分析。
　　其次，建立了电机动力总成悬置系统6自由度刚体动力学模型，通过拉格朗日方程推导得出悬置系统的振动微分方程，测量确定悬置系统参数，利用ADAMS软件建立电机动力总成悬置系统的虚拟样机模型。
　　然后，在激励分析的基础上，利用 ADAMS软件对电机动力总成悬置系统进行了模态、频域响应、时域响应的仿真分析，通过对悬置系统的性能仿真分析，发现悬置系统存在能量解耦率需要提高、悬置元件瞬态冲击负荷不均匀的情况，需要对悬置系统进行优化设计。
　　最后，通过Isight和MATLAB软件对电机动力总成悬置系统进行了集成优化设计，选择系统6个自由度的能量解耦率加权和为优化目标、各个悬置元件的主轴静刚度为设计变量、系统固有频率合理分布及设计变量上下边界为约束条件，通过灵敏度分析剔除低灵敏度变量，采用多岛遗传算法优化设计变量，并与原设计方案进行对比分析，结果说明优化设计达到了减振降噪的效果。用蒙特卡罗法对确定性优化后的悬置系统进行了稳健性检验，结果显示优化后的悬置系统稳健性增强，能够满足工程要求。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2动力总成悬置系统的国内外研究现状

1.3主要研究内容

第2章动力总成悬置系统理论及布置方案

2.1振动隔离基础理论

2.2动力总成悬置系统设计的基本原则

2.3动力总成悬置元件的使用特性

2.4电机动力总成悬置系统布置方案的确定

2.5动力总成悬置系统激励分析

2.6本章小结

第3章电机动力总成悬置系统建模

3.1动力总成悬置系统6自由度刚体动力学模型

3.2电机动力总成悬置系统参数测定

3.3电机动力总成悬置系统虚拟样机模型的建立

3.4本章小结

第4章电机动力总成悬置系统性能仿真分析

4.1电机动力总成悬置系统模态分析

4.2电机动力总成悬置系统频域仿真分析

4.3电机动力总成悬置系统时域仿真分析

4.4本章小结

第5章电机动力总成悬置系统优化设计

5.1悬置系统优化分析

5.2电机动力总成悬置系统优化过程

5.3优化结果的分析

5.4基于蒙特卡罗法的悬置系统稳健性分析

5.5本章小结

第6章总结与展望

6.1全文总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文

附录

附录A：电机动力总成悬置系统数学模型的计算程序