纯电动汽车电机悬置支架固有频率的设定方法-II
根据公式(7)、(8)可知,在主动侧、被动侧的刚度较大时,悬置系统的隔振性能主要与悬置橡胶刚度和悬置支座支架刚度有关。对于悬置支座支架,根据固有频率计算公式:
可知,在质量不变的情况下,支架的刚度越高固有频率越大。在悬置系统中,为了管理悬置支架刚度和避免系统共振问题,通常采用固有频率作为悬置支架的性能设计指标。因此,为了充分有效发挥悬置橡胶的隔振效果,科学合理地设定电机悬置支架的固有频率就变得尤为重要。
对于确定的线性系统,在判断共振点时,经验上一般采用的方法是当监测点的响应值(加速度、速度、位移)是控制点控制值(加速度、速度、位移)的两倍以上时监测点响应值对应的频率f即为共振点,因此对于无阻尼单自由度响系统,在进行共振点判断时需要满足[25-26]:
式中,X为响应值,Xst为控制值,λ为频率比且λ=f/f0,f为激励频率,f0为固有频率。所以,可以求得λ的值为:
因此,悬置支架产生明显共振的激励频率范围为
由于驱动电机的激励频率可从低频连续覆盖到中高频,为了避免悬置支架因刚度设计不足导致固有频率偏低,进而引起悬置支座的结构共振、悬置隔振不足问题,悬置支架的固有频率需要位于电机激励频率(工作范围转速内)以上才能实现频率错开。根据公式(11)可知,为了避开激励共振区域,悬置支架的固有频率f0需要满足:
在纯电动汽车行驶过程时,车辆的行车速度V可通过如下公式计算:
式中,行车速度V单位为km/h;N为电机转速,单位r/min;R为轮辋尺寸,单位英寸;η为轮胎高宽比;B为轮胎宽度,单位mm;i为电机总传动比;rt为轮胎动半径,单位m。
因此,驱动电机的基频f的可以表示为:
根据相关文献的研究[21],对于8极48槽式架构的驱动电机,电磁噪声的主要激励频率为基频f和倍频2pf,其余阶次频率的径向电磁力幅值较小。根据公式(5)、(12)可知,亦即悬置支架的固有频率需要大于2p√2才能有效防止与电机主要激励频率发生明显的共振。所以,在设计阶段悬置支架的固有频率f0需要满足如下条件:
本文摘自《纯电动汽车电机悬置支架固有频率的设定方法》-汽车科技,部分补充更正
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